UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIAPROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS
2PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE UN TUNEL
INTRODUCCION:Los tuneles son estructuras lineales, cuyo objetivo
es la comunicacin de dos puntos, ya sea para la comunicacin de
ciudades (necesidad de transporte y movimiento de personas),
comunicacin de lugares (trasvase de aguas y otros proyectos),
etc.Para la realizacin de un tnel, se excava en el terreno. Para
esto se ha desarrollado varios mtodos, entre ellos por medios
mecnicos, voladura y manual.ELEMENTOS DE UN TUNEL
DISEO Y TRAZO DEL TUNELDiseo geomtrico de tneles (Segn DG-
2013)Lo primero que se realiza es el diseo de la via, en caso de
que el tnel sea parte del trazo. Este diseo va de acuerdo a la
topografa. Una vez trazada la via, se revisa el trazo, con la
finalidad de determinar si el tnel esta adecuadamente ubicado, o si
se puede mejorar sus ubicacin.Lo que debe cumplir el tnel con
respecto a la carretera es: El alineamiento de la carretera en el
tramo de ubicacin del tnel, puede ser curvo. El peralte de los
tneles localizados en curvas horizontales, debe cumplir con el
diseo geomtrico especificado en la va y no debe superar el valor
mximo permitido. En el diseo: Las condicionantes geolgicas y
geotcnicas de la zona, la cobertura del tnel, impacto ambiental,
aspectos de seguridad, metodologa de construccin y otros.Asimismo
la seccin transversal del tnel, estar constituida por una bveda.
Debe contener todos los elementos diseados para la via (bermas,
cunetas, etc).Si el tnel no formase parte de la carretera, y fuera
para otros fines como por ejemplo el proyecto de trasvase de aguas
de Olmos, se debe evaluar primero la ubicacin del tnel en funcin a
la necesidad de este y al trazo ms econmico y rpido.
CONSTRUCCION DEL TUNELLos elementos de un tnel son la bveda, los
hastiales y la solera. Todos estos elementos pueden ser construidos
en una nica etapa, con todo el espesor de hormign y armaduras
definitivas, o en dos etapas. Para esto se han desarrollado
diferentes mtodos, los cuales se explican a continuacin.1. MTODO
ALEMN El Mtodo Alemn de construccin de tneles se emplea cuando el
terreno es muy malo o bien las luces del propio tnel son grandes,
por encima de 8 m. Se utiliza mucho en estaciones subterrneas donde
los andenes y la plataforma suman un ancho muy importante para
utilizar mtodos de excavacin convencionales. En estos casos, es
peligroso descalzar parte de la bveda para ejecutar los hastiales,
tal y como propone el Mtodo Clsico o Belga.
Se construyen los hastiales definitivos con hormign moldeado y
longitud de veinte a cuarenta metros Se construye la bveda primaria
con hormign proyectado y avances de uno a dos metros Se construye
la bveda secundaria con hormign moldeado y avances de cuatro a seis
metros Se construye la solera con hormign moldeado y longitud de
cinco a ocho metros.
2. MTODO BELGA Es un mtodo para la construccin detneles. Se
caracteriza por la progresivaexcavacinde los elementos que componen
el tnel, de tal forma que se van retirando los elementos ms
estables del tnel evitando el hundimiento o la falta de estabilidad
del frente.El mtodo se denominamtodo clsico de Madridpor ser el
mtodo ms empleado en la construccin de los tneles delmetro de
Madrid
BVEDATerminada la excavacin de toda la bveda se procede al
encofrado de la bveda. Para esto se utilizan unas cerchas metlicas
que sirven deapoyo a las chapas del encofrado.Realizada esta
operacin se rellena el anillo de hormign y una vez asentado el
anillo se comienza la fase constructiva del tnel.Posteriormente se
van sacando los materiales mediante una cinta transportadora a
medida que excavan otra rebanada del tnel. La recogida de estos
materiales entra dentro de la siguiente fase del mtodo belga, la
destroza. DESTROZAUna vez hormigonada la bveda y con un desfase de
unos 5 o 6 anillos, se comienza la destroza, consistente en excavar
una caja central dejando un resguardo del orden de 1 a 1 .5 m. en
los hastiales para que los empujes que la bveda transmite no formen
en el terreno, que sirve de apoyo, planos de rotura peligrosos que
pudieran dar origen al asentamiento y rotura de la misma. Esta
operacin se realiza con mquina excavadora y, adems, en ella se
retiran las tierras procedentes de la excavacin de la bveda que
vierten en la destroza a travs de una o varias cintas
transportadoras. HASTIALESSu excavacin se realiza con la misma
mquina que la destroza y se refina posteriormente a mano. La
entibacon suele ser ligera y poco cuajada. Se excavan mdulos de 2,5
m, al igual que los anillos, con las dos precauciones siguientes:
la junta de los anillos debe caer aproximadamente en el centro del
batache con el fin de no descalzar la bveda completamente y, en
segundo lugar, nunca se excavan dos bataches enfrentados al mismo
tiempo por razones semejantes.El problema es que de una u otra
forma hay que descalzar parte de la bveda y si el terreno cede se
produce el agrietamiento y rotura de la misma. Cuando se supone que
esto puede llegar a ocurrir y la luz del tnel es grande se emplea
el Sistema Alemn cuya nica variante es precisamente ejecutar los
hastiales antes que la bveda para evitar los posibles asentamientos
de esta. SOLERASe realiza la excavacin correspondiente a mquina,
hormigonando posteriormente con plantillas para conseguir la
correcta forma de contra boveda que indique la seccin tipo de tnel.
Se puede hacer en toda la luz, simultneamente, y en mdulos que
varan entre 2,5 y 5 m, o bien por mitades. Cuando el terreno es
arenoso y con abundancia de agua se suele producir un barrizal y
las mquinas se atascan con frecuencia. En estos casos se recurre a
zanjas o pozas drenantes.
3. FRENTE COMPLETO: Se construye la bveda y hastiales primarios
con hormign proyectado y avances de uno a dos metros Se construye
la solera con hormign moldeado y longitud de cinco a ocho metros.
Se construye la bveda y hastiales secundarios con hormign moldeado
y longitud de cuatro a seis metros.
PROCESO DE CONSTRUCCION DEL TUNELEXCAVACION GENERAL DE TUNELESSe
refiere a la excavacin necesaria para la construccin de tuneles,
segn lo establecido en el proyecto.Existen varios sistemas de
excavacin, depende del tipo de terreno a atravesar.Los mtodos de
excavacin de tneles en roca son: Perforacin y voladura, mediante la
utilizacin de barrenos y explosivo Excavacin mecnica, mediante
tuneladoras o topos (TBM), y mquinas de ataque puntual, rozadoras o
martillos de impacto. Excavacion manualPERFORACIN Y VOLADURA
(D&B) Es el sistema ms utilizado por su versatilidad. Se puede
emplear tanto a seccin completa como partida (secuencial) en avance
y destroza.Para realizar las perforaciones pueden emplearse
martillos manuales de aire comprimido en tneles muy pequeos.Los
martillos hidrulicos montados sobre maquinaria mvil, Jumbos
multibrazo, se emplean para excavaciones de mayor tamao con mejor
rendimiento.Los Jumbos actuales disponen de sistemas electrnicos
para controlar la direccin de los taladros, el impacto y la
velocidad de rotacin de los martillos, consiguiendo rendimientos
elevados.
El procedimiento en este caso es el siguiente:
TBMUnatuneladora,T.B.M.(delinglsTunnel Boring Machine) o minador
a seccin completa es una mquina capaz de excavartnelesa seccin
completa, a la vez que colabora en la colocacin de un sostenimiento
si este es necesario, ya sea en forma provisional o definitiva.
TOPODiseadas para excavar rocas duras o medianas, que por lo
general no requiere sostenimiento.
INFORMES GENERALES:Se debe realizar mensualmente un informe de
las actividades de todos los frentes de trabajo. Se debe incluir la
siguiente informacin: Diagrama de Perforacion Diagrama de disparos.
Tipo y cantidad del explosive utilizado. Avance de la obra Calidad
de la roca Plano geologico Distribucion y numero de personas en
cada frente de trabajo. Otras observaciones importantes.
Controles Topograficos:Se debe verificar que las cotas del
proyecto coincidan con las de la obra. Para esto se debe realizar
trabajos que den dicha informacin. El control topogrfico, en un
control permanente. Para tuneles con una longitud menor a 3500 m.
se podrn usar mtodos conocidos que aseguren el traslado de
coordenadas y la correcta ejecucin de la obra. Para longitudes
mayores a 3500 m, el contratista deber presentar el procedimiento
para la definicin de coordenadas.DrenajeSe ser el caso se debe dar
el drenaje completo de la zona mediante cunetas, zonas de bombeo,
tuberas, etc. Tambin se debe realizar un control de filtraciones
para asi disminuir los riesgos.VentilacinEl lugar de trabajo deber
estar permanentemente ventilado. Hay que tener en cuenta que en la
construccin de un tnel siempre habr gases txicos y polco, por lo
cual se debe ventilar estos espacios.Retiro del material de
derrumbeSe refiere a las obras despus de la excavacin. Estas
operaciones son hechos imprevisibles. Esta destinada al retiro de
materiales producto de derrumbes y fallas imprevistas.
CONCLUSIONES En conclusin, el Mtodo Belga es utilizable siempre
que el terreno sea lo suficientemente bueno como para soportar el
descalce. La construccin de un tnel tiene varias etapas, de la cual
la mas importante y crucial es la excavacin, para esto hay
diferentes mtodos. La seleccin de un mtodo de excavacin depender
del material del suelo y de la importancia de la obra. Los tneles
no solo se usan en carreteras, tambin se pueden usar para proyectos
como proyectos de irrigacin (Trasvase de aguas en Olmos), etc.