lunes, 31 de octubre de 2011

Construcciòn de tuneles con tuneleras o topos

Una tuneladora, T.B.M. (del inglés Tunnel Boring Machine) o minador a sección completa es una máquina capaz de excavar túneles a sección completa, a la vez que colabora en la colocación de un sostenimiento si este es necesario, ya sea en forma provisional o definitiva.
La excavación se realiza normalmente mediante una cabeza giratoria equipada con elementos de corte y accionada por motores hidráulicos (alimentados a su vez por motores eléctricos, dado que la alimentación general de la máquina se realiza con energía eléctrica), aun cuando también existen tuneladoras menos mecanizadas sin cabeza giratoria. El empuje necesario para adelantar se consigue mediante un sistema de gatos perimetrales que se apoyan en el último anillo de sostenimiento colocado o en zapatas móviles (denominadas grippers), accionados también por gatos que las empujan contra la pared del túnel, de forma que se obtiene un punto fijo desde donde empujarán.
Detrás de los equipos de excavación y avance se sitúa el denominado "equipo de rezaga" de la tuneladora (o en denominación inglesa back up), constituido por una serie de plataformas arrastradas por la propia máquina y que, a menudo, ruedan sobre rieles que la misma tuneladora coloca, donde se alojan todos los equipos transformadores, de ventilación, depósitos de mortero y el sistema de evacuación del material excavado.
Los rendimientos conseguidos con tuneladoras de cabeza giratoria son elevadísimos si se comparan con otros métodos de excavación de túneles, pero su uso no es rentable hasta una longitud mínima de túnel a excavar: hace falta amortizar el precio de la máquina y eclipsar el tiempo que se tarda en diseñarla, fabricarla, transportarla y montarla (que puede llegar a los dos años). Además, los túneles a excavar con tuneladora tienen que tener radios de curvatura elevados porque las máquinas no aceptan curvas cerradas, y la sección tiene que ser circular en túneles excavados con cabeza giratoria.

Método tradicional de excavación de túnel



Ciclos constructivos de un túnel

 

 

Los métodos de excavación de túneles mediante perforación y voladura dependen fundamentalmente en primer lugar, del tipo de terreno a atravesar. De este modo cabe destacar por separado la excavación de túneles en roca y la excavación de túneles en suelos o terrenos blandos. En este artículo nos centraremos siempre a la excavación en roca, que es lo más habitual en los túneles de carretera.
Las partes o trabajos elementales de que consta el ciclo de trabajo característico de las excavaciones mediante perforación y voladura son las siguientes:
  • Replanteo en el frente del esquema de tiro.
  • Perforación de los taladros.
  • Carga de los taladros con explosivo (barrenos).
  • Voladura y ventilación.
  • Retirada del escombro y saneo del frente, bóveda y hastiales.
  • Perforación para fortificación.
  • Lechado de pernos, colocación y acondicionamiento de malla.
  • Proyección de shotcrete

domingo, 30 de octubre de 2011

Construccion a travès del metodo NATM

La innovación no siempre se observa a simple vista. En lgunas ocasiones actúa a varios metros de profundidad, por ejemplo permitiendo la construcción de un túnel sin alterar el normal desarrollo de una ciudad. Esto ocurre en la aplicación en nuestro país del New Austrian Tunnelling Method - Nuevo Método Austríaco de Túneles (NATM), un método de diseño y construcción surgido en Europa en la segunda mitad del siglo XX y que consiste en una excavación secuencial de segmentos parciales de la sección transversal de un túnel, seguida cíclicamente de la instalación inmediata de un revestimiento primario temporal que combina el uso de hormigón proyectado reforzado con mallas o fibras metálicas, pernos de anclaje, marcos metálicos y/o barras de refuerzo, otorgando al terreno un confinamiento suficiente para que éste pueda participar activamente en la función portante (*). Desde sus inicios el NATM destacó por innovación y por permitir el desarrollo de nuevos proyectos que se caracterizan por su economía, flexibilidad y rapidez.En Chile la aplicación del NATM comenzó en los ’90, y en la actualidad hay dos proyectos emblemáticos que utilizan este método: Metro Línea 4 (Santiago) y Camino La Pólvora (Valparaíso) - Chile.



sábado, 29 de octubre de 2011

Objetivo y utilidd de un túnel



Los túneles son en su mayoría construcciones artificiales que el ser humano diseña y ejecuta con el único propósito de pasar de un lado a otro cuando dos puntos se encuentran cerrados o cubiertos de materia. Hay dos tipos de espacios en los que se suelen construir túneles: los espacios naturales (montañas, montes, cañones) en los cuales se puede realizar el túnel tanto para el paso de seres humanos como para el paso de agua, de energía o de materiales de diverso tipo; y los espacios urbanos en los cuales los túneles bajo tierra sirven para dinamizar el transporte público (ya sea en el caso de los subterráneos o los túneles para vehículos regulares).
La inversión de tiempo, capital y fuerza humana para la construcción de túneles suele ser muy importante ya que los túneles son algunas de las construcciones más complejas que puede realizar el ser humano (al ser completamente artificiales y requerir por tanto ciertos rasgos de seguridad). Por lo general, los túneles se realizan a través de la voladura o explosión de los espacios a vaciar, por perforación y por excavación. De acuerdo al tipo de túnel que se quiera construir existirán diferentes métodos más útiles para la obtención de los resultados específicos así como la utilización de determinadas técnicas entre estas se cuentan las mas tradicionales como lo son la tradicional o desarrollo convencional, construcción a través del método NATM y mediante el uso de taladradora o tunelera. En algunos casos los túneles pueden ser abandonados, especialmente cuando se construyen con objetivos específicos y puntuales, como es el caso de la extracción de recursos naturales.


Definicion de túnel


Obras subterráneas 



Requisitos para la construcción y uso de túneles civiles


Manual para construcciòn de tùneles civiles 


1. FUNDAMENTOS DEL MANUAL DE EXPLOTACIÓN Y MARCO NORMATIVO

Dado que uno de los principales objetivos de este curso es proporcionar a los organismos que intervienen en la seguridad de los túneles los conocimientos que les permitan proporcionar el nivel de seguridad necesario tanto a su personal como a los usuarios de los mismos, es fundamental conocer la infraestructura e instalaciones de los túneles, sus necesidades de mantenimiento y finalmente los mecanismos de actuación y coordinación en caso de emergencia, de manera que se pueda efectuar una adecuada gestión de los mismos.
Actualmente los criterios básicos para las instalaciones definitivas y la explotación de los túneles de carretera están regidos por la "Instrucción para el Proyecto, Construcción y Explotación de Obras subterráneas para el Transporte Terrestre" (IOS-98).
El objeto de estas instalaciones es el adecuado nivel de servicio y seguridad, tanto en régimen normal, permitiendo reducir el riesgo de accidente o incendio a niveles aceptables o aceptados por la sociedad, como en circunstancias excepcionales si dicho accidente o incendio llega a producirse finalmente, para lo cual será preciso considerar las circunstancias específicas de este tipo de obras:
  • Espacio limitado a la sección transversal
  • Mayor incidencia de cualquier accidente, incendio o avería que a cielo abierto.
  • Efectos psicológicos que pueden derivarse sobre el conductor: claustrofobia, adormecimiento, etc.
  • Reacciones mal conocidas del usuario en caso de incidencias graves.
  • Cambio de condiciones ambientales y físicas a las entradas y salidas del túnel (sección, luz, efecto pared, aire…)
La IOS-98 fija las condiciones mínimas que deben tener las instalaciones fijas de un túnel de carretera para que el nivel de seguridad y riesgo que se va a asumir esté en consonancia con los criterios adoptados para el resto del trazado. A este objeto clasifica los sistemas de explotación en tres niveles:
  • Nivel III: túneles cortos o de poco tráfico que no requieren de ningún tipo de instalación específica.
  • Nivel II: túneles que van a exigir un cierto tipo de instalaciones y de vigilancia particular con respecto al resto del trazado donde están inscritos (túneles de montaña de mediana longitud)
  • Nivel I: túneles en los que por sus especiales condiciones, se va a necesitar una organización específica permanente para el control y vigilancia de sus instalaciones (túneles de autopista, urbanos, etc.). Estos túneles dispondrán de una sala de control donde se recogerá y tratará toda la información proveniente de las diversas instalaciones del túnel.
Para los túneles de nivel I y II será preceptiva la redacción de un Manual de Explotación. Dicho Manual regirá la estructura de los equipos y los medios para la correcta explotación de las instalaciones del túnel para el que se redacte: personal, locales y medios materiales con su correspondiente valoración a lo largo del tiempo.
Las funciones principales de los equipos y medios de explotación serán:
  • Controlar la circulación
  • Realizar el mantenimiento de las instalaciones y de la obra civil
  • Actuar en caso de emergencia
Las dos primeras son permanentes y el resto serán periódicas o puntuales.
Asimismo el Manual de Explotación contemplará las limitaciones a imponer, en su caso, al tráfico de mercancías peligrosas en general, sin perjuicio de lo establecido en la legislación vigente sobre la materia.
Las instalaciones de que dispondrá un túnel de carretera en el más amplio nivel de explotación son las siguientes:
INSTALACIONES FIJAS DE UN TÚNEL DE CARRETERAS:
  1. Suministro de energía
  2. Sistemas de control
  3. Ventilación
  4. Alumbrado
  5. Salidas de emergencia. Refugios
  6. Incendios. Detección. Sistemas de extinción
  7. Control de tráfico y circulación
  8. Comunicaciones
  9. Señalización y balizamiento
  10. Obra Civil
A lo largo de nuestra exposición analizaremos los distintos aspectos que por tanto recoge el Manual de Explotación para un nivel de explotación tipo I, describiendo las características de las instalaciones y su cometido, los criterios de explotación de los mismos y los criterios de actuación en caso de emergencia, tomando como referencia el caso de los túneles de la CN-340 a su paso por la Sierra de Peñarrubia, en Lorca (Murcia).