Diseño estructural de sistema de paraguas para la fortificación de túneles del Trasvase Este - Oeste

Abstract

En Cuba la ejecución de túneles hidráulicos se materializa fundamentalmente con la construcción de los trasvases. Actualmente, en la región oriental se desarrolla la construcción del Trasvase Este – Oeste, donde los túneles se convierten en elementos medulares por constituir una de las principales variantes de conducción de agua. Debido a las características geomecánicas desfavorables que atraviesan algunos tramos del trazado y para evitar el derrumbe en los mismos, se requiere el diseño y construcción de un sistema de fortificación que garantice la estabilidad del sistema (Sistema Paraguas). Razón por la cual en la presente investigación se plantea un procedimiento para el diseño estructural de micropilotes, cerchas y revestimiento, en el cual se emplea la combinación de los métodos analíticos y los numéricos a través del método de los elementos finitos. Se realiza la modelación del túnel a partir de las características geomecánicas del suelo mediante el software Geo5-2019. El diseño del elemento cercha de hormigón armado se obtiene a través del software Sap -2000 v-14, tras valorar diferentes secciones. Se define el espesor del revestimiento de hormigón reforzado con fibras. Con todos estos elementos queda conformado el diseño del Sistema Paraguas con tecnología Simmetrix. Para el desarrollo de la investigación se emplearon una serie de métodos teóricos, empíricos y estadísticos que permitieron las limitaciones existentes en el diseño del Sistema Paraguas y valorar la factibilidad de los aportes de la investigación. Igualmente, el asiento bibliográfico se desarrolló a partir de las normas APA. In Cuba, the execution of hydraulic tunnels materializes fundamentally with the construction of transfers. Currently, in the eastern region, the construction of the East-West Transfer is being developed, where the tunnels become core elements as they constitute one of the main water conduction variants. Due to the unfavorable geomechanical characteristics that cross some sections of the route and to avoid collapse in them, the design and construction of a fortification system is required to guarantee the stability of the system (Umbrella System). Reason why in the present investigation a procedure for the structural design of micropiles, trusses and cladding is proposed, in which the combination of analytical and numerical methods is used through the finite element method. Tunnel modeling is performed based on the geomechanical characteristics of the soil using Geo5-2019 software. The design of the reinforced concrete truss element is obtained through the Sap -2000 v-14 software, after evaluating different sections. The thickness of the fiber-reinforced concrete cladding is defined. With all these elements, the design of the Umbrella System with Simmetrix technology is formed. For the development of the research, a series of theoretical, empirical and statistical methods were used that allowed the existing limitations in the design of the Umbrella System and assessed the feasibility of the research contributions. Likewise, the bibliographic entry was developed from the APA standards.