L`Ollería Tunnel (Valencia)

Transcripción

TÚNEL DE L'OLLERIA II
VALENCIA
INFORME TÉCNICO
115
CONSTRUCCION
DEPARTAMENTO DE MÉTODOS
Octubre 2004
ÍNDICE
1.-
INTRODUCCIÓN ................................................................................................1
1.1.-
ANTECEDENTES ........................................................................................................... 1
1.2.-
LOCALIZACIÓN .............................................................................................................. 4
2.-
ESTUDIOS GEOLÓGICOS PREVIOS ...............................................................7
2.1.-
ESTUDIOS DEL TÚNEL ANTERIOR ............................................................................. 8
2.2.-
2.1.1.-
ESTUDIOS DE PROYECTO ........................................................................................ 8
2.1.2.-
ESTUDIO GEOLÓGICO PARA LA CONSTRUCTORA ................................................ 8
2.1.3.-
ESTUDIO DE LA CONSEJERÍA DE OBRAS PÚBLICAS ............................................ 9
2.1.4.-
SÍNTESIS DE LA EXCAVACIÓN DEL TÚNEL ANTERIOR ......................................... 9
ESTUDIOS DEL TÚNEL DE L’OLLERIA II .................................................................. 10
2.2.1.-
ESTUDIO DEL PROYECTO INICIAL .........................................................................10
2.2.2.-
ESTUDIO DEL TRAZADO PROPUESTO POR LA U.T.E. .........................................10
3.-
CONTEXTO GEOLÓGICO ............................................................................... 13
3.1.-
GEOLOGÍA Y ESTRATIGRAFÍA .................................................................................. 14
3.1.1.-
CALIZAS. CALIZAS ARENOSAS Y CALCARENITAS ...............................................14
3.1.2.-
MARGAS VERDES, MARGOCALIZAS Y CALIZAS NODULOSAS ........................... 16
3.1.2.1.-
Calizas nodulosas .......................................................................... 16
3.1.2.2.-
Margas verdes ................................................................................ 18
3.1.3.-
MARGAS Y ARCILLAS ROJAS ..................................................................................19
3.1.4.-
YESOS MASIVOS ......................................................................................................21
3.1.5.-
FRENTES CON OTRAS LITOLOGÍAS ......................................................................22
3.2.-
SÍNTESIS TECTÓNICA ................................................................................................ 23
3.3.-
HIDROGEOLOGÍA ........................................................................................................ 25
4.-
DESCRIPCIÓN GENERAL DEL TÚNEL ......................................................... 27
4.1.-
TRAZADO ...................................................................................................................... 27
4.2.-
EXCAVACIÓN ............................................................................................................... 33
4.3.-
SECCIONES TRANSVERSALES ................................................................................. 36
4.4.-
SOSTENIMIENTOS ....................................................................................................... 40
5.-
PROCESO CONSTRUCTIVO DEL TÚNEL .................................................... 41
5.1.-
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 41
5.2.-
EJECUCIÓN DE EMBOQUILLES ................................................................................. 42
5.3.-
5.2.1.-
EMBOQUILLE BOCA SUR ........................................................................................ 43
5.2.2.-
EMBOQUILLE BOCA NORTE ................................................................................... 50
EXCAVACIÓN SECCIÓN DE AVANCE ........................................................................ 52
5.3.1.-
EXCAVACIÓN POR BOCA SUR. ROZADORA ......................................................... 52
5.3.2.-
EXCAVACIÓN POR BOCA NORTE. VOLADURA ..................................................... 57
Replanteo de voladura .................................................................... 57
5.3.2.2.-
Perforación ......................................................................................57
5.3.2.3.-
Carga del explosivo ........................................................................ 58
5.3.2.4.-
Voladura y ventilación ..................................................................... 58
5.3.2.5.-
Desescombro .................................................................................. 61
5.3.2.6.-
Saneo ..............................................................................................61
5.3.2.7.-
Sellado ............................................................................................62
5.3.3.-
EXCAVACIÓN SECCIÓN SOBREANCHO (AVANCE EN CALOTA) ......................... 63
5.3.4.-
SOSTENIMIENTOS ................................................................................................... 63
5.3.5.-
5.4.-
5.3.2.1.-
5.3.4.1.-
Sostenimiento S-1 ...........................................................................64
5.3.4.2.-
Sostenimiento S-3 ...........................................................................65
5.3.4.3.-
Sostenimiento Boca Sur ................................................................. 67
5.3.4.4.-
Sostenimiento Boca Norte ..............................................................67
5.3.4.5.-
Sostenimiento - revestimiento Bernold ........................................... 69
5.3.4.6.-
Sostenimiento del sobreancho ........................................................ 75
INYECCIONES .......................................................................................................... 76
EXCAVACIÓN EN DESTROZA ..................................................................................... 79
5.4.1.-
DESTROZA CENTRAL ............................................................................................. 79
5.4.2.-
BATACHES .............................................................................................................. 81
5.4.2.1.-
Fase de montaje del encofrado ...................................................... 82
5.4.2.2.-
Fase de hormigonado ..................................................................... 84
5.4.2.3.-
Fase de desencofrado ....................................................................86
5.4.3.-
EJECUCIÓN DE LOSA Y CONTRABÓVEDA ............................................................ 86
5.4.4.-
ZONA LOSA DE COMPRESIÓN ............................................................................... 88
5.5.-
FALSO TÚNEL .............................................................................................................. 90
5.5.1.-
HASTIALES ..............................................................................................................92
5.5.2.-
BÓVEDA .....................................................................................................................94
5.5.3.-
CONTRABÓVEDA EN FALSO TÚNEL BOCA SUR ..................................................96
5.5.4.-
LOSA EN FALSO TÚNEL BOCA NORTE ..................................................................96
7.-
EQUIPOS, MATERIALES E INSTALACIONES AUXILIARES
DEL TÚNEL .................................................................................................... 115
7.1.-
EQUIPOS .................................................................................................................... 115
7.1.1.-
MAQUINARIA .......................................................................................................... 115
7.1.1.1.-
Avance en calota .......................................................................... 115
A)
BOCA SUR ......................................................................... 115
Características de la rozadora Paurat E-134 ...................... 117
B)
7.1.1.3.-
7.2.-
BOCA NORTE .................................................................... 119
Ejecución de contrabóveda .......................................................... 120
MATERIALES BÁSICOS ............................................................................................ 121
7.2.1.-
BULONES
........................................................................................................... 121
7.2.1.1.-
Bulones normales ......................................................................... 121
7.2.1.2.-
Bulones Swellex ........................................................................... 123
7.2.1.3.-
Ventajas de los Swellex ................................................................ 124
7.2.2.-
MICROPILOTES ...................................................................................................... 125
7.2.3.-
ÚTILES DE CORTE DE LA ROZADORA ................................................................ 127
7.2.4.-
HORMIGÓN PROYECTADO ................................................................................... 127
7.2.4.1.-
MATERIALES BÁSICOS EN EL HORMIGÓN
PROYECTADO ............................................................................ 130
7.2.4.1.1.-
Cemento .................................................................. 130
7.2.4.1.2.-
Agua ........................................................................ 130
7.2.4.1.3.-
Áridos ....................................................................... 130
7.2.4.1.4.-
Humo de sílice ......................................................... 131
7.2.4.1.5.-
Aditivos .................................................................... 131
7.3.-
7.2.4.2.-
REQUERIMIENTOS NECESARIOS .............................................132
7.2.4.3.-
FIBRA DRAMIX ............................................................................133
7.2.4.4.-
MALLA ELECTROSOLDADA .......................................................134
7.2.5.-
CERCHAS
............................................................................................................ 134
7.2.6.-
HORMIGÓN VIBRADO ............................................................................................ 134
7.2.7.-
CHAPA BERNOLD ................................................................................................... 135
INSTALACIONES AUXILIARES ..................................................................................136
...................................................................................... 136
7.3.1.-
VENTILACIÓN
7.3.2.-
INSTALACIÓN ELÉCTRICA
7.3.3.-
MINIPOLVORINES .................................................................................................. 137
Características de los depósitos ..................................................................140
7.3.4.-
OTRAS INSTALACIONES AUXILIARES ................................................................. 140
..................................................................... 137
8.-
INSTALACIONES PROPIAS DEL TÚNEL .................................................... 141
8.1.-
INSTALACIONES MECÁNICAS ..................................................................................141
8.2.-
8.1.1.-
VENTILACIÓN ......................................................................................................... 141
8.1.2.-
PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS .................................................................... 143
INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y DE ILUMINACIÓN ..............................................144
8.2.1.-
8.2.2.-
8.3.-
INSTALACIONES ELÉCTRICAS ............................................................................. 144
8.2.1.1.-
Suministro primario .......................................................................145
8.2.1.2.-
Suministro de emergencia ............................................................146
8.2.1.3.-
Red de baja tensión ......................................................................146
ILUMINACIÓN .......................................................................................................... 147
INSTALACIONES DE COMUNICACIONES, SEGURIDAD Y CONTROL ..................148
8.3.1.-
SEÑALIZACIÓN Y CIERRE ..................................................................................... 148
8.3.2.-
DETECCIÓN AUTOMÁTICA DE INCIDENCIAS (D.A.I.) ......................................... 151
8.3.3.-
SISTEMA C.C.T.V. (CIRCUITO CERRADO DE TV) ................................................ 152
8.3.4.-
SISTEMA DE POSTES SOS ................................................................................... 152
8.3.5.-
SISTEMA DE AFORO DE TRÁFICO ....................................................................... 153
8.3.6.-
SISTEMA DE CONTROL DE ILUMINACIÓN ........................................................... 153
8.3.7.-
SISTEMA DE CONTROL DE GÁLIBO ..................................................................... 154
8.3.7.1.-
Control electrónico de gálibo ........................................................154
8.3.7.2.8.3.7.3.-
Detector mecánico de gálibo ........................................................154
Detector mecánico de gálibo apoyado sobre
el dintel del túnel ...........................................................................155
8.3.8.-
SISTEMA DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS ................................................. 155
8.3.9.-
EQUIPAMIENTO EN APARTADEROS TRAS GÁLIBO MECÁNICO ......................... 156
8.3.10.-
SISTEMA DE COMUNICACIONES ......................................................................... 156
8.3.11.-
SISTEMA DE MEGAFONÍA ..................................................................................... 158
8.3.12.-
SISTEMA DE GESTIÓN DEL TÚNEL EN EL CENTRO DE CONTROL ................. 158
8.3.12.1.-
Hardware del centro de control .................................................... 158
8.3.12.2.-
Software de control de túneles ..................................................... 160
9.-
TRABAJOS AUXILIARES ............................................................................. 163
9.1.-
TOPOGRAFÍA ............................................................................................................. 163
9.2.-
9.1.1.-
DESCRIPCIÓN GENERAL ...................................................................................... 164
9.1.2.-
BASES TOPOGRÁFICAS DE REPLANTEO ........................................................... 165
9.1.3.-
EQUIPO TOPOGRÁFICO BÁSICO Y DE CÁLCULO .............................................. 165
9.1.4.-
TRIANGULACIÓN DE ACCESO A LA EXCAVACIÓN ............................................ 165
9.1.5.-
VERIFICACIÓN PERIÓDICA DE LAS TRIANGULACIONES .................................. 166
9.1.6.-
POLIGONALES DE INTERIOR ............................................................................... 167
9.1.7.-
PERFILES GEOMÉTRICOS .................................................................................... 168
AUSCULTACIÓN ........................................................................................................ 168
9.2.1.-
CONVERGENCIAS ................................................................................................. 169
9.2.2.-
SUBSIDENCIA EN CLAVE ..................................................................................... 171
9.2.3.-
CONVERGENCIAS EN FALSO TÚNEL BOCA SUR ............................................. 171
______________________________________________________________ Introducción
_____
1
1.- INTRODUCCIÓN
1.1.- ANTECEDENTES
La ejecución del túnel de l’Olleria II (paralelo a uno ya existente) para salvar la
Sierra Grossa se encontraba dentro de las actuaciones definidas para la construcción de
la “Autovía Canals - Agullent de la carretera C-3316, tramo N-430 - Aielo de Malferit”,
según el título del Proyecto de las Obras (redactado en 1997) licitado por la Consejería
de Obras Públicas, Urbanismo y Transportes de la Generalitat Valenciana.
Esta actuación estaba justificada por la necesidad de dotar de unas mejores
condiciones de accesibilidad y rapidez de comunicaciones a las comarcas de La Costera
y el Valle de Albaida.
Estas dos comarcas tienen un gran dinamismo industrial - vidrio y textil de todo
tipo - que les es característico dentro del ámbito de la Comunidad Valenciana, además
de todo el entramado de industrias auxiliares diversas que generan el desarrollo del
sector Servicios necesario en poblaciones con tan elevada actividad fabril.
La zona presenta también una alta tasa de labores agrícolas con el cultivo de
cítricos y frutales, además de una especialización en la producción de viveros para
plantones de vid, que ha alcanzado gran importancia a nivel nacional.
Las comunicaciones de estas dos comarcas ya mejoraron en gran medida con la
entrada en servicio de la actual C-3316 y el primer túnel de l’Olleria, en el año 1992,
que eliminaba el tráfico por el Puerto de l’Olleria evitando de este modo el entramado
de curvas existente, que representaba una gran dificultad para el tráfico de vehículos
pesados.
©
2
____ Introducción _________________________________________________________________
En la actualidad, la creciente actividad industrial de estas comarcas y el trasvase
de vehículos desde la N-340 ha supuesto un crecimiento del tráfico que justifican que la
C-3316 sea transformada en una vía de alta capacidad y que conecte con la red de
autovías del Estado, facilitando las comunicaciones con Valencia, Alicante y Madrid
mediante un eje con elevadas prestaciones de servicio.
Así, la autovía Canals - Agullent se encuentra entre la autovía Valencia Almansa (N-430) de la Red General del Estado en el término municipal de Cerdá y la
variante de Albaida en la población de Agullent, lo que conecta y cierra este extremo
Norte del eje formado por la autovía Játiva - Alcoy - Alicante.
Agullent
Agullent
N-430
N-340
N-330
N-332
Plano de situación.
©
______________________________________________________________ Introducción
_____
3
Los antecedentes administrativos del Proyecto en ejecución se remontan al 20 de
septiembre de 1993, fecha en la que la Consejería de Obras Públicas, Urbanismo y
Transportes contrató la Asistencia técnica para la redacción del Proyecto “Autovía
Canals - Agullent de la carretera C-3316”. Este Proyecto, con el correspondiente
Estudio de impacto ambiental, se presentó a Información pública el 28 de septiembre de
1994. La declaración de Impacto ambiental fue revisada y ampliada, completándose la
tramitación el 19 de marzo de 1995, después de modificar algunos aspectos del trazado.
Una vez cumplimentados todos los trámites administrativos, la ejecución de las
Obras se adjudicó a la UTE de la que formaba parte FCC Construcción, dando
comienzo las mismas en junio de 1999.
En lo que se refiere a la excavación del túnel de l’Olleria II, el comienzo fue por
su Boca Sur, el lado de l’Olleria, el 15 de mayo de 2000. La excavación por la Boca
Norte comenzó 6 meses después, el 8 de noviembre, y el cale de ambos frentes se
produjo el 24 de enero de 2001, en el P.K. 8 + 996 del trazado.
Cale del túnel.
El túnel que se ha construido ha sido diseñado incorporando todas las medidas
de seguridad y mejoras contempladas en la legislación vigente, como es la existencia en
la zona media del trazado de un sobreancho de 3 m en 20 m de longitud y 8 m de
transición (4 m a cada lado), como zona de seguridad ante paradas de emergencia de
vehículos. Además se han redimensionado las medidas de seguridad, incrementándose
para incorporar las mejoras pertinentes a raíz de los últimos y graves siniestros
producidos en los túneles de los Alpes (1999 - 2000).
©
4
____ Introducción _________________________________________________________________
1.2.- LOCALIZACIÓN
El túnel de l’Olleria II se plantea como la forma en la que la C-3316 atraviesa el
relieve orográfico de Sierra Grossa, con el vértice del pico Atalaya, de 556 m sobre el
nivel del mar, en las proximidades del túnel proyectado.
Montaje de falso túnel en Boca Sur.
La Sierra Grossa es una alineación que transcurre en dirección Nor Nordeste Sur Sudoeste por una sucesión de relieves calcáreos con pendientes elevadas y que
alcanza su máxima cota en monte Cruz, entre Aielo y Vallada, con 903 m sobre el nivel
del mar.
La vertiente Noroeste está ocupada por el valle del río Canyoles, estando la
población de Canals como la población de la Costera más próxima al túnel por su Boca
Norte, y la vertiente Sudeste la ocupa el valle de Albaida, con la población de l’Olleria
como la población de dicho valle más próxima al túnel por su Boca Sur.
©
______________________________________________________________ Introducción
_____
5
Vista aérea ladera Boca Norte.
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PLANO DE SITUACIÓN
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En la figura siguiente se señala la situación del túnel en el contexto regional.
___________________________________________________ Estudios geológicos previos _____
7
2.- ESTUDIOS GEOLÓGICOS PREVIOS
El macizo de Sierra Grossa está constituido por una sucesión de materiales
calizos y calcareníticos, del Cretácico superior principalmente, afectados por una
intensa actividad tectónica, con formación de pliegues anticlinales que evolucionan a
pliegues - falla en los contactos con los sinclinales periféricos.
Una de las peculiaridades de estos pliegues anticlinales es su relación genética
con fenómenos de halocinesis (también llamada diapirismo) de los materiales
infrayacentes del Triásico, que por esta razón migran y forman intrusiones diapíricas
que dan sus propias directrices tectónicas y/o acentúan las ya definidas.
Otro rasgo muy característico de este relieve es la presencia de “klipes” u
olistolitos en su flanco Sur, o lo que es el flanco Norte del sinclinal de Albaida. Estos
“klipes” son masas de materiales competentes, calizos en este ámbito, que sufrieron
deslizamientos de ladera. Estos fenómenos de deslizamientos de olistolitos se observan
muy claramente en todo el ámbito de Sierra Grossa y están bastante estudiados.
Concretamente, en la excavación de la Boca Sur del túnel y en sus proximidades, se
pueden apreciar tanto la estructura como la disposición de los materiales en este tipo de
agrupaciones.
Hay que resaltar aquí el hecho de que, a pesar de los muchos estudios realizados,
tanto para el túnel de l’Olleria I como para el de l’Olleria II, incluso con medios muy
precisos en la actualidad como es la sísmica de reflexión, durante la excavación del
túnel II aparecieron materiales (concretamente unos yesos masivos, en el flanco Sur)
que confirmaban las teorías de la halocinesis del macizo, y que habían pasado
desapercibidos en todos los estudios realizados con anterioridad.
Para la excavación del túnel de l’Olleria II se ha contado con toda la
documentación de estudios realizados para el de l’Olleria I y las campañas de sondeos e
©
8
____ Estudios geológicos previos ______________________________________________________
investigaciones realizadas exclusivamente para el nuevo túnel, además de las
conclusiones e informes procedentes de la excavación del túnel anterior.
Cada uno de los estudios realizados aportaba nuevos y valiosos datos al
conocimiento del macizo, aunque se tenían discrepancias en cuanto a la disposición de
los materiales. Sin embargo, los datos de la excavación fueron los más definitivos y no
coincidieron totalmente con ninguno de los estudios realizados.
Dado su interés se exponen brevemente las distintas interpretaciones:
2.1.- ESTUDIOS DEL TÚNEL ANTERIOR
2.1.1.- ESTUDIOS DE PROYECTO
En el Proyecto del túnel anterior (construido 10 años antes) se pone de
manifiesto la existencia de calizas y calcarenitas del Cretácico superior, dispuestas sobre
los materiales margosos (margas verdes y rojas del Garumn), con buzamientos al Norte
en serie invertida, producidos por un pliegue volcado.
Se interpretó el macizo como un flanco invertido sin discontinuidades tectónicas
importantes, estando el cretácico calizo sobre las facies blandas del Garumn.
Boca Norte
Boca Sur
Calizas y Calcarenitas
Margas verdes
Margas rojas
PERFIL DEL PROYECTO INICIAL
2.1.2.- ESTUDIO GEOLÓGICO PARA LA CONSTRUCTORA
Se observan los materiales plegados, pero también una gran masa de calizas y
calcarenitas deslizadas hacia el flanco Sur y dispuestas sobre las margas y arcillas del
Garumn.
©
9
En esta interpretación se tenía una superficie de cabalgamiento que afectaba
únicamente a los materiales del flanco Sur, y que era la responsable de situar las calizas
sobre las facies blandas del Garumn en la Boca Sur.
Boca Norte
Boca Sur
Margas verdes
Margas rojas
PERFIL DEL INFORME DE GEOCISA
2.1.3.- ESTUDIO DE LA CONSEJERÍA DE OBRAS PÚBLICAS
A diferencia de los anteriores interpreta el macizo como resultado de un gran
cabalgamiento (pliegue falla muy evolucionado, con una superficie de despegue muy
tendida), en el que la estructura del material cabalgante se refleja también en los
materiales del flanco Sur del macizo.
Boca Norte
Boca Sur
PLIEGUE - FALLA
Margas verdes
Margas rojas
PERFIL DEL INFORME DE LA CONSEJERÍA
2.1.4.- SÍNTESIS DE LA EXCAVACIÓN DEL TÚNEL ANTERIOR
Se interpreta la estructura del macizo como una serie invertida con las calizas y
calcarenitas sobre las margas del Garumn, pero con una fractura en el flanco Norte, con
buzamiento al Norte, que retoca los contactos.
Boca Norte
Boca Sur
FALLA
Margas verdes
Margas rojas
PERFIL DE LA MEMORIA DEL TÚNEL DE L’OLLERIA I
©
10
____ Estudios geológicos previos ______________________________________________________
2.2.- ESTUDIOS DEL TÚNEL DE L’OLLERIA II
2.2.1.- ESTUDIO DEL PROYECTO INICIAL
El Proyecto inicial del túnel de l’Olleria II no prestaba demasiada atención a la
estructura del macizo, limitándose a establecer unos grupos geotécnicos en el mismo,
sin entrar en otros detalles que afectaban menos a los criterios constructivos.
Resume a los anteriores en cuanto que sitúa las calizas y calcarenitas sobre las
margas del Garumn, aunque se distingue de ellos en que éstas forman una banda
continua de Norte a Sur. También sitúa masas de calizas deslizadas en el flanco Sur del
macizo.
Boca Norte
Boca Sur
Margas verdes
Margas rojas
PERFIL DEL ESTUDIO DE INTERCONTROL
2.2.2.- ESTUDIO DEL TRAZADO PROPUESTO POR LA U.T.E.
La U.T.E. adjudicataria, para respaldar su propuesta de modificación del trazado
del túnel, realizó una campaña de sondeos de reconocimiento y un estudio de sísmica de
reflexión. Tras este estudio la interpretación de la estructura del macizo fue muy simple,
con las calizas del cretácico sobre las margas del Garumn por inversión y una serie de
bloques basculantes retocando esta disposición.
El perfil del terreno así obtenido es muy parecido al anterior en cuanto a
disposición de materiales. Pero por su método de investigación (sísmica de reflexión)
sitúa y destaca las fallas que afectan al macizo.
FALLAS
Boca Norte
Boca Sur
Margas verdes
Margas rojas
PERFIL DEL INFORME DE OCSA
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11
En la sección sísmica realizada se tenía que la traza del túnel proyectado
(modificado) transcurría por las calizas del Cretácico desde la Boca Norte hasta el P.K.
9+115, y desde éste hasta la Boca Sur en “series blandas” pertenecientes al garumniense
y/o terciario. Esto hacía que el trazado fuera aproximadamente un 50% por materiales
calcáreos duros y otro 50% por materiales margosos blandos.
Por su parte, en Proyecto se contemplaba, con otra cota distinta, que el trazado
del túnel iba solamente un 7% en materiales duros y el 93% restante en materiales
blandos o bolos mezclados, con lo que el cambio de trazado propuesto por la U.T.E. era
claramente ventajoso.
©
__________________________________________________________ Contexto geológico _____
13
3.- CONTEXTO GEOLÓGICO
En la descripción de los materiales afectados por la excavación del túnel de
l’Olleria II se va a partir primero de una muy breve definición del encuadre geológico
de Sierra Grossa en su contexto regional y, posteriormente, se describirán más
detalladamente las características litológicas y geotécnicas de aquellos materiales
involucrados directamente en la excavación del túnel.
Para el estudio del área, previo a la excavación, se han empleado mapas
topográficos y geológicos, la Memoria del túnel de l’Olleria anterior, la del Proyecto de
construcción del nuevo, así como fotografías aéreas de toda la zona.
El relieve de Sierra Grossa está situado en el extremo más al Norte de la
superficie ocupada por el dominio bético, que tiene su mayor desarrollo por todo el Sur
de la Península. Estas divisiones de la geología de la Península Ibérica obedecen al
hecho de delimitar una serie de zonas que tengan rasgos comunes de litología,
direcciones tectónicas y evolución geológica.
Estaríamos, pues, en una zona limítrofe entre las directrices béticas y las
netamente ibéricas.
Las principales características, que también aparecen en el relieve de Sierra
Grossa, son:
¾
Diferenciación de un zócalo pre-mesozoico y cobertera mesozoica, con despegues
frecuentes de ambos materiales.
¾
Plegamiento de la cobertera mesozoica según pautas de continuidad sinclinal anticlinal adyacentes.
¾
Directrices de fracturación.
©
14
¾
____ Contexto geológico ____________________________________________________________
Anticlinales con flancos evolucionados a cabalgamientos producidos a partir de
pliegues - falla.
Todas estas directrices, o las principales de ellas, aparecen en Sierra Grossa, por
lo que se puede concluir que se trataría del extremo septentrional del dominio bético, ya
en contacto de transición con el dominio ibérico, marcado por sus directrices tectónicas
y litología propias.
3.1.- GEOLOGÍA Y ESTRATIGRAFÍA
Los materiales atravesados durante la excavación del túnel de l’Olleria II fueron
en primera instancia los señalados en Proyecto y confirmados en el Estudio de sísmica
de reflexión encargado, aunque conforme progresaba la excavación se fue perdiendo la
coincidencia, hasta el punto de aparecer un paquete de materiales no señalados en
ninguno de los estudios (los yesos del flanco Sur, mencionados anteriormente). Y de
especial importancia, en cuanto que confirmaba el papel que los mecanismos de
halocinesis han jugado en la génesis de Sierra Grossa.
Los materiales recogidos en Proyecto y la caracterización geotécnica de los
mismos, empleada para los cálculos de Proyecto, fueron:
3.1.1.- CALIZAS. CALIZAS ARENOSAS Y CALCARENITAS
Pertenecientes al Cretácico superior, desde el coniacense al campaniense;
imposibles de distinguir “de visu”, por lo que se agrupan como senoniense. Aparecen
como una serie muy monótona con bancos de 0,15 a 0,80 m de espesor, perteneciendo
al flanco cabalgante sobre los materiales del garumniense.
Estos materiales aparecen desde la Boca Norte, P.K. 8+812, y se prolongan
hasta el P.K. 9+002 del avance, donde dan paso a los materiales blandos del Garumn,
que comienzan a entrar subiendo desde la solera.
Se trata de calizas esparíticas “wakestone”, de color desde blanco a beige y
amarillo, la fracción con mayor porcentaje de arena. En alguna ocasión aparecieron
restos de microfauna que no fue posible identificar, debido a la intensa recristalización
que tenían estos materiales. En ocasiones estas calizas arenosas pasaron a calciruditas,
con abundantes granos de cuarzo redondeado de 3 mm de diámetro, o incluso mayores.
©
15
Calizas en Boca Norte.
Los parámetros estimados en Proyecto fueron:
ρ = 2,5 t/m3 (estimada)
c = 2,5 kp/cm2
Ø = 30º
Q0 = 250 kp/cm2 (promedio de cálculo)
m = 0,7 y s = 0,004
E = 22.387 MPa
Dilatante
Densidad
Cohesión
Ángulo de rozamiento
RCS
Parámetros de Hoeck y Brown
Módulo de elasticidad
Comportamiento
Durante la excavación estos materiales aparecían muy limpios, sin
interestratificaciones margosas ni arcillas de disolución, y en general fueron materiales
duros, de R4 ISRM, que presentaron buen recorte con explosivos, por lo que los
avances fueron de 4,5 a 5 m sin presentar ningún problema.
Los valores de RMR obtenidos en el seguimiento de los frentes fueron entre 50
y 62, coincidiendo con lo estimado en Proyecto.
En algunos frentes de excavación se atravesaron niveles muy arenoso-amarillos,
pero no tuvieron continuidad. También se atravesaron conductos kársticos, desde
decimétricos en los primeros frentes hasta de 2 m de diámetro del conducto, como
ocurrió en el frente número 50 de la Boca Norte, en el P.K. 8+952.
Estas calizas del Cretácico superior representaron un 31,4% del total de la
excavación del avance.
©
16
3.1.2.- MARGAS VERDES, MARGOCALIZAS Y CALIZAS NODULOSAS
Se encuadran aquí en un conjunto toda la sucesión de calizas nodulosas y
margas verdes, incluso con niveles de yesos, que aparecen en la parte inferior de toda la
serie del garumniense. Se incluyen juntas porque aunque tienen características
geotécnicas muy distintas, se hallaron siempre formando una unidad muy entreverada y
muy difícil de separar. Esto es debido a que ya se encuentran juntas e interestratificadas
en su posición normal en la serie, pero por causa de la tectónica sufrida, aparecen aún
más removidas y entremezcladas.
3.1.2.1.-
CALIZAS NODULOSAS
Se trata de calizas micríticas color crema que aparecen en bancos con
estratificación de 0’4 a 0’8 m, en general con superficies de estratificación onduladas y
difusas, de difícil seguimiento por lo irregular de los contactos.
Además de sus rasgos sedimentarios tienen un aspecto noduloso e irregular
debido a que inciden más de tres juntas, dando nódulos decimétricos. Estas juntas están
revestidas de una pátina de óxido de hierro que las colorea de amarillo o marrón.
Se ha podido distinguir en estas calizas gran cantidad de fauna, como
gasterópodos, abundantes huellas de bioturbación y también posibles oolitos de
charáceas.
En los contactos a muro de estas calizas fueron muy frecuentes las surgencias de
agua en goteos continuos, debido a la elevada permeabilidad por fisuración que
presentaban.
En el ámbito de la Boca Sur estas calizas aparecen frecuentemente afectadas por
deslizamientos, dando olistolitos en los que los bloques calizos son de orden métrico y
se ven claramente delimitados en su contacto de muro por una franja de material
margoso verde, que puede ir acompañado de una delgada banda centimétrica de marga
roja.
Las calizas nodulosas eran duras en los nódulos, de R4 ISRM, pero en banco se
desintegraban con gran facilidad, por lo que no presentaron problemas de resistencia al
ataque puntual de la excavación mediante rozadora.
©
17
La evaluación del RMR de las calizas fue entre 38 y 47, aunque también se
tuvieron de 30 y de 50, si bien en casos excepcionales, con diaclasado que delimitaba
bloques centimétricos o con agua; e incluso valores de 50 y 53, ya en los últimos frentes
de la Boca Sur, en la parte del túnel con mayor recubrimiento de materiales.
TÚNEL DE L'OLLERIA II
SUR
RECONOCIMIENTO GEOTÉCNICO DEL FRENTE
FECHA 17/08/2000
FRENTE 135/136
22:30
HORA
2m
CALIFICACIÓN GEOMECÁNICA
ESTADO DE
LAS JUNTAS
PARÁMETRO
DISCONTINUIDADES
VALORACIÓN
TIPO
4
8
8
RESISTENCIA
RQD
SEPARACIÓN
E
J1
J2
J3
F1
F2
ABERTURA
10
10
RUGOSIDAD
AGUA
CORRECCIÓN ORIENTACIÓN
RMR MATERIAL
Caliza
Dir/Buz
Cont.
N165 / 65
0,40
Esp.
Sep.
Rell.
Plano
Slicken en margas amarillo verdosas
*
*
*
*
-5
35
CLASE
IV Mala OBSERVACIONES
Frente con la parte superior de margas amarillo verdosas y calizas, y la parte inferior ocupada por el nivel de despegue,
con la banda de margas rojas y afectando a calizas y marga gris con yesos, todo incluido en una franja muy revuelta
Calizas entre la franja de marga roja, trituradas a cantos centimétricos
Agua en hastial Este a muro de calizas
Bulones Swellex y mallazo
SOSTENIMIENTO TIPO
FOTOGRAFIA FRENTE nº
S3
Avance 2 m
135/136
©
18
3.1.2.2.-
MARGAS VERDES
Se trata de un material margoso y margoso - arcilloso que en ocasiones presenta
cristales difusos de yesos, llegando a alcanzar niveles métricos exclusivamente de yeso.
Son margas de color verde oscuro que presentan abundantes superficies de
“slickensides” (superficies de deslizamiento en el plano de la falla), con pátinas de
aspecto brillante casi céreo, según el estado tensional sufrido.
En estas margas verdes del garumniense se han podido identificar solamente
oolitos de charáceas, en examen de campo. Con levigados se identificarían mayor
número de microfósiles.
Estas margas han sufrido movilizaciones secundarias en respuesta a las
tensiones sufridas y siempre aparecían en contactos muy irregulares y con cambios e
indentaciones bruscos, tanto con las calizas nodulosas que les acompañaban como con
los niveles de yesos con los que siempre aparecían intercalados. Todo esto se puede
observar tanto a nivel de sondeo como en los exámenes de los frentes excavados.
En todos los frentes de las margas verdes, al contrario que en las rojas, siempre
aparecía algún que otro material entremezclado, bien las calizas nodulosas o paquetes
de yesos, siempre en contactos muy bruscos y truncados con algún tipo de laminación
por contacto mecánico.
La caracterización geotécnica de estos materiales, margas verdes y calizas
nodulosas del garumniense en Proyecto fue:
Densidades (estimadas)
Cohesión
RCS
Comportamiento
ρ = 1,75 t/m3 arcillas
ρ = 2 t/m3 margas
c = 2 kp/cm2
Ø = 25º
Q0 = 250 kp/cm2 calizas
12 kp/cm2 arcillas
m = 0,05 y s = 0,00001
E = 3.768 MPa
Volumen constante
En estos materiales se dieron avances, muy pocos, de 3 m, siendo la mayoría
de ellos de 2 m e incluso con frecuencia de 1 m, según que el material mayoritario
©
19
fueran las calizas, las margas verdes, o las calizas tectonizadas y entremezcladas con las
margas verdes.
Por su parte, en aquellos frentes en los que fueron mayoritarias las margas
verdes, que nunca exclusivas, los avances estuvieron limitados a 1 m por la escasa
calidad de los materiales y, sobre todo, por la frecuente presencia de agua que
dificultaba enormemente las operaciones. Esta era habitual en goteos más o menos
continuos, siempre a muro de las calizas o a favor de fracturas.
De la evaluación geotécnica de los frentes de excavación se obtiene que las
RMR calculadas para los frentes de margas verdes fueron, la mayoría, entre 32 y 40.
Los materiales encuadrados en este grupo representan un 36,5% del total de la longitud
de la excavación del avance.
3.1.3.- MARGAS Y ARCILLAS ROJAS
Se trata de unas margas y arcillas margosas de color rojo intenso con algún
lentejón arenoso de poca continuidad, con una fina arena silícea gris azulada.
Las margas y arcillas margosas rojas aparecían en bancos muy potentes, que
fácilmente pasaban a ocupar la totalidad del frente. Este material presentaba gran
cantidad de “slickensides” con separación muy cerrada, hasta 0’5 cm. También
presentaron “slickensides” de gran tamaño, llegándose a medir superficies de lisos de
más de 1 m2.
Los RMR de este
material fueron entre 33 y 43,
siendo la mayoría entre 35 a 38.
En general se recortaba y se
mantenía bien, pero en cuanto
presentaba “slickensides” se
producían frecuentes caídas de
bloques de tamaño variado, que
llegaron en ocasiones a varios
m3.
Frente de margas rojas.
©
20
TÚNEL DE L'O LLERÍA II
SUR
RECONOCIMIENTO GEOTÉCNICO DEL FRENTE
FECHA
21/08/2000
FRENTE 143/144
HORA
23:30
2m
CALIFICACIÓN GEOMECÁNICA
ESTADO DE
LAS JUNTAS
PARÁMETRO
DISCONTINUIDADES
TIPO
VALORACIÓN
2
8
8
RESISTENCIA
RQD
SEPARACIÓN
E
J1
J2
J3
J4
J5
J6
ABERTURA
10
7
RUGOSIDAD
AGUA
CORRECCIÓN ORIENTACIÓN
RMR MATERIAL
Marga R
Dir/Buz
Cont.
N100 / 43
N223 / 68
N137 / 80
N275 / 89
0,60
0,40
0,20
0,20
Esp.
Sep.
Rell.
Plano
Slicken en margas rojas
"
"
"
"
*
*
*
*
-2
33
CLASE
III Mala OBSERVACIONES
Nivel de despegue se sitúa en clave.
A solamente 1 m de espesor en el frente y ocupando toda la clave excepto una franja del HW
Nivel de margas amarillo verdosas y despegue, tienen cierta inclinación al Este de unos 12º de buzamiento aparente
Margas rojas se recortan y sostienen bien, tienen bastantes slickensides que se miden, pero la continuidad es pequeña
Caída de escamas de clave decimétricas. Se refuerza el gunitado con 5 m 3 y se ponen 8 Swellex al tresbolillo
Se tienen goteos en clave y hastial Este a favor del nivel de despegue
SOSTENIMIENTO TIPO
FOTOGRAFIA FRENTE nº
S3
Avance 2 m
143/144
©
21
Las características geotécnicas de este material calculadas en el Proyecto son:
ρ = 1,75 t/m3 arcillas
ρ = 2 t/m3 margas
c = 1,5 kp/cm2
Ø = 20º
Q0 = 12 kp/cm2
m = 0,05 y s = 0,00001
E = 1.884 MPa
Volumen constante
Densidades (estimadas)
Cohesión
RCS
Comportamiento
En Proyecto también se recoge la presencia de unas arcillas rojas del
garumniense con una alta plasticidad y con valores de potencial de hinchamiento Lambe
dentro del intervalo crítico.
Aunque en Proyecto se le resta importancia a este hecho, por estar la excavación
por encima del nivel freático, es éste un punto que no hay que olvidar, ya que durante la
misma apareció un goteo continuo dentro de estas margas rojas en el pase 160–162, que
continuó durante todo el avance, la destroza y la colocación del revestimiento
proyectado.
Las margas y arcillas rojas aparecieron de modo continuo en varias ocasiones,
sobre todo entre los P.K. 9+273 al P.K. 9+231, donde tuvieron su mayor longitud. Esto
supuso un 13,1% del total de la longitud del avance.
3.1.4.- YESOS MASIVOS
Aquí se incluye un tramo continuo de 49 m de longitud, desde el P.K. 9+231 al
P.K. 9+182, en el que se excavaron yesos masivos de color gris. Estos presentaron al
comienzo esquistosidad buzando al Norte, pero desapareció en los primeros metros,
dando paso a un material masivo con un buen recorte con la rozadora y que se sostenía
muy bien, por lo que se dieron avances de 4 m.
En el examen de los frentes se obtuvieron unos RMR de entre 35 y 38 durante la
longitud de este tramo.
©
22
Aparecieron yesos también en otro tramo, y entremezclados con otros materiales
en otros muchos, pero siempre se trató de yesos con una fuerte foliación y bastante
mecanizados en sus contactos, por lo que no se consideraron avances largos.
Estos materiales no estaban contemplados en el estudio de Proyecto, ni se
contemplaron en los estudios realizados para el túnel de l’Olleria I. Tampoco estaban en
las series regionales levantadas por el Instituto Geológico y Minero de España en sus
estudios de esta área, por lo que su posición y cronoestratigrafía quedaban bastante
inciertos.
Su entrada en la excavación fue mediante un paso gradual de las margas rojas,
que pasaron a presentarse con venillas rellenas de yeso, que fueron aumentando en
número y grosor hasta pasar a los yesos masivos. Parece deducirse, pues, que estarían
dentro de la formación del Garumn y que podrían deberse a fenómenos diagenéticos
ligados a la circulación de aguas subterráneas saturadas de sulfatos.
Su desaparición de la excavación fue también un paso gradual, en cuanto que los
siguieron unas margas con venilla rellenas de yeso, además de irse perdiendo por la
solera, en lo que representaba un buzamiento al Norte.
3.1.5.- FRENTES CON OTRAS LITOLOGÍAS
Aquí se incluyen frentes con litologías muy variadas entre los términos
anteriormente descritos, y frentes con litologías características, pero que apenas llegaron
a alcanzar un volumen de material significativo.
Este es el caso de la aparición de margas color salmón, que aparecieron en la
parte media del pase 70-71 y se perdieron en los siguientes. Estas margas serían las que
aparecen en la serie regional como pertenecientes al Oligoceno.
Frente de margas color salmón.
©
23
También en los pases 65 al 69 aparecieron ocupando casi un tercio del frente un
nivel de arenas gruesas blancas y muy silíceas. Estas arenas serían el techo del Garumn,
por encima de las margas rojas.
Tanto las margas salmón como las arenas aparecieron después de una fractura,
por lo que serían el labio hundido situado entre dos contactos mecánicos.
Ninguno de ambos materiales presentó problemas de excavación, ya que fueron
niveles muy localizados y los pases fueron de 1 m. Cabría solamente reseñar el elevado
desgaste de picas que hubo al pasar por las arenas silíceas.
Entre estos frentes anteriormente comentados y otros muchos, la mayoría, en los
que era difícil asignar una litología preferente, ocuparían aproximadamente un 9% de la
longitud de la traza del avance.
3.2.- SÍNTESIS TECTÓNICA
El macizo de Sierra Grossa está encuadrado dentro del dominio prebético
interno. Más concretamente, dentro de lo que se ha denominado “franja de anticlinales
en champiñón”.
Esta franja está formada por una sucesión de pliegues anticlinales con una gran
continuidad longitudinal, que se caracteriza, como su nombre sugiere, por presentar
unos flancos de pliegue anticlinal deformados en forma de champiñón, que originan
inversiones en la serie estratigráfica, como sucede en Sierra Grossa.
©
24
En ocasiones estos pliegues en champiñón dejan aflorar el Keuper en lo que
sería la bóveda del anticlinal, explicándose la génesis de este tipo de pliegues como
ligada a fenómenos halocinéticos.
En la zona en que se encuentra el túnel de l’Olleria II hay dos grandes unidades
tectónicas adyacentes con importancia regional: el pliegue sinclinal del Canyoles y el
pliegue anticlinal diapírico de Sierra Grossa.
Sierra Grossa posee un frente de cabalgamiento formado por evolución de un
pliegue - falla inverso ocasionado por la ascensión diapírica de material salino, como
serían arcillas con yesos y halita.
De estos materiales, que con su empuje ascensional han provocado el pliegue en
champiñón, solamente afloran las arcillas con yesos del Keuper, aunque en otros puntos
distantes del túnel.
La vertiente Norte de Sierra Grossa está marcada por la presencia del
cabalgamiento de las calizas del Cretácico superior, que delimita este flanco en
dirección Este Nordeste - Oeste Sudoeste, junto con ejes de pliegue anticlinal
adyacentes hacia la depresión del Canyoles.
Por su parte el flanco Sur de Sierra Grossa queda determinado por los siguientes
rasgos:
¾
Serie invertida, apareciendo el Cretácico sobre el Garumn
¾
Existencia de deslizamientos gravitacionales tipo “klippe”
¾
Contactos retocados por fallas normales que recortan afloramientos en dirección
Nor Noroeste - Sur Sudeste
En cuanto a la excavación del túnel, los principales rasgos recogidos del examen
geotécnico de los frentes fueron:
¾
Materiales con abundantes “slickensides”, con buzamientos al Norte, en todas las
formaciones margosas (margas rojas y verdes) presentes. En total, se midieron en
el avance de la Boca Sur un total de 106 registros de “slicken”. En los yesos se
tuvo una fuerte laminación, también con buzamiento al Norte.
©
25
¾
Por su parte, las calizas nodulosas aparecían fuertemente diaclasadas con rellenos
de óxido, de los que se midieron un total de 132. No aparecieron muchas
ocasiones para medir estratificación en las calizas, únicamente se pudieron medir
21 registros de ello, pero también fue mayoritaria con buzamiento al Norte.
¾
La fracturación se midió en un total de 82 registros, siendo también en su gran
mayoría con buzamiento al Norte, pero en general bastante tendidas.
Un rasgo muy característico de la mayoría de los contactos mecánicos que se
atravesaron con la excavación fue el que estos tuvieran un fuerte desarrollo longitudinal
progresando hacia el Norte y estuvieran acompañados de una delgada banda
centimétrica de marga roja, otra de marga verde y algún nivel centimétrico de yeso.
3.3.- HIDROGEOLOGÍA
La hidrogeología del área está marcada por la existencia de tres grandes
unidades independientes. De Norte a Sur tenemos el macizo carbonatado del Caroch,
que actúa como área de infiltración y se drena por el río Santos en Alcudia de Crespins.
Esta zona está interrumpida al Sur por el sinclinal del Canyoles, con su relleno
de material detrítico que, en profundidad, hace de barrera impermeable, posiblemente
por tratarse de una barrera ocupada por los materiales arcillosos del Keuper. Así, esta
barrera impermeable individualiza los macizos de Caroch y Sierra Grossa, con
diferentes cotas de nivel piezométrico entre ambas márgenes del sinclinal del Canyoles:
en el Norte el Caroch, con 178 m sobre el nivel del mar del río Santos, y los pozos
existentes en el flanco Norte de Sierra Grossa con –208 m.
A su vez, dentro de Sierra Grossa se tienen grandes diferencias entre sus flancos
Norte y Sur por la existencia de barreras impermeables, que podrían ser, o bien por la
presencia de Trías Keuper, o por el flanco cabalgado de arcillas del Garumn. Además,
dentro del mismo flanco Sur, la existencia de escamas de materiales cabalgados o
cabalgantes provoca que se individualicen pequeños acuíferos colgados con caudales de
importancia local, como se ha puesto de manifiesto durante la excavación de la Boca
Sur o con los sondeos de captación en la ladera de esta misma Boca.
Los materiales implicados en la excavación del túnel tienen diferente
permeabilidad. Los más permeables fueron las calizas nodulosas del garumniense, sobre
todo las que estaban deslizadas formando masas desordenadas, que tenían una elevada
©
26
permeabilidad secundaria por las numerosas discontinuidades y juntas presentes. Esto se
pudo comprobar durante la colocación del paraguas de micropilotes, donde estas calizas
aportaron caudales medidos de hasta 80 litros/min, que se agotaban en cuestión de días.
Por su parte, los materiales del garumniense arcillo-margosos presentan una
permeabilidad media, no siendo impermeables como cabría esperar, provocada por la
presencia de numerosos “slickensides”, con muy poco espaciado y de continuidad
incluso métrica.
Las calizas y calcarenitas del senonense presentan permeabilidad secundaria por
fracturación y sobre todo por karstificación, como se pudo comprobar en la Boca Norte,
donde desde los primeros metros se tenían conductos karstificados, que llegaron a
adquirir grandes dimensiones al avanzar el frente y ganar profundidad. De todos modos
no se interceptaron caudales continuos excepto algún goteo ocasional.
Los yesos que han aparecido durante la excavación tenían permeabilidad
secundaria por fisuración y se mantuvieron siempre secos, incluso los masivos, que
habrían sido susceptibles de karstificación.
El macizo excavado tiene escamas de calizas englobadas y encima de material
margoso impermeable, por lo cual, aunque la excavación está sobre el nivel freático, se
han cortado algunos niveles acuíferos colgados, que no han producido surgencias
importantes.
El nivel freático en la zona de la Boca Sur se sitúa a 325 m sobre el nivel del
mar, para la formación de margas y arcillas rojas del garumniense.
En la Boca Norte no se han hecho sondeos de reconocimiento, por lo que no se
conoce la cota del nivel freático con exactitud, aunque por las dimensiones del aparato
kárstico atravesado se situaría en la base del tramo de calizas observado, a unos 80 ó
100 m de profundidad.
Durante la excavación se han tenido goteos puntuales que generalmente se
cortaban con gunita o se agotaban en 1 ó 2 días, sobre todo ligados a las calizas
nodulosas, tanto a muro de la estratificación como relacionados con el diaclasado y
fracturas.
Entre los goteos puntuales hay que destacar por su caudal y continuidad los
existentes en el margen derecho del P.K. 9+406, que han sido los más continuos y con
mayor caudal de las surgencias atravesadas.
©
___________________________________________________ Descripción general del túnel _____
27
4.- DESCRIPCIÓN GENERAL DEL TÚNEL
4.1.- TRAZADO
El trazado del nuevo túnel de l’Olleria (y el de la autovía a la que pertenece)
discurre en dirección Norte - Sur, habiendo sido proyectado unos 35 m más abajo que el
existente, lo cual ha hecho que su longitud excavada fuera algo mayor, 605 m frente a
500 m, además de suavizar las pendientes de acceso al mismo. La distancia entre ambos
túneles es de unos 70 m.
PLANTA GENERAL BOCA NORTE
0
60
0+
8+700
8+600
8+500
00
9+0
RELLENO Y
REGENERACIÓN
DE TALUD
VISERAS DE PROTECCIÓN
8+40
0
8+600
8+800
8+800
8+700
TÚNEL EXISTENTE
0
8+90
00
9+1
RELLENO Y
REGENERACIÓN DE TALUD
8+50
0
0
9+10
00
9+0
TÚNEL NUEVO
8+900
N
0+200
PLANTA GENERAL BOCA SUR
N
0
10
0+
TÚNEL EXISTENTE
9+600
9+700
9+200
9+500
9+400
00
9+1
00
9+3
TÚNEL NUEVO
00
9+2
9+500
9+400
9+300
RELLENO SOBRE
TÚNEL ARTIFICIAL
©
9+600
9+800
9+700
9+800
28
____ Descripción general del túnel _____________________________________________________
Boca Norte. Túnel antiguo remodelado (izquierda) y túnel nuevo (derecha).
Boca Sur. Túnel antiguo (derecha) y túnel nuevo (izquierda).
Boca Norte.
Boca Sur.
©
29
La zona en la que se inscribe la traza de este nuevo túnel presenta una alta
complejidad geológica, ya que es el resultado de una historia de plegamientos,
fracturaciones y movimientos halocinéticos y gravitatorios producidos durante las fases
compresiva y distensiva de la orogenia alpina.
El emboquille Norte está situado al sur de la orla arcillosa, comenzando la
tramificación del túnel con unos 150 m de materiales calizos cretácicos, al final de los
cuales se atraviesa una zona muy fracturada y karstificada. Por la boca Sur la mayor
parte de los materiales atravesados están compuestos por arcillas, margas y yesos, con
intercalaciones de calizas en algunos casos.
CORTE GEOLÓGICO DEL MACIZO DE SIERRA GROSSA
NNE
SSO
450
450
400
400
350
8+800
8+900
9+000
9+100
9+200
9+300
9+400
Calizas blancas, calizas amarillas y calcarenitas. CRETÁCICO SUPERIOR SENONIENSE.
Margas rojas con slickensides, niveles de arena gris. GARUMNIENSE.
Yesos masivos blancos y grises. GARUMNIENSE.
Margas verde oscuro con niveles de yesos. Calizas nodulosas beige. GARUMNIENSE.
PERFIL LONGITUDINAL DEL TÚNEL
8+812
8+700
8+996
9+701
9+417
Boca Norte
8-11-2000
Boca Sur
15-5-2000
450
450
400
Falso túnel
Boca Norte
350
Longitudes
400
Calizas
112 m
TÚNEL
Falso túnel Boca Sur
Arcillas y margas
350
426,62 m
178,38 m
284 m
605 m
L = 1.001 m
CALE
24-1-01
P.K.
8+700
8+800
8+900
9+000
©
9+100
9+200
9+300
9+400
9+500
9+600
9+700
30
Ladera Boca Norte. Vista aérea.
Ladera Boca Norte.
Además del túnel excavado (605 m), se ha añadido en cada boca un falso túnel.
El de la Boca Norte tiene 112 m para poder restaurar paisajísticamente la excavación
realizada, mientras que el de la Boca Sur se prolonga 284 m como consecuencia de la
inestabilidad geológica de esa zona. Así pues, la longitud total del nuevo túnel es de
1.001 m.
©
PERFIL LONGITUDINAL BOCA NORTE
INICIO TÚNEL
ARTIFICIAL 8+740
INICIO PICO DE
FLAUTA 8+700
INICIO TÚNEL
NATURAL 8+812
RELLENO SOBRE
TÚNEL ARTIFICIAL
TERRENO
EN EL EJE
2
1
1
2
PLANTA BOCA NORTE
N
INICIO TÚNEL NATURAL
8+812
INICIO PICO DE FLAUTA
8+700
INICIO TÚNEL ARTIFICIAL
8+740
40
RELLENO SOBRE TÚNEL ARTIFICIAL
Y REGENERACIÓN DE TALUD
72
112
Boca Norte. Túnel antiguo (izquierda) y túnel nuevo en construcción (derecha).
©
31
32
PERFIL LONGITUDINAL BOCA SUR
FINAL TÚNEL
NATURAL 9+417
9+546
RELLENO SOBRE
TÚNEL ARTIFICIAL
3
FINAL TÚNEL
ARTIFICIAL 9+680
TERRENO
EN EL EJE
FINAL PICO DE
FLAUTA 9+701
9+424
2
2
1
Tramo pilotado
PLANTA BOCA SUR
RELLENO SOBRE
TÚNEL ARTIFICIAL
Tramo pilotado
9+546
FINAL TÚNEL NATURAL
9+417
FINAL TÚNEL ARTIFICIAL
9+680
FINAL PICO DE FLAUTA
9+701
N
263
21
284
Boca Sur. Túnel antiguo (derecha) y túnel nuevo en construcción (izquierda).
©
33
4.2.- EXCAVACIÓN
La excavación se desarrolló en dos fases: la primera, el avance, con una sección
interior de altura 5’05 m, fue ejecutada desde las dos Bocas hasta el encuentro de ambas
excavaciones o cale. Se realizó con rozadora desde la Boca Sur, donde los materiales
eran de peor calidad geotécnica, y con voladura desde la Boca Norte, donde la calidad
de los materiales previstos era buena.
Cale. Aparición del cabezal de la rozadora.
SECCIÓN TIPO DE LA EXCAVACIÓN
AVANCE
DESTROZA CENTRAL
CONTRABÓVEDA
©
34
SECUENCIA DEL AVANCE
Boca Norte
Boca Sur
PARAGUAS DE MICROPILOTES
EXCAVACIÓN CON ROZADORA
SECCIÓN DE CALE
PARAGUAS DE MICROPILOTES
PERFORACIÓN
DE BARRENOS
EXCAVACIÓN MEDIANTE VOLADURAS
BULONES SWELLEX
REVESTIMIENTO BERNOLD
La segunda fase, la destroza, consistió en la excavación de la parte inferior de la
sección y se ejecutó a su vez en tres fases diferenciadas:
¾
la
destroza
central,
que
comprende la excavación de la
parte central de la sección
inferior. Se realizó mediante
bulldozer y retroexcavadora en
la zona de margas, y mediante
explosivos en la zona de calizas
AVANCE
DESTROZA
CENTRAL
©
¾
35
la destroza lateral, que se ejecuta por bataches de 3,5 m de longitud y se basa en
la excavación y hormigonado de los hastiales del túnel,
EXCAVACIÓN HASTIAL
ENCOFRADO HASTIAL
HORMIGONADO HASTIAL
¾
y la excavación y ejecución de la losa inferior o la contrabóveda (dependiendo de
la sección de que se trate) para el cierre del túnel
ZONA DE CALIZAS
ZONA DE MARGAS
Boca Norte
Boca Sur
LOSA INFERIOR
CONTRABÓVEDA
En el caso de la Boca Sur, en la zona de la losa de compresión (véase aptdo.
5.4.4), la destroza lateral tuvo la particularidad de hacerse por anillos completos, es
decir, una vez hormigonado el hastial de un lado se realizaba el batache enfrentado y
después se excavaba y ejecutaba la contrabóveda de hormigón entre ambos. Ello fue
debido a los movimientos convergentes de los hastiales del túnel.
©
36
4.3.- SECCIONES TRANSVERSALES
La sección adoptada es circular, de radio 6’32 m, con un área interior de 85 m2,
que permite el paso de una calzada de 2 carriles de 3’5 m, arcenes de 2’5 m a la derecha
y 1 m a la izquierda, y aceras de 0’75 m. La altura máxima permitida es de 4’8 m. La
sección excavada varía entre 105 y 162 m2 (en la zona de sobreancho).
SECCIONES TIPO. DEFINICIÓN GEOMÉTRICA
Cotas en m
Gálibo: 5,195
5,25
VARIABLE
CONDUCTOS PARA
COMUNICACIONES
% VARIABLE
LOSA HORMIGÓN
mín.
0,75
3,50
1
3,50
R = 23,
554
ACERA
CALZADA
ARCÉN
2,50
CALZADA
ARCÉN
mín.
0,75
ACERA
SECCIÓN TÚNEL CON LOSA
6,75
R
=
8,1
47
Gálibo: 5,124
8,71
VARIABLE
1,50 1,50
1,50
ACERA
CALZADA
ARCÉN
3,50
2,50
CALZADA
ARCÉN
3
7,993
VAR
4
3,50
ACERA
SOBREANCHO
VARIABLE
=6
,32
1
5,25
3,526
0,60
Gálibo: 5,195
SECCIÓN TÚNEL CON SOBREANCHO
1,50
1,50
0,60
VAR
R
1,50
2,798
1,01
R = 18,5
0
R = 6,336
R = 6,336
mín.
0,75 1
3,50
ACERA
CALZADA
ARCÉN
3,50
CALZADA
mín.
0,97
2,50
ARCÉN ACERA
SECCIÓN TÚNEL CON CONTRABÓVEDA
©
37
En la parte media del túnel se ejecutó una zona de sobreancho, para permitir el
estacionamiento de un vehículo en caso de emergencia.
Se recurrió a esta sección entre los P.K. 9+068 y P.K. 9+096.
Este sobreancho está precedido desde ambos lados por una transición de 4 m,
por lo que la longitud total de esta zona, incluyendo las transiciones, es de 28 m.
VISTA EN PLANTA DEL SOBREANCHO
6
EJE DE CALZADA
12
CARRIL
3,5
2,5
4
20
4
Vista de la zona de sobreancho.
Su construcción es una medida de seguridad muy importante ya que la cantidad
de vehículos que transitarán por la autovía es muy grande, y la probabilidad de que
alguno quede averiado en los casi 1.000 m que posee el túnel es bastante alta.
©
38
OTRAS SECCIONES. DEFINICIÓN GEOMÉTRICA
0
0,5
5,05
6,3
24
Gálibo: 5,195
R=
5,25
0,96
1,27
1
1
5,13
4,77
6%
0,36
1,25
1,25
1,25
VIGA RIOSTRA DE 1,20 x 1 m CADA 10 m
4,25
HORMIGÓN DE LIMPIEZA
7,80
mín.
0,75
1
ARCÉN
ACERA
4,25
3,50
3,50
2,50
mín.
0,75
CALZADA
CALZADA
ARCÉN
ACERA
BOCA NORTE. SECCIÓN FALSO TÚNEL.
16,825
6,3
24
0,70 a 1,40
Va
r.
R=
5,05
R
=
2,218
0,608
1
5,025
R = 18,5
0
R = 20,39
0,608
R = 6,324
R = 7,306
3,41
6%
Var.
1
11,649
12,995
mín.
0,75 1,00
ARCÉN
ACERA
1
1,27
4,68
4,68
6
1,3
3,50
3,50
2,50
mín.
0,75
CALZADA
CALZADA
ARCÉN
ACERA
BOCA SUR. TRANSICIÓN TÚNEL - FALSO TÚNEL.
©
2,3
93
SECCIONES FALSO TÚNEL BOCA SUR. DEFINICIÓN GEOMÉTRICA
0,70
5,05
R
R=
=
7,8
2
6,3
2
Gálibo: 5,025
1,35
1
1,27
0,65
0
R = 18,5
0,78
4,68
6%
3,41
9,10
R=1
2,07
1,43
2,61
10
0,60
11,649
15,317
6,97
mín.
0,75
3,50
3,50
2,50
mín.
0,75
CALZADA
CALZADA
ARCÉN
ACERA
1
ARCÉN
ACERA
TRAMO PILOTADO
6,
32
4
0,70
R
=
5,05
R
=
82
7,
1,35
5,025
R = 6,324
Var.
Var.
,50
R = 18
Var.
3
R = 19,9
R = 7,648
Var.
Var.
1,50 a 1,25
1,50 a 1,25
Var.
Var.
mín.
0,75 1
ACERA ARCÉN
3,50
3,50
2,50
mín.
0,75
CALZADA
CALZADA
ARCÉN
ACERA
TRAMO CON ZAPATA CORRIDA
©
39
40
4.4.– SOSTENIMIENTOS
Básicamente se han ejecutado 5 tipos de revestimiento - sostenimiento: uno para
cada calidad geotécnica de los materiales (S-1 y S-3), otro para la sección de
sobreancho (SA) y dos más para los emboquilles (SBN y SBS). (Véanse sus
características en el capítulo siguiente).
PERFIL LONGITUDINAL DE SOSTENIMIENTOS
8+996
8+827
8+700
8+812
9+096
8+990
9+361
9+068
9+417
9+701
9+398
450
450
400
Falso túnel Boca Sur
Falso túnel
Boca Norte
400
TÚNEL
Calizas
Arcillas y margas
350
350
Losa de compresión = 56 m
112
Longitudes
Secciones tipo
revestimiento
15,02
Sost.
BN
163,36
78
S-1
S-3
28,04
302,56
SA
S-1 = 105,53 m²
S-3 = 123,35 m²
SA = 161,16 m²
18,02
284
Sost.
BS
S-3
320,58
256,38
605
1.001
CALE
24-1-01
P.K.
8+700
8+800
8+900
9+000
9+100
9+200
©
9+300
9+400
9+500
9+600
9+700
__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____
41
5.- PROCESO CONSTRUCTIVO DEL TÚNEL
5.1.- INTRODUCCIÓN
Los trabajos de excavación y sostenimiento del túnel forman un ciclo que se
repite continua y automáticamente, con las variaciones que imponen el terreno, las
averías de las máquinas y las incidencias laborales.
Debido a la naturaleza del terreno y a que la sección del túnel es mayor de
100 m se decidió llevar a cabo la excavación de la misma en dos fases: avance o
excavación en calota (semisección superior) y destroza (semisección inferior).
2
FAS ES D EL PROCES O CO NSTRUCTIVO DE L TÚN EL
2 - S OSTENIMIENTO
3 - R EVESTIMIENTO
1 - EXCAVACIÓN EN CALOTA
4 - DESTROZA
5 - EXCAVACIÓN POR BATACHES
©
42
___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________
Dividiremos el proceso constructivo en 7 partes en total, que son:
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾
ejecución de emboquilles
excavación en calota (avance)
sostenimiento y revestimiento
excavación en destroza
ejecución de losa y contrabóveda
zona “losa de compresión”
falso túnel
5.2.- EJECUCIÓN DE EMBOQUILLES
Comprende los trabajos previos a la excavación del túnel, necesarios para
asegurar la entrada, y que de esta forma no se produzcan desprendimientos de los
taludes frontales del macizo. Las secciones de emboquille son las más críticas debido a
la baja cobertura del talud exterior, además de ser las vías de escape en caso de alguna
emergencia, y por ello son las que más hay que cuidar.
Primeramente había que realizar un desmonte en trinchera hasta la cota de
avance. Para ello se utilizaba una retroexcavadora de gran capacidad (120 m3/hora) y
una flota de camiones que vertían a un vertedero próximo.
Distinguiremos entre los trabajos en la Boca Sur y en la Boca Norte.
©
43
Carga de es combros.
5.2.1.- EMBOQUILLE BOCA SUR
Como ya se comentó en el capítulo de geología, la zona del emboquille Sur
presenta unas características muy complejas, donde se mezclan terrenos de escasa
calidad geotécnica con bajas coberturas. A lo largo de este tramo el túnel se encuentra
en materiales blandos garumnienses.
El emboquille resultante presenta materiales blandos o muy tectonizados y está
situado en el P.K. 9+417. Como primera tarea, para poder atacar la montaña a la cota de
329 m sobre el nivel del mar, se realizó un desmonte en trinchera de 210.000 m3.
Los taludes que se adoptaron en esta zona de emboquille fueron los siguientes:
¾
Talud frontal: 3H / 2V
¾
Talud derecho e izquierdo: 1H / 1V con berma intermedia
Los taludes laterales se reforzaron con:
¾
Mallazo electrosoldado de 150 x 150 x 4 mm en 20 m
¾
Bulonado sistemático con bulones Ø 25 mm y L = 2 m, en malla de 4 x 2 m
¾
Hormigón proyectado de 4 cm de espesor
©
44
Se realizaron también 6 drenes californianos en el talud derecho con una
longitud de 15 m, un diámetro de 110 mm y una inclinación de 15º.
Se trata de tubos de PVC perforados, cubiertos con geotextil para filtrar el
arrastre de sedimentos. La utilización de este tipo de drenes permite disminuir la presión
hidrostática en taludes, consiguiéndose una mayor estabilidad de éstos.
DRENES CALIF ORNIANOS
G unitado de ladera.
Como tratamiento del talud frontal se realizó una actuación consistente en los
siguientes refuerzos:
¾
Refuerzo de mallazo soldado de 150 x 150 x 4 mm, en una corona de 5 m
alrededor de la sección
¾
Bulonado sistemático con bulones Ø 25 mm y L = 4 m, en malla de 2 x 2 m
¾
Hormigón proyectado de espesor 7 cm para evitar la caída de cuñas inestables
©
45
G unitado de protección del fr ente.
En lo que se refiere a sostenimientos en el inicio del túnel excavado, habida
cuenta de las condiciones de cobertura y la mala calidad geotécnica de los materiales, se
realizó en un tramo de 18 m la sección tipo boquilla Sur, con el correspondiente
paraguas pesado formado por
pilotes subhorizontales de tubo
de acero inyectados de lechada de
cemento, dispuestos paralelamente
a la corona, a 0’3 m por encima de
la sección de excavación, con
centros distanciados 0’5 m. En
total, 57 unidades de 30 m de
longitud, repartidos en dos hileras
separadas 25 cm entre sí.
Paraguas de mic ropilotes.
Se realizaba primeramente
la perforación de los micropilotes
introduciendo al mismo tiempo una
camisa metálica que servía de
entubación y quedaba embebida;
posteriormente se inyectaba la
lechada de cemento.
Introducción del micropilote en el terreno.
©
46
Micropilote lis to par a iny ectar.
Micropilotes. Inyección de lechada de cemento.
Ataqu e Boca Sur.
©
47
Ataqu e Boca Sur.
Una vez ejecutados los micropilotes se realizó la unión de la cabeza de los
mismos mediante un arco-viga, de forma que quedaba solidarizado todo el conjunto.
Viga de atado Boca Sur. Exc avación del fren te.
©
48
BOCA SUR - PROTECCIÓN T ALUD FRONTAL
BULONES Ø 25 m m L = 4 m
PARAGU AS D E PR OTEC CIÓN L = 3 0 m (57 unidades )
BULON ES Ø 25 m m
L =2 m
7 cm de horm igón proyec tado con
m alla e lectrosoldad a de 150x1 50x4 mm
33,69°
2
2
2
2
0
0, 8
45°
BULON ES Ø 25 m m
L = 2m
45°
AD
EA
TERRENO EN EL EJE
2
=
PAR AGUAS DE PRO TECC IÓN L = 30 m
(57 unidad es)
=
9+417
BUL ONES Ø 2 5 mm L = 4 m
VIG
PARAG UAS DE P ROTECCIÓ N
L = 30 m (57 unida des)
3
5
0,2
0 ,5
0
0 ,2
TA
DO
SO
ST
EN
IM
RE
IEN
VE
ST
TO
IM
IEN
TO
2
TAL UD FRONTAL
18
SO STENIMIEN TO
BOCA SUR
TÚNEL NATURAL
TÚNE L ARTIFICIAL
DETALLE VIGA DE ATADO
PE RFIL LONGITUDINAL
En la sección de boquilla quedaban embebidas unas cerchas HEB-180. Se
colocaba también un mallazo y se
solidarizaba
mediante
hormigón
proyectado (algunas zonas tenían hasta
40 cm de espesor), realizando así el
primer sellado. Este era realizado por
un robot de gunita por vía húmeda,
dotado de un brazo articulado de gran
alcance para evitar posibles accidentes
por desprendimientos.
G unitado del frente.
A
continuación
se
realizaba el sostenimiento
Bernold, que consistía en un
arco resistente compuesto de
hormigón y la propia chapa
Bernold,
que
hacía
de
encofrado y de armadura
sustentada.
F rente con sostenimiento tipo Bernold.
©
49
Ahora vendría ya la excavación propiamente dicha del túnel, al abrigo del
paraguas de micropilotes.
F rente Boca Sur. Inicio de la excavación.
Entrada Boc a Sur.
©
50
5.2.2.- EMBOQUILLE BOCA NORTE
El comienzo de la excavación por esta Boca se retrasó al día 8-11-2000 para
poder realizar previamente un desmonte en trinchera de unos 70.000 m3 hasta la cota de
327’25 m (cota de avance), y así evitar la ejecución de 150 m de túnel natural, con el
consiguiente ahorro económico y calidad de ejecución.
El inicio del túnel excavado por la boquilla Norte se fijó en el P.K. 8+812. En
este punto la sección del túnel se inscribía en materiales calizos de calidad geotécnica
media o buena, aunque bastante desorganizados y fragmentados.
Todos los taludes exteriores se excavaron con ángulos de 1H / 2V, a excepción del
talud frontal, que tenía un talud 2H / 3V. Para la protección de éste se utilizó un bulonado
sistemático, con bulones Ø 25 mm, de 4 m de longitud, en malla de 2’5 x 1’8 m, así como
una capa de hormigón proyectado de 5 cm de espesor, para evitar la caída de cuñas
inestables. Como tratamiento del talud lateral izquierdo se echó en él una capa de 3 cm de
hormigón proyectado en una longitud de 20 m.
P ROTE CCIÓN TALUD FR ONTA L - B OCA NORTE
BULO NES Ø 25 mm L = 4 m
MALLA ELECT ROSOLDADA DE 150x 150x4 mm
PARAGU AS D E PROTECCIÓN L = 15 m (28 unida des)
2,50
1 ,80
BULON ES Ø 25 m m L = 4 m
2
1 ,50
1
2
1
SO
ST
EN
IM
RE
IEN
VE
TO
ST
IM
IE
NT
O
VIG
PARAGUAS DE P ROTECCIÓ N
L = 15 m (28 unidades)
AD
EA
TA
DO
TALUD FRONTAL
MALL A ELECTROSOL DADA
150x1 50x4 mm
8+812
BULONES Ø 25 m m L = 4 m
TER RENO EN EL EJE
PARAGU AS DE PROTECCIÓN
L = 15 m (28 unidade s)
2
3
0, 5
0
0, 2
15
SOSTENI MIENTO
BOCA NORTE
T ÚN EL A RT IF ICI AL
DETALL E VIGA DE ATADO
©
TÚ NEL NATUR AL
PERFIL LONGITUDINAL
51
La distancia al túnel precedente es de unos 70 m entre hastiales, lo que significa
que ambos se podían considerar independientes a efectos de deformaciones y cargas
inducidas.
Para la excavación de este tramo y en una distancia de 20 m se realizó un
sostenimiento reforzado, con el que se alcanzarían coberturas próximas a 1’5 diámetros,
donde habrían desaparecido las zonas superficiales alteradas y se empezaría a
desarrollar el área de descarga, que permitiría el cambio a los sostenimientos típicos de
túnel ya calculados.
El “paraguas” de la Boca Norte estaba formado por 28 unidades de pilotes
subhorizontales de tubo de acero de 15 m de longitud, inyectados de lechada de
cemento y dispuestos paralelamente a la corona, a 0’3 m por encima de la sección de
excavación, con centros distanciados 0’5 m.
Al igual que en el caso de la Boca Sur aquí también quedaron embebidas unas
cerchas, esta vez de tipo TH-29, unidas mediante grapas para ajustarse a la sección del
túnel; después se colocaba el mallazo y se solidarizaba todo el conjunto con hormigón
proyectado, realizando después el sostenimiento Bernold.
Boca Norte. Máq uina taladradora.
Taladro.
Acopio de micropilotes.
©
52
F rente de ataque Boca Norte.
Viga de atado de los micropil otes.
5.3.- EXCAVACIÓN SECCIÓN DE AVANCE
La ejecución de las boquillas comentadas en el apartado anterior formaría parte
del avance en calota, pero debido a su singularidad y ubicación se han incluido como
tarea previa.
Dada la diferente naturaleza del terreno a atravesar por ambas Bocas, el método
de excavación fue totalmente distinto.
5.3.1.- EXCAVACIÓN POR BOCA SUR. ROZADORA
Por la parte Sur se decidió el uso de una rozadora de 70 t, considerada del tipo
de las más grandes, ya que la utilización de una tuneladora no estaba justificada debido
a la corta longitud del túnel.
Rozadora.
©
Rozadora atacando el frente de la Boca Sur.
F rente B. Sur. Inicio de la excavación con roz adora.
F rente B. S ur. Ini cio de la excava ción con rozador a.
Rozadora. Excav ación Boca Sur.
53
Cada cierto tiempo, según las condiciones del terreno, se hacían sondeos de
reconocimiento en el frente para saber qué tipo de terreno se encontraba detrás y de esta
forma inferir el pase o avance que se iba a realizar (de 1, 2 ó 3 m, según la calidad del
mismo).
Sondeo en el frente.
©
54
El replanteo (en cada pase) se materializaba a partir de dos puntos en clave y se
completaba con otros dos en cada hastial, que se utilizaban como referencia de cota.
Boca Sur. Excavación.
Cuando los indicadores de contaminación marcaban niveles altos de polvo y los
ventiladores no daban abasto, se realizaba una parada en el rozado.
Medidor de polvo.
©
55
La ventilación en los primeros 200 m era soplante con un ventilador. Cuando
pasó a ser ineficiente se instaló otra tubería soplante de menor potencia a unos 50 m del
frente, y la anterior (que era reversible) pasó a ser aspirante colocada a unos 10-15 m
del frente.
Ataqu e Boca Sur.
Ventilación Boca Sur.
Cuando el material rozado estorbaba el trabajo de la rozadora, ésta se retiraba
del frente y se procedía a cargar el escombro con una pala frontal en camiones de dos
ejes, de baja altura de caja para que no existiesen problemas con el gálibo de 5’05 m del
túnel en esos momentos, y se facilitaran las maniobras de desescombro.
©
56
Vista general de entrada Boca Sur.
Vista general de entrada Boca Sur.
©
57
5.3.2.- EXCAVACIÓN POR BOCA NORTE. VOLADURA
Por la parte Norte la excavación se llevó a cabo mediante voladuras, debido a la
gran dureza de las calizas que se debían atravesar.
5.3.2.1.-
REPLANTEO DE VOLADURA
En primer lugar debía realizarse el replanteo del eje y el esquema de la voladura,
señalando las marcas en el frente con pintura para que el jumbo pudiera proceder a la
realización de las perforaciones marcadas.
5.3.2.2.-
PERFORACIÓN
A continuación se posicionaba en el centro del túnel el jumbo hidráulico
semiautomáutico de última generación de dos brazos, que perforaba los barrenos. De
acuerdo con las mediciones existentes, el explosivo y las propiedades de la roca se
determinaba la profundidad de éstos, que llegó a ser hasta de 4 m, si bien las primeras
voladuras fueron de 2 y 3 m para tantear el terreno y el comportamiento de la voladura.
Boca Norte. Barrenado del frente de excavación.
©
58
En caso de que se
observara algún indicio que
supusiera un cambio del
terreno respecto del pase
anterior el geólogo lo
comunicaba inmediatamente
al Jefe de túnel, el cual, en
colaboración con la Dirección
Facultativa, podía decidir el
cambio de la longitud del
pase o de las medidas de
sostenimiento a emplear.
Boca Norte. Esco mbros procedentes de la primera voladura.
5.3.2.3.-
CARGA DEL EXPLOSIVO
Se cargaban los barrenos con explosivo “goma 2” a razón de 1,15 kg/m3.
Se observó que el explosivo trabajaba favorablemente al 105%; es decir, si se
perforaba el barreno de 4 m, el avance era de 4,2 m.
El explosivo era preparado previamente en una caseta destinada únicamente a tal
efecto, y su carga se efectuaba manualmente, con la ayuda de la cesta Merlo para
trabajar en altura.
5.3.2.4.-
VOLADURA Y VENTILACIÓN
Las voladuras en túneles se caracterizan por no existir, inicialmente, ninguna
superficie libre de salida salvo el propio frente de ataque. El principio de ejecución se
basa en crear un hueco libre en los barrenos del cuele y contracuele, hacia el cual
rompen las cargas restantes de la sección. Dicho hueco tiene, generalmente, una
superficie de 1 a 2 m2, aunque con diámetros de perforación grandes se alcanzan hasta
los 4 m2.
En general, en el avance de túneles cabe distinguir las siguientes zonas
fundamentales en el esquema de tiro de las voladuras: cuele, contracuele, destroza,
recorte y zapateras.
©
59
ESQUEMA DE T IROS EN EL AVANCE
0
0,7
V II
VI I
VII
18
15
16
15
13
15
16
18
10
0
4 10
2
10
4 10
11
14
V
0,9 5
III
17
16
15
16
15
16
13
16
15
15
14
18
V
16
V
18
0,7 5
12
V
13
13
V
13
13
14
VI
18
14
12
11
12
0,6 8
IV
11
12
18
16
13
13
14
V
VI
15
1
16
16
VI
18
15
18
18
1
VI
18
VII
VI
17
18
18
V
VII
VI
16
17
VI
VI
VII
0,9 0
VI
V
VII
VII
13
13
14
15
16
17
15
16
17
III
III
0,7 0
IV
0,9 0
a)
CUELE
Por cuele se entiende el conjunto de barrenos, cargados y vacíos, cuya misión es
la de crear un hueco inicial en el túnel, de forma que los barrenos adyacentes
encuentren ya en su disparo una cara inicial creada. Este cuele puede situarse en
cualquier posición en el frente, aunque generalmente suele ir en la parte baja y
central del túnel.
Todos los barrenos
dentro del cuele se
sitúan muy próximos,
alineados y paralelos,
por lo que para
situarlos se utilizó un
jumbo dotado con el
sistema de paralelismo
automático.
Dada la proximidad de
los barrenos se usaron Jumbo. Barrenado en paralelo.
detonadores de microrretardo, con valores no muy separados para evitar
descabezamientos de los barrenos próximos.
©
60
b)
CONTRACUELE
DETAL L E DE L CONTRACUELE UTIL IZADO
0,25
Ø 102 mm
12
12
11
10
10
0,58
Es la corona de barrenos que
circunvala al cuele. Mientras el
cuele crea un primer hueco, el
contracuele lo ensancha para
preparar la cara libre al resto de
los tiros.
4
11
11
2
0
0,25
6
0,58
10
10
11
12
c)
0,58
0,58
12
En consecuencia, se precisa
menos perforación que en el
cuele y no hay barrenos vacíos.
También por la proximidad de
los
barrenos
se
usaron
detonadores de microrretardo.
DESTROZA
Es la voladura principal en cuanto al volumen. El esquema es más abierto y se
pueden usar en los barrenos cargas selectivas rebajando la calidad total del
explosivo. Dicho esquema es función del tipo de roca, su diaclasado, el diámetro
de perforación, la profundidad de avance, el tipo de explosivo, la secuencia del
encendido, la granulometría deseada, la geometría de la excavación y la de la
perforación.
Marca ndo taladros en el frente de ataque.
©
61
La destroza requiere consumos específicos de explosivo superiores, puesto que
hay errores de perforación, menor hueco de esponjamiento, inclinación con
respecto al eje de avance, menor cooperación entre cargas adyacentes y en algunas
zonas existe la acción negativa de la gravedad, como sucede con los barrenos de
zapatera.
d)
RECORTE
Por recorte se entiende la fila de barrenos que delimita la sección del túnel en
techo y hastiales.
Estos barrenos, dispuestos siempre en diente de sierra para poder barrenar la pega
siguiente, definen el perfil final del túnel. Su número, espaciamiento y carga son
determinantes de la calidad final de la terminación del túnel.
e)
ZAPATERAS
Las zapateras son los barrenos del suelo del túnel. Son los últimos que se disparan
y van algo “pinchados” y sobredimensionados, puesto que deben levantar la roca
que les afecta y la del resto de la voladura, y dejar una buena superficie para el
desescombro.
Antes de efectuar la voladura se debían comprobar todas las medidas de
seguridad que afectasen tanto a las personas como a los medios materiales, y una vez
realizada había que ventilar el aire contaminado de polvo y gases antes de que el
personal volviese al túnel para continuar el trabajo.
5.3.2.5.-
DESESCOMBRO
La retirada de materiales se hacía lo antes posible, una vez garantizada la
seguridad posterior a la voladura. Al igual que en la Boca Sur, se cargaba el material
arrancado con una pala frontal en los camiones de dos ejes de baja altura de caja.
5.3.2.6.-
SANEO
El saneo de la sección excavada se realizaba para eliminar bloques potencialmente
inestables y la parte de materiales fracturados no desprendidos de la sección.
©
62
Lo realizaba una retroexcavadora mixta con gran meticulosidad, por tratarse de
zonas peligrosas, desprovistas usualmente de sostenimientos y donde se realizaban
diferentes operaciones de Obra.
Se realizaba un primer saneo con cuchara provista de dientes, eliminando
después prominencias y bloques de estabilidad dudosa con martillo hidráulico, barras,
etcétera.
Esta operación estaba siempre vigilada por un capataz experto, evitando en todo
momento (y especialmente en terrenos muy fracturados) que se produjera el descalce de
bloques y el aumento de irregularidades en la sección excavada que repercutían
desfavorablemente en su estabilidad.
5.3.2.7.-
SELLADO
Finalizada la excavación del frente se llevaba a cabo el sellado lateral de la
sección, con un gunitado de espesor variable según el tramo en que estuviera y el estado
del terreno. En esta operación el camión hormigonera debía recorrer el túnel marcha
atrás hasta posicionarse en la tolva de alimentación del robot gunitador. Con ello se
protegía la sección frente a eventuales desprendimientos de lisos, rocas, etc.
Gunitado lateral de la sec ción.
Revestimien to de la sección de ataque..
Se comprobaban los espesores de gunita con una cinta métrica o con marcas en
taladros, siendo siempre necesario un mínimo de 5 cm para cualquier sección.
©
63
5.3.3.- EXCAVACIÓN SECCIÓN SOBREANCHO (AVANCE EN CALOTA)
La longitud del pase era variable (1 ó 2 m) según la calidad de la roca.
Se comenzó la excavación hasta conseguir colocar en el sobreancho la primera
cercha HEB-200, lo que dio un avance de 0’75 m; la segunda cercha fija estaba a 1’5 m,
la tercera a 2’25 m y la cuarta a 3 m; este último ancho era ya constante en los 20 m del
sobreancho.
Se realizó empezando por la margen derecha, para poder desescombrar
alternándolo con la excavación del hastial izquierdo, seleccionado de esta forma por la
disposición del cableado eléctrico de la rozadora; una vez conseguida la excavación
total del dominio de altura de la rozadora se procedió a la formación de una rampa para
acceder al resto de la excavación en una altura de 0’85 m.
La roza desde el hastial izquierdo se ejecutaba en pases tangenciales a la
excavación conseguida en el hastial derecho para mejorar los tiempos muertos entre
excavación y desescombro.
5.3.4.- SOSTENIMIENTOS
En la siguiente tabla se realiza un breve resumen de las principales
características de los sostenimientos empleados en la ejecución del túnel:
©
64
CARACTERÍS TICAS DE L OS SOSTENIMIE NTOS EMPLEADOS
TIPO
SOSTENIMIENTO
SOST ENIMIENTO
TERRENO
BUL ONES
S-1
Calizas
fracturadas
(cretácico)
Ø 25 mm;
L=4 m
Cuadrícula
1,5 x 1,5 m
S-3
A rcillas, margas
y margocalizas
de facies
garumniense
Boca Norte
C aliza
Boca Sur
A rcillas, margas
y margocalizas
de facies
garumniense
Sobreancho (SA)
A rcillas, margas
y margocalizas
de facies
garumniense
5.3.4.1.-
Ø 25 mm;
L=4 m
al tresbolillo
MAL LAZO
CERCHAS
HO RMIGÓ N REVESTIMIENTO
PROYECTADO
BERNOLD
5 cm
30 cm
5 cm
35 cm
Doble mallazo
150 x 150 x 4
TH - 29
5 cm
40 cm
Doble mallazo
150 x 150 x 4
HEB - 180
5 cm
25 cm
HEB - 200
5 + 5 cm
35 cm
Ø 25 mm;
L=4 m
Cuadrícula
1,25 x 1,25 m
SOSTENIMIENTO S-1
Después del sellado se bulonaba según una cuadrícula de 1’5 x 1’5 m, y para
ello se utilizó el jumbo que realizaba los taladros.
Bulonado para el sostenimiento.
©
65
Los bulones utilizados eran del tipo Swellex (véase apartado 7.2.1.2.).
El sostenimiento tipo S-1 (según el método N.A.T.M., “New Austrian
Tunnelling Method”) venía a continuación del de la Boca Norte, y se prolongó durante
163 m a lo largo del túnel, hasta sobrepasar la zona de calizas y entrar en terreno de
margas, donde se utilizó el tipo S-3.
S ECCIÓ N TI PO DE SOS TENIM IENT O S-1 (Zo na de c aliza s)
BUL ONES Ø 2 5 L = 4 m
CUAD RÍCUL ADE 1 ,50 x 1 ,50 m
REVESTIMIENTO BERN OL D
e =3 0 c m
HOR MIGÓ N PROYECTADO
e = 5 cm
CHAPA BERNOL D
1, 5
0
5 ,43
5 ,0 5
0 ,50
0 ,50
1 ,2 0
1 , 20
HOR MIG ÓN EN M ASA
1 2 m ín.
5.3.4.2.-
SOSTENIMIENTO S-3
El sostenimiento tipo S-3 fue utilizado en 380,56 m del túnel, siendo analizado
por medio de un cálculo de elementos finitos que consistía en proceder a un
sostenimiento - revestimiento tipo Bernold llevado al frente de avance en los terrenos
más blandos con las siguientes características:
¾
Capa de sellado de 5 cm con hormigón proyectado
¾
35 cm de hormigón bombeado
¾
Chapa Bernold con 3 cm de gunita final de acabado
©
66
Robot de gunitado.
En el cálculo por elementos finitos los esfuerzos en el revestimiento no
superaban los valores admisibles, no resultando necesario tener que acudir a un
sostenimiento inicial flexible, tipo N.A.T.M., para permitir una deformación importante
de la sección con anterioridad a la colocación del revestimiento Bernold.
En la sección tipo S-3 alguna vez se perforaron bulones, pero fue para sostener
el mallazo que se colocaba en zonas puntuales críticas.
S ECCI ÓN TI PO DE SOS TENIMIENT O S-3 (Zona de arcillas y m arga s)
HORMIGÓ N PROYECT ADO
e = 5 cm
REVESTIMI ENTO BERNOLD
e = 35 cm
C HAPA BER NO LD
5,48
5,0 5
0,6 0
1 ,50
CONTRAB ÓVE DA DE 0,60 m
DE HORMIGÓ N EN MASA
©
5.3.4.3.-
67
SOSTENIMIENTO BOCA SUR
Tiene las mismas características que el sostenimiento tipo S-3, es decir:
¾
Capa de sellado: 5 cm de hormigón proyectado.
¾
Mallazo: 2 capas de malla electrosoldada de l50 x l50 x 4 mm en toda la sección.
¾
Cerchas embebidas: HEB-180, espaciadas 1 m.
¾
Hormigón proyectado: capas sucesivas hasta 25 cm.
¾
Solera: losa de hormigón de 60 cm de espesor.
¾
Sostenimiento Bernold: hormigón H-250, con espesor de 25 cm.
S ECCIÓN TIPO DE SOST ENIM IENTO
BOCA SU R (Zo na d e a rc illa s y ma r g as)
REVESTIMI ENTO HORMIGÓN
BOMBEADO e = 25 cm
0,5 0
0, 5
e = 30 cm
2
PARAG UAS DE PROTECCIÓN L = 30 m
(57 UN IDA DES)
0,
5,6 3
CHAPA BERNO LD
20
0, 2
5,0 5
REVE STIMI ENTO BER NOLD
e = 25 cm
2,6 5
15 º
5
15 º
1
1 BUL ÓN Ø 32
CADA METR O
L= 6m
1 BULÓN Ø 3 2
CADA METRO
L= 6m
0 ,60
1, 50
CONT RABÓ VEDA DE 0 ,60 m
DE HORMIG ÓN E N MA SA
5.3.4.4.-
SOSTENIMIENTO BOCA NORTE
Una vez terminado el sellado se procedía a la densificación, según la sección
excavada, del número de bulones tipo Swellex que proporcionaran el sostenimiento
adecuado. Para ello se utilizó un jumbo de 2 brazos.
Por estética del túnel se aplicó el mismo tipo de revestimiento (Bernold) en todo
el túnel que el ejecutado por la Boca Sur. Con la diferencia de que el Bernold, en este
caso, debía ejecutarse antes de realizar la destroza, pero no necesariamente en cada pase
de avance.
©
68
Bulonado.
Jumbo hidráulico de dos br azos.
En la excavación en avance por la Boca Norte se encontró una zona kárstica
consistente en cavidades pequeñas, en la cual el tratamiento establecido se limitó a la
colocación de chapa Bernold como tape interior, que impidiese que durante la ejecución
del revestimiento el hormigón se perdiese de forma descontrolada.
¾
Capa de sellado: 5 cm de hormigón proyectado.
¾
Bulones: Ø 25 mm de 4 m al tresbolillo, en malla de 1 (long.) x 1,5 (transvers.) m.
¾
Mallazo: malla soldada de 150 x 150 x 4 mm en toda la sección.
¾
Cerchas embebidas: TH-29, espaciadas 1 m.
¾
Hormigón proyectado: segunda capa de 15 cm.
¾
Sostenimiento Bernold: hormigón H-250, con espesor de 40 cm.
S ECCIÓN TIP O DE SOST ENIM IENTO - BOCA NORTE (Zona d e c alizas )
BU LON ES Ø 25 L= 4 m
AL TR ESB OLI LLO
PAR AGUA S DE PROTECCIÓN L = 15 m
(28 UNIDA DES)
RE VES TI MI EN TO BE RNO LD
e =2 5cm
0,
20
1,
50
0,
50
O R MI GÓ NPR OY
H
E CTADO
e=5 c
m
CH APA B ERN OLD
5,05
a 2,5 0
0, 50
1, 20
0, 50
1, 20
HO RM I GÓ N EN M ASA
12 mí n.
©
5 ,53
5.3.4.5.-
69
SOSTENIMIENTO – REVESTIMIENTO BERNOLD
Este revestimiento se ejecutaba inmediatamente después de la excavación y
sostenimiento de cada avance para las dos secciones de boquilla, para toda la sección
tipo S-3 y para la sección sobreancho (SA), mientras que para la sección tipo S-1 era
necesario ejecutarlo por completo solamente antes del comienzo de la destroza.
En primer lugar se procedía al replanteo del eje mediante dos puntos a no más de
6 m del frente, y en la clave del túnel. Una vez marcado este eje se preparaba un listado
de retranqueos de la clave en planta, indicando además la cota de la cercha mediante dos
alineaciones en los hastiales del túnel, a 1’5 m de la cota de avance.
El control topográfico era permanente. En cada avance se debía visualizar tanto
el eje de replanteo como las rasantes.
Consistía en la ejecución de un arco resistente en la proximidad del frente,
compuesto por la chapa Bernold, que hacía de encofrado y armadura sustentada durante
el hormigonado y fraguado, y por cerchas metálicas que actuaban como soporte.
Se colocaban las cerchas para apoyo de la chapa Bernold, que eran del tipo
HEB-200 curvadas, de ala ancha, con un radio igual al del túnel y provistas de dos
articulaciones que permitían su montaje y desmontaje fácilmente.
Debía tenerse especial cuidado con el apoyo de la cercha en el terreno, y para
ello se vigilaba que dicho punto fuera estable. La limpieza de la zona de apoyo del
revestimiento en los hastiales debía ser muy esmerada. El refino final en el pie convenía
hacerlo con retroexcavadora y proteger la base cuanto antes (por ejemplo, con hormigón
proyectado) cuando había presencia de agua o humedad. En los casos en que no se
podía garantizar la perfecta estabilidad de los patones debido a la baja capacidad
portante del terreno, se hormigonaba una viga de apoyo.
Se colocaba una chapa metálica para el reparto de cargas en la base y, si era
necesario, se calzaba la cercha mediante tablón de 7 cm. La cercha se recuperaba de la
zona de trabajo anterior transportándola mediante la retro mixta, a la cual se le
adicionaba un útil preparado para tal fin (en la ejecución de cada Boca se utilizaron 10
cerchas). La retroexcavadora soportaba la cercha y los operarios procedían al izado de
los patones manualmente, sujetándolos al cuerno de la cercha mediante una cadena. Así
mismo se entibaban los hastiales de los patones de las cerchas a dos niveles, mediante
acodalamiento a base de tablón.
©
70
Pata de apoyo de cerc ha.
Pata de apoyo de cercha.
Transporte d e cer chas por la retroexcavadora.
Punta les para las cerc has.
Situada la cercha en su nueva posición se nivelaba la misma según los datos
topográficos descritos anteriormente y se apuntalaba lo suficiente, especialmente en los
hastiales. Se fijaba a la cercha anterior mediante tresillones metálicos, distanciados
1’06 m entre ellos. Esta operación se llevaba a cabo desde la cesta de la plataforma de
trabajo Normet.
Plataformas de tr abajo Normet.
©
71
Para la colocación de la chapa Bernold se empleaba igualmente la plataforma
Normet. Las chapas se apoyaban en las cerchas, solapándose entre ellas un mínimo de
10 cm, procediéndose a su atado mediante alambre, y ajustándose y separándose entre sí
para soportar el peso del hormigón colocado tras las chapas, hasta que el mismo
alcanzara su capacidad resistente.
A continuación se ejecutaba el tape frontal mediante un encofrado a base de
rejilla metálica de nervometal y tacos de tablón, que aseguraba la formación de una
junta de buena calidad, pudiéndose acompañar de barras soldadas a la cercha.
Tape del revestimiento Bern old.
El hormigonado se llevaba a cabo con una bomba estática, la cual se remolcaba
con la pala frontal. Para rellenar el espacio anular entre la chapa Bernold y la pared de la
excavación se abrían 7 ventanas como mínimo mediante soplete en las chapas Bernold
(1 en clave y 3 en cada semisección), situándose las inferiores a menos de 2 m del suelo
y distribuyendo el resto.
La secuencia de hormigonado comenzaba por las ventanas inferiores y
continuaba alternando los hastiales (para cargar uniformemente el arco), hasta finalizar
en la ventana de clave por medio de un mecanismo elaborado para tal fin que
garantizaba igualmente la presión de bombeo. El cono de Abrams del hormigón debía
ser del orden de 12 - 14 cm.
©
72
Hormigonera en el interior del túnel.
©
Hormigonado cercha.
Inspección del ho rmigonado .
Perforaciones de drenaje en Boca Sur.
O btención de testigo en clav e.
©
73
74
Una vez finalizado el hormigonado se reiniciaba el ciclo siguiente. Para la
utilización de una cercha ya hormigonada debían transcurrir un mínimo de 36 h. Al
hormigón se le requería una resistencia de 1 kN/cm2 a las 24 h.
Posteriormente debía aplicarse la capa final de hormigón proyectado de 3 cm,
aunque para evitar irregularidades en algunas zonas entraban hasta 10 cm de gunita.
G unitado de la sección.
Todas estas operaciones se acompañaban con el mantenimiento de la maquinaria
del túnel, así como con el avance de las instalaciones de iluminación, fuerza, aire y
ventilación hacia el frente de excavación.
Por la Boca Sur se realizaron un total de 427 m (secciones de sostenimiento
Boca Sur, S-3 y SA), con una media de 2,7 m/día con el método Bernold al frente.
Por la Boca Norte se excavaron un total de 178 m (secciones de sostenimiento
Boca Norte y S-1), con una media de 6,1 m/día con el N.A.T.M.
©
5.3.4.6.-
75
SOSTENIMIENTO DEL SOBREANCHO
Una vez excavada la calota se inició la primera capa de sellado, de 5 cm de
espesor. Se continuó con la etapa de bulonado, en una cuadrícula de 1’25 x 1’25 m, con
bulones de 4 m de longitud del tipo super Swellex. El motivo de usar éstos era la mayor
rapidez de ejecución de los mismos, ya que en este tramo la celeridad era el mejor
sostenimiento. Terminado el proceso de bulonado se colocaba el mallazo.
Seguidamente se procedió a dar la segunda capa de sellado, del mismo espesor
que la primera.
En la ejecución del sistema Bernold para esta sección de sobreancho, la única
diferencia con el método convencional era que las cerchas, una vez encofradas con la
chapa Bernold, quedaban embebidas en el hormigón bombeado.
SEC CIÓN TIPO DE SO STENIMIENTO E N ZONA DE SOB REANCHO
(Zo na de arcil las y marg a s)
BULONES Ø 2 5L= 4 m
CUADRÍCULA DE 1,25 x 1, 25 m
REVESTIMI ENTO BERNOLD
e = 35 cm
e = 10 cm
HEB - 200/ m
1 ,2 5
B ULON ES Ø 2 5mm
CHAP A BE RNOL D
L = 4m
6,41
5 ,9 3
DETAL LE
2 CAPAS DE
HORM. PROYECT.
CHAP A
BERN OLD
MA LLA
ELE CTRO SOL DADA
150 x150 x4 m m
HORMIGÓ N
BOMBEADO
1 ,5 0
CARA VIST A DE
HORMIGÓ N
0 ,60
HORMIGÓ N EN M ASA
DETAL LE
Para una mejor terminación del túnel se ejecutaba esta zona con un acabado en
calota superior a los 5’05 m actuales, siendo éste proporcional al sobreancho en cada
sección. Las cerchas previstas en el sobreancho debían ajustarse a la nueva sección
definida en los planos, en toda la longitud de la zona del sobreancho, considerando que
en las zonas de transición era necesario disponer cerchas variables.
©
76
5.3.5.- INYECCIONES
Como operación previa al avance en destroza, la Dirección Facultativa impuso el
requisito de realizar la inyección del trasdós del revestimiento de la fase de avance del
túnel en toda su longitud, ya que era difícil asegurar que no se dejaran huecos entre el
hormigón y el terreno, además de rellenar y cerrar posibles fisuras o grietas de éste.
Para ello se subcontrataron dos empresas que realizaban esta labor
independientemente la una de la otra.
Máquina inyector a de l echada.
Bomba de i nyección de lech ada.
Inyecc iones. Detalle de l obturado r.
Inyección del tr asdós.
La inyección consistía en introducir una lechada con relación agua/cemento en
peso de 1/2, desde tres alineaciones de puntos de inyección situados en clave y riñones.
En las alineaciones situadas en riñones se disponía un taladro cada 4 m de túnel. En la
de la clave, un taladro cada 2 m. En total existían 7 taladros en cada franja de 4 m de
túnel.
©
DISPOSICIÓN DE LAS INYE CCIONES
4m
4m
LÍNEA DE
CL AVE
4m
2m
RIÑO NES
PL ANTA DEL TÚNEL
En
ambos
emboquilles
(entendiendo por emboquilles la zona
cubierta bajo paraguas) se disponían
5 taladros por cada metro de túnel.
Además en la Boca Norte se “cosió”
la zona de la cueva detectada durante
la excavación con taladros para
asegurar la completa inyección de la
misma.
El diámetro mínimo de
perforación de los taladros era de
unos 5 cm y se ejecutaban hasta
llegar a la roca, exceptuando los
taladros de la zona de la cueva, que
debían perforarse como mínimo 1 m
dentro de la roca.
SE CCIÓN DEL TÚNEL
Inyecc iones en h astiales.
Inyecciones.
Detalle de p untos de inyección.
Inyecciones en bóveda.
©
77
78
El orden de la inyección debía estar siempre encabezado por los riñones, de
forma que la inyección en clave siempre estuviera retrasada al menos 2 m respecto a la
de aquéllos.
Se establecieron los siguientes criterios de rechazo:
¾
Presión máxima de inyección en la boca del taladro: 3 kp/cm2
¾
Admisión máxima por taladro: 750 kg de cemento
La inyección de cada taladro se interrumpía cuando se producía uno de los
siguientes casos:
a)
La presión de inyección superaba los 3 kp/cm2.
b)
La presión de inyección se mantenía constantemente por encima de 2 kp/cm2 y se
alcanzaban 750 kg de cemento.
c)
Se alcanzaban los 750 kg de cemento con presiones inferiores a 2 kp/cm2. En este
último caso se procedía a la reinyección del taladro al cabo de 4 h como mínimo.
La tercera condición era indicativa de que el despegue tenía una continuidad en
planta superior a la distancia entre taladros. Por tanto, no era conveniente mantener la
inyección sino permitir el inicio del fraguado para que la lechada de la primera
inyección sirviera de “tape” para la siguiente. En este caso había que efectuar taladros
intermedios para completar la inyección.
Medici ón de la pr esión de inyección.
©
79
5.4.- EXCAVACIÓN EN DESTROZA
Una vez realizado el cale se retiraron tanto las tuberías de ventilación como las
de agua, para facilitar la ejecución de la destroza.
En Proyecto se especificaba que ésta debía realizarse mediante dos medias
secciones partidas. Sin embargo se ejecutó haciendo un zanjón central y luego por
bataches, dado que el método de Proyecto era mucho más lento y costoso, tanto técnica
como económicamente.
5.4.1.- DESTROZA CENTRAL
Para acometer la destroza central se utilizaron voladuras en la Boca Norte, y un
bulldozer tipo D-9 en la Boca Sur. No se siguió empleando la rozadora porque limitaba
el rendimiento del avance y hubiera sido muy inferior al realizado con el ripado.
Las voladuras por la Boca Norte fueron primeramente horizontales, con avances
de hasta 4 m (según las condiciones geotécnicas del terreno) como en la excavación en
calota; y posteriormente también verticales, obteniendo mayores rendimientos y rapidez
de ejecución, además de conseguir una mayor independencia de los tajos de perforación
y desescombro.
E SQUE MA VERTIC AL DE TIRO DE L A DE STROZ A CE NTRA L
3
3
1 ,20
65
0,
3
65
0,
3
0 , 75
0 ,75
0 ,75
0 ,75
6 ,02
©
0 ,75
0 ,75
3
4
4
4
4
4
4
4
0 ,75
0 ,75
4, 13
3
2
1
1
2
1 ,3
6
1 ,22
5
0 ,6
3
4 .5
1,44
3
0,
69
3 ,87
5
0 ,6
3
1 ,20
5
0 ,6
3
3
2
1
0
1
2
0,
69
1 ,41
0,
69
3
0 ,6
9
7
1 ,2
1 ,14
9 ,88
80
Destroza central en Boca Norte. Perforaciones para voladuras verticales.
El desescombro se realizaba mediante una retroexcavadora con cazo de gran
capacidad pero de dimensiones reducidas. Sin embargo los camiones ya podían ser de
dimensiones mayores, al no existir problemas de gálibo.
Destroza central en Boca Norte.
Excavación de destroza central en lado Sur.
Entrada Boc a Norte una vez realizada la destroza central.
©
81
5.4.2.- BATACHES
Una vez realizada la destroza central en todo el túnel, exceptuando la zona de la
losa de compresión de 56 m adyacente a la Boca Sur, se atacaron los hastiales mediante
el método de bataches alternativos.
El procedimiento consistía básicamente en abrir éstos alternadamente, de tal
forma que no existiera ninguna reacción del túnel debida a la realización de varios
bataches juntos, evitando así posibles fallos por asientos diferenciales o descalces.
Para ello se tomó por norma no ejecutar bataches enfrentados ni pegados sin que
hubieran transcurrido al menos 3 días desde el hormigonado del anterior. Lo que
realmente se hizo fue empezar por 16 bataches completamente independientes, y a partir
de éstos ir abriendo y hormigonando alternativamente por cada lado.
El encofrado del batache medía 3’5 m de longitud, y era éste el que marcaba las
dimensiones de los mismos. En total se excavaron y hormigonaron 326 bataches.
Bataches.
©
82
Primeramente se excavaba y desescombraba cada batache con control
topográfico, para que no existiesen excesos de excavación. Ésta se realizaba con
voladuras en los bataches de la Boca Norte, y con martillo hidráulico en los de la Boca
Sur.
Vista lateral del enc ofrado de batache.
Ins pecc ión del batache.
Su ejecución se dividió en tres fases, que son:
5.4.2.1.-
FASE DE MONTAJE DEL ENCOFRADO
Una vez ejecutada la excavación del batache y comprobada la estabilidad del
terreno natural se procedía a la inspección visual del hormigón de la clave,
comprobando la inexistencia de fisuras, coqueras o cualquier otro defecto que pudiera
afectar a la zona de colocación de los pernos de anclaje.
Los taladros para la colocación de los pernos se situaban como mínimo a 21 cm
del borde inferior del hormigón de la clave.
Realizado el replanteo de los taladros (como mínimo 4 en el borde superior, 2 en
el lateral y 1 en el fondo), se procedía a su ejecución con una profundidad de 22 cm.
Los taladros debían tener una separación mínima de 40 cm entre sí.
©
83
VISTA F RONTAL DEL ENCOFRADO DE BATACHE
0 ,80
1
3 ,50
1 ,10
1 ,1
0
1 ,10
1
0 ,80
BOQ UILL A
DE L LEN ADO
VIBRADO R
GR APA DE
FIJACIÓ N
Posteriormente se procedía a limpiarlos mediante soplado. El taladro debía estar
exento de humedad en toda su longitud. A continuación se colocaba la resina en el
orificio y se procedía a la introducción del perno.
Era necesario que transcurriera un periodo mínimo de 20 min. antes de proceder
a la retirada del útil de colocación de pernos; transcurridos otros 10 min. se podía
proceder a la sujeción del encofrado y a su posterior hormigonado.
Durante esta fase, para prevenir posibles fallos de la sujeción, se aseguraba el
encofrado provisionalmente con la ayuda de un camión grúa o una retro mixta,
apoyándose en el centro del mismo para evitar su vuelco.
©
84
Apuntalamiento de batach es.
5.4.2.2.-
FASE DE HORMIGONADO
Una vez asegurada la colocación del encofrado mediante los pernos y los
puntales inferiores se colocaba el tape lateral, procediendo a su relleno con hormigón
bombeado y vibrándolo con vibradores de panel, con la velocidad adecuada para evitar
tensiones excesivas.
Finalizado el hormigonado se procedía al balizamiento de la zona de afección,
para impedir la circulación de vehículos y personas durante un tiempo prudencial.
©
Hormigonado de batache.
Detalle de b oquilla de llenado.
©
85
86
5.4.2.3.-
FASE DE DESENCOFRADO
Se comenzaba la fase de desencofrado una vez hubieran transcurrido como
mínimo 12 h. desde la finalización del hormigonado del batache, aunque esto era
siempre contrastado con la rotura de probetas en el laboratorio exterior.
Antes de posicionarlo definitivamente para la siguiente puesta se limpiaba y se
le aplicaba desencofrante.
Testigo de b atache.
Desencofrado de batac he.
Prepar ación de gunitado.
Prueba de gunitado.
5.4.3.- EJECUCIÓN DE LOSA Y CONTRABÓVEDA
En la zona de margas se excavaba y ejecutaba una contrabóveda de hormigón de
60 cm de espesor. La excavación de la contrabóveda se realizó con un bulldozer D-9
partiendo desde la Boca Norte, desde el P.K. 8+990 hasta el P.K. 9+361.
En Proyecto estaba definida una contrabóveda armada; sin embargo, se prefirió
utilizar una contrabóveda de hormigón en masa con un mayor espesor.
©
87
En las secciones en que no existía contrabóveda (es decir, en la sección Boca
Norte y en la sección S-1, ambas en zona de calizas) se ejecutaba una losa de hormigón,
también en masa, de 50 cm de canto.
Excav ación de contrabóveda.
Hormigonado de contrabóveda.
©
88
Se indicaba también en Proyecto que por encima de esta contrabóveda los
elementos principales de la sección tipo debían estar constituidos por una capa de
material seleccionado de regularización hasta la línea de destroza, y desde ésta hasta el
paquete de firme debía rellenarse con material filtrante, para permitir el paso de
eventuales filtraciones de agua a las conducciones laterales. Entre los dos rellenos
(material seleccionado y material filtrante) debía colocarse un geotextil para evitar la
contaminación del material filtrante.
En vez de lo que se indica
en el párrafo anterior lo que
realmente se ejecutó por encima de
la contrabóveda fue un drenaje de
fondo recubierto por una capa de
pedraplén (que hacía las funciones
de material seleccionado y de
material filtrante). Y además una
capa de geotextil alrededor
únicamente del tubo dren para
impedir que se colmatara de finos.
Sobre la capa de pedraplén iría
posteriormente la capa de zahorra.
Drenaje central en la contrabóveda.
5.4.4.- ZONA LOSA DE COMPRESIÓN
Debido a las características pésimas en cuanto al comportamiento del terreno al
comenzar la excavación por la Boca Sur, durante la fase de avance hubo que colocar
una losa de hormigón de 40 cm
de canto en el piso, que frenara
los movimientos convergentes
AVANCE
de los hastiales del túnel, desde
LOSA DE HORMIGÓN
el P.K. 9+417 (ataque Boca
DE 40 cm DE ESPESOR
Sur) hasta el P.K. 9+361. Esta
zona tenía unos 56 m de
longitud.
DESTROZA
CENTRAL
Por ello se decidió dejar
la destroza de esta parte para el
final, cuando estuviera ya hecha
©
89
en el resto del túnel, y ejecutado en parte el falso túnel adyacente a esta Boca. Una vez
demolida la “losa de compresión” que se puso en un principio, y mientras se realizaba la
destroza de este tramo, todo él quedó apuntalado mediante cerchas metálicas.
Apuntalamiento de zona de convergencias.
Excavación en zona de convergencias.
Gunitado del frente en zona de conver gencias.
Boca Sur. Pr óxima conexión con el falso túne l.
Se utilizó el método de destroza partida en dos mitades (izquierda y derecha)
desfasadas entre sí 3,5 m (la longitud del encofrado de un batache), permitiendo que en
una misma sección transversal, al excavar un hastial, siempre se encontrara el de
enfrente sin excavar o con el sostenimiento colocado.
El ciclo consistía en excavar con una giratoria media sección y hormigonar ese
batache; excavar la otra media y hormigonar el otro batache, y por último excavar la
contrabóveda entre ambos y hormigonarla. En esta zona la contrabóveda se hizo de
hormigón armado, debido a sus especiales características.
El proceso continuaba por anillos completos.
El rendimiento de esta zona fue de 0,89 m / día.
©
90
Frente de la destroza. Refi nado del batache.
Ar mado de contrab óveda en zona de convergencia s.
5.5.- FALSO TÚNEL
Para prevenir la posible caída de bloques y con objeto de minimizar el impacto
visual producido por las excavaciones de las boquillas se prolongó el túnel hacia el
exterior con unos falsos túneles de hormigón armado (véase aptdo. 4.1).
La longitud del falso túnel por la Boca Norte es de 72 m más 40 de pico de
flauta, y el de la Boca Sur de 263 m y 21 más de pico de flauta.
©
Ejecución del fals o túnel por
Boca Norte.
Ejecución del fals o túnel por Boca Sur.
Falso túnel Boca Sur. Rell enos.
Pico d e flauta en falso túnel Boca Sur.
Pico de flauta en falso túnel Boca S ur.
©
91
92
El proceso constructivo del falso túnel es completamente diferente al del túnel
“real”, ya que se trabaja al aire libre y no hay que “luchar” contra la montaña. Su
construcción fue como sigue:
5.5.1.- HASTIALES
Los hastiales de los falsos túneles se ejecutaron de dos formas diferentes:
a)
en los primeros 122 m del falso túnel Boca Sur (del P.K. 9+424 al 9+546) se
ejecutaron unos pilotes “in situ” de hormigón armado de 1 m de diámetro y 2 m
de separación entre ejes con una profundidad de 10 m, unidos entre sí por una
viga de atado de sección 1 x 1 m y dejando esperas para la bóveda y hastiales.
Después de ejecutar la bóveda en esta zona se apuntaló horizontalmente cada 2 m,
con puntales metálicos de 1 x 1 m y 12,6 m de longitud (regulables). A
continuación se procedió a la excavación, mediante retroexcavadora, de la parte
inferior de la sección; ferrallando, encofrando, hormigonando y desencofrando los
hastiales de la misma manera que se había hecho en el túnel.
Z ona pilotada Boca Sur. Armado de co ntrabóveda.
Fals o túnel Boc a Sur . Zona pilotada.
Z ona pilotada Boc a Sur. Armado de has tiales.
©
b)
93
el resto de los hastiales del falso túnel Boca Sur y todos los del falso túnel Boca
Norte se ejecutaron antes que su bóveda correspondiente. El ferrallado se elaboró
en taller; se encofraron a dos caras, utilizando en la cara interior el encofrado de
los hastiales del túnel y en la exterior un encofrado recto, uniéndolos entre sí por
medio de espadas y latiguillos y dándoles estabilidad con puntales; se
hormigonaron con bomba y posteriormente se desencofraron cuando su
resistencia alcanzó los 70 kg/cm2, comprobado mediante la rotura de probetas.
F also túnel Boca Sur. Encofr ado exterior.
©
94
5.5.2.- BÓVEDA
La viga de atado se montaba “in situ”, y el ferrallado de las vigas curvas se
ejecutaba en una zona de trabajo próxima al túnel, trasladándose después con un camión
pluma hasta el encofrado. La grúa posicionaba las vigas y se ejecutaban los solapes de
la viga de atado. Se hormigonaba después por la parte superior mediante bombeo,
estando los operarios siempre atados con el arnés, en cualquier circunstancia. El
desencofrado se realizaba cuando el hormigón alcanzaba una resistencia de 70 kg/cm2,
comprobada mediante probetas. Se ejecutaron juntas de dilatación cada 10 m.
Montaje de carro en falso túnel Boca Sur.
F also túnel. Encofrado interior de bóveda.
©
95
Para la ejecución de la bóveda, se utilizó como encofrado interior un encofrado
semicilíndrico móvil de 5 m de longitud, radio 6’324 m y con un desarrollo de 17’4 m.
El anclaje de unión estaba entre la viga de atado y el propio carro, deslizando éste por
medio de ruedas y carriles y siendo arrastrado por un tráctel. El posicionamiento de
dicho carro en cota se realizaba con la ayuda de gatos hidráulicos.
Patas de ap oyo del carro.
Raíles para desplazamiento del carro.
Encofr ado falso t únel.
Apoyo del carro.
Encofr ado falso t únel.
©
96
La bóveda se ejecutó con este método en todo el falso túnel de ambas Bocas,
salvo en los 35 m iniciales de la Boca Sur, donde se utilizó el método Bernold del túnel.
Chapa Bern old en fals o túnel.
Chapa Bernold en falso túnel.
5.5.3.- CONTRABÓVEDA EN FALSO TÚNEL BOCA SUR
Se ejecutó contrabóveda en todo el falso túnel Boca Sur, diferenciándose dos
formas de ejecución: la primera, en los 122 m iniciales de la Boca Sur (tramo pilotado),
donde el avance de excavación fue de 4 m, se excavó a sección completa (pues la
bóveda ya estaba ejecutada) con retroexcavadora, posterior colocación de hormigón de
limpieza, ferrallado, encofrado con tape frontal de placa nervada y hormigonado con
bomba. En el resto del falso túnel se ejecutó la excavación a media sección con
retroexcavadora y el resto de la secuencia fue igual.
5.5.4.- LOSA EN FALSO TÚNEL BOCA NORTE
Se ejecutó en todo el falso túnel Boca Norte, realizando la excavación a base de
microvoladuras controladas, y el desescombro y refino con medios mecánicos.
Posteriormente se dispuso el hormigón de limpieza, se ferralló, encofró y hormigonó.
Una vez terminada la construcción de los falsos túneles se procedió a la
impermeabilización y relleno de los mismos, para disminuir el impacto visual y frenar
los posibles deslizamientos de la ladera.
©
EJECUCIÓN DE FALSO TÚNEL EN BOCA NORTE
Hormigonado de bóveda.
Rellenos laterales.
©
97
98
Cimentación.
Ferrallado de bóveda.
F errallado de has tiales.
Preparación de cimentación.
F errallado de zapatas.
Ferrallado de zapata s.
Carro de encofrado.
©
Carro de encofra do.
Carro de encofra do.
Encofr ado de pico de fl auta.
Encofr ado de hastial.
Encofr ado de hastiales en falso túnel.
©
99
100
Encofr ado exterior de hastia les.
Encofr ado i nterior de bóveda.
Term inación de pico de flauta.
F errallado de has tiales.
Encofrado de p ico de flauta.
©
Hormigonado del entronque.
Gunitado del en tronque de carros.
©
101
102
EJECUCIÓN DE FALSO TÚNEL EN BOCA SUR
Rellenos.
©
Hormigonado.
Hormigonado.
©
103
104
Encofr ado i nterior de bóveda.
Ejecución de has tiales.
Ejecución de bóv eda.
Impermeabilización.
©
Entronque túnel - fals o túnel.
Rejilla de ne rvometal.
Ejecución falso túnel.
Prim er tramo de falso túnel.
Prim er tramo de falso túne l.
©
105
106
Entronque en zona de convergencias.
Ferrallado de solera.
Entronque de carros.
©
_______________________________ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ____
115
7.- EQUIPOS, MATERIALES E INSTALACIONES
AUXILIARES DEL TÚNEL
7.1.- EQUIPOS
Para las distintas fases del proceso constructivo se disponía de los siguientes
equipos:
7.1.1.- MAQUINARIA
7.1.1.1.A)
Avance en calota
BOCA SUR
©
116
___ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ________________________________
Bomba estática de hor migonado.
Pala c argadora CAT 966.
©
117
Características de la rozadora Paurat E-134
Una rozadora es una máquina excavadora que desarrolla un sistema de trabajo
mediante un cabezal rotatorio, provisto de herramientas de corte de metal duro
(denominadas “picas”) que incide sobre la roca y que va montado sobre un brazo
articulado con un chasis móvil sobre orugas. Las rozadoras con movimientos
independientes del brazo, tanto en vertical como en horizontal, permiten adaptarse a
secciones curvas, como la del caso que nos ocupa.
Rozadora Paurat E-134.
Cabezal rozando.
Rozadora. Excav ación del fr ente.
©
118
Las ventajas que ofrece el empleo de la rozadora son múltiples y podrían
resumirse en:
*
Es un sistema que admite alta mecanización y excavación continua, produciendo
un gran rendimiento.
*
Reduce sobreexcavaciones en relación al uso de explosivos, y por tanto también
disminuye el sostenimiento.
*
No altera prácticamente las características iniciales de la roca.
*
Retrasa el inicio de la deformación de la roca y mejora la calidad efectiva del
macizo rocoso.
*
Se adapta muy bien al sistema de ejecución por fases.
En comparación con máquinas TBM (topos) presenta las siguientes ventajas:
*
Tiene precios más razonables.
*
Posee una mayor flexibilidad para adaptarse a cambios de terreno.
*
Se puede utilizar en una amplia gama de secciones, tanto en relación con su forma
como en dimensiones.
*
Su instalación es mucho más fácil y económica.
*
El porcentaje de mano de obra especializada es menor.
*
En rocas de mala calidad proporciona un mejor acceso al frente para efectuar los
trabajos de sostenimiento.
*
Permite efectuar la excavación en fases, cosa decisiva en terrenos de mala calidad
como los que se presentaban por la Boca Sur.
La rozadora elegida en este caso, la Paurat E-134, es una máquina de rozado de
70 t, por lo que se puede definir (según la clasificación de máquinas de ataque puntual
de Laureano Cornejo en “Excavación mecánica de túneles”) como muy pesada.
Está provista de una cabeza de corte radial accionada por un motor eléctrico de
115 / 230 kW, refrigerada con agua, con una velocidad de corte de 20’3 / 41’2 r.p.m., un
par de giro de 46,4 kN x m y una fuerza de penetración en avance de 250 kN. La altura
máxima excavable con suplemento es de 7’2 m, que para este túnel era suficiente
porque se planificó hacer un avance con un gálibo de 5’05 m. Asimismo disponía de un
©
119
motor de 63 kW para el accionamiento hidráulico en circuito de todos los elementos de
la máquina. Las dimensiones eran: 12’3 m de longitud, 2’87 m de altura y 3’65 m de
anchura. La potencia total instalada fue de 363 kW.
B)
BOCA NORTE
Jumbo hidrá ulico de 2 brazos.
Plataforma elevadora Normet.
Retroexcavadora mixta c on martillo hidráulico.
©
120
7.1.1.3.-
Ejecución de contrabóveda
Bulldo zer tip o D-9.
©
121
7.2.- MATERIALES BÁSICOS
7.2.1.- BULONES
Se pueden diferenciar dos tipos de bulones utilizados en la Obra: los comunes de
barra corrugada y los Swellex. Comentaremos en primer lugar los bulones normales.
7.2.1.1.-
Bulones normales
Los bulones de sostenimiento que se utilizaron eran de anclaje repartido a lo
largo de toda su longitud, conseguido por procedimientos químicos como resina o
cartuchos de cemento.
La longitud de los bulones de refuerzo utilizados en el sostenimiento de las
excavaciones en el túnel variaba de 3,5 a 4 m para cada tipo de sostenimiento.
Los materiales que componen un bulón son:
¾
Barra corrugada
Se utilizaron bulones de diámetro de 25 mm en el túnel y en los taludes frontales
de ambos emboquilles. Las barras eran de tipo armadura de acero de alta
adherencia y alto límite elástico. La extremidad del bulón se cortaba a bisel. Su
©
122
cabeza tenía una rosca de 15 cm de longitud, provista de una tuerca hexagonal,
con una longitud de tuerca de 25 mm.
¾
Placa
La unión entre el bulón y el hormigón proyectado, la red o la cercha (según el
caso) se efectuaba mediante una placa cuadrada de acero de 8 mm de espesor y 20 cm
de lado. Las placas estaban provistas de una rótula semiesférica que permitía
orientar el bulón oblicuamente en relación con la perpendicular a la pared.
¾
Resinas
El tipo de resina y de cartuchos a utilizar fue aprobado previamente por la
Dirección de Obra. La resina adquiría su resistencia después de 1 h como máximo
de su puesta en Obra. El endurecimiento inicial de la resina se conseguía a los 20 min.
de su puesta en Obra y su resistencia era suficiente para permitir el
desenroscamiento de los adaptadores de la cabeza de los bulones.
¾
Cemento encartuchado
Debía permitir la hidratación de los componentes, de manera que adquiriesen el
80% de la resistencia final a las 10 h. A los 20 min. de su colocación la resistencia
era suficiente para permitir enroscar la tuerca del bulón.
Pruebas de bulonado.
©
7.2.1.2.-
123
Bulones Swellex
Es un método de sostenimiento inmediato, tanto en minería como en ingeniería
civil (túneles carreteros, ferroviarios e hidráulicos, taludes, etc.).
El
sistema
Swellex
consiste en bulones de 4 m de
acero tubular hueco, de anclaje
mecánico repartido, que han sido
plegados hacia adentro en toda su
longitud con el fin de reducir su
diámetro; un brazo de instalación
y una bomba de inyección de
agua de alta presión.
Los bulones se introducen
Efecto del campo próxi mo en el sistema de b ulonado
fácilmente en los taladros en los
Swellex.
que van a ir alojados ya que
presentan un diámetro inicial inferior. Una vez introducido el bulón en el taladro, se
bombea agua a alta presión en su interior, a 30 MPa (300 bar), a través del orificio del
casquillo inferior. Durante y después del proceso de expansión, el bulón Swellex se
comprime contra las paredes del taladro, acortándose longitudinalmente y
comprimiéndolas o adaptándose a ellas.
PR OCES O DE EXPA NSIÓN DEL BUL ÓN SW ELL E X
SWELLEX ANTES
DE EXPANDIR
PLACA BASE
AG UJERO DE
INYECCIÓ N
SWELLEX INTR ODUC IDO
EN E L TALADRO
A GUA
A
ALTA
PRE SIÓ N
26 mm
SWEL LEX
EXPANDIDO
SWELLEX EXPA NDIDO
ANC LADO EN E L TAL ADRO
32- 38 mm
©
124
La bomba de inflado se para automáticamente cuando se alcanza la presión
predeterminada, normalmente 300 bar, quedando el Swellex expandido en toda su
longitud y siendo inmediato el efecto en el sostenimiento. Esta presión, no obstante,
puede ser inferior a la estándar con el fin de reducir la resistencia a la flexión,
permitiendo la acomodación del bulón al producirse desplazamientos considerables en
la roca y poder adaptarse a una gran variedad de condiciones del terreno.
Una vez instalado el bulón y al soltar el brazo de instalación del mismo, el agua
utilizada para el inflado del Swellex es expulsada al exterior por el orificio del casquillo
inferior.
Por tanto, el efecto de sostenimiento del bulón depende tanto de la tensión de
contacto como de las propiedades friccionales de la pared del taladro. Dicho efecto
puede ser expresado en función de la resistencia a tracción del bulón, y depende
principalmente de los siguientes parámetros: el radio del taladro, la tensión por contacto,
el ángulo de rugosidad de la pared del taladro, la longitud efectiva del bulón y el ángulo
de fricción entre el bulón y la roca.
La resistencia a tracción de los Swellex oscila entre 100 y 300 kN por metro de
bulón, y depende del tipo de roca, de las características del taladro y del tipo de bulón.
7.2.1.3.-
Ventajas de los Swellex
Una característica de los bulones Swellex es que presentan una gran rapidez en
su instalación, pudiendo colocarse más de 50 bulones por hora en taladros ya perforados
(un bulón estándar Swellex de 4 m puede colocarse en menos de 40 segundos, si se
expande mediante bomba eléctrica). Esto permite acortar tiempo en el bulonado,
mejorando el rendimiento o ritmo de producción.
Además, el efecto de
sostenimiento se consigue de
forma inmediata ya que estos
bulones trabajan al instante
de ser colocados, y ello
permite que la seguridad en el
lugar de trabajo se vea
incrementada.
Perfor ación de bulones.
©
125
Por otro lado, el operario no tiene que estar debajo del bulón cuando debe
instalarlos verticales, ya que dispone para ello de un brazo de instalación de los mismos,
lo que le permite situarse en una zona segura.
La instalación es muy simple y cómoda y no depende de la habilidad o criterio
del operario. En ella sólo se utiliza agua, por lo que no se produce contaminación con
productos químicos nocivos. Y pueden utilizarse tanto en roca dura como en roca
blanda y/o fisurada.
Cuando se instalan en roca muy fisurada las tensiones radiales incrementan las
fuerzas de contacto entre los bloques de roca que rodean al bulón, provocando un
incremento en la resistencia de la masa rocosa. En terrenos plastificados, los Swellex
proporcionan una consolidación inmediata alrededor del bulón, produciendo un
aumento en la resistencia del material y una mejor capacidad de sostenimiento del
terreno. Al producirse la compactación del mismo, los bulones conforman un arco
portante y en conjunto constituyen una bóveda de sostenimiento.
7.2.2.- MICROPILOTES
Están formados por perforaciones subparalelas al eje del túnel. En su interior se
colocaron tuberías de acero N-80 con uniones roscadas. El conjunto fue inyectado con
lechada de cemento conducida por el interior de la tubería, prolongando la inyección
hasta el retorno de la lechada por el espacio anular entre la tubería y el agujero.
Máquina tal adradora.
©
126
Los agujeros se ejecutaron siguiendo el contorno de la excavación, con la
distancia entre centros estipulada y a 30 cm del perfil teórico de la excavación, con una
ligera inclinación (5%) hacia afuera de la sección, que garantizara que los agujeros
desviados no la afectarían.
Taladro del frente de excavación.
Máquina pilotadora.
Pilotadora a tacando el frente de la exca vación.
Los tubos de los micropilotes que forman el paraguas sobresalían del terreno al
menos 15 cm y se trababan entre ellos mediante una faja armada.
©
127
7.2.3.- ÚTILES DE CORTE DE LA ROZADORA
Son las herramientas de trabajo de la rozadora que, aplicando en un punto la
energía desarrollada por la máquina, producen la indentación de la roca y su rotura.
Destaca, aún más que su buen comportamiento en el proceso de excavación, el
resultado de su posición, que se traduce en una mayor vida de la herramienta
(durabilidad) debido a la rotación de la pica sobre su eje.
Los elementos de que se componen los útiles de corte son:
*
*
*
Bloque portapicas:
Vástago:
Punta:
lugar donde va alojada la pica
parte de la pica que se introduce en el portapicas
punto de contacto de widia entre la pica y la roca
El contacto entre el útil y la roca se realiza mediante una pastilla o punta de
metal duro (carburo de tungsteno) que va inserto dentro de una matriz de acero que ha
sido sometido a tratamientos de endurecimiento.
El carburo de tungsteno o wolframio (CW) es una aleación que se obtiene por
reducción del metal en polvo con hidrógeno a 900 °C. Seguidamente, mediante la
mezcla del metal con carbón, se producen granos de tungsteno de dimensiones entre 0’5
y 8 P. La sinterización de los granos (calentamiento, sin llegar a la temperatura de
fusión, para obtener gran resistencia y dureza) se realiza mediante metal cobalto que es
disuelto por el carburo, efectuándose un primer calentamiento a 900 °C y un segundo
posterior a 1.400 °C. El cobalto disminuye un poco la dureza del carburo de tungsteno,
pero en cambio le confiere una menor fragilidad.
7.2.4.- HORMIGÓN PROYECTADO
La gunita se define como un mortero u hormigón transportado a través de
manguera y proyectado neumáticamente sobre un soporte.
La mezcla proyectada posee normalmente un asentamiento igual a cero, con lo
que puede sostenerse sin deformación, ya que la fuerza de esta proyección y el
consiguiente impacto hacen que el material se compacte y quede adherido.
La palabra “gunita” no está registrada bajo patentes y actualmente tiene un sitio
seguro en el vocabulario técnico. Se la conoce en todo el mundo bajo este nombre y
algunos equivalentes son:
©
128
*
*
*
*
*
*
Shotcrete,
Beton projecté,
Sprayed concrete,
Spritzbeton,
Concreto lanzado,
Mortero y hormigón proyectado,
en Estados Unidos
en Francia y Bélgica
en Reino Unido
en Alemania y países germánicos
en Iberoamérica
en España
En la actualidad se usan tres procesos distintos para ponerla en Obra, que son:
mezcla seca, mezcla húmeda y mezcla semihúmeda. El primero resulta satisfactorio y es
el de uso más general. El sistema de mezcla húmeda lleva consigo una necesidad de
empleo de más servicios y la compactación de la mezcla no llega a ser suficiente. El
sistema de mezcla semihúmeda, que consiste en la dosificación del agua
aproximadamente 5 m antes de la boquilla, es un proceso que evita fundamentalmente
que la mezcla seca se disperse, sobre todo el cemento, a la hora de hacer la proyección.
La gunita posee propiedades específicas que se manifiestan especialmente a
través de la naturaleza del método de colocación. La de mezcla seca posee estas
propiedades, mientras que con la de mezcla húmeda se consiguen morteros y
hormigones de propiedades equivalentes, con técnicas de dosificación y aditivos.
¾
Sistema de mezcla seca
Consta de una serie de fases y requiere unos equipos especializados.
El cemento y los áridos se mezclan adecuadamente hasta conseguir una perfecta
homogeneidad en proporciones variables. Lo normal es usar cemento Portland, sin
embargo a menudo se emplean cementos especiales, junto con diferentes clases de
áridos (artificiales o naturales, de río o machaqueo).
Esta mezcla de cemento / áridos se introduce en un alimentador, entrando
posteriormente en la manguera mediante una rueda o distribuidor (rotor).
La mezcla es transportada mediante aire a presión hasta una boquilla o pistola
especial. Esta boquilla va equipada con un distribuidor múltiple perforado, a
través del cual se pulveriza agua a presión, que se mezcla con el conjunto
cemento / áridos.
La mezcla ya húmeda se proyecta desde la boquilla sobre la superficie que debe
gunitarse.
©
¾
129
Sistema de mezcla húmeda
Las máquinas de mezcla húmeda producen mortero u hormigón para proyectar por
dos procedimientos: flujo diluido y flujo denso (rotor y bomba), con grandes
rendimientos, cubriendo de este modo y sobradamente las aplicaciones de las
máquinas de mezcla seca.
Estas máquinas se limitan a un bombeo a alta velocidad a través de conductos
hasta una boquilla provista de un chorro de aire comprimido, con lo que se
obtiene un mortero u hormigón de compactación relativa. No obstante, los
recientes progresos, tanto de nuevas máquinas como de aditivos estabilizadores,
han conducido esta tecnología a un sistema perfectamente compatible con el fin
deseado y con una ventaja importante, que es la no formación de polvo y el
mantenimiento de la relación agua / cemento.
¾
Sistema de mezcla semi-húmeda
Este sistema es idéntico en sus primeras fases al de la mezcla seca, y únicamente
difiere de él en que, a una distancia aproximadamente de 5 m de la boquilla se
efectúa la adición de agua, con lo que se mejoran las propiedades de la mezcla al
llegar a la misma, de la que saldrá el mortero u hormigón proyectado.
Otra de las ventajas de este sistema es que evita el polvo resultante de la
proyección, así como la pérdida de cemento en la mezcla al salir de la boquilla.
También se puede considerar que el agua añadida se incorpora perfectamente
durante esos 5 m a la mezcla, haciéndola más homogénea y, lo que es más
importante, consiguiendo que la relación agua / cemento sea adecuada.
Las características básicas del hormigón proyectado utilizado en la presente
Obra fueron las siguientes:
*
*
*
*
Hormigón proyectado por el sistema de vía húmeda, tipo flujo denso.
Resistencia característica a 28 días, 300 kg/cm2.
Proyección mecanizada.
Aditivos utilizados: inhibidores / retardadores, acelerantes / activadores, humo de
sílice, fluidificantes.
©
130
7.2.4.1.7.2.4.1.1.-
MATERIALES BÁSICOS EN EL HORMIGÓN PROYECTADO
Cemento
Todo el cemento empleado fue fabricado en la misma planta, siendo del mismo
tipo y marca. Según los cálculos estructurales se requería una elevada resistencia inicial,
por lo que se usó un cemento Portland de endurecimiento rápido (I 42,5 R).
Dado que la gunita iba a ser expuesta a la acción de suelos o aguas subterráneas
con una alta concentración de sulfatos, se empleó cemento resistente a sulfatos.
7.2.4.1.2.-
Agua
El agua para mezclado y curado debía ser limpia y estar exenta de sustancias que
pudieran dañar al hormigón o al acero, debiendo cumplir las prescripciones de la
anterior “Instrucción para el Proyecto y ejecución de Obras de hormigón en masa y
armado” EH-91.
Los límites máximos de cloruros y sulfatos eran, en peso, los siguientes:
*
*
Cloruros expresados en ión Cl:
Sulfatos expresados en ión SO4:
6.000 p.p.m.
1.000 p.p.m.
En cualquier caso, antes de emplear cualquier agua en el lavado de áridos,
amasado o curado, era necesario efectuar cuantos ensayos se considerasen precisos para
verificar que resultara idónea.
7.2.4.1.3.-
Áridos
Las características de los áridos se ajustaban a las especificaciones de carácter
general de la mencionada EH-91.
Los áridos a utilizar en el hormigón proyectado se obtenían mediante selección y
clasificación de materiales naturales o procedentes del machaqueo o bien de una mezcla
de ambos, aunque con preferencia se utilizaban los áridos rodados, que disminuían
notablemente el mantenimiento de la máquina de proyección.
©
131
El tamaño máximo del árido era de 12 mm y las curvas granulométricas se
ajustaban al huso requerido. Como control rutinario y rápido de estos materiales se
utilizaba el ensayo de equivalente de arena, que debía ser como mínimo de 80.
7.2.4.1.4.-
Humo de sílice
Teniendo en cuenta los efectos beneficiosos que el humo de sílice produce sobre
la disminución del rechazo y la trabajabilidad, se estableció el uso continuado de este
aditivo en un porcentaje de 15 kg/m3 (aprox. 3% respecto al peso del cemento).
El humo de sílice o microsílice debía tener su origen en el subproducto de los
hornos eléctricos de las industrias de ferro-sílice. Quedaban en consecuencia excluidos
aquellos productos obtenidos como derivados vegetales o de otro tipo.
El humo de sílice puede presentarse en el mercado en forma líquida (suspensión
en agua) o sólida. En este caso, no obstante, puede ser puro (sin ningún tratamiento) o
bien aditivado (mezclado con algún aditivo que plastifique la mezcla mejorando la
manipulación y la trabajabilidad).
En el Pliego de condiciones se hacía referencia al aditivado, por lo cual su uso
en otra configuración había de ser expresamente aprobada por el Director de Obra, una
vez se verificaba que las prestaciones tanto en el hormigón fresco como en el
endurecido eran como mínimo iguales a las conseguidas con el hormigón citado (en el
que se utilizaba la microsílice aditivada).
7.2.4.1.5.-
Aditivos
Este apartado se refiere a la utilización de acelerantes, inhibidores, fluidificantes,
activadores, etc. necesarios para la colocación del hormigón proyectado. Estos se
ajustaron igualmente a las prescripciones de la EH-91, siendo las normas UNE vigentes
las de referencia a efectos de su caracterización.
Los aditivos a utilizar eran compatibles con el cemento, los áridos y el humo de
sílice. No eran corrosivos a las armaduras, nocivos para la salud, ni debían afectar a la
durabilidad de las obras, además de cumplir con los requerimientos mínimos exigidos
por lo que se refiere a los controles de calidad ejecutados en la Obra.
La proporción óptima de los aditivos se obtuvo sobre la pauta de las
recomendaciones del fabricante en los ensayos previos.
©
132
7.2.4.2.-
REQUERIMIENTOS NECESARIOS
La consistencia del hormigón fresco se medía en el vertido de la cuba en el
momento de su puesta en Obra mediante el Cono de Abrams, aceptándose valores de
asentamiento entre 10 y 15 cm. Debía tenerse en cuenta que los valores del cono en la
planta eran superiores, a efectos de prever la influencia del transporte y de las
condiciones climatológicas durante el mismo.
Para el hormigón endurecido se evaluaban las propiedades siguientes:
*
*
*
Resistencia a compresión, según tabla adjunta.
Módulo de elasticidad, E = 28.000 a 33.000 N/mm2.
Coeficiente de permeabilidad, C = 6 x 10-10 a 20 x 10-10 m/s.
VALORES EXI GIDOS PA RA LA R ESIS TENCIA A COM PRE SI ÓN
RESISTENCIA A COMPRESIÓN (kg /cm²)
EDAD (d ías)
ME DIA
MÍNIMA
1
90
75
3
130
110
7
200
170
28
300
250
90
300
250
Los resultados a las 24 h eran obtenidos en muestras cúbicas de 10 cm de lado,
mientras que las restantes muestras se obtenían en testigos cilíndricos de dimensiones
mínimas de 6 cm de diámetro y 15 cm de altura.
Por otra parte, el “rebote” es un factor económico a tener en cuenta en el uso del
hormigón proyectado, no sólo por lo que se refiere a la cantidad a transportar antes y
después de la proyección sino por la contaminación medioambiental que representa.
Según Jose Luis Rivas en “Ingeotúneles”: “independientemente de la
dosificación, granulometría y química utilizada, la influencia del gunitador, tanto en
aplicación manual como robotizada, en lo que respecta a distancia de proyección,
ángulo y velocidad de rotación de la boquilla, tiene una incidencia del 80%”. Hoy en día
un rebote del 25% es aceptable.
©
7.2.4.3.-
133
FIBRA DRAMIX
Las fibras Dramix son filamentos de acero cuyo diámetro son décimas de mm,
deformados y cortados en determinadas longitudes (de 2 a 4 cm), para el refuerzo del
hormigón. Se trata de fibras de alambre estirado en frío, con extremos conformados y
encolado en peines (porque si no fueran en “peines” se harían “erizos” en la masa del
hormigón; luego, ya dentro del hormigón, se separan). Su aplicación más común es para
el hormigón proyectado o gunitado. Se puede emplear tanto en la vía seca como en la
húmeda.
Las fibras Dramix se
emplearon como revestimiento en la
primera capa de sellado del túnel,
aunque también pueden utilizarse
para estabilización de taludes.
F IBRA DRA MIX
La principal característica del
hormigón reforzado con fibras
(HRCF) es una elevada resistencia,
es decir, una elevada capacidad para absorber energía antes de que la construcción falle,
a la vez que evita que se produzcan roturas repentinas.
Las ventajas del uso de la fibra Dramix respecto a la instalación del mallazo son
múltiples. Como se sabe, la colocación de la malla en un túnel es dificultosa, costosa,
lenta y, sobre todo, arriesgada para los trabajadores que tienen que colocarla, ya que
siempre existe la posibilidad de que haya algún desprendimiento.
Además, al no utilizar malla se reduce el consumo de gunita debido a la
superficie irregular de la roca y al alto porcentaje de rebotes contra la malla,
consiguiendo con la fibra Dramix una alta calidad del revestimiento. El refuerzo
homogéneo con fibras permite resistir esfuerzos de flexotracción en cualquier punto de
la capa de gunita.
La aplicación mediante el brazo del robot es una ventaja considerable en la
construcción de túneles, pues permite la utilización de la capacidad total del equipo
gunitador y permite llevar a cabo el trabajo desde fuera del área peligrosa y polvorienta.
Es un proceso que se puede aplicar muy rápido, asegurando el refuerzo de la roca
excavada.
©
134
7.2.4.4.-
MALLA ELECTROSOLDADA
La malla tipo B-500-T constituía la armadura del hormigón proyectado,
pudiendo la Dirección Facultativa ordenar a lo largo de toda la Obra la cantidad de la
misma que considerara oportuna. Su retícula era de 15 x 15 cm, electrosoldada, con
diámetro de 4 mm de alambre liso, según se especificaba en los sostenimientos tipo y en
los planos correspondientes. Se utilizaba acero de elevado límite elástico.
7.2.5.- CERCHAS
Las cerchas eran de clase deslizante, fabricadas con acero tipo S-275-JR, S-355-JR
y con Mn4 (manganeso tetravalente) las HEB-200, HEB-180 y las TH-29,
respectivamente. Sus diferentes partes venían preparadas para su unión con solapes
mínimos de 40 cm.
En las uniones se utilizaban grapas del tipo horquilla o abarcones. El tipo de
grapa era la adaptada a la forma del perfil y de tipo “cajón”, con grandes superficies de
contacto que impedían su giro (el de las grapas).
El trabado longitudinal de las cerchas se realizaba mediante tresillones
constituidos por redondos de acero de 32 mm de diámetro soldados a las cerchas, a cada
1’06 m a lo largo del desarrollo de ésta. También se usaban distanciadores o
separadores de tubo, con unos limitadores en los extremos, que tenían la misión de
impedir que se separaran y arriostraban longitudinalmente las cerchas metálicas. Éstas
llevaban chapas rasgadas para poder alojar los separadores.
La curvatura de las cerchas venía efectuada con la concavidad hacia el interior
de la excavación y ajustándose a la forma y perímetro de ésta. Eran suministradas
despiezadas en tramos que permitían su correcta manipulación.
Estas cerchas debían estar adaptadas a las especificaciones particulares del
sistema Bernold de construcción de túneles, con su radio de curvatura correspondiente.
7.2.6.- HORMIGÓN VIBRADO
Igualmente, era de aplicación la EH-91, tanto para los hormigones como para
encofrados y cimbras.
©
135
El cemento y el agua cumplían las prescripciones fijadas en el artículo 202
(“Cementos”) y 280 (“Agua a emplear en morteros y hormigones”) del PG-3.
El árido fino a emplear en hormigones era material granular compuesto por
partículas duras y resistentes, del que pasa por el tamiz 5 UNE en un mínimo del 90%
en peso. Se trataba de arena procedente de la disgregación natural de las rocas, arena
procedente de machaqueo o una mezcla de ambas, exenta de cualquier sustancia que
pudiera reaccionar perjudicialmente con los álcalis que contuviera el cemento.
El árido grueso a emplear en hormigones era la fracción de árido mineral del que
queda retenido en el tamiz 5 UNE, un mínimo del 70% en peso. Se trataba de grava
natural o árido procedente del machaqueo y trituración de piedra de cantera o grava
natural. En todo caso se componía de elementos limpios, sólidos y resistentes, de
uniformidad razonable y exentos de polvo, suciedad, arcilla u otras materias extrañas
que pudieran reaccionar perjudicialmente con los álcalis que contuviera el cemento.
Los hormigones a emplear, tanto en masa como armados, eran elaborados en
Central y transportados en camión hormigonera a la Obra.
7.2.7.- CHAPA BERNOLD
Las chapas tipo Bernold son chapas metálicas perforadas, corrugadas y curvadas
de forma que se adaptan a la sección del túnel, o mejor dicho, al radio de curvatura de la
cercha.
Se utilizaban como encofrado perdido para colocar el sostenimiento definitivo
del túnel (el Bernold). Sus dimensiones eran 1’2 x 1’08 m, con 2’5 mm de espesor.
Métod o Ber nold. Horm igona do.
Colocación de cerchas.
©
136
Esta chapa se instalaba sobre cerchas provisionales del tipo HEB-200 ó similar,
con un espaciado máximo de 1 m entre cerchas, que a su vez estaban arriostradas
mediante tresillones con una separación de 1’06 m.
Estas chapas resisten perfectamente la presión del encofrado y, por otra parte,
son lo suficientemente continuas como para impedir que un hormigón de consistencia
plástica - dura se desborde por las ranuras de la chapa.
7.3.- INSTALACIONES AUXILIARES
7.3.1.- VENTILACIÓN
Se persigue garantizar, con los medios indicados anteriormente y a continuación,
un nivel suficiente de oxígeno y eliminar los gases tóxicos y las partículas de polvo. En
este sentido se hacían comprobaciones periódicas.
Los límites admisibles para 1 m3 de aire son:
*
*
*
*
*
dióxido de carbono
monóxido de carbono
oxígeno
polvo en suspensión
sílice respirable
< 0,5 %
< 0,01 %
> 20 %
< 4 mg
< 0,25 mg
Primeramente deberemos distinguir entre la excavación en avance (por las dos
Bocas) y la excavación en destroza.
El equipo de ventilación debía ajustarse para cada frente de avance debido al
diferente método de excavación utilizado.
De esta manera, al usarse la excavación mediante rozadora por la Boca Sur, se
usaron distintos tipos de ventilación.
Desde los primeros metros hasta los 200 m de avance se usó la ventilación
soplante con el ventilador y la tubería, que posteriormente sería aspirante por ser
reversibles.
©
137
Cuando el sistema anterior quedó ineficiente se añadió un ventilador soplante de
menor potencia a unos 50 m del frente de excavación, pasando entonces el anterior a ser
aspirante y posicionándolo a 10 m de dicho frente.
Para el proceso de dimensionamiento de los ventiladores, se calcula por un lado
el ventilador soplante y por otro el aspirante, ambos con el mismo criterio. Cuando para
cualquier punto de la tubería todos los parámetros son aceptables, se elige entonces el
ventilador.
En la Boca Sur la ventilación aspirante siempre iba retrasada respecto de la
soplante, para mantener el frente de trabajo libre de partículas.
En la Boca Norte se usaba el sistema de excavación de perforación y voladura.
Únicamente era necesaria la ventilación a la hora de eliminar los gases producidos tras
la voladura, por lo que sólo se usó ventilación soplante, ya que la longitud a ventilar fue
como máximo de 230 m.
En el momento de ejecutar la destroza el túnel ya se había calado, con lo que no
era necesaria ninguna instalación de ventilación, pues ésta estaba ya asegurada debido a
la corriente continua de aire que, por la diferencia de alturas, soleamiento y de presión
que existía entre los dos valles a los que daban las dos Bocas, corría entre ellas.
7.3.2.- INSTALACIÓN ELÉCTRICA
Se eligió el sistema de alimentación eléctrico porque era más barato que el de
gasoil, y la contaminación producida prácticamente nula.
La realización del nuevo túnel, de una longitud aproximada de 600 m, estaba
previsto acometerla por las dos Bocas, por lo que se realizaron instalaciones auxiliares
de Obra independientes, con acometidas distintas.
Para suministro de la instalación auxiliar de Obra en la Boca Sur se instaló un
centro de transformación de 630 + 400 kVA. El trafo de 630 kVA tenía la salida a 1.000 V,
para dar servicio a la rozadora, que trabajaba a dicha tensión con una potencia de 363 kW.
El de 400 kVA tenía su salida a 380 V, dando servicio al resto de los receptores de la
instalación de Obra.
En la Boca Norte, sin embargo, se instaló únicamente un centro de transformación
de 630 kVA para dar servicio a todos los receptores de la instalación de Obra.
©
138
7.3.3.- MINIPOLVORINES
Para guardar los explosivos y accesorios necesarios para la realización de las
voladuras en los diferentes relevos, así como para almacenar los sobrantes, fue
imprescindible instalar 10 depósitos auxiliares tipo MINIPOLV, que se destinaron al
almacén de un máximo individual de 50 kg de explosivo ó 500 detonadores, siempre
almacenados separadamente, cumpliendo el vigente Reglamento de Explosivos que
regula los depósitos auxiliares de distribución, tanto superficiales como subterráneos.
Una vez que estuvieran los equipos trabajando a pleno rendimiento se pretendía
dar una pega por turno, lo que hacía un total de 2 ó 3 pegas al día. Para un correcto
suministro al túnel era necesario disponer de minipolvorines en las proximidades de la
Boca Norte. El problema de suministro al tajo se solucionó con 10 minipolvorines, dado
que se iba a trabajar a 2 ó 3 turnos y ello exigía transportar desde el polvorín a la Obra
explosivo por la tarde y noche, con el consiguiente problema que acarreaba este tipo de
servicio.
Al disponer de estos minipolvorines el transporte del explosivo se realizó
siempre a las horas habituales en que se realizan estos tipos de transporte, con el
consiguiente beneficio para la Obra y las poblaciones cercanas.
La instalación de estos MINIPOLV se hizo estrictamente necesaria partiendo de
la base de que las labores de carga y disparo de las voladuras se efectuaron en diferentes
relevos a lo largo de la jornada de trabajo. Es por ello que si no se hubiera dispuesto de
los mismos hubiera sido obligada la realización de numerosos transportes de mercancías
peligrosas por carretera con el sobrecosto económico que esto supondría y, lo que es
más importante, el consiguiente riesgo y la peligrosidad que ello entraña desde el punto
de vista de la seguridad en la circulación por vías públicas.
Además, el disponer de una cantidad adicional de explosivos y accesorios a pie
de Obra tenía las siguientes implicaciones de garantía en cuanto a seguridad:
¾
En algunos casos, por problemas de fallos en el encendido de la voladura, se
quedaba algún barreno sin explosionar, quedando visibles los cartuchos o el
cordón detonante de los mismos. En este caso, lo más seguro era disponer de un
detonador extra para volver a darle fuego y eliminar el peligro de tener un barreno
cargado.
¾
En el proceso de manejo y conexión de los detonadores, algún hilo de un
detonador podría haberse cortado. Lógicamente, lo más seguro era cambiar el/los
©
139
detonador/es y disparar el conjunto de la voladura, que el cortocircuitarlos y
dejarlos sin detonar por falta de otro detonador.
¾
En algunas ocasiones se presentaba la necesidad de dar un pequeño taqueo para
fragmentar un bolo y/o dejar expedito un camino o labor.
Por todo ello, lo más seguro era disponer de unos depósitos auxiliares de
almacenamiento en la cantidad indicada, debido al número de kilos de explosivo y
unidades de accesorios que se necesitaban para cada pega en cada relevo.
Se diseñó un modelo blindado, anclado al suelo por medio de una bancada de
hormigón y con sistemas de cierre inexpugnable, de cuya bondad existían pruebas en
Organismos oficiales.
Minipolvorines en ladera B oca Norte. Vis ta lateral.
Minipolvorines en ladera Boca Norte. V ista fronta l.
En principio su diseño de apertura y cierre se basó en un candado de seguridad,
al cual se consideró oportuno proteger, al objeto de que a las características intrínsecas
del mismo, que serán descritas más adelante, se uniera la imposibilidad de aplicarle
alguna carga explosiva que pudiera hacerlo saltar, o un soplete. En este último supuesto,
al estar oculto y dentro del propio depósito, la aplicación de esa fuente térmica haría,
indefectiblemente, que se incendiasen los productos explosivos, provocando por
consiguiente la detonación inmediata, cosa que, como es obvio, frustraría el objetivo de
los que intentasen por este medio hacerse con ellos.
©
140
Por otro lado, este candado quedaba sujeto en su alojamiento mediante dos
prisioneros laterales, evitando así el extravío del mismo y permitiendo accionar éste
como si fuese una simple cerradura.
Características de los depósitos
La característica principal de este minipolvorín consistía en que era hermético,
para evitar posibles filtraciones de líquidos o sustancias inflamables, al tiempo que se
evitaban zonas de debilidad que pudieran propiciar cualquier forma de palanquetazo.
Por este motivo se diseñó un tipo de junta en forma de milano, la cual alojaba el
neopreno o goma necesaria para conseguir la hermeticidad deseada. El perrillo lateral
ayudaba a dejar esta junta lo más comprimida posible, momento en el cual podía
accionarse la llave del candado.
Uno de los grandes riesgos potenciales de este tipo de depósitos auxiliares era
aquel que se refería a la posibilidad de acceso mediante la utilización del soplete. Pues
bien, conscientes de que esa posibilidad pudiera ser aprovechada por aquellos que
estuviesen determinados a hacerse con el explosivo, se realizaron un sinnúmero de
pruebas para ajustar las medidas del depósito a las dimensiones de los distintos envases
de explosivo existentes en el mercado, de manera que una vez se hubo llegado al ajuste
necesario, cuantas pruebas de corte con soplete se llevaron a cabo, aún en los casos
deliberadamente más desfavorables, con existencia de envases en el interior del mismo,
daban siempre como resultado la combustión de los mencionados envases, lo que
provocaba la combustión y la súbita explosión, a su vez, del producto explosivo.
7.3.4.- OTRAS INSTALACIONES AUXILIARES
*
6 casetas de Obra del túnel en ambas Bocas (oficinas, vestuarios, comedor,
sanitarios, almacén y taller).
*
Un grupo de presión por Boca.
*
Un explosor con comprobador.
*
Bomba sumergible eléctrica de 3 kW.
*
Depósitos de agua para servicio del túnel + tubería de agua de 75 mm.
*
Un compresor de 21 m3 para cada Boca.
*
Tubería de aire de 100 mm.
*
Tubería de agua de 75 mm.
©
__________________________________________________ Instalaciones propias del túnel _____
141
8.- INSTALACIONES PROPIAS DEL TÚNEL
El Proyecto de Construcción de la Autovía Canals – Agullent en el tramo que
nos ocupa fue redactado en el año 1997, y con arreglo a la normativa y tendencias de
ese momento se diseñaron las instalaciones del nuevo túnel y la adaptación de las del
existente. Con posterioridad, estas tendencias han ido cambiando, sobre todo a raíz de
los incendios de los túneles de Mont Blanch (1999), de Tauern (1999) y de Kaprun
(2000), haciéndose más exigentes en cuanto a elementos de seguridad, tanto activa
como pasiva.
A la vista de todo ello la Consejería de Obras Públicas, Urbanismo y
Transportes decidió que estos túneles fueran dotados con los sistemas que prevé la
nueva normativa, en concreto la “Instrucción sobre obras subterráneas IOS-98” y la
“Nota de servicio sobre equipamientos en los túneles en servicio de la Red de carreteras
del Estado” gestionada por la Dirección General de Carreteras.
Según esta última, los túneles de l’Olleria estarían clasificados como “1d”, ya
que forman un grupo de túneles en el que uno de ellos es de clase “1b”. Concretamente
el nuevo túnel, ya que tiene una longitud mayor de 600 m y una I.M.D. superior a
10.000 vehículos/día.
8.1.- INSTALACIONES MECÁNICAS
8.1.1.- VENTILACIÓN
En ambos túneles, el existente y el nuevo, se ha adoptado un sistema de
ventilación longitudinal mediante ventiladores tipo “jet” reversibles 100%, y con un
grado de resistencia al fuego de 400 °C durante 2 h.
©
142
___ Instalaciones propias del túnel ____________________________________________________
Ventiladores “jet” rever sibles en el interior del túnel.
El dimensionamiento de los equipos se realizó en base al criterio de evitar el
efecto de retroceso de humos (“backlayering”) a la zona ocupada en caso de un incendio
de potencia de fuego de 100 MW (que se corresponde aproximadamente con el
provocado por un camión cisterna), quedando justificado que el caudal de dilución de
contaminantes en la situación más desfavorable de tráfico congestionado era
sensiblemente inferior.
Se proyectaron 3 parejas de “jets” para el túnel existente y 4 parejas para el túnel
nuevo. Las parejas mantienen una interdistancia de 150 m, y superior a 100 m hasta las
Bocas. Su peso es de 1.210 kg. Su diámetro interno es de 1,2 m y el externo de 1,4 m.
Con una potencia motriz de 37 kW y a 1.500 r.p.m. el caudal de aire con el que operan
es de 35,6 m³/s.
La potencia total instalada de ventilación asciende a 296 kW en el túnel nuevo y
a 222 kW en el existente.
©
143
Las instalaciones de ventilación se complementan con los correspondientes
sistemas de control, compuestos por 3 sensores de monóxido de carbono (CO) (2 para el
túnel nuevo) con 4 filtros captadores cada uno, un opacímetro para medida de la
visibilidad en cada túnel, sensores de velocidad y dirección del aire dentro del túnel,
medidores de velocidad y dirección del aire exterior en las Bocas de los túneles,
procesadores de control y elementos de regulación y mando.
Detec tor de CO.
Ane mómetro.
Opacímetro.
Opacímetro.
8.1.2.- PROTECCIÓN CONTRA INCENDIOS
En función de los criterios de diseño y recomendaciones establecidas en los
congresos celebrados por el P.I.A.R.C. (Permanent International Association of Road
Congress) se particularizaron, para los túneles objeto del Proyecto, las siguientes
instalaciones de protección contra incendios:
*
*
*
Pulsadores manuales de alarma
Extintores para utilización por el usuario
Sistema automático de detección de fuego
©
144
En cada poste SOS, situado cada 100 m, se colocó un pulsador de alarma y 2
extintores de polvo seco polivalente de 6 kg de capacidad. Iban alojados en armario con
puerta y señalización remota de extracción con monitorización individual. Se
proyectaron 5 postes SOS para el túnel existente y 8 para el nuevo.
El sistema de detección de incendios es de tipo lineal, discurriendo por la clave
de los dos tubos. Se trata de un cable torcido con aislamiento termosensible que al
alcanzar una temperatura de 60 °C se deforma, poniendo en cortocircuito los
conductores, lo que provoca la variación de la resistencia de línea hasta el punto de
cortocircuito, disparando así la alarma de incendios.
El cable lineal se conecta por medio de un controlador a los periféricos
inteligentes, con lo cual la señal de alarma de incendio se integra en el sistema de
control de la ventilación.
8.2.- INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y DE ILUMINACIÓN
8.2.1.- INSTALACIONES ELÉCTRICAS
El objeto de estas instalaciones es dotar a los túneles de los medios capaces de
proporcionar los requerimientos energéticos que necesitan para su funcionamiento. A tal
efecto, era necesario que se sustituyeran las instalaciones existentes en la actualidad por
las que se indicaban en el presente Proyecto, contemplando los suministros primario y
secundario (de emergencia), los centros de transformación y distribución, la red de baja
tensión y las canalizaciones en el túnel.
Canalización para lu ces de emergencia.
©
8.2.1.1.-
145
Suministro primario
Una vez evaluada la distribución de carga eléctrica demandada como
consecuencia de las instalaciones afectas a los túneles se planteó una tipología de
centros de transformación y distribución de energía consistente en dos centros ubicados
en las siguientes zonas:
*
Inicio de los túneles en zona Sur
(Centro de Transformación CT-1
existente y adaptado, de 630 kVA).
*
Salida de los túneles en zona Norte
(Centro de Transformación CT-2
nuevo, también de 630 kVA).
Centro de transfor mación.
En base a esta configuración el CT-1 existente tenía una alimentación en media
tensión, que seguiría manteniendo, y a partir de él se saldría con una alimentación para
el CT-2, instalada por canalización bajo acera y con cables aislados RHV - 12/20 kV.
Canalizaciones bajo acera.
©
146
8.2.1.2.-
Suministro de emergencia
Como complemento al suministro de red de la Compañía eléctrica, y para el
caso de fallo de la misma, se instaló un grupo de emergencia en cada centro, con las
siguientes potencias:
*
*
CT-1:
CT-2:
375 kVA, nuevo
450 kVA, nuevo
Los servicios a alimentar desde los grupos de emergencia son:
*
*
*
Ventilación
Alumbrado nivel permanente
Servicios auxiliares y de control
La discriminación de las cargas normales (red) y las de emergencia (grupo) será
realizada por el sistema de control a través del telemando de los aparatos de maniobra
de dichas cargas.
8.2.1.3.-
Red de baja tensión
Desde el secundario de los transformadores de potencia de cada Centro de
transformación se alimenta un cuadro de protección en la misma caseta del C.T. y,
desde éste, se alimenta un Cuadro general de baja tensión (C.G.B.T.) en caseta
independiente, desde el cual se realiza la distribución en baja tensión a los sistemas de
ventilación, alumbrado del túnel y resto de servicios auxiliares.
Colocación de bandejas de instalaciones.
Canaletas d e instalaciones, ya en funcionamiento.
©
147
Canalizaciones bajo arqueta.
Salida de ca bles al exterior del túnel.
Las canalizaciones se realizan mediante canaletas registrables en los C.T. y con
tubos de PVC enterrados en zonas exteriores o abiertas. Estos últimos se complementan
con arquetas para facilitar el tendido de cables. En los túneles, las canalizaciones se
realizan mediante bandejas fijadas en los muros de los mismos.
8.2.2.- ILUMINACIÓN
Para que el tráfico en el interior de un túnel sea seguro y fluido, es preciso que el
conductor disponga de la suficiente información visual para que pueda distinguir la
dirección del tráfico, así como la presencia o ausencia de obstáculos y sus movimientos.
En base a conseguir estos objetivos, los niveles de iluminación deben ser
diferentes en cada zona o tramo del túnel. A continuación se describen estas zonas y la
solución adoptada en cada una de ellas:
¾
Zona umbral
Tramo inicial del túnel en el que las condiciones de visibilidad diurna deben ser
las adecuadas a un conductor situado en el exterior, con el fin de evitar el llamado
efecto de "agujero negro".
La longitud a considerar depende de la velocidad (100 km/h) y de la distancia de
frenado (160 m).
©
148
¾
Zona de transición
Tramo del túnel inmediato a la zona umbral, en el que se realiza el cambio
progresivo de niveles de iluminación, desde el necesario en la zona umbral hasta
el que resulta suficiente para un conductor ya adaptado.
La longitud de este tramo es función de la velocidad de circulación y del tiempo
de adaptación medio del ojo humano.
¾
Zona central o interior
Tramo de túnel en el que se mantiene constante el nivel de iluminación hasta la
zona de salida.
¾
Zona de salida
Tramo del túnel en que las condiciones visuales están influenciadas por la
luminancia de la Boca de salida. En esta zona se establecerá un nivel de más de 5
veces el alumbrado de la zona central y en una longitud de 160 m, estableciendo
uno o dos niveles, según necesidades y longitudes de los túneles.
¾
Zona de entrada y/o salida a cielo abierto
Tramo de carretera situada directamente antes o después de la zona de entrada o
salida del túnel. Se ha considerado una longitud de 150 m.
La distancia entre proyectores será tal que evite el efecto “flicker” o de parpadeo,
existiendo un margen de frecuencia entre 2,5 y 15 ciclos/segundo que debe
evitarse.
8.3.- INSTALACIONES DE COMUNICACIONES, SEGURIDAD Y
CONTROL
8.3.1.- SEÑALIZACIÓN Y CIERRE
El sistema de señalización del túnel comprende tanto la señalización interior
como la exterior. También se incluyen en este apartado las barreras que configuran el
sistema de cierre del túnel.
©
¾
149
Señalización exterior
Comprende paneles de mensajes variables instalados sobre pórticos de aluminio
de 14 m de luz y 5,75 m de altura; paneles informativos con el mensaje
“STOP a 300 m”, también instalados sobre pórtico de aluminio; y grupos
semáforicos normales y de cierre.
Paneles info rmat ivos s obre pórtic o.
Semáforos sobre pórtic o antes del túnel.
©
150
Señali zación exterior ( pórtic os, pa neles , señales, etc.).
¾
Señalización interior
El sistema de señalización interior del túnel se configura de manera tal que
ofrezca al conductor una apariencia de uniformidad. Asimismo, se ha estimado
conveniente considerar la señalización adecuada a la distancia y a la percepción
visual del conductor. Una señalización demasiado exhaustiva no sería fácilmente
visible por su parte, y además podría distraerle de la conducción.
Por ello, la señalización interior se
limita a una viga con señales “aspa
- flecha” de exterior, colocada a 15
m en el interior del túnel con el
objeto de mejorar el contraste en
esta zona crítica de entrada; otra
viga con señales de limitación
variable de velocidad, un panel de
mensaje variable y semáforos.
Señales de limitación variable de velocidad.
©
¾
151
Cierre del túnel
Este sistema permite a los operadores del Centro de Control cerrar el túnel al
tráfico en caso de que resulte necesario.
En la configuración señalada por la O.C. 2000 /63 se consideran dos barreras,
pero mientras una de ellas cierra tanto el arcén izquierdo como los dos carriles
(longitud de brazo de 8’5 m), la otra sólo cierra el arcén derecho, permitiendo el
acceso a los servicios de emergencia en caso necesario (policía, servicios
sanitarios, vehículos de explotación, etc.).
La barrera eléctrica a utilizar deberá estar especialmente concebida para controlar
los vehículos que posean una anchura convencional (3 a 8 m).
8.3.2.- DETECCIÓN AUTOMÁTICA DE INCIDENCIAS (D.A.I.)
Para realizar las funciones de detección automática de incidencias, mediante
tratamiento de señal de vídeo, se recomienda que la separación entre las cámaras esté
entre 15 y 20 veces la altura de instalación.
Deberá detectar lo siguiente:
*
Vehículo parado por cada carril o zona.
*
Vehículo en sentido inverso.
*
Deceleración brusca sin llegar a parada.
*
Deficiente calidad de la imagen por deterioro de la cámara.
Además de gestionar tres niveles de alarma (incluyendo el de tráfico fluido) en
función de los umbrales de velocidad y el tiempo de ocupación.
El sistema debe seguir los objetos que se mueven sobre una línea de píxels
predefinida a lo largo de la calzada, interpretando los cambios en los niveles de gris a lo
largo de la misma. El algoritmo debe detectar las paradas repentinas en el movimiento y
debe determinar si se dan condiciones de tráfico lento, fluido o de marcha / paro.
©
152
8.3.3.- SISTEMA C.C.T.V. (CIRCUITO CERRADO DE TV)
Realiza las tareas de supervisión dentro del túnel. Su objetivo es la visualización
y vigilancia del túnel y sus accesos.
La
base
para
la
transmisión de las señales de
vídeo deberá apoyarse en las
troncales de fibra óptica. Para
ello, se deberán instalar los
equipos de conversión a fibra
óptica necesarios para la
transmisión de las diferentes
señales.
Cámar as de TV.
En el Centro de Control, una batería de receptores ópticos deberá recibir las
señales de vídeo e introducirlas en la matriz de vídeo.
8.3.4.- SISTEMA DE POSTES SOS
Tiene como función atender las necesidades de comunicación que se generen
entre el interior del túnel y el Centro de Control, proporcionando un instrumento de
comunicación mediante fonía de ayuda ante los incidentes que puedan ocurrir. El
Centro de Control está dotado de un equipamiento informático y un programa de
aplicación (software) que garantice una atención adecuada a los usuarios que demanden
el servicio.
Sistem a de postes SOS.
Sistema de postes SOS. Interior .
©
153
8.3.5.- SISTEMA DE AFORO DE TRÁFICO
Debe analizar las condiciones del tráfico que hay en todo momento en el túnel,
obteniendo intensidad, velocidad, saturación y clasificación de los vehículos en el
tronco del mismo.
La información suministrada por el sistema, convenientemente tratada, debe
permitir las siguientes funciones:
¾
El adecuado tratamiento del tráfico mediante la señalización tanto interior como
exterior.
¾
Disponer de registros estadísticos y de una base de datos sobre: cantidad,
clasificación, sentido de circulación, velocidad y distribución del tráfico, de tal
manera que permita decidir las políticas más adecuadas de explotación del túnel y
de su zona de influencia.
Debe también proporcionar al Centro de Control los siguientes datos:
*
*
*
*
*
*
Determinación del sentido de la circulación.
Conteo de vehículos.
Clasificación de vehículos por longitud.
Velocidad media.
Detección y clasificación de velocidad.
Medición de distancia entre vehículos.
8.3.6.- SISTEMA DE CONTROL DE ILUMINACIÓN
El sistema está constituido por una serie de células fotoeléctricas situadas en el
exterior de una de las Bocas del túnel y a 50 m de la entrada. A través de ellas el sistema
obtiene las medidas de luminosidad; éstas, una vez procesadas a través de la estación
remota de túnel dan las órdenes de apagado o encendido a las luminarias. Con ello se
consigue adecuar las condiciones luminosas del interior del túnel a las existentes en el
exterior, y así impedir que se produzca el efecto de deslumbramiento y/o agujero negro.
Este sistema de células permite discriminar entre los niveles de iluminación
exterior: nivel 1 ó diurno y nivel 2 ó crepuscular. Y éste, el que corresponda, determina
el nivel de alumbrado que se adopta en el interior del túnel. Así, se obtienen tres tipos
de alumbrado, de menor a mayor nivel de iluminación:
©
154
*
*
*
Permanente
Alumbrado crepuscular
Alumbrado diurno
Cada uno de estos niveles supone el encendido de nuevas luminarias que se
añaden al anterior, partiendo del alumbrado permanente (mínimo siempre encendido).
8.3.7.- SISTEMA DE CONTROL DE GÁLIBO
Con el fin de evitar la circulación de vehículos con un gálibo superior al
permitido se ha previsto un control de gálibo compuesto por los siguientes sistemas:
*
Nivel 1: sistema de control electrónico (automático) de gálibo
*
Nivel 2: sistema de control de gálibo mecánico mediante pórtico con cadenas
*
Nivel 3: sistema de control de gálibo mecánico mediante viga cruzada en dintel
del túnel
8.3.7.1.-
Control electrónico de gálibo
Este sistema está formado por los siguientes elementos:
¾
Señal de preaviso de chapa de aluminio, instalada a unos 2.000 m
(aproximadamente) de la entrada.
¾
Detector electrónico de detección de exceso de altura compuesto por una barrera
de infrarrojos y una espira inductiva situada bajo la barrera.
¾
Señal de tecnología de LED oculta cuyo encendido se produce sobre alarma de
exceso de altura.
8.3.7.2.-
Detector mecánico de gálibo
El sistema de gálibo mecánico está formado por los siguientes elementos:
¾
Sistema mecánico de detección de exceso de altura compuesto por un pórtico de
anchura igual a la de la calzada más los arcenes. Colgando del pórtico a una altura
©
155
igual a la del límite de gálibo (6 m) se
colocan cubos metálicos en toda la
anchura del pórtico, colgando de
cadenas separadas entre sí 40 m.
¾
Señal de chapa de desvío
indicación: “Poste SOS a 80 m”
con
Pórtico de control de gálibo.
8.3.7.3.-
Detector mecánico de gálibo apoyado sobre el dintel del túnel
Constituye el último nivel del sistema de control de gálibo, y consiste en una
viga cruzada en el dintel del túnel cuyo objetivo es evitar la entrada a vehículos que
producirían un accidente seguro en el mismo si entraran, por exceder notablemente el
gálibo permitido.
Sigue el siguiente principio: “dado que el vehículo va a producir un accidente en
el interior del túnel (debido al gálibo que presenta), es un mal menor que el mencionado
accidente (choque superior del vehículo con la viga) se produzca en el exterior”.
8.3.8.- SISTEMA DE ESTACIONES METEOROLÓGICAS
Este sistema supone la instalación de una estación meteorológica en la
proximidad de cada una de las dos Bocas del túnel, y tiene por objeto detectar
condiciones de escasa visibilidad o malas condiciones climáticas en la vía para avisar
convenientemente a los usuarios de que se impone conducir con precaución.
A través del análisis centralizado de las medidas de las estaciones
meteorológicas el sistema de control de túneles determina las condiciones de circulación
en tiempo real, de modo que el operador del centro de control esté en disposición de
tomar las decisiones oportunas de operación del sistema de señalización e informe a los
usuarios que requieran información, ya sea mediante llamada desde el sistema de ayuda
por postes SOS o por telefonía convencional.
Es conveniente que se equipen las estaciones meteorológicas con sensores y
otros elementos capaces, no sólo de detectar la presencia de hielo en la superficie, sino
también de predecir su formación con una cierta antelación.
©
156
Esta forma de trabajar permite al sistema de control de túneles actuar sobre el
sistema de paneles de mensajes variables con antelación, e informar al usuario de las
condiciones meteorológicas en las que se va a desarrollar el tráfico.
Las mediciones se realizan de manera inteligente, de tal manera que el software
de análisis puede proporcionar los datos del estado de la superficie de la carretera u
otros parámetros que se consideren importantes.
8.3.9.- EQUIPAMIENTO EN APARTADEROS TRAS GÁLIBO MECÁNICO
Después del 2º nivel de control de gálibo (primero era el electrónico y
posteriormente los pórticos con cadenas) se hace necesaria la existencia de una zona de
apartadero, cuyas funciones son:
*
*
Poder estacionar el vehículo que excede el gálibo permitido.
Permitir comunicarse con el centro de control mediante un poste SOS
Por tanto, el equipamiento previsto para cada uno de estos apartaderos es el
siguiente:
*
Un poste SOS de exterior
*
Una cámara de circuito cerrado de TV móvil, instalada en un poste de 10 m de
altura y provista de control de giro, cabeceo y zoom.
8.3.10.- SISTEMA DE COMUNICACIONES
Está compuesta por los siguientes equipos:
¾
Estaciones remotas
La estación remota de túnel es el sistema que permite la comunicación de varios
elementos de campo del túnel con el centro de control. Debe estar especialmente
diseñada para acometer el control integral del túnel y, en especial, de los
siguientes sistemas:
*
*
*
*
Señalización interior y exterior
Sistema de cierre del túnel
Sistema de detección de presencia humana en galerías
Control de aforo
©
*
*
*
157
Sistema de control de iluminación
Sistema de control de gálibo
Sistema de estaciones meteorológicas
Como elemento gestor de las estaciones remotas está el centro de control, que será
el encargado de actuar sobre los periféricos que dependen de estas estaciones.
Dicho centro de control deberá realizar las siguientes funciones:
*
*
*
*
*
*
*
*
*
Recoger alarmas y estados
Transmitir señales digitales (alarmas, órdenes)
Comunicar las señales analógicas (telemedidas) generadas
Variar su configuración
Enviar mensajes para almacenar
Enviar mensajes para encender
Inicializar el controlador
Ordenar el encendido de una señal o de un mensaje
Borrar mensajes almacenados
Entrada Boc a Sur. Arriba, Centro de co ntrol.
©
158
¾
Comunicación entre estaciones remotas y equipos de campo
Las comunicaciones entre estaciones remotas y equipos de campo se realizan
mediante cable de pares de comunicaciones.
¾
Comunicación entre estaciones remotas y centro de control
Se realiza mediante cableado de fibra óptica.
Se pretende que las comunicaciones de las remotas con el centro de control se
realicen de tal manera que se garanticen las mismas aún en el caso de que se
produzca un corte en algunos de los enlaces. En caso de que la línea principal se
corte por algún sitio, la línea auxiliar se activaría restableciendo las
comunicaciones con todas las estaciones remotas.
8.3.11.- SISTEMA DE MEGAFONÍA
El tiempo de reverberación de los túneles suele ser elevado, y por ello se decidió
emplear para el diseño del sistema de megafonía un punto sonoro metálico,
antivandálico y con factor de direccionalidad elevado, de tal manera que se pudieran
obtener valores de inteligibilidad de la palabra aceptables en todo el recorrido interior
del túnel.
El sistema incluye también ecualización controlable desde ordenador con el
objetivo de poder filtrar convenientemente la señal de audio y hacerla aceptablemente
inteligible.
8.3.12.- SISTEMA DE GESTIÓN DEL TÚNEL EN EL CENTRO DE
CONTROL
Las instalaciones del centro de control proporcionan la gestión del control del
túnel y de las comunicaciones con los periféricos.
8.3.12.1.*
*
*
Hardware del centro de control
Servidores redundantes de procesamiento y comunicaciones
Servidor de gestión de bases de datos
Puesto de operación, supervisión y control de la aplicación de control del túnel
©
*
*
*
159
Puesto de operación del sistema de gestión por postes SOS
Servidor del sistema de detección automática de incidencias
Otros elementos de control pertenecientes a sistemas periféricos
Vista aérea del ac ceso Boca Sur.
Boca Sur. Centro de control.
Se trata de un sistema de retroproyección que permite visualizar, en tiempo real
y sobre una pantalla de alta luminosidad y gran tamaño, diversas señales gráficas de alta
resolución provenientes de las distintas aplicaciones de control de tránsito instaladas en
el centro de control, ya sean pantallas gráficas de las aplicaciones, pantallas de
operación alfanuméricas o imágenes del sistema de vídeo.
©
160
Interio r del Centro de c ontrol.
La utilización de la arquitectura hardware presentada permite establecer un alto
nivel de disponibilidad del sistema y una clara separación de tareas, además de crear un
entorno operativo adecuado para las funciones a realizar en el centro de control.
8.3.12.2.-
Software de control de túneles
La aplicación propuesta está desarrollada sobre el sistema operativo Windows
NT. Esta elección fue realizada tomando como referencia la evolución actual del
mercado informático. La utilización de Windows NT sobre plataforma PC permite
conjugar facilidad de operación, basada en una interfaz de operador mundialmente
conocida, y reducción de costes de propiedad y mantenimiento.
Las tareas que debe realizar el centro de control son las siguientes:
*
*
*
*
*
Comunicación con equipos de campo
Procesamiento de informaciones de estado de cada equipo y órdenes
Archivado de históricos y eventos
Comunicación de datos en tiempo real y archivados
Control de equipos mediante interfaz de operación gráfico
©
161
Se realiza comunicación con los diferentes tipos de equipos instalados en
carretera a través de las estaciones remotas. Estas deben gestionar las comunicaciones
con los diferentes sistemas que se han expuesto anteriormente.
El servidor de procesamiento está convenientemente equipado para soportar las
tareas de base de datos y la consolidación de históricos, incluyendo su seguridad.
Estación remota.
Estaci ón remota. Interi or.
©
__________________________________________________________ Trabajos auxiliares ______
163
9.- TRABAJOS AUXILIARES
9.1.- TOPOGRAFÍA
Aunque el trazado de un vial subterráneo responde, desde el punto de vista
topográfico, a los mismos criterios de planteamiento que uno de superficie, existen unos
condicionantes impuestos por el medio que singularizan su ejecución:
a)
El acercamiento constante de dataciones de seguimiento a la línea de corte origina
el establecimiento continuo de puntos base de replanteo en constante renovación
(barridos por explosivo, deterioros, tráfico de maquinaria, etc.), contingencias que
obligan a replanteos desde largas distancias.
b)
La concreción de estacionamientos coordenados próximos a los hastiales y
referencias de orientación altas (en la clave de la bóveda) imponen la necesidad de
recurrir frecuentemente, por seguridad de cálculo, a las triangulaciones exteriores
a pie de Boca.
c)
El posicionamiento exacto de las unidades de auscultación, tanto de interior como
de exterior, exige replanteos precisos en coincidencia absoluta entre ambos, a fin
de que las informaciones arrojadas por los instrumentos de medida sean correctas
y fiables.
Todo ello, junto con un espacio de trabajo reducido, una iluminación escasa, una
atmósfera polvorienta, etcétera, condicionan evidentemente los procedimientos
topográficos; pues, si bien el cálculo y el método son similares, operativamente se dan
situaciones específicas que los diferencian y tipifican.
©
164
___ Trabajos auxiliares _____________________________________________________________
9.1.1.- DESCRIPCIÓN GENERAL
El tramo en túnel (falso túnel - túnel natural - falso túnel) está comprendido
entre el P.K. 8+700 (Boca Norte) y el P.K. 9+701 (Boca Sur), con una longitud por
tanto de 1.001 m.
El estado de alineaciones queda configurado de la siguiente forma:
Tramo
P.K.
Alineación
I
8+566,021
9+24,568
circular, girando a izquierda, de radio 650 m
II
9+24,568
9+136,721
clotoide, de parámetro 270 m
III
9+136,721
9+240,888
clotoide, girando a derecha, de parámetro 250 m
IV
9+240,888
9+550,811
circular, girando a derecha, de radio 600 m
V
9+550,811
9+655,018
clotoide, de parámetro 250 m
VI
9+655,018
9+755,753
recta
Nivel o métricamente queda compuesto por 3 tramos:
Tramo
P.K.
Alineación
I
8+033,31
8+669,124
Con una pendiente en ascenso del 3,635 %
II
8+669,124
9+500
Con una pendiente en ascenso del 0,49 %
III
9+500
10+153,971 Con una pendiente en descenso del 1 %
La transición entre las alineaciones se resuelve con un acuerdo vertical de
parámetro Kv=20.950 en el vértice P.K. 8+654, y de parámetro Kv=39.000 en el vértice
P.K. 9+522,412.
©
165
9.1.2.- BASES TOPOGRÁFICAS DE REPLANTEO
Las bases de replanteo para la ejecución del vial en toda su longitud se
encontraban materializadas a lo largo de la traza, habiendo sido comprobadas con
anterioridad a los trabajos a realizar en el túnel.
La comprobación y densificación de la red de replanteo se realizó mediante
observaciones por clásica y por técnicas GPS, y cubría toda la Obra.
9.1.3.- EQUIPO TOPOGRÁFICO BÁSICO Y DE CÁLCULO
El equipo topográfico queda compuesto por:
a)
Una estación total Leica TCRM 1103 con precisión en horizontal y vertical de 3’’,
plomada láser y posibilidad de medición sin reflector.
b)
Un nivel Wild NA2 y mira nivelométrica provista de base de asiento y nivel
esférico incorporado de aplomado.
c)
Una plomada óptica cenital para materialización de puntos base de replanteo y
P.K. en la clave.
d)
Cintas métricas, jalones de alineación, prismas, señales, etc.
El cálculo de campo se resuelve con el programa informático integrado en la
propia estación total.
Para los trabajos de replanteo, datación y medición en el exterior del túnel, el
equipo topográfico se completa con el GPS Receiver 4700 (Trimble).
Todos los equipos se incluyeron en el “Programa de equipos sometidos a
control” y, por tanto, además de la verificación mensual en Obra, se realizaba una
calibración anual en el laboratorio técnico específico.
9.1.4.- TRIANGULACIÓN DE ACCESO A LA EXCAVACIÓN
El replanteo y, consecuentemente, el inicio de las obras de excavación, así como
el establecimiento de puntos básicos para las labores topográficas de dirección y
seguimiento, quedaban asegurados mediante la materialización en el exterior de las
©
166
denominadas triangulaciones de acceso. A tal efecto, con apoyo en las bases de la red de
replanteo se configuran dos triangulaciones, una en cada Boca del túnel, conforme a los
siguientes criterios:
a)
Ubicación en terrenos lo suficientemente alejados de las Bocas, garantizando el
establecimiento estable, sin influencias perturbadoras por asentamientos,
circulación de maquinaria pesada, laboreos, etc.
b)
Zonas despejadas y de fácil acceso para operar adecuadamente y sin
interferencias.
c)
Materialización en campo de dichos vértices de forma inequívoca, con suficiente
porte y solidez.
d)
Nominación de las triangulaciones por Bocas: triangulación Boca Norte y
triangulación Boca Sur.
e)
Numeración de cada vértice en particular.
La medición y datación de las dos triangulaciones se realiza mediante
observaciones por topografía clásica (método de Moinot) con comprobaciones por
medio de técnicas GPS, como el método cinemático RTK, con periodos largos de
observación (2 - 3 min.).
9.1.5.- VERIFICACIÓN PERIÓDICA DE LAS TRIANGULACIONES
Todos los puntos materializados en el exterior requieren verificaciones, con un
criterio de periodicidad que vendrá impuesto, de un lado, por las características del
terreno: asentamiento, desprendimientos, etc.; y de otro, por las exigencias de ejecución.
Debe tenerse en cuenta además, a este respecto, que siendo su permanencia en el tiempo
generalmente prolongada, por serlo así mismo los trabajos de avance en el propio túnel,
las actuaciones topográficas en este sentido se hacen ciertamente necesarias.
Es obvio que las triangulaciones de acceso, al ser dataciones de coordenadas de
responsabilidad e intervenir de un modo directo en los cálculos de replanteo y
seguimiento interior, requieren controles exhaustivos y precisos, aunque el criterio a
seguir será variable y deberá adaptarse a situaciones concretas. Para ello puede optarse,
bien por realizar observaciones angulares por vueltas de horizonte con la estación total,
desde bases operativas que originaron la datación, o bien por la reobservación mediante
©
167
técnicas GPS de toda la triangulación. En ambos casos, de existir diferencias
significativas serán puestas de manifiesto e indicarán el procedimiento corrector a
seguir.
9.1.6.- POLIGONALES DE INTERIOR
Las labores de seguimiento y control topográfico de la excavación se resuelven
acercando a la línea del corte una poligonal, levantada al efecto en los vértices de las
triangulaciones exteriores.
Con el propósito de no interferir en el tráfico interior de maquinaria y personal y
quedar, en cierta manera, protegidas de derribos y deterioros, es conveniente situar los
puntos que la componen próximos a los hastiales, en espacios que posibiliten el
estacionamiento cómodo de aparatos y referencias.
Para ello se opta por situar referencias materializadas por medio de clavos del
tipo GEO o del tipo “spid”, para comprobaciones y orientaciones expeditas, colocados
en paramentos y suelo. Los puntos BR (bases de replanteo) sobre los que se va a hacer
estación, y por tanto los que conforman la poligonal interior, se materializarán por
medio de una placa metálica perforada, de espesor adecuado, soldada a la estructura
metálica de los hastiales. De esta forma se realiza un estacionamiento de centrado
forzado, evitando el posible error de estacionamiento. En cualquier caso, todos los
puntos deben estar identificados de forma clara e inequívoca por medio de una señal
numérica o alfanumérica.
Este tipo de materializaciones requiere comprobaciones, como es evidente, con
una periodicidad mayor que las poligonales exteriores, por lo que se imponen en este
sentido actuaciones mucho más estrictas. Es necesario, por tanto, cumplimentar un
estadillo de comprobación en el que se incluyan lecturas angulares y distanciométricas
(vuelta de horizonte y vuelta de campana) entre las distintas bases, incluyendo alguna de
las referencias que se tengan materializadas. Agiliza mucho la operatividad topográfica
la disposición de referencias de orientación altas, ancladas y protegidas de barridos por
explosión, en oquedades hechas en la clave de la bóveda.
A medida que avanza la excavación, y aprovechando las concreciones de las
poligonales: clavos, señales, etc., es habitual asignar, al mismo tiempo que la datación
planimétrica (valores X e Y), la componente vertical o valor Z, cuya nivelación está
sujeta a comprobaciones periódicas desde puntos - base del exterior.
©
168
En un avance en bóveda dos son, principalmente, las cotas nivelométricas:
a)
b)
Cota - rasante de la sección de avance y,
Cota en la clave de la excavación,
ambas de valores teóricos, tanto absolutos como relativos, variables y dependientes de
su situación en el perfil o sección longitudinal.
9.1.7.- PERFILES GEOMÉTRICOS
La verificación geométrica de la Obra subterránea ejecutada y la subsiguiente
cuantificación de los desvíos producidos es puesta de manifiesto mediante el montaje
topográfico de los denominados perfiles geométricos, de acuerdo con la sección tipo.
A partir de un P.K. tomado como referente y flechado en angulaciones desde el
punto, cualquiera, de estación, se van tomando las desviaciones producidas en torno al
perfil teórico. La importancia de estas anotaciones es manifiesta, puesto que ello va a
permitir valorar los excesos por excavación (abonos) y el reperfilado final del hueco.
Los perfiles pueden obtenerse directamente del terreno recién excavado
(situación generalmente complicada por estar el frente de avance), o “a posteriori”, con
el sostenimiento ejecutado, cuantificando el espesor real de sostenimiento que se ha
realizado.
La verificación de gálibos, tanto horizontales como verticales, se realiza a
medida que avanza la ejecución, de manera que se informa en todo momento de la
posición teórica que deben ocupar todos los elementos, mediante el replanteo tanto de
planimetría como de altimetría.
El equipo topográfico utilizado facilita la realización de estos trabajos, haciendo
posible “in situ” todas las comprobaciones necesarias, así como el replanteo de todos y
cada uno de los distintos elementos constructivos.
9.2.- AUSCULTACIÓN
En cualquier túnel se presta especial atención a las auscultaciones, por cuanto
son un instrumento para comprobar la validez de los sostenimientos proyectados para
los materiales de los distintos grupos geotécnicos establecidos en el Proyecto.
©
169
En este túnel de l’Olleria II, la calidad geotécnica de los materiales, la presencia
ocasional de agua en la excavación y los antecedentes de intensa fracturación del
macizo hacían especialmente importante la auscultación durante la excavación e incluso
después de colocados los sostenimientos de las secciones de avance, destroza y
contrabóveda, aunque con una menor cadencia de medidas en estas últimas fases de la
construcción.
Las operaciones de auscultación han consistido en:
*
medida de convergencias en cuerdas de la sección del túnel durante la excavación
de avance y destroza
*
medida de subsidencia en la clave
*
medida de convergencias durante la construcción del falso túnel
En Proyecto únicamente se requería la medida de convergencias durante la
excavación del túnel, pero de acuerdo con la Asistencia técnica se ampliaron los
parámetros a medir, en vista de las posibles complicaciones relacionadas con la
inestabilidad de laderas.
9.2.1.- CONVERGENCIAS
También en Proyecto venía recogida la disposición de los perfiles de medida,
con una distancia entre ellos del orden de 20 m, o menor en caso de que se creyera
necesario, y lo más próximos posible al frente sin interferir en los trabajos de
excavación.
La situación de las cuerdas a medir en la sección del túnel fueron las marcadas
en el Proyecto: tres de ellas cerrando un triángulo en la sección de avance y dos
horizontales, a distinta altura, en la sección de destroza. Posteriormente y de acuerdo
con la Asistencia técnica se tomó únicamente la cuerda horizontal superior. De aquí el
elevado número de perfiles de convergencias que se colocaron.
Las medidas de convergencias eran realizadas por el equipo de topografía del
túnel con el apoyo del equipo de geología, que era quien procedía al estudio de las
mismas y al tratamiento de los datos.
Para las medidas de convergencias se dispuso en primera instancia de una cinta
extensométrica especial de marca ROCTEST, capaz de medir hasta 0,01 mm. Esta
primera cinta de convergencias quedó inutilizada por rotura a los 3 meses de comenzar
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la excavación, siendo sustituida por otra con similar rango de medidas de marca IIC.
Esta cinta también tuvo que ser reparada en dos ocasiones y recalibrada en fábrica para
continuar con las medidas.
Medida de c onvergencias en batache con la cinta de la marc a IIC.
Durante las operaciones normales de excavación y colocación del sostenimiento
tipo Bernold proyectado, se produjeron numerosas roturas de alguno de los clavos
especiales tipo HILTI colocados para las medidas de convergencias, produciendo con
ello un salto anómalo en los gráficos, como se vió en el ejemplo 1 del apartado 6.3.
Los perfiles de la Boca Norte se colocaron y midieron en el sostenimiento del
avance, antes de la colocación del revestimiento Bernold. En ellos, tras comprobar la
escasa tasa de convergencia existente, se midió solamente la cuerda horizontal, para
comprobar que continuaban sin apenas moverse.
Los perfiles que comenzaron en la Boca Sur han tenido tasas de convergencia
variables, como corresponde a las distintas litologías que han aparecido durante la
excavación: margas rojas, margas rojas con yesos, yesos masivos, margas verdes, etc.
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9.2.2.-
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SUBSIDENCIA EN CLAVE
Con la estación de topografía del túnel se fueron tomando lecturas en los clavos
situados en la clave, en cada uno de los perfiles de convergencias señalados.
Estas mediciones se llevaron a cabo desde el 23-5-2001 y se estimó oportuno
este control al observarse la existencia de grietas de tracción en la cresta del talud
frontal de la Boca Sur.
En los gráficos obtenidos se pudo observar que desde el 23-5-2001 al 14-9-2001
todos los perfiles mantenían un movimiento similar, con una leve subsidencia. Este
movimiento cesó a partir del 17-9-2001 y se ha mantenido estable hasta la actualidad.
9.2.3.-
CONVERGENCIAS EN FALSO TÚNEL BOCA SUR
Debido a la problemática existente de reptación de la ladera del desmonte de
salida del túnel, la campaña de medida de convergencias se prolongó en la excavación
de la destroza del falso túnel. De este modo se comprobó la respuesta de la sección de
falso túnel proyectada frente a los empujes laterales de la ladera movilizada.
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L`Ollería Tunnel (Valencia)

Transcripción

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