Hinca de tubería en trazados curvos en la red de

Transcripción

Hinca de tubería en trazados curvos en la red de
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:40 Página 1
Hinca
de
tubería
Hinca de tubería en
trazados curvos en la
red de colectores de
la regata de Zubimusu
(Irún, Guipúzcoa)
David Sualdea Abad, Rolando Justa Cámara; Acciona Infraestructuras S.A., Alcobendas, Madrid
El proyecto constructivo de una nueva red de
colectores de aguas residuales separativas en la
zona de la Regata de Zubimusu, en Irún
(Guipúzcoa), constituye una oportunidad para
divulgar la técnica de hinca de tubería de
hormigón armado de gran diámetro, utilizada en
la ejecución de la obra con modificaciones
sustanciales respecto al proyecto original, donde
se planteaban hincas de escasa longitud. Se utilizó
la técnica de hinca en longitudes grandes para
reducir la afección al tráfico y a las viviendas, así
como para reducir el número de pozos de
ataque y extracción. Se aumentó la longitud de
hinca para hacer económicamente viable la
ejecución mediante perforación mecanizada.
de empuje entre los tubos y los parámetros
deformacionales de las sufrideras de madera y
del terreno, y adicionalmente, a partir de los
datos registrados tanto del trazado como de las
fuerzas de empuje, se realiza una comparación
entre los valores teóricos previstos y los reales,
extrayendo una serie de conclusiones al final del
artículo. También se incluye como conclusión
una propuesta de control para hincas de
tuberías de gran diámetro.
Esta breve exposición de la técnica de hinca
de tuberías en trazados curvos no pretende
abarcar la gran complejidad de estos trabajos,
que bien se podría catalogar de arte por la
ingente cantidad de condicionantes, parámetros
y detalles que conlleva, sino que simplemente
pretende poner de manifiesto el amplio campo
de actuación que esta técnica puede ofrecer y
divulgar un método simplificado de evaluación
de la fuerza máxima de empuje.
La adaptación de la red de colectores al viario
urbano requería la definición de hincas con
trazados circulares y con curvas en S, que fueron
diseñados teniendo en cuenta los parámetros
geométricos y de empuje admisibles para los
tubos, las sufrideras, las estaciones intermedias y
la máquina tuneladora. El terreno ofrecía unas
características geotécnicas apropiadas para
trazados curvos, escogiendo el flysch
meteorizado como terreno apropiado para la
perforación mediante la utilización de un
hidroescudo cerrado. Los diámetros nominales
interiores de los tubos hincados fueron 2000
mm y 1200 mm, con longitudes de hinca totales
de 620 y 200 m respectivamente.
1. Análisis de alternativas y
optimización de hincas
La hinca de tubos de hormigón para la red de
aguas residuales en la Regata de Zubimusu
(Irún, Guipúzcoa) se circunscribía inicialmente a
varias ejecuciones en línea recta de escasa
longitud, manteniendo el proceso constructivo
de excavación en zanja para la mayoría de los
tramos de tubería a instalar. Además, por ser
una red separativa, en el proyecto se planteaban
hincas de varios diámetros (tuberías de 1000 y
1200 mm para red de pluviales y 400 mm para
red de aguas negras), sin indicar el tipo de hinca
Se realizó una estimación previa de la fuerza
de empuje admisible a partir de un modelo
cinemáticamente posible y en equilibrio,
teniendo en cuenta la excentricidad de la fuerza
febrero 2014
4
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:40 Página 2
Hinca
de
tubería
cas a una cota más profunda, lo que a su vez
mejoraba las condiciones de estabilidad de la
excavación con tuneladora. El terreno, formado por un flysch meteorizado hasta una profundidad variable de 6 a10 metros, así lo permitía, con lo que todos los servicios
cruzarían por encima de la clave del túnel, y
éste se realizaría en unas condiciones de
estabilidad del terreno sobre la clave suficientes y sin interferencias.
 Optimización de pozos y de tuberí-
as: Para reducir el número de pozos, se pensó en disponer los pozos de ataque fuera de
la zona urbana, ya que las instalaciones en
estos puntos son mucho más incómodas.
Con esa filosofía, se planteó la idea de realizar un único pozo de extracción para dos
hincas, con diferentes cotas de llegada en el
pozo. Para optimizar el diseño de los tubos,
así como uniformizar el diámetro, se planteó
un diámetro de 2000 mm para todos los
colectores principales (1200 para los secundarios) y se introduciría la tubería de aguas
negras (de PVC) en el interior del colector
de pluviales (de 2000 mm), lo que era posible
gracias al aumento del diámetro respecto al
previsto en proyecto. De este modo se realizaría un ahorro importante a la hora de instalar las tuberías de fecales.
(con escudo abierto, con escudo cerrado o una
hinca neumática).
La ejecución de colectores en ámbito urbano
requiere mantener unos niveles de seguridad en
la construcción suficientes para no causar daños
a los servicios ni a las edificaciones. Para
garantizar esta seguridad se optó por reducir al
mínimo posible los tramos en zanja y utilizar la
técnica de hinca de tubería con uso de escudo
cerrado y bastidor de empuje en el pozo de
ataque. Esta técnica es comúnmente denominada
en el mundo anglosajón como Pipe-Jacking. Con
esta decisión de carácter general, iba asociado un
cambio en la concepción de la obra,
principalmente en tres aspectos fundamentales:
 Producción sostenible: Para poder eje-
cutar las obras de forma segura utilizando la
técnica de pipe-jacking, era necesario disponer de una longitud de hinca suficiente que
permitiera la amortización del montaje de las
máquinas e instalaciones necesarias para ejecutar las obras, a la vez que se pudieran
manejar unos precios de ejecución razonables. Por ello, se propuso aumentar las longitudes de hinca en todos los colectores, evitando en lo posible disponer pozos
intermedios, generando una economía suficiente en el proceso ejecutivo.
 Geometría adaptada (al viario y los
servicios): La geometría de las calles, así
como de los servicios existentes, precisaban
de un diseño con un trazado curvilíneo en
planta y alzado, de forma que las hincas se
pudieran adaptar tanto a la topografía como
a la red viaria. La existencia de redes eléctricas, de gas y otros obligaba a realizar las hin-
xMaquinas tuneladoras (hidroescudos) utilizadas para las
hincas de tubos DN 2000 y DN 1200 respectivamente
febrero 2014
5
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:40 Página 3
Hinca
de
tubería
diámetro fue diseñado en una curva de radio
700 m, y por otro lado el colector C2-C9 fue
diseñado para realizar una curva en S de radio
500 m. Este colector se ejecutó después de
tener realizada la hinca recta del colector C10,
pasando por encima del mismo. En el punto de
cruce, posteriormente se construiría el pozo
10.1 de conexión entre los dos colectores. En
todas las hincas se dispuso una cobertura de
terreno sobre la clave superior mayor de un
diámetro.
2. Campaña geotécnica
Área urbana del trazado del colector principal C3
La investigación geológico-geotécnica de
proyecto se reducía a cuatro sondeos
dispuestos en la alineación principal del
colector. Como parte del nuevo planteamiento
de la obra se realizó una campaña adicional de
sondeos en cada uno de los pozos de
ataque/extracción proyectados, realizándose
también perfiles sísmicos sobre las alineaciones
de los colectores.
Con estos conceptos, se realizó un proceso
de análisis de alternativas para las hincas,
proponiéndose finalmente el siguiente diseño
geométrico para los trazados en planta y alzado
de las hincas a realizar.
Las condiciones del terreno encontrado en
la investigación geotécnica, aún con la
anisotropía propia del flysch calizo y con
buzamientos algo vertical izados, se
consideraron favorables para la realización de
las hincas. La cohesión del horizonte
meteorizado garantizaba la estabilidad de los
túneles a excavar, así como la estabilidad de los
pozos de ataque y de extracción proyectados.
Foto del pozo 3.8 en la salida de la primera
hinca realizada
Como se puede observar, se realizaron
sendos diseños en curva, objeto de la presente
ponencia. El colector C3 de 2000 mm de
febrero 2014
6
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:40 Página 4
Hinca
de
tubería
Perfiles sísmicos realizados en la alineación del colector principal (C3)
Debido a la proximidad de los edificios
respecto a los trazados proyectados, se planteó
un plan de auscultación riguroso para verificar
los movimientos en las edificaciones antes,
durante y tras el paso de las tuneladoras. Por
otro lado, dadas las condiciones favorables que
ofrecía el terreno a excavar (que fueron
verificadas en la ejecución de los pozos de
ataque) y que, para los diámetros de excavación,
Aspecto de los
pozos de ataque
y extracción de
la hinca del
colector C3
Testigos del sondeo realizado en el pozo 3.8
febrero 2014
7
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:40 Página 5
Hinca
de
tubería
no se producía un asiento teórico apreciable en
las cimentaciones superficiales, se optó por no
plantear mejoras del terreno ni recalces de las
cimentaciones de los edificios.
un movimiento del tubo dentro de la cavidad
buscando un apoyo en el terreno que equilibre
dicha excentricidad mediante fuerzas aplicadas
sobre la superficie lateral del tubo. Estas fuerzas,
denominadas fuerzas coercitivas o fuerzas de
movimiento obligado, aparecen como una
reacción del terreno contra la pared lateral del
tubo al apoyarse sobre la superficie de la
cavidad, como consecuencia de la cinemática
admisible de los tubos dentro de la cavidad
excavada.
3. Geometría de hincas curvas.
Equilibrio de la hilera de
tubos
Las condiciones para el cálculo de la fuerza
máxima admisible en trazados curvos, han de
partir de una o varias situaciones
cinemáticamente admisibles y en equilibrio que
pueden darse en la hilera de tubos que
componen la hinca, dentro de la cavidad
excavada por la tuneladora. Es importante
resaltar que no solo dependen de las
características resistentes del tubo de
hormigón armado.
Estas fuerzas de movimiento obligado o de
reacción del terreno aparecen para equilibrar la
excentricidad de la fuerza de empuje y se
aplican perpendicularmente a la superficie
lateral de los tubos, concentrándose
habitualmente en los bordes de los tubos cerca
de las juntas, tanto más cuanto mayor sea el
tiempo de estabilidad de la cavidad, creando un
estado tensional complejo en estas zonas. Bajo
una desviación importante de la junta (superior
a la admisible) se pueden crear fuerzas de
reacción muy elevadas que pueden llegar a
romper los tubos.
Es bien sabido por todos los que han
realizado este tipo de trabajos alguna vez, que el
guiado de la tuneladora no es siempre igual al
teórico, ya sea recto o curvo, pues depende de
innumerables factores, entre ellos, las
condiciones variables del terreno atravesado.
Para el análisis de la fuerza máxima admisible
en una hinca, se propone una situación de
equilibrio como la siguiente:
Por tanto, en gran parte de las hincas, sobre
todo en las que el terreno es muy heterogéneo,
aparecen desvíos puntuales del trazado teórico
que han de corregirse suavemente. Estas
desviaciones provocan un trazado sinuoso en
torno al trazado teórico, generando curvas y
contra-curvas que los tubos han de atravesar
acomodándose a la cavidad excavada.
Una situación posible en la cinemática de una
hinca de tubería, teniendo en cuenta lo anterior,
es la que se muestra en la siguiente figura:
Vamos a simplificar la ecuación anterior para
que sea fácilmente resoluble con las siguientes
hipótesis:
 La excentricidad de la fuerza de hinca no
provoca apertura de juntas y las sufrideras se
suponen perfectamente elásticas. Con ello, el
brazo de la fuerza máxima de empuje será el
diámetro del núcleo central de la sección,
Para la situación del tubo más solicitado, la
fuerza de avance se encontrará descentrada
con respecto al eje de los tubos, necesitando de
febrero 2014
8
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:40 Página 6
Hinca
de
tubería
que se expresa en función de los diámetros
exterior e interior:
El valor de la fuerza máxima de hinca así
obtenido, no necesita reducciones en cuanto a
coeficientes de seguridad para obtener la fuerza
admisible, ya que las hipótesis de partida son
bastante conservadoras.
Así mismo, deberá verificarse que las fuerzas
coercitivas, empujes pasivos del terreno, no
provocan punzonamiento de las paredes del
tubo ni roturas de la virola de acero que
provoquen pérdida de estanqueidad de la hilera
de tubos.
Las líneas rojas punteadas representan la
limitación que se impone por la resistencia del
hormigón del tubo, según los cálculos
convencionales que recoge la normativa
española.
 El ángulo permitido para la desalineación del
tubo con el eje de la cavidad es de β=0,5º.
(Recomendaciones de la Pipe Jacking
Association).
 El empuje pasivo (EP) se calcula a partir de
σP, suponiendo un módulo de reacción del
terreno (K) calculado a partir de correlaciones existentes en la bibliografía disponible
(función de los parámetros residuales del
terreno alrededor del tubo).
Es importante apuntar que, en el modelo
simplificado expuesto, no se ha considerado la
relación entre la distribución de fuerzas en el
canto del tubo y la distorsión angular, lo que
puede modificar sustancialmente la formulación
propuesta y ajustar en mayor medida el empuje
máximo admisible, si bien solo se persigue acotar,
con cierto margen de seguridad, este valor.
 Para calcular el punto de aplicación de EP y su
valor, se considera que la tensión σP se aplica
en un segmento parabólico en planta, que
representa la proyección vertical de la zona
de contacto del tubo con el terreno. La distribución longitudinal de σ(S) se supone lineal, ya que es proporcional al desplazamiento
del terreno producido por el giro del tubo.
 La fuerza de rozamiento adicional por desali-
neación (FR) se calcula a partir del empuje
pasivo multiplicado por un coeficiente de
rozamiento igual a tgδ, siendo δ el ángulo de
rozamiento tierras-tubo en la zona de empuje pasivo (puede considerarse igual a φ). La
posición de la resultante es desconocida ya
que es necesario integrar los valores en una
superficie tridimensional. Se puede realizar
una simplificación bastante próxima a la realidad, suponiendo la resultante aplicada en el
diámetro exterior, ya que los movimientos
permitidos son pequeños, con lo que h≈De.
Con estas simplificaciones se obtiene una
relación entre el empuje pasivo y la fuerza
máxima de hinca:
febrero 2014
9
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:41 Página 7
Hinca
de
tubería
TERRENO
DENSIDAD (t/m3)
ANGULO DE
ROZAMIENTO. (°)
COHESION - SU (t/m2)
E (MPa)
RELLENOS
1,70
25
0
10
SUELO RESIDUAL
1,90
25 (φres=20)
c=9; SU=10
36
ROCA SANA
2,40
25
c=100
5600
NOTA: En los cálculos siguientes no fueron considerados los rellenos dada la escasa potencia de
los mismos encontrada en la mayor parte de la alineación en estudio.
4. Comparación de resultados
teórios y reales en hincas
curvas realizadas
hinca comenzó a aparecer roca sana de dureza
media. La altura media del terreno sobre la
clave del tubo considerada en los cálculos fue
de 4,5 metros.
A partir de los parámetros registrados en la
máquina tuneladora durante la hinca del
colector C3 se pudo realizar un análisis de los
valores registrados y una comparación de los
mismos con los valores teóricos previstos. Se
muestra aquí el resumen de este análisis para
los primeros 200 metros de hinca.
Se realizó un cálculo del rozamiento unitario
que representa el avance de la hilera de tubos en
el terreno, tanto para la situación de cavidad
estable como para la situación de cavidad
cerrada, según los modelos de Hastem (1986) y
Terzagui (1943) recogidos en la bibliografía
consultada (Guide to best practice for
installation of pipe jacks and microtunnels, PJA
1995).
La caracterización geotécnica de los terrenos
atravesados en la hinca en estudio se pudo
evaluar a partir de la campaña geotécnica
realizada. En síntesis, fueron tenidos en cuenta los
parámetros de la tabla de arriba para los cálculos.
Dada la elevada cohesión y, a la vista de la
estabilidad del terreno en la excavación de los
pozos de ataque, se consideró que el frente no
necesitaba empuje alguno para su estabilidad
durante la excavación.
No fue considerada la presencia de nivel
freático en los cálculos, por lo que no existe
reducción de la fricción por empuje
hidrostático de la tubería sumergida. Por tanto,
el rozamiento unitario teórico depende de los
parámetros del terreno, de su estabilidad y del
peso del elemento que se desliza a través de la
cavidad.
Las condiciones del perfil geotécnico se
resumen en los gráficos de abajo.
En resumen se obtienen los siguientes
valores teóricos para el razonamiento unitario
(véase tabla de abajo).
Los primeros 120 metros fueron excavados
en suelo residual. A partir de los 100 metros de
febrero 2014
10
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:41 Página 8
Hinca
de
tubería
Rozamiento unitario en cavidad
estable en suelo residual
Rozamiento unitario en cavidad cerrada
en suelo residual sin lubricación
Rozamiento unitario en cavidad cerrada
en suelo residual con lubricación
Rozamiento unitario en cavidad estable en roca
febrero 2014
11
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:41 Página 9
Hinca
de
tubería
A continuación se muestra una simulación de
la fuerza de empuje necesaria a lo largo de la
geología atravesada, considerando las mismas
condiciones que se tuvieron durante la
ejecución. Estas condiciones fueron:
realizadas en el capítulo 4. Para los parámetros
indicados del suelo residual, que es el terreno
atravesado en la primera parte del trazado, la
correlación con el módulo de reacción del
terreno puede ser la siguiente:
 No fue usada la primera estación intermedia
hasta superar los primeros 90 metros de hinca, y la segunda hasta llegar a los 120 metros.
 El tiempo de estabilidad de la cavidad fue has-
ta tener que utilizar la primera E.I. (20 días).
 La lubricación del tramo cerrado no comen-
zó hasta después de los 170 metros de hinca.
Por último, se verifica el valor de la fuerza
máxima de empuje con las consideraciones
febrero 2014
12
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:41 Página 10
Hinca
de
tubería
La finalidad de este análisis es poder
comparar estas previsiones con la realidad de la
hinca ejecutada, y si el hecho de realizar hincas
en curva modifica sustancialmente los valores
teóricos previstos. Se muestra a continuación
un resumen de los parámetros registrados en la
máquina y los valores calculados de la fuerza de
rozamiento unitaria.
Parámetros registrados por la máquina y
empuje desde la E. Intermedia 1
Parámetros registrados por la máquina y
empuje desde la E. Intermedia 2
Con esto, la fuerza máxima permitida, para
un desalineamiento de 0,5°, se estima en 600 tn
aproximadamente.
Rozamiento medio por metro lineal
empujado desde la E. Intermedia 1
Valores teóricos estimados para la fuerza de empuje
necesaria
Valores teóricos estimados del rozamiento unitario en
cada tramo
Rozamiento medio por metro lineal
empujado desde la E. Intermedia 2
febrero 2014
13
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:41 Página 11
Hinca
de
tubería
Parámetros registrados por la máquina (torque) y empuje desde el bastidor
Rozamiento medio por metro lineal empujado a partir de los datos registrados de empuje desde
el bastidor
febrero 2014
14
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:41 Página 12
Hinca
de
tubería
A la vista de la comparación efectuada, los
valores registrados durante la ejecución reflejan
en gran medida las condiciones teóricas del
empuje previsto, salvo en los empujes previstos
en la primera estación intermedia, posiblemente
debido a un incremento del rozamiento por
mayor peso de la tuneladora o por la necesidad
de la cabeza de corte de ejercer una presión
significativa para cortar el terreno. Los valores
registrados en la hinca en curva no difieren de
los obtenidos teóricamente sin considerar el
efecto de la desalineación.
Los cálculos para prever las condiciones de
empuje admisibles y el rozamiento máximo
durante la ejecución de las hincas curvas, no
difieren de los que se realizan habitualmente
para las hincas rectas, pues en ambas
habitualmente aparecen desvíos puntuales del
trazado teórico que han de corregirse
suavemente. Estas desviaciones provocan un
trazado sinuoso en torno al trazado teórico,
generando curvas y contra-curvas que los
tubos han de atravesar acomodándose a la
cavidad excavada.
Los valores de rozamiento unitario y
empujes registrados son valores aceptables
para la ejecución de las hincas, si bien el empuje
máximo llegó a superar las previsiones de la
estimación realizada, lo que indica un cierto
margen de seguridad en el modelo simplificado
planteado.
Cuando la heterogeneidad del terreno
provoca unas condiciones de guiado
defectuosas, cobran especial relevancia las
condiciones de reacción de la cavidad para
mantener la estabilidad de la hilera de tubos
frente a empujes máximos. Así mismo, el diseño
de refuerzo del extremo de los tubos para
resistir posibles esfuerzos coercitivos cobra
especial importancia. Por ello se recomiendan
longitudes de los tubos de hinca que no
sobrepasen los 3 metros, para garantizar una
capacidad resistente del tubo frente a los
esfuerzos coercitivos que se puedan generar en
cualquier tipo de hinca.
5. Conclusiones y parámetros
geométricos a considerar en
la ejecución de hincas de
tubos
Los trazados en curva para hinca de tubería
de hormigón pueden realizarse, siempre que los
radios de curvatura proyectados permitan
mantener en lo posible una hinca con las juntas
cerradas, lo que debe condicionar, desde en la
etapa de proyecto, la relación de aspecto de los
tubos a usar y las características de las
sufrideras a utilizar entre tubos.
A continuación se relacionan algunas
especificaciones técnicas así como las
tolerancias
geométricas
admisibles
recomendables a considerar en el control de
ejecución de una hinca con esta técnica, en
longitudes superiores a 40 veces el diámetro de
perforación. Los valores aquí reflejados están
ajustados para tuberías de DN 2000, con
diámetro de perforación 2445 mm.
En terrenos con gran tiempo de estabilidad
de la cavidad, ya sean cohesivos o suelos
residuales provenientes de rocas alteradas,
existen condiciones idóneas para realizar hincas
curvas de gran longitud, permitiendo la
optimización del número de estaciones
intermedias de empuje a disponer y los valores
de rozamiento dentro de límites admisibles.
A. TOLERANCIAS ABSOLUTAS DE POSICIÓN: ±50
mm en cota y ±50 mm en planta, siempre
respecto a la posición teórica del trazado.
B. ALINEACIÓN CURVA EN PLANTA O ALZADO:
La alineación teórica de las hincas será la de
una circunferencia de radio constante en el
espacio, siempre que sea posible. En caso de
ser necesario un acuerdo en S para cumplir
con las exigencias del trazado, dicho acuerdo
ser debe realizar con sendas curvas de radio
constante con un desarrollo angular inferior
a 10º (sexagesimales). Para diámetros de
perforación superiores a 1500 mm, es
conveniente disponer un tramo recto
tangente a las alineaciones curvas para evitar
solicitaciones que puedan dañar los tubos.
Aun cuando sean atravesados terrenos
heterogéneos a lo largo de la hinca, las hincas en
trazados
curvos
no
tendrían
más
condicionantes que las que tienen las hincas
rectas, pero es aconsejable que el terreno
mantenga una cierta homogeneidad en cuanto a
la reacción que puede ejercer contra el tubo sin
deformaciones excesivas para no provocar
incrementos en la desalineación entre los
mismos.
febrero 2014
15
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:41 Página 13
Hinca
de
tubería
NIVEL DE EMPUJE
VERDE
AMARILLO
ROJO
FUERZA MÁXIMA (tn)
≤ 800 tn
≤ 1000 tn
≤ 1250 tn
DISTORSIÓN ENTRE TUBOS CONTIGUOS
≤ 0,25O
≤ 0,5º
> 0,5º
ACCIONES A CONSIDERAR
INSPECCIÓN
VISUAL
C. RADIO DE CURVATURA MÍNIMO: El radio de
curvatura de las hincas curvas ha de limitarse
en función de la relación del mismo con el
diámetro de la perforación (R/DP). En
trazados circulares, se aconseja limitar esta
relación R/DP a un valor no inferior a 250, y
conviene aumentarlo hasta 300 en terrenos
sin cohesión. Cuando se trate de un acuerdo
en S (dos curvas de igual radio, tangentes y
opuestas), se limitará el radio de curvatura a
un valor mínimo de R/DP entre 300 y 350.
USO DE E.I.’s.
REVISIÓN
INSPECCIÓN DE TOPOGRÁFICA Y
JUNTAS. REVISIÓN REFUERZO DE
TOPOGRÁFICA.(*)
JUNTAS
misma si la junta se sitúa cerca de la Estación de
Empuje Activa.
En el caso de una parada prolongada siempre
es necesario aplicar un empuje superior al que
se venía aplicando anteriormente, dado que es
necesario vencer el rozamiento estático de la
hilera de tubos. Por esta causa, es posible tener
que aumentar el nivel de empuje considerado
como verde, superando las 800 toneladas.
(*) En caso de no producirse un descenso en
la fuerza de empuje sin causa justificada tras la
hinca de los dos primeros tubos tras la
reanudación,
se
deberá
verificar
topográficamente la hilera de tubos y comprobar
las distorsiones entre tubos contiguos para
eliminar posibles situaciones de riesgo debido a
una posible inestabilidad de la hinca.
D. LONGITUD MÁXIMA DE LOS TUBOS: En los
tubos de hinca de hormigón que existen en
el mercado, es raro tener que limitar el radio
de curvatura por la longitud de los tubos, ya
que suelen tener una longitud similar a su
diámetro exterior. En hincas rectas, donde se
puede optar por utilizar tubos más largos, es
necesario limitar el radio de los acuerdos de
ajuste del trazado cuando se utilicen estos
tubos. En estos casos es conveniente realizar
un estudio del GAP necesario para poder
realizar acuerdos curvos de 800 metros de
radio sin provocar esfuerzos coercitivos
importantes.
En el caso que exista alguna junta con
distorsión angular superior a 0,5º en el entorno
E. FUERZA DE EMPUJE MÁXIMA EN FUNCIÓN
DE LA DISTORSIÓN ENTRE TUBOS: Para
limitar la fuerza de empuje a aplicar en la
hinca, se propone una tabla siguiendo un
criterio de niveles de empuje que se asumen
en función del valor de este parámetro.
Evidentemente, no es posible limitar la fuerza
de empuje de forma absoluta, ya que de este
modo no se podría continuar con la hinca de
tubería en determinadas situaciones que se
dan en obra (como por ejemplo, el arranque
tras una parada prolongada).
Si se constata una distorsión angular
superior a 0,5O entre tubos contiguos, se
deberá estudiar el refuerzo de la junta en
cuestión antes de seguir con los trabajos de
hinca, y será obligatorio un refuerzo de la
febrero 2014
16
acciona_102-105.qxd 13/03/14 14:41 Página 14
Hinca
de
tubería
de las Estaciones de Empuje, se deberán utilizar
todas las estaciones disponibles en la hilera de
tubos para reducir en lo posible la fuerza
máxima de empuje.
Simulation of Pipe-Jacking: Computer Models
and 1:1 Scale Tests (B. Bosseler, B. Falter, IKT –
Institute for Underground Infrastructure,
Germany, University of Applied Sciences
Münster, Germany).
Agradecimientos
Guide to best practice for the installation of
pipe jacks and microtunnels. (Pipe Jacking
Association, 1995)
Gracias a los responsables de Acciona
Infraestructuras en esta obra, en especial a D.
Alfonso Vallejo, cuya aportación a la
consecución exitosa de las hincas de Zubimusu
fue imprescindible, dada su aportación de datos
y fotografías para la redacción de este
documento.
Gracias a los ejecutores de las hincas y los
fabricantes de los tubos de hinca por su
apreciable transmisión de conocimiento y
detalles técnicos que han hecho posible este
documento, a saber, Geosa y Tubos Arenzana.
Referencias bibliográficas
Determinación de los esfuerzos producidos
por la fuerza de avance (F. Garayo y J. Alonso,
ROP 3324, septiembre 1993).
Standard ATV-A_161E: Structural calculation
of driven pipes (German ATV rules & standards,
1990)
Standard DWA-A 125E: Pipe jacking and
related techniques (German DWA rules &
standards, 2008).
Jacking design guidelines. (CPAA: Concrete
Pipe Association of Australia,1990)
UNE EN 1916 Tubos y piezas
complementarias de hormigón en masa,
hormigón armado y hormigón con fibra de
acero (AENOR, octubre 2002).
www.acciona.es


Documentos relacionados