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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.

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______________________________________________________________ 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).

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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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C-3316

TÚNEL EXISTENTE

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TÚNEL NUEVO

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PLANO DE SITUACIÓN

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Mon te Cruz

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

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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.

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___________________________________________________ Estudios geológicos previos _____

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

Calizas y Calcarenitas 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 Calizas y Calcarenitas 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 Calizas y Calcarenitas Margas verdes Margas rojas

PERFIL DE LA MEMORIA DEL TÚNEL DE L’OLLERIA I

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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

Calizas y Calcarenitas 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 Calizas y Calcarenitas Margas verdes Margas rojas

PERFIL DEL INFORME DE OCSA

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___________________________________________________ Estudios geológicos previos _____

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.

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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.

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__________________________________________________________ Contexto geológico _____

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

____ Contexto geológico ____________________________________________________________

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.

©

__________________________________________________________ Contexto geológico _____

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

____ Contexto geológico ____________________________________________________________

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 Ángulo de rozamiento RCS Parámetros de Hoeck y Brown Módulo de elasticidad 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

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__________________________________________________________ Contexto geológico _____

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

____ Contexto geológico ____________________________________________________________

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

©

__________________________________________________________ Contexto geológico _____

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 Ángulo de rozamiento RCS Parámetros de Hoeck y Brown Módulo de elasticidad 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

____ Contexto geológico ____________________________________________________________

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.

©

__________________________________________________________ Contexto geológico _____

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

____ Contexto geológico ____________________________________________________________

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.

©

__________________________________________________________ Contexto geológico _____

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

____ Contexto geológico ____________________________________________________________

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.

©

___________________________________________________ Descripción general del túnel _____

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

____ Descripción general del túnel _____________________________________________________

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.

©

___________________________________________________ Descripción general del túnel _____

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

____ Descripción general del túnel _____________________________________________________

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).

©

___________________________________________________ Descripción general del túnel _____

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

____ Descripción general del túnel _____________________________________________________

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

©

___________________________________________________ Descripción general del túnel _____

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

____ Descripción general del túnel _____________________________________________________

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

©

___________________________________________________ Descripción general del túnel _____

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

____ Descripción general del túnel _____________________________________________________

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

___________________________________________________ Descripción general del túnel _____

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

____ Descripción general del túnel _____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

Micropilote lis to par a iny ectar.

Micropilotes. Inyección de lechada de cemento.

Ataqu e Boca Sur.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

Vista general de entrada Boca Sur.

Vista general de entrada Boca Sur.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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)

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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:

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64

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

HORMIGÓ N PROYECT ADO 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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

Hormigonera en el interior del túnel.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

Hormigonado cercha.

Inspección del ho rmigonado .

Perforaciones de drenaje en Boca Sur.

O btención de testigo en clav e.

©

73

74

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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 HORMIGÓ N PROYECT ADO 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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del 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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

Hormigonado de batache.

Detalle de b oquilla de llenado.

©

85

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___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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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.

©

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___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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

©

__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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.

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90

___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

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__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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.

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91

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___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

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__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

b)

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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.

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___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

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__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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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.

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___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

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.

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__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

EJECUCIÓN DE FALSO TÚNEL EN BOCA NORTE

Hormigonado de bóveda.

Rellenos laterales.

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___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

Cimentación.

Ferrallado de bóveda.

F errallado de has tiales.

Preparación de cimentación.

F errallado de zapatas.

Ferrallado de zapata s.

Hormigonado de bóveda.

Carro de encofrado.

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__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

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.

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___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

Encofr ado exterior de hastia les.

Hormigonado de bóveda.

Encofr ado i nterior de bóveda. Term inación de pico de flauta.

F errallado de has tiales.

Encofrado de p ico de flauta.

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__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

Hormigonado del entronque.

Gunitado del en tronque de carros.

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___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

EJECUCIÓN DE FALSO TÚNEL EN BOCA SUR

Hormigonado de bóveda.

Rellenos.

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__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

Hormigonado.

Hormigonado.

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___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

Encofr ado i nterior de bóveda.

Hormigonado de bóveda.

Ejecución de has tiales.

Ejecución de bóv eda.

Impermeabilización.

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__________________________________________________ Proceso constructivo del túnel _____

Ejecución de bóv eda.

Entronque túnel - fals o túnel.

Rejilla de ne rvometal.

Entronque túnel - fals o túnel.

Ejecución falso túnel.

Entronque túnel - fals o túnel.

Prim er tramo de falso túnel.

Prim er tramo de falso túne l.

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___ Proceso constructivo del túnel ____________________________________________________

Ejecución de bóv eda.

Entronque en zona de convergencias.

Ferrallado de solera.

Entronque de carros.

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_______________________________ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ____

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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

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___ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ________________________________

Bomba estática de hor migonado.

Pala c argadora CAT 966.

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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.

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___ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ________________________________

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

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_______________________________ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ____

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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.

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___ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ________________________________

7.1.1.3.-

Ejecución de contrabóveda

Bulldo zer tip o D-9.

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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

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122

___ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ________________________________

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.

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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

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___ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ________________________________

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.

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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.

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___ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ________________________________

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.

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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:

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* * * * * *

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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.

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¾

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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.

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___ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ________________________________

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.

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_______________________________ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ____

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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.

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___ Equipos, materiales e instalaciones auxiliares del túnel ________________________________

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.

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7.2.4.3.-

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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.

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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.

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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.

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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.

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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.

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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

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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.

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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.

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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.

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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.

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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

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___ Instalaciones propias del túnel ____________________________________________________

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.

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8.2.1.1.-

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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.

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___ Instalaciones propias del túnel ____________________________________________________

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.

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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).

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¾

___ Instalaciones propias del túnel ____________________________________________________

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.

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¾

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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.

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___ Instalaciones propias del túnel ____________________________________________________

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.

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¾

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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.

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___ Instalaciones propias del túnel ____________________________________________________

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 .

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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:

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* * *

___ Instalaciones propias del túnel ____________________________________________________

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

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__________________________________________________ Instalaciones propias del túnel _____

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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.

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___ Instalaciones propias del túnel ____________________________________________________

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

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* * *

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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.

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¾

___ Instalaciones propias del túnel ____________________________________________________

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

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* * *

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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.

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___ Instalaciones propias del túnel ____________________________________________________

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

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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.

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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.

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___ 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.

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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

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___ Trabajos auxiliares _____________________________________________________________

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

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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.

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___ Trabajos auxiliares _____________________________________________________________

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.

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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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___ Trabajos auxiliares _____________________________________________________________

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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