BOLETIN AMITOS 80

Boletín

Amitos

Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras Subterráneas, A.C.

www.amitos.org Edición Octubre-Diciembre 2010 Número 80

Inauguración de la Jornada Técnica sobre el Proyecto y construcción de los túneles de la carretera Durango-Mazatlán

Contenido

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Editorial Semblanza Ing. Francisco Noreña Casado Actividades del Consejo Directivo Reseña de la Jornada Técnica sobre el proyecto y construcción de los túneles de la carretera Durango -Mazatlán Reuniones de AMITOS con los directivos de la Asociación Internacional de Túneles ITA – AITES Evento UIA Conferencias en la Facultad de Ingeniería de la UNAM Robot capta primeras imágenes de túnel Teotihuacano

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¡Europa se conecta!

Terminan perforación del túnel más largo del mundo Túneles a través de Roca Kárstica Máquinas Tuneladoras de tipo Presión de Tierra Balanceada. Experiencias en condiciones de frentes Mixtos.

Agenda Avances en la edición del libro “Historia de los Túneles en México” ¿Cómo reclutar a la persona perfecta para un puesto dentro de una empresa?

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Mensaje del Director Ejecutivo Capacitarnos más para un mejor desempeño: CONSEJO DE DIRECTORES Director Ejecutivo

Ing. Mario Olguín Azpeitia Director Secretario

Ing. Roberto Malvido Arriaga Director Tesorero

Ing. Carlos Enrique Ortega Mora Director de Comités Técnicos

Ing. Jorge Armando Rábago Martín Director de Cursos y Congresos

Ing. José Ma. Fimbres Castillo Director de Conferencias y Publicaciones

Ing. José Francisco Suárez Fino Director de Banco de Datos, Biblioteca y Boletín

Ing. Roberto González Izquierdo

Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras Subterráneas, A. C. Camino a Santa Teresa 187, Col. Parques del Pedregal, 14010 México, D. F. Tel./Fax (55) 5528-3611 amitos@amitos.org amitos@prodigy.net.mx www.amitos.org

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Diseño y formación DG Socorro García.

Impresión: Editores Buena Onda, S.A. de C.V. Suiza #14, Col. Portales Oriente

El presente y futuro de la construcción en nuestro país reclama, cada vez más, personal experimentado y altamente capacitado para enfrentar exitosamente las tareas de diseñar, construir o supervisar las obras que se desarrollan en nuestro espacio subterráneo. Nos desenvolvemos en una industria donde el conocimiento y la tecnología avanzan rápidamente y, en consecuencia, la información y el aprendizaje continuo son indispensables para mantenernos a la vanguardia. Está claramente identificada la necesidad de educar y capacitar como uno de los retos a resolver a la brevedad y no debemos descuidar más este importante aspecto; retomarlo y darle continuidad, esta es la única forma de hacernos de los recursos humanos que la ingeniería mexicana requiere, ahora y en los próximos años.

Nuestro gremio debe comprometerse con la búsqueda de excelencia en nuestra práctica profesional. Sabemos que no siempre los perfiles del personal con que hoy contamos cumplen los requisitos de experiencia y formación que se necesitan para desempeñar con la mayor eficacia sus responsabilidades, sean los actores del área de construcción, de supervisión o del cliente; lo anterior en detrimento de la obra.

En AMITOS, conscientes de la situación anterior, nos hemos ocupado en estrechar nuestra relación con las instituciones de educación superior y, mediante conferencias y actividades académicas, introducimos a los futuros ingenieros en el diseño y construcción de obras subterráneas y les invitamos a involucrarse en esta especialidad; también organizamos jornadas de trabajo para dar a conocer el estado que guardan las principales obras tuneleras en nuestro país y los avances en cuanto a criterios de diseño, de construcción y la utilización de nuevos equipos; esto es solo un grano de arena pues sabemos que la tarea es enorme. Es por ello que exhortamos a los profesionistas, empresas y órganos de gobierno afines a contribuir con la formación de los nuevos ingenieros especialistas en túneles y a seguir formando a los que ya trabajan en el medio.

El pasado mes de octubre, a invitación de AMITOS, estuvieron en nuestro país el presidente de la International Tunnelling and Underground Space Association (ITA), el Prof. In-Mo Lee y el Director Ejecutivo Olivier Vion. En dos reuniones que celebramos con los directivos de la ITA, intercambiamos puntos de vista sobre la situación actual de la industria tunelera en México y recibimos el ofrecimiento para apoyarnos con personal especializado y con experiencia a nivel mundial, para capacitar y actualizar a nuestros profesionistas en cualquiera de las áreas que cubren los 18 grupos de trabajo que integran la ITA CET Foundation (Foundation for Education and Professional Training on Tunnelling and Underground Space Use): órgano de la ITA cuyo objetivo principal es llevar a cabo acciones de educación, formación y capacitación en apoyo a las asociaciones afiliadas.

El actual Consejo Directivo de AMITOS reitera a los socios y al gremio en general, su disposición para traer a México a los conferencistas que nos puedan dar luz en cualquiera de los tópicos de nuestro quehacer cotidiano (diseño, construcción, aspectos contractuales, etc.); es una oportunidad que no debemos dejar pasar y estamos atentos a los requerimientos de nuestros agremiados.

Les invitamos a que la capacitación sea uno de nuestros objetivos permanentes a partir de 2011.

Mario Olguín Azpeitia Director Ejecutivo del XIII Consejo de Directores 1

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Semblanza

Ing. Francisco Noreña Casado Socio fundador de AMITOS (†)

Las obras quedan, la gente se va…

El 31 de enero de 2007 se nos adelantó en el viaje el Ing Francisco Noreña Casado. ¿Quién de los Ingenieros no lo recordamos?: para muchos Paco, Pacorro, Don Paco, Ing. Noreña, el Oso… muchas formas de llamarle pero solo un gran hombre.

¿Qué podemos recordar de él?

Nació el 6 del 6 del 22, del otro lado del Atlántico; en su juventud, la guerra civil española lo llevó a radicar en Francia donde estudió el bachillerato para luego llegar a México en donde pasó el resto de su vida amando, honrando y construyendo a este país.

Estudió Ingeniería Civil y conoció a Puerto, su esposa, sus más grandes amores y pasiones en la vida.

Inició sus trabajos en la ICA desempeñándose como calculista y, a base de trabajo, fue escalando puestos hasta llegar a la Vicepresidencia, después creó la Dirección General De Aeropuertos de la Secretaría De Comunicaciones y Transportes, fue Gerente en PEMEX, Vocal Ejecutivo de la Comisión de Vialidad y Transporte Urbano (COVITUR) del entonces Departamento del Distrito Federal (DDF) donde también ocupó los cargos de Coordinador General del Transporte y Secretario General de Obras y Servicios, posteriormente fue Director General Ejecutivo de FIDECARIBE y más tarde asesoró a varias empresas y dependencias, nacionales y extranjeras.

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Planeó, diseñó, construyó y se caracterizó por tomar, en forma acertada, importantes decisiones en obras de diversa índole y gran magnitud, en varios estados del país y en el extranjero: presas, canales, obras hidroeléctricas, puentes, túneles, carreteras, aeropuertos, metro, restauración de edificios históricos en la ciudad de México, obras para la infraestructura petrolera, planeación de infraestructura turística, vialidades, etc.; lidió también con los estragos del sismo de 1985.

Como gremialista fue un participante activo en la Sociedad de ex alumnos de la Facultad de Ingeniería (SEFI), Asociación de Ingenieros y Arquitectos de México, American Society of Civil Engineers, American Concrete Institute, miembro de número de la Academia Mexicana de Ingeniería y en el Colegio de Ingenieros Civiles de México, Maestro de varias generaciones de la Facultad de Ingeniería de la UNAM así como de muchos profesionistas que tuvieron la

Túnel Amozoc-Perote

Reparación Emisor Central D. F.

Microtuneleo

oportunidad de trabajar cerca de él. Fue un ejemplo de profesionalismo y entrega al trabajo.

Y, además, maestro de la vida para muchos de los que tuvieron la suerte de estar cercanos a él.

En su vida diaria era un amante de la música, de la lectura, del cine, del ajedrez, del dominó, del tenis, del buen comer y beber. Conoció gran parte del mundo gracias a sus viajes con motivos profesionales.

Disfrutó como pocos, de sus hijos y de sus nietos.

Nombrar a cada uno de sus amigos es imposible, son tantos que se podría caer en el error de no mencionar a alguno de ellos, Tuvo muchos reconocimientos en la vida, el más querido por él, sin duda alguna: el Premio Nacional de Ingeniería Civil.

Como apuntamos al principio, las obras quedan y las gentes se van y... como buen ingeniero civil, en su vida construyó un gran número de obras importantes, pero hay dos que lo mantendrán siempre en el recuerdo de todos nosotros.

Las dos obras más importantes del Ing. Noreña son: Su familia y….

Sus amigos En AMITOS, donde fue socio fundador, ahora lo recordamos con reconocimiento y profundo afecto.

Saludos al Ing. Noreña…dondequiera que se encuentre.

Túneles gemelos eje 5 poniente

Construcción de Lumbreras

Mejoramiento de Suelos y Rocas

Excavación de Túneles

Cimentaciones Profundas

Microtuneleo

Obras Hidráulicas

Hincado de Tubería Túnel Bosques de Santa Fe

Anécdotas de él se tienen muchísimas, unas serias, otras jocosas… y también algunas muy tristes; tratar de relatar su vida en un corto espacio resultaría muy difícil.

Estabilización de Taludes

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Lombardo Construcciones, S. A. de C. V. Insurgentes Sur 2376-702, Col. Chimalistac C. P. 01070, México D. F. Tel. 56 16 80 18 Fax. 55 50 65 41 www.lombardo.com.mx

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Actividades

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octubre de 2010

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octubre de 2010

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octubre de 2010

Actividades del Consejo Directivo En representación de AMITOS, el Ing. Roberto Malvido Arriaga —Director Secretario de AMITOS— asistió a la reunión-desayuno mensual del Consejo Técnico del Colegio de Ingenieros Civiles de México.

A invitación de la Coordinación General de Protección Civil de la Secretaría de Gobernación, asistencia del Ing. Mario Olguín Azpeitia al Simposio “Sistema de Alerta Temprana con Enfoque de Género” con la presencia del Secretario de Gobernación y autoridades académicas, gubernamentales –nacionales e internacionales- relacionadas con la Protección Civil.

Realización de la Jornada Técnica sobre el Proyecto y Construcción de los Túneles de la Carretera DurangoMazatlán, evento realizado en el Colegio de Ingenieros Civiles de México.

Al evento asistieron 234 personas entre estudiantes (18), profesores y Universidades como la UNAM, UAM, UNITEC y LA SALLE, profesionistas de empresas de diseño, construcción y supervisión como: ROBBINS, TEMURA, PACCSA INGENIERÍA, CONSULTORES EN INGENIERÍA CIVIL, TRADECO, MOLDEQUIPO INTERNACIONAL, S.A DE C.V., AUINGMEX, ADITIVOS Y SELLADORES, COMISSA, ICA, OMEGA CONSTRUCCIONES, ITECSA, AUTOVÍA NECAXA, SÁNCHEZ CORPORATIVO, MEXIE, COLSULTEC, SABA GEOTECNIA y KRATEL entre otras, así como de dependencias gubernamentales como: SCT, CONAGUA, CFE, así como profesionistas independientes. Las conferencias estuvieron a cargo de 14 expositores y 27 empresas patrocinadoras como FREYSSINET, TRIADA, ARRIOLA, JESA, IAGSA, CONSULTEC, DEACERO, APASCO, TRADECO, CONSULTORÍA ASESORÍA Y DISEÑO INGENIEROS, CONSULTORA MEXICANA DE INGENIERÍA, INGLOBUS INGENIERÍA, GECCSA INGENIERÍA, BIIA BIOLOGÍA INTEGRAL EN IMPACTO AMBIENTAL, TOPOGRAFÍA DIGITAL DE PRECISIÓN, GILHUGS, GRUPO SELOME, GEOMAX, COMERCIALIZADORA Y CONSTRUCTORA ZEUZ, FICAMSA INGENIERÍA, SERVICIOS INTEGRALES DE VÍAS TERRESTRES, ARMAV INGENIERÍA Y CONSTRUCCIÓN, CONSTRUCTORA DURANGO- MAZATLÁN, CEMEX, ALDESA, OMEGA y COTRISA. Las empresas TRADECO, BEKAERT, FREYSSINET, SIKA MEXICANA, APASCO, ALDESA, IAGSA, DEACERO, MOLDEQUIPO INTERNACIONAL, S. A. DE C. V., CONSTRUCTORA DURANGO - MAZATLÁN, GEOSINTETICOS, TOPOGRAFÍA DIGITAL, SHERWIN WILLIAM Y MEXIE presentaron información de sus compañías y obsequiaron a los asistentes artículos promocionales durante el evento.

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octubre de 2010

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noviembre 2010

Presencia del Director Ejecutivo en el evento “Construyendo futuro en Suiza: San Gotardo, el Túnel ferroviario más largo del mundo” que tuvo lugar en el Museo Tecnológico de la Comisión Federal de Electricidad; lo anterior a invitación de la Embajada Suiza.

Presencia del Director Ejecutivo de AMITOS en la junta mensual del Consejo Técnico del CICM; en esta reunión se firmó el nuevo Convenio entre el Colegio de Ingenieros Civiles de México y nuestra Asociación.

A invitación de la Sociedad de Alumnos de Ingeniería Civil de la Universidad Iberoamericana, participación de AMITOS en la LVI Jornada Académica de Ingeniería Civil con cuatro pláticas sobre diseño y construcción de túneles impartidas por los ingenieros José Francisco Suárez Fino, Antonio Méndez, Luis Guillén y Mario Olguín Azpeitia, socios de AMITOS.

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noviembre 2010

A invitación de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, destacados miembros de AMITOS impartieron conferencias en el evento denominado “Proyecto y Construcción de Obras Subterráneas” organizado por el Departamento de Construcción de la División de Ingeniería Civil y Geomática.

Se habló acerca de la creación y razón de ser de AMITOS, su organización, objetivos, etc. y sobre el proyecto y construcción del Túnel Emisor Oriente, la carretera Durango-Mazatlán y la Línea 12 del Metro; participaron José F. Suárez Fino, Carlos R. Sáenz Fucugauchi, Ricardo Moscoso Morán y José Luis García Rubio

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diciembre 2010

El Ing. Jorge A. Rábago Martín participó en el desayuno mensual del Consejo Técnico del CICM.

Invitamos a todos nuestros agremiados y amigos que pasen a visitar la nueva página electrónica de nuestra Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras Subterráneas, A.C. , así como de tomar nota de la nueva dirección y también de su nuevo correo electrónicos: amitos@amitos.org • amitos@prodigy.net.mx • www.amitos.org

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BoletĂ­n Amitos

Donativo de libros de AMITOS a CAPUFE

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Actividades AMITOS

Reseña de la jornada técnica sobre el proyecto y construcción de los túneles de la carretera Durango -Mazatlán

La Jornada Técnica sobre el Proyecto y Construcción de los Túneles de la Carretera Durango – Mazatlán organizada por nuestra Asociación, se efectuó el pasado día 14 de octubre de 2010 en el auditorio Enrique Lona Valenzuela del Colegio de Ingenieros Civiles de México contando con la participación del Ing. Oscar de Buen Richkarday, Subsecretario de Infraestructura de la Secretaria de Comunicaciones y Transportes (SCT) en la inauguración, del Ing. Clemente Poon Hung, Director General de Carreteras de SCT en la introducción y del Ing. Leonardo Guzmán León, Subdirector de Puentes y Estructuras Especiales de la SCT en el tema de Planeación, Proyecto, Proceso de Licitación y Asignación de la Obra.

La jornada proporcionó un panorama muy completo del entorno de infraestructura en el rubro de los túneles que se construyen actualmente en esta importante Autopista, cuyo proyecto originalmente contemplaba la construcción de solo 7 túneles, y derivado de los nuevos criterios adoptados en la Dirección General de Carreteras, de la SCT, con el afán de reducir los costos de mantenimiento de la obra en su vida útil y proporcionar al usuario mayor comodidad y confort se adoptó el criterio 30–30 (para cortes mayores de 30 m se construirán túneles y para terraplenes mayores de 30 m viaductos), resultando finalmente un total de 63 túneles en su concepción inicial.

ciones estructurales del macizo rocoso, presencia de fallas o discontinuidades importantes, parámetros geotécnicos, estado tensional del macizo rocoso, hidrogeología (Obras de drenaje), sismicidad (Importante para los taludes), zonificación geotécnica y procedimientos constructivos (fases de avance y sostenimiento), métodos de excavación y plan de instrumentación.

Durante las Jornadas se presentaron 14 ponencias por parte de especialistas vinculados con esta obra, tratando los temas de planeación, estudios básicos, estudios preliminares, proyecto geométrico, estudios geológicos, geofísicos y geotécnicos, caminos de acceso, manejo de explosivos, iluminación, ventilación, seguridad, construcción de emportalamientos, túneles falsos, concreto lanzado y fibras, impermeabilización y drenaje, así como el tema de seguimiento del proyecto en obra, establecido para resolver la problemática que se presenta comúnmente durante la construcción de los túneles y que requiere ser resuelta oportunamente en campo por especialistas capacitados.

Ponencia 3. Proyecto geométrico, obras de emportalamiento y túneles falsos El proyecto geométrico de la Autopista Durango-Mazatlán está gobernado por la topografía de grandes acantilados y barrancas profundas de la Sierra Madre Occidental. El trazo de la Autopista es NE-SW, prácticamente perpendicular al alineamiento de las montañas constituyentes de la Sierra Madre Occidental. El desnivel existente en el trazo de la Autopista es del orden de los 3,000 m, lo cual ha obligado al trazo de túneles y puentes curvos con pendientes máximas del 6%.

Ponencia 4. Análisis y diseño geotécnico Se demostró la importancia de hacer una adecuada representación del modelo geológico y una detallada caracterización del macizo rocoso, definiendo su calidad y propiedades mecánicas e hidráulicas como base para alimentar los modelos de análisis de comportamiento del macizo rocoso, basados en modelos discretos, preferentemente de elementos finitos que permiten predecir el comportamiento, reproduciendo las diferentes etapas de excavación y el efecto del soporte y tratamientos para alcanzar un diseño optimo.

A continuación se expone una breve reseña de las ponencias presentadas durante la Jornada: Ponencia 1. Planeación, proyecto, proceso de licitación y asignación de la obra Durante años México se quedó estacionado en lo relacionado con la construcción de túneles. En esta obra podemos destacar que se incluyeron en el trazo 61 túneles de los cuales 9 túneles son de los denominados inteligentes y 52 túneles carreteros tradicionales; los túneles inteligentes cuentan con Iluminación, ventilación, sistema contra incendios, vigilancia, comunicación, señalización (Galibos) y centros de control, mientras los túneles tradicionales solo cuentan con la iluminación.

Ponencia 5. Estudios geológicos, geofísicos y sondeos exploratorios en el túnel Sinaloense En una primera etapa se determinó la geología regional mediante fotografías aéreas y planos topográficos, tanto regional como local, con la finalidad de determinar los accidentes geológicos que pudieran incidir en la construcción del túnel. La segunda etapa, geología

Ponencia 2. Estudios Preliminares En lo relacionado con este tema los elementos importantes que se toman en cuenta son la topografía de detalle, la litología y las condi7

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de detalle, se realizó mediante recorridos de campo para definir unidades litológicas e identificar fallas; identificar la calidad de la roca superficial e identificar los principales planos de fracturamiento. Lo anterior permitió disponer de un modelo geológico preliminar para la ubicación de los sondeos posteriores. En la tercera etapa se realizaron sondeos exploratorios directos y estudios geofísicos, a partir de los cuales se definió el modelo geológico.

Ponencia 6. Proyecto ejecutivo del túnel El Sinaloense En una primera etapa para la elaboración del proyecto ejecutivo de este túnel se realizaron los estudios de campo y se consideraron los estudios previos referentes a geología y geofísica. Considerando las características particulares de la zona se procedió a la definición de la geometría del mismo planteando una sola tangente en el aspecto horizontal; el alineamiento vertical se definió mediante una tangente con longitud de 1800 m y pendiente de 2.6%, pendientes de entrada y salida de 6% y 5.98%, con sendas curvas verticales de 260 y 620 m cada una. La sección transversal del túnel se definió en función de las condiciones geológicas y distribución de esfuerzos, geometría en planta y perfil, número de carriles, volumetría de la excavación, además de los sistemas de iluminación y ventilación, así como de las instalaciones de seguridad y emergencia.

Lo anterior permitió determinar una sección de 11 m de calzada que se aloja en una sección inscrita en un rectángulo de 8.96 por 14.10 m.

Ponencia 7. Sistemas de iluminación, ventilación y seguridad en el tunel El Sinaloense Obras como las de este túnel deben considerar instalaciones especiales e indispensables como la iluminación

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cuyo objetivo es que los conductores puedan circular de manera segura, de día o de noche con el mismo confort y seguridad. Por otro lado, existe la necesidad en operación de mantener dentro de los túneles una atmósfera respirable, no tóxica y en condiciones ambientales óptimas, que obliga a renovar el aire dentro de éstos mediante ventiladores, ya sean centrífugos y axiales o helicoidales. Los sistemas de iluminación deben ser de baterías recargables con sistemas de celdas solares, de fácil mantenimiento y sustitución.

Ponencia 8. Caminos de acceso La ubicación de los caminos de acceso constituye una de las decisiones más críticas en cuanto a la construcción de la obra. Estos deberán contar con la geometría que permita la circulación de la maquinaria, equipo y medios de transporte de personal y materiales. Lo anterior se consigue mediante la adecuación de los caminos existentes o la construcción de nuevos, lo cual no debe impactar en el costo de la misma obra ni en la región. Para la construcción del túnel se desarrollaron los caminos de acceso con una longitud total de 106kms, 223,000 m3 de subrasante y 149,000 m3 de revestimiento, de los que derivaron trabajos de reubicación de flora y fauna entre otros.

Ponencia 9. Manejo y uso de explosivos

Este aspecto es técnicamente una parte fundamental en los proyectos de tuneleo. El adecuado control y seguridad en el manejo de los mismos en obra, repercutirá sustancialmente en la economía de la misma, tanto por ser un material costoso, como por la seguridad del personal que afecta directamente los factores de riesgo; asímismo influye en la estabilidad de las estructuras siendo necesario cuidar el factor de carga para no dañar zonas innecesariamente que impliquen un sobrecosto.

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Ponencia 10. Emportalamiento y túneles falsos

Los portales representan unas de las zonas más críticas de los túneles debido a que se construyen en las laderas naturales donde se cuenta con el mayor espesor de alteración del macizo rocoso por lo que el proceso constructivo debe ser cuidadoso, con avances que permitan ir colocando el soporte y protecciones necesarias conforme avanza la excavación.

Ponencia 11. Nuevas tecnologías en sistemas de soporte primario, procesos constructivo y revestimiento definitivos Se mencionaron elementos empleados como soporte primario como los sistemas de anclaje Swellex que trabajan a tensión y cuya resistencia depende del tipo de roca, y de las características del barreno. En terrenos plastificados, los Swellex proporcionan una consolidación inmediata alrededor del mismo, produciendo un aumento en la resistencia del material, y una mejor capacidad de sostenimiento del terreno. Al producirse la compactación del terreno, estas anclas conforman un arco portante y en conjunto constituyen una bóveda de sostenimiento. También se hizo referencia al empleo de los perfiles Omega/THN utilizados como marcos metálicos.

previo al revestimiento definitivo, el cual se complementa con el uso de la lamina sintética (geomembrana) y de las tuberías de drenaje para la evacuación del agua y liberación de cargas hidrostáticas.

Se destacó que en las diferentes etapas (planeación, estudios y proyectos y ejecución de la obra) han venido participando los mejores especialistas del país en la materia.

En la Jornada, se tuvo una participación de 260 asistentes, entre los cuales asistieron 62 estudiantes de diferentes universidades y visitantes de diferentes estados de la república.

Ponencia 12. Emportalamientos, procesos constructivos, sistemas de soporte primario y revestimiento definitivo En este tema se expuso la importancia de la actividad inicial en la construcción de un túnel, que consiste en hacer un corte en tajo del terreno natural para obtener el “portal”, que es la cavidad homogénea donde se inicia la perforación del túnel. Se habló del procedimiento de barrenación y colocación de anclas, concreto lanzado, marcos de soporte basado en las características geológicas y geotécnicas del macizo rocoso. Otro aspecto mencionado fue el del uso de geotextiles previo al revestimiento definitivo.

Ponencia 13. Concreto lanzado con fibras Se empleo concreto lanzado reforzado con fibras de acero (CRFA), cuya finalidad es proveer mayor durabilidad y control de agrietamientos. El concreto lanzado estabiliza el terreno mas no lo soporta. El uso de fibras proporciona un refuerzo homogéneo y da lugar a una aplicación rápida de una capa uniforme que se traduce en menos sobrevolumen de concreto lanzado.

Ponencia 14. Impermeabilización y drenaje de túneles con laminas sintéticas Se procedió a la impermeabilización y drenaje de los túneles utilizando láminas sintéticas con la finalidad de evitar infiltraciones de agua y como protección contra efectos de hielo en épocas de invierno, la lixiviación de concreto y la destrucción de las mamposterías, dando lugar a la disminución del costo de mantenimiento.

Dicho procedimiento se aplica como procedimiento 9

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Actividades AMITOS

Reuniones de AMITOS con los directivos de la Asociación Internacional de Túneles ITA – AITES Ing. Roberto González Izquierdo

Hemos tenido el honor de haber recibido en nuestra Asociación Mexicana de Túneles y Obras Subterráneas, AMITOS, a los altos directivos de la Asociación Internacional de Túneles ITA- AITES, al Prof. In-Mo Lee (Corea), Presidente del organismo y a su Director Ejecutivo Sr. Oliver Vion (Francia).

Como lo anunciamos en nuestro boletín anterior, esta vista se desarrolló los días 28, 29 y 30 de octubre de este año y organizamos dos eventos importantes con ellos: una conferencia magna en el Colegio de Ingenieros Civiles de México y un desayuno con varios de nuestros compañeros de AMITOS y ex presidentes de nuestra Asociación.

El jueves 28 de octubre nuestros invitados impartieron dos conferencias destacando la explicación de los alcances que la ITA- AITES puede hacer en beneficio de nuestra asociación y sus agremiados, al contar con un grupo completo con toda la acumulación de conocimientos y experiencias que nos pueden ayudar en el desarrollo del día a día de nuestros proyectos de túneles en México.

Las conferencias dictadas fueron las siguientes y tenemos el gusto de reproducirlas en nuestra página web: 1. Descripción General del Uso del Espacio Subterráneo.

2. Uso de espacios subterráneos en zonas urbanas: un factor clave para el desarrollo sostenible.

Al día siguiente, viernes 29 de octubre, se realizó un desayuno en el Colegio donde tuvimos el gusto de convivir y cambiar impresiones con varios de nuestros ex presidentes y la asistencia de las autoridades de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México, encargadas de la educación continua y del área de construcción civil quienes manifestaron particular interés en la formación de nuevos ingenieros en el área de túneles.

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Durante el desayuno, el Sr. Oliver Vion hizo una amplia exposición del contenido de la página web de la ITA (www.ita-iates.org) subrayando varios apartados que nos ayudarían a entender y, sobre todo, a recurrir en caso necesario para consultas sobre nuestros proyectos y empresas en particular.

Presentación ITA 2010 Dentro de los capítulos importantes de la ITA, Oliver Vion resaltó la importancia del Comité especializado en educación continua: ITA-CET FOUNDATION, Committee on Education and Training que en la actualidad está presidida por las siguientes personas: Chairman: A. Assis; Vice Chairman: D. Peila; Tutor: C. Bérenguier; pueden ustedes tener fácil acceso a través de la página y ahí encontrar los diferentes cursos y especialidades que aborda la ITA-CET sobre nuestra disciplina.

Se hizo énfasis en que nos pueden apoyar en los diferentes cursos que organicemos en México enviando a maestros, profesores y especialistas en las diferentes facetas, desde el proyecto de áreas subterráneas hasta la ejecución de las obras.

Como un servicio a nuestros socios, les proporcionamos los datos de la persona encargada: ITA-CET FOUNDATION Tutor: C. Bérenguier; datos generales: Secretariat: ITA-AITES c/o EPFL - Bât. GC – Station 18 - CH-1015 Lausanne – Switzerland Fax: +41 21 693 41 53 Tel.: +41 21 693 23 10 – secretariat@ita-aites.org -(www.ita-iates.org) O si lo prefieren, pueden contactar directamente a AMITOS, con gusto los encauzaremos con las personas indicadas.

Dentro del desayuno AMITOS tuvimos el agrado de obsequiar a nuestros huéspedes dos recuerdos especialmente preparados para la ocasión: dos objetos elaborados con cristal pulido con los logotipos de ambas asociaciones, fecha conmemorativa y los nombres de nuestros invitados, también, como recuerdo dejamos una misma presea en nuestras oficinas.

Posteriormente al desayuno tuvimos diversas reuniones en las oficinas de AMITOS, entre ellas una charla con el Arq. Ismael Fernández Mejía, 11

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Presidente para el período 2009-2012 de la International Society of City and Regional Planners (Asociación Internacional de Urbanistas: organización no gubernamental reconocida por las Naciones Unidas y el Consejo de Europa, con estatus consultivo en la UNESCO; cuenta con representantes de 70 países), con quien ITA y AMITOS platicamos acerca de las ventajas que representa para el entorno urbano mundial adoptar soluciones subterráneas en la planeación y desarrollo de las grandes ciudades. Se comentó sobre la posibilidad de realizar futuras actividades entre ambas Asociaciones.

In Mo Lee y a Oliver Vion (quien por cierto ya conocía este pedazo de México); ambos disfrutaron del lugar y el momento y pudieron llevarse un poco de nuestro folclor.

Finalmente el sábado 30 de octubre tuvimos día libre, aprovechando llevar al Profesor In Mo Lee a visitar las Pirámides de Teotihuacán y particularmente poder tomar un lunch en el restaurante típico “La Gruta”, lugar muy a propósito con nuestra especialidad y del que disfrutó grandemente el Prof. In-Mo Lee quien quedó gratamente impresionado con el lugar.

Por la noche del viernes, después de un breve recorrido por el Centro Histórico y de camino al aeropuerto para llevar a Oliver Vion, hicimos una parada inusual, adivinen dónde: pues en el tradicional Tenampa en el mismísimo Garibaldi donde el Ing. Mario Olguín y un servidor les mostramos un poco de nuestra música y bebidas nacionales al Prof.

Actividades AMITOS

Debemos mencionar que tanto In-Mo Lee como Oliver Vion se fueron con un grato sabor de boca y quedaron muy complacidos con las atenciones de AMITOS y por el trabajo realizado por nuestra Asociación.

Evento UIA

El jueves 4 de noviembre AMITOS participó con la Sociedad de Alumnos de Ingeniería Civil de la Universidad Iberoamericana en la LVI Jornada Académica de Ingeniería Civil con cuatro pláticas sobre diseño y construcción de túneles impartidas por los ingenieros José Francisco Suárez Fino, Antonio Méndez, Luis Guillén y Mario Olguín Azpeitia, socios de AMITOS; al final de las exposiciones hubo una serie de preguntas y respuestas con una activa participación de los asistentes.

A este evento asistieron más de 60 alumnos, maestros y el coordinador de la carrera de Ingeniería civil de la UIA. Agradecemos a la Universidad Iberoamericana, en especial a la Sociedad de Alumnos de Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería la invitación y a los expositores su amplia disposición para colaborar en estas conferencias.

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Actividades AMITOS

Conferencias en la Facultad de Ingeniería de la UNAM

A invitación de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, el pasado 10 de noviembre destacados miembros de AMITOS impartieron conferencias en el evento denominado “Proyecto y Construcción de Obras Subterráneas en México” organizado por el Departamento de Construcción de la División de Ingeniería Civil y Geomática. Este ciclo de conferencias tuvo lugar en el auditorio Raúl J. Marsal del edificio de posgrado de la Facultad de Ingeniería.

sitores platicaron sobre el proyecto y construcción de la Línea 12 del Metro (Ricardo Moscoso Morán y José Luis García Rubio), Túnel Emisor Oriente (Carlos R. Sáenz Fucugauchi) y la carretera Durango-Mazatlán (José F. Suárez Fino).

Los asistentes realizaron preguntas resultantes del amplio interés de las ponencias, preguntas que fueron atendidas por los expositores.

Entre alumnos y maestros hubo una audiencia de 40 personas.

Agradecemos a la Facultad de Ingeniería la invitación y a los expositores su amplia disposición para colaborar en estas conferencias.

A manera de introducción se habló acerca de la creación y razón de ser de AMITOS, su organización, objetivos, etc., posteriormente, los expo-

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA LA DIVISIÓN DE INGENIERÍAS CIVIL Y GEOMÁTICA A TRAVÉS DEL DEPARTAMENTO DE CONSTRUCCIÓN EN CONJUNTO CON LA ASOCIACIÓN MEXICANA DE INGENIERÍA DE TÚNELES Y OBRAS SUBTERRÁNEAS A.C. (AMITOS) INVITAN A LAS CONFERENCIAS

PROYECTO Y CONSTRUCCIÓN DE OBRAS SUBTERRÁNEAS PROYECTOS:

PONENTES:

LÍNEA 12 TÚNEL EMISOR ORIENTE AUTOPISTA DURANGO – MAZATLÁN

ING. LUIS BERNARDO RODRÍGUEZ GONZÁLEZ ING. RICARDO MOSCOSO MORÁN ING. CARLOS RENÉ SÁENZ FUCUGAUCHI ING. JOSÉ FRANCISCO SUÁREZ FINO ING. MARIO OLGUÍN AZPEITIA

AUDITORIO RAÚL J. MARSAL Edificio de Posgrado 10 de noviembre de 2010 8:45 A 15:00 hrs

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Estimado profesor e ingeniero Mario Olguín Azpeitia: El formar a los mejores ingenieros del país es una decisión que compartimos con usted y desde luego con amitos. Razones de esa decisión son varias, pero todas ellas confluyen en reconocer que de esta manera el desarrollo de México está y estará fortalecido. Tal acción es producto, sin duda , de varios factores , entre ellos el de unir esfuerzos y uno de los organismos con los que debemos marchar de la mano, al lado uno del otro es la querida Asociación Mexicana De Túneles y Obras Subterráneas ( AMITOS ). Por ello sea este sencillo pero importante escrito el mensajero de nuestra decisión y de nuestro sincero agradecimiento a amitos en que siempre encontramos respuesta positiva.

MENSAJES DEL M. de I. GABRIEL MORENO PECERO FACULTAD DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO De: Ing Moreno Pecero [mailto:morenop@servidor.unam.mx] Enviado el: Martes, 16 de Noviembre de 2010 02:58 p.m.

Para: AMITOS, A. C. ; amitos@amitos.com.mx Asunto: Saludos cordiales y agradecimiento.

ESTIMADOS AMIGOS DE AMITOS: Agradezco la generosidad de AMITOS al hacerme llegar algunos ejemplares del boletín correspondiente a julio-septiembre del 2010. Tales ejemplares se pondrán a disposición de los alumnos, a fin de sumar esfuerzos en la ejemplar política de las autoridades actuales de amitos de apoyar la formación de los futuros ingenieros del país. Reciban saludos cordiales.

¡Muchas gracias amitos y salud y prosperidad para todos y cada uno de sus miembros!

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Robot capta primeras imágenes de túnel Teotihuacano *** Tlaloque I ingresó al pasaje subterráneo y obtuvo tomas de los primeros metros con las que se constata que el espacio fue rellenado hace 1,800 años *** Las primeras imágenes muestran que el túnel se encuentra estable, lo que abre la posibilidad de que en poco tiempo los arqueólogos puedan entrar físicamente

Las primeras imágenes del interior del túnel localizado debajo del Templo de la Serpiente Emplumada, en la Zona Arqueológica de Teotihuacán, captadas por un pequeño carro-robot, introducido por arqueólogos del Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAHConaculta), fueron mostradas hoy a la prensa, lo que marca un hito en la historia de las excavaciones arqueológicas en México y en el continente americano.

Es la primera vez en la historia de la arqueología mexicana —y segunda en el mundo— que un robot participa en una investigación arqueológica (hace diez años se usó un dispositivo similar en Egipto, en la exploración de una tumba).

Tlaloque I, así llamado en alusión a los seres mitológicos ayudantes del dios Tláloc, recorrió los primeros tramos de un túnel por el que nadie había transitado desde hace por lo menos 1,800 años. Las imágenes que registró constatan estabilidad y hacen factible que en poco tiempo los investigadores entren al conducto prehispánico, construido hace más de dos mil años por los antiguos teotihuacanos para representar el inframundo.

Durante la presentación de las tomas del pasaje subterráneo a los medios de comunicación, con la presencia de Salvador Guilliem, coordinador nacional de Arqueología del INAH, se detalló que este equipo

de robótica se suma a la serie de tecnologías a las que han recurrido los arqueólogos para esta investigación.

Hace varias semanas, con el uso de un georradar se determinó con precisión que el túnel conduce a tres cámaras, donde eventualmente podrían reposar los restos de personajes importantes de la también llamada Ciudad de los Dioses.

El arqueólogo Sergio Gómez Chávez, director del Proyecto Tlalocan: Camino bajo la tierra, informó que esta es la primera vez que se utiliza en México un aparato con estas características para la exploración arqueológica. “Al parecer antes se había utilizado en Egipto, y nosotros, como investigadores del INAH, somos los primeros en desarrollarlo y usarlo en nuestro país”.

El robot Tlaloque I es un vehículo de cuatro ruedas, con tracción independiente cada una. Está equipado con dos cámaras de video, una colocada en la parte posterior y otra al frente, que pueden hacer giros de 360 grados y que son manipuladas a control remoto. El aparato tiene 30 centímetros de ancho, 50 cm de longitud y 20 cm de altura; cuenta con su propia fuente de iluminación y transmite las imágenes a un monitor de computadora en el exterior.

Gómez Chávez indicó que hace tres meses se planeó el uso de un equipo cuyas características de diseño hicieran factible que pudiera ingresar al túnel y proporcionara imágenes del interior del conducto. Esto se hizo con el fin de que los arqueólogos pudieran evaluar la viabilidad de acceder físicamente sin riesgo, luego de que el túnel ha permanecido cerrado por miles de años, sin que nadie haya ingresado desde entonces.

“El robot fue diseñado y construido especialmente para esta exploración por el ingeniero Hugo Armando Guerra Calva, egresado de la carrera de Ingeniería en Robótica Industrial, del Instituto Politécnico Nacional.

Hace 15 días empezamos a hacer las primeras pruebas, funcionó bien, pero notamos que era necesario reducir la altura del mismo, pues de otra manera era imposible que hiciera el recorrido, además de que tuviera mayor iluminación.

“En la primera prueba, el robot avanzó algunos metros al interior del túnel sin ningún problema, a través de un

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reducido espacio entre la bóveda y el relleno colocado por los teotihuacanos. Las imágenes que captamos fueron muy importantes para conocer las condiciones en las que se encuentra el interior del túnel luego de que ha permanecido cerrado por cerca de 1800 años”.

El arqueólogo del INAH comentó que las primeras imágenes constatan que el túnel fue rellenado de manera intencional. “Todo el conducto —de más de 100 metros de longitud— está excavado en la roca de manera perfecta, en algunas partes se ven las marcas de las herramientas con las que los teotihuacanos lo hicieron, el techo del túnel es abovedado y al menos la parte que recorrió el robot se observa estable, lo que nos da muchas posibilidades de que en las próximas semanas podamos entrar físicamente para explorarlo”.

Aunque el túnel está rellenado con tierra y piedras, el robot pudo recorrer algunos metros a través de un espacio reducido de apenas 25 centímetros de altura, que se halla entre el techo y la parte azolvada.

Añadió que con base en estas imágenes se ha evaluado la posibilidad de entrar físicamente al conducto, aunque para ello se tendrán que hacer algunas excavaciones para despejar la entrada. “Estamos calculando que para finales de este mes o principios de diciembre habremos quitado una parte de la tierra que está bloqueando el acceso y entonces ya podamos entrar”.

Gómez Chávez señaló que también con la ayuda del Tlaloque I se pudo observar con mayor detalle las grandes piedras labradas que hay en el interior del túnel, “al parecer se trata de esculturas o rocas perfectamente talladas, de grandes dimensiones y peso, que fueron introducidas por los teotihuacanos para cerrar el acceso entre 200 y 250 d.C., es decir, hace aproximadamente 1,800 años”.

Abundó que la superficie por donde va a caminar el robot está cubierta de un polvo muy fino y arena acumulada durante miles de años, lo que provocó que en las primeras pruebas las ruedas se patinaran. Por ello, se decidió incrementar la potencia de los cuatro motores para tener mayor tracción.

importantes de la antigua ciudad, pero esto lo comprobaremos hasta que entremos”.

El túnel fue descubierto a finales de 2003 por los arqueólogos Sergio Gómez y Julie Gazzola, pero su exploración ha requerido de varios años de planeación y de gestión de recursos, con el fin de poder utilizar la más alta tecnología. En la investigación, también se ha utilizado el escáner láser, dispositivo de gran resolución facilitado por la Coordinación Nacional de Monumentos Históricos del INAH, que permite hacer el registro tridimensional de los hallazgos arqueológicos.

Las investigaciones —que se enmarcan dentro de las conmemoraciones por los primeros 100 años de exploraciones arqueológicas ininterrumpidas y de apertura al público de Teotihuacán— han permitido corroborar que el túnel precede a la construcción del Templo de la Serpiente Emplumada, así como de La Ciudadela, puntos que fueron el magno escenario donde debieron realizarse rituales vinculados con los mitos de la creación original, en tanto que el pasaje subterráneo debió estar vinculado con la concepción del inframundo.

Agradecemos al Sr. Arturo Méndez de la Dirección de Medios de Comunicación INAH, la información proporcionada para este artículo.

Para mayor información dirigirse a: Arturo Méndez Atención a Medios Electrónicos Dirección de Medios de Comunicación INAH Insurgentes Sur 421, Piso 8, Col. Hipódromo Condesa México D.F., C. P. 06170 Instituto Nacional de Antropología e Historia (55) 40404300, ext - 417511 arturo_mendez@inah.gob.mx

Luego de dos meses de trabajo, desde que el INAH dio a conocer la noticia de este importante hallazgo, los arqueólogos han logrado despejar completamente la entrada del pasaje prehispánico. Al llegar al piso del túnel se corroboró que tiene una altura de casi 2.50 metros, 4 m de ancho y 100 de longitud, según la información que aportó el georradar, otra de las tecnologías utilizadas en esta exploración arqueológica.

“Con el georradar, cuyos estudios han sido realizados por el doctor Víctor Manuel Velasco, del Instituto de Geofísica de la UNAM, se han detectado tres cámaras en las que pudieran localizarse los restos de personajes 17

AMITOS agradece al C. Arturo Méndez, la información proporcionada para esta publicación.

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¡Europa se conecta!

NEAT Nueva transversal de los Alpes

La apertura de las fronteras en Europa ha tenido un fuerte impacto en el intercambio comercial y el transporte de bienes a través de los Alpes incrementándose hasta en un 50% desde 1990. Las vías de comunicación, en su mayoría carreteras, comienzan a ser insuficientes y países como Suiza y Austria se han convertido en los países con más tráfico de bienes en el eje norte-sur de Europa.

Anualmente 1,2 millones de camiones de carga cruzan los Alpes con los impactos ambientales que esto representa y este número va en ascenso.

Derivado de situaciones como las anteriores, Suiza está expandiendo y modernizando su red ferroviaria buscando cuatro objetivos estratégicos: convertirse en un centro muy atractivo para los negocios, mejorar el desempeño medioambiental del transporte y comercio, asegurar el financiamiento del transporte público e integrar la infraestructura ferroviaria suiza en el sistema de transporte europeo. Los beneficios como transporte público son claros: es más eficiente energéticamente, permite bajar los índices de contaminación, es más seguro y se pueden aprovechar los tiempos de viaje para otras actividades.

Como parte de este gran proyecto suizo, desde 1994 se está construyendo un sistema integral de transporte ferroviario para cruzar los Alpes llamado NEAT (Nueva Transversal de los Alpes) donde el túnel San Gotardo representa su parte central. Con una longitud de 57 km, se convierte en el túnel más largo del mundo, su construcción inició en el año 1996 y tiene proyectado el inicio de operaciones para finales del 2017. Los costos finales estimados de este proyecto ascenderán a 9.83 mil millones de francos Suizos, ¡Aproximadamente 10.32 mil millones de dólares!

Un proyecto de vanguardia como éste podrá ofrecer beneficios tanto para viajes como para transporte en general acortando las distancias entre el norte y sur de Europa. Además permitirá transportar más de 200 trenes diarios incrementando el volumen de mercancías hasta 40 millones de toneladas al año duplicando así el volumen transportado por tren actualmente.

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Una vez terminado permitirá el transporte en tren (tanto de carga como de personas) desde Zurich hasta Milano ¡En tan sólo 2:40 hr! Para lograr esto se necesita una vía muy recta que permita a los trenes circular a velocidades constantes de 200 a 250 km/hr. Por esa razón, el túnel cruza los Alpes a través de su base a una altura de aproximadamente 550 m sobre el nivel del mar, lo cual es muy impresionante considerando que los Alpes llegan a tener picos que alcanzan casi los 4,000 m.

La idea de un túnel que cruce los Alpes, no es nueva, desde 1947 se había contemplado formalmente la posibilidad de un proyecto así, pero las demandas y las tecnologías actuales son las que están llevando a la realidad este sueño.

Varias empresas han estado involucradas en este proyecto desde sus inicios ya que han participado incluso desde su fase de diseño, en donde se han aportado valiosos servicios de consultoría tanto en sistemas de concreto proyectado como en conceptos integrales de impermeabilización. Una de ellas, derivadas de este involucramiento, las soluciones para concreto lanzado e impermeabilización utilizadas en la construcción de este túnel, ha sido una aportación de Sika.

Los retos técnicos Los requerimientos técnicos de un proyecto de esta magnitud son muy estrictos. Como ejemplo está la “Sección 360 Sedrun” que consiste en dos túneles de carril sencillo de un diámetro de 13 metros cada uno en donde se han tenido que suministrar los materiales para la construcción a través de un pozo con una profundidad de 800 metros, incluyendo el concreto.

Los concretos deben soportar condiciones de temperaturas que van desde los 30 °C hasta los 45 °C, humedades relativas de hasta 80%, longitudes de transporte de hasta 20 km y aún estar en perfectas condiciones para ser aplicados y prestar servicio con durabilidades de mínimo 100 años.

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Terminan perforación del túnel más largo del mundo EFE EN GINEBRA | MUNDO

Cuando aún resuenan los ecos del extraordinario rescate de los 33 trabajadores de la mina San José en Chile, los mineros fueron hoy de nuevo los auténticos protagonistas de otra historia a 800 metros de profundidad: el final de la perforación del túnel suizo de San Gotardo, el más largo del mundo, con 57 kilómetros.

Una historia diferente pero con muchas similitudes, que, como en Chile, tuvo un final feliz cuando los mi-

neros que perforaron el túnel bajo los Alpes desde el Norte, en el cantón suizo-alemán de Uri, y los que lo hicieron desde el Sur, en el cantón suizo-italiano de Tesino, se encontraron a medio camino a la altura de la localidad de Sedrun.

Una gran ceremonia, con asistencia de un millar de personas, entre autoridades, habitantes de la zona y los propios trabajadores, enmarcó esta jornada histórica para Suiza que concluyó una gran etapa simbólica en la construcción de este paso ferroviario que se abrirá al tráfico en 2017, según los planes.

“Ellos son los héroes del día, quienes han trabajado noche y día, bajo un clima tropical de calor y humedad”, elogió el jefe de la empresa AlpTransit, responsable de las obras, Renzo Simoni, tras nombrar a los ocho mineros que perdieron la vida en los 15 años que han durado los trabajos, un ejemplo del riesgo que entraña este oficio.

El ministro suizo de Transportes, Moritz Leuenberger, vestido como todos los asistentes con chaleco reflectante y casco, destacó las dificultades y obstáculos que había ido superando esta gran obra de ingeniería.

“La montaña es grande, nosotros somos pequeños, pero juntos hemos hecho algo muy grande. Hemos vencido a la montaña”, dijo, emocionado.

Leuenberger agradeció a los ministros de Transporte de la UE que, desde Luxemburgo, donde celebran un consejo, siguieron la ceremonia, mientras el embajador de los Veintisiete en la Confederación Helvética, Michael Reiterer, destacó “la gran contribución que Suiza ha hecho para la conexión entre el norte y el sur de Europa”.

Tras la bendición impartida al proyecto por un sacerdote católico y un pastor protestante, la enorme tuneladora responsable de perforar la roca se puso en funcionamiento desde el lado Norte para horadar los últimos 180 centímetros que la separaban del túnel de base del Sur. Unos 20 minutos después, y en medio de los aplausos de los asistentes, la pared rocosa se derrumbó con estrépito abriendo un boquete que dejó al descubierto la luz del otro lado del túnel.

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Después, los mineros procedentes del sur de los Alpes treparon por una escalerilla y fueron saliendo uno a uno para encontrarse con sus colegas del norte.

El primero en pasar, un obrero austríaco, portaba una estatuilla de Santa Bárbara, protectora de los mineros, que colocó en un pequeño altar con velas y con las fotos de los trabajadores muertos en este tajo.

El encuentro selló el final simbólico de la primera fase de un largo proyecto que ya ha desbancado al túnel de Seikán (Japón), de 54 kilómetros, como el más largo del mundo, y que tendrá un claro efecto medioambiental al traspasar gran parte del tráfico de mercancías de camiones al ferrocarril.

Con dos entradas —Ertsfeld, en el norte, y Bodio, en el sur— se prevé que al menos 300 trenes de pasajeros o de mercancías pasen cada día por este túnel, un nuevo recorrido que permitirá a los ferrocarriles alcanzar los 250 km/h y reducirá una hora la conexión ZúrichMilán, hasta las 2 horas y 40 minutos.

Para perforarlo, las dos tuneladoras llamadas por los mineros “Heidi” y “Sissi”, han progresado 40 metros por día, funcionado 320 días al año y excavado unos 24

millones de toneladas de roca, el equivalente a cinco veces el volumen de la gran pirámide de Keops.

Además de los retos geológicos que se han afrontado, el túnel de San Gotardo ha debido superar varios referendos populares en Suiza así como algunas críticas por el alto coste, de más de 10 mil millones de francos (unos 7 mil 500 millones de euros).

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Túneles a través de Roca Kárstica P.G. Marinos1 1 National Technical University of Athens, Athens, Greece Traducción: Andrei Olivares

1. Introducción Las aguas subterráneas son la principal fuente de problemas en la construcción de túneles asociadas a problemas de estabilidad y seguridad. El control de aguas subterráneas durante la construcción y operación dentro del túnel es uno de los problemas más difíciles que enfrentan los diseñadores de túneles y contratistas.

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Filtraciones o fugas, en obras subterráneas de acuíferos circundantes también pueden afectar al subsuelo en el lugar y las instalaciones adyacentes. Dependiendo de la geología local, la hidrogeología y los parámetros geotécnicos del material, un impacto ambiental grave se puede esperar. Temporal, pero un grave agotamiento de los recursos de agua subterránea durante la construcción también puede ser un factor a considerar. En un caso opuesto, es decir, cuando las fugas hidráulicas de las obras subterráneas alcancen un acuífero subyacente es factor a considerar la contaminación de las mismas.

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El cruce de huecos y cavernas, ya sean vacíos, acuíferos o rellenos de materiales débiles y / o materiales erosionables causan grandes dificultades y las soluciones de ingeniería a menudo se especifican en el sitio.

Por lo tanto, aunque la piedra caliza y rocas carbonatadas en general exhiben buen comportamiento geotécnico, cuando se presenta material kárstico, es probable que se presenten problemas ya mencionados durante la operación del túnel*.

2. La interacción con las aguas subterráneas; consideraciones generales La interacción de un túnel en aguas subterráneas se puede resumir de la siguiente manera:.

Durante la construcción: - Las entradas de agua en el espacio subterráneo, afectan los procedimientos normales de construcción y posiblemente induce a poca estabilidad en

* En el texto el término de piedra caliza a menudo se refiere también a todas las rocas de carbonato que se someten a karstificación

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el frente y techo del túnel. Minimizar las filtraciones de agua al frente mediante drenado es esencial.

Flujos repentinos que ocurren durante el paso de acuíferos específicos y localizados previamente, por ejemplo, fallas, zonas fracturadas, conductos kársticos, etc. Representan un serio peligro durante la construcción y pueden ser repentinos y violentos.

Sedimentos sueltos de relleno pueden ser la causa de estos flujos.

Disminución de los rendimientos de los manantiales, disminución de la descarga de aguas subterráneas de los pozos.

Desarrollo de sumideros en las zonas susceptibles debido a la tubería o a la erosión interna. Este riesgo está presente principalmente en los túneles de poca profundidad, pero colapsos en la superficie se han reportado profundidades de al menos 100 m [1].

Asentamientos inaceptables, se presentan donde los suelos compresibles de grano fino o roca muy fracturada están presentes, debido al aumento de tensiones efectivas por la reducción de la capa freática. Este riesgo es particularmente alto para los túneles de roca kárstica con poca cobertura con un manto freático limitado. El drenaje y desconfinamiento del acuífero kárstico puede inducir la reducción de la superficie piezométrica del acuífero “perforado” desarrollada en los sedimentos de la cubertura.

La contaminación temporal de las aguas subterráneas que ocurren en elevaciones más bajas, por la infiltración de contaminantes, generalmente sustancias utilizadas para la construcción.

Durante la operación: - La infiltración de residuos químicos líquidos y agua con contaminación orgánica de carreteras o rieles del ferrocarril, que afectan a la calidad de las aguas subterráneas si los túneles que cruzan la zona no saturada y el revestimiento no se cierra adecuadamente.

- El aumento de los niveles piezométricos por la obstrucción del flujo de agua subterránea por túneles revestidos, el aumento es efectivo cuando el túnel se encuentra a poca profundidad debajo de un manto freático poco profundo, normal a la dirección del flujo y pudiendo afectar el área construida (cimentaciones, sótanos) y / o movilizar los contaminantes en caso de saturación.

- Influencia de la presión hidrostática en el revestimiento del túnel.

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- Colapso de túneles de gran fluctuación en la presión hidrostática asociados con la operación normal de túneles hidráulicos sin revestimiento.

- En el caso de túneles de conducción de agua con las deficiencias de revestimiento, la relación entre la parte alta de las aguas que fluyen en el túnel y la parte alta de los acuífero circundantes pueden causar: - Afluencia de aguas contaminadas en el túnel con el tiempo y / o el desarrollo de todos los riesgos asociados y mencionados (parte alta interior más baja que la parte alta del acuífero).

- Fugas de los túneles de drenaje puede contaminar el acuífero circundante (altura piezométrica más alta que la altura piezométrica del acuífero), la fuga es una preocupación importante cuando los túneles llevan el agua a alta presión con productos tóxicos.

Tales líquidos deben ser contenidos por un revestimiento impermeable de alta calidad.

3. Investigación 3.1. Consideraciones generales Es esencial contar con la evaluación precisa previa a la construcción de las condiciones de las aguas subterráneas. No debe de realizarse mayor operación de ingeniería subterránea antes de establecer un conocimiento exhaustivo sobre los niveles de carga y los regímenes de flujo de las aguas subterráneas.

En el caso de un proyecto de un túnel cerca de la superficie o en zonas urbanas son necesarios. Un buen número de investigaciones adecuadas, estar disponibles con información de medidas y a gran detalle (en niveles piezométricos y permeabilidad de las descargas). Investigación geofísica a menudo son de gran ayuda. Las condiciones imprevistas son por lo tanto muy limitadas.

En el caso de túneles de gran longitud a mayor profundidad (en las zonas de montaña) las posibilidades de investigación son bastante limitadas, ya sea por la dificultad física o debido al alto costo. En estas áreas la investigación se basa principalmente en estudios hidrogeológicos clásicos, procedimientos y técnicas y deben cubrir un área más amplia para obtener todos los datos necesarios y todas las condiciones de frontera geológica. Un estudio de este calibre debe basarse también en una especie de juicio geológico. Este procedimiento debe incluir: - Identificación y clasificación de los medios de comunicación del acuífero (cartografía litológica y estructural) - Distinción de unidades hidrogeológicas y mantos acuíferos - Definición de las cuencas hidrogeológicas (zonas de captación subterránea) y de las zonas de evacuación

- Un resumen de la entrada, salida y la variación neta de un sistema de recursos de agua en particular durante un período fijo de tiempo - Estudio de las fuentes: localización, elevación, la dinámica del flujo y las tasas de aprobación de la gestión - Elaboración de mapas piezométricos - Evaluación de los parámetros hidráulicos tanto a nivel local en todo el túnel y en la zona más amplia.

- Conclusiones en forma de un informe sobre las condiciones de contorno hidrogeológico y de posición de cada acuífero y la evaluación de niveles piezométricos y entradas hidráulicas en relación con la construcción subterránea. El informe debe incluir también los enfoques para las zonas de probable peligro de irrupción repentina.

3.2. Particularidades en las masas de roca kárstica Debido a las particulares o incluso características únicas de tipo hidrogeológicas en un entorno kárstico, se demanda especial atención a: - Alto coeficiente de infiltración de agua meteórica.

- Permeabilidad muy alta y a menudo flujo subterráneo no lineal.

- Preservación de los altos valores de permeabilidad a mayores profundidades.

- Potencial de desarrollo de grandes cuencas hidrogeológicas, que puede extenderse más allá de los límites de la correspondiente geográfica - las cuencas hidrológicas de la zona en cuestión, con la participación, por lo tanto de mayores cantidades de agua subterránea.

- Desarrollo de un no uniforme patrón heterogéneo de las trayectorias del flujo, en función de la evolución post-tectónica y paleogeográfica de la zona, conductos y tubos de flujo preferencial kárstico podrían desarrollarse con una capacidad de transmisión de agua a grandes velocidades de descarga; estos conductos drenan la masa de roca finamente fracturada y empacada de permeabilidad baja o media.

- Flujos naturales de las aguas subterráneas en manera de inundación a lo largo de la zona de transferencia (“no saturados”) - Potencial de cruce de grandes cavidades subterráneas llenas eventualmente con material, con la posibilidad también de tener a una columna de agua subterránea.

Dado este entorno único la detección y caracterización de las zonas kársticas y características del tramo adelante es de vital importancia.

4. Posibles modelos hidrogeológicos a encontrar Durante la primera etapa es crucial la investigación en un terreno de piedra caliza para entender el patrón 23

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kárstico alrededor del túnel por medio de un estudio hidrogeológico detallado *. Dicho estudio hidrogeológico debe incluir una evaluación paleogeográfica de los movimientos verticales y los cambios del nivel de base geográfica relacionados con lugares últimos de manantiales, a fin de evaluar la profundidad de karstificación interior de la montaña de piedra caliza así como la geometría del nivel de base kárstico. Este nivel no se limita necesariamente a la altura actual de los manantiales. Por lo tanto, el reconocimiento geológico en un área más amplia es un requisito previo para la investigación sobre un túnel en terreno kárstico.

TUNNELING IN LIMESTONES-GROUND WATER CONDITIONS

Utilizar colorante pare el seguimiento de la ruta de los principales ejes de flujo subterráneo, es decir, entre sumideros y manantiales, en gran medida ayuda a la comprensión de la demora de flujo subterráneo y por lo tanto la aclaración en cuanto a la presencia de posibles ramificaciones de los conductos kársticos de gran tamaño o de la dispersión general de la corriente a varias direcciones.

En esta misma lógica, el estudio de la distribución y los hidrogramas de los manantiales es siempre la herramienta más fiable para comprender la estructura interna y la geometría de un acuífero kárstico, ya que refleja la hidrodinámica de la masa total.

La cuestión de si son de esperarse entradas de concentrados o dispersos es de gran preocupación ya que el primero drásticamente puede poner en peligro las operaciones de excavación de túneles. En un análisis detallado estructural de la cuenca hidrogeológica se definen posibles zonas de permeabilidad muy alta (es decir, fallas o zonas sistemáticas de curvas en los pliegues). La distribución de los manantiales en niveles geográficos inferiores da una buena indicación. En kársticos bien desarrollados, las fuentes se encuentran en elevaciones más geográficas bajas de los afloramientos. En estos lugares, la existencia de un frente largo lineal de manantiales refleja en una mayor dispersión del flujo dentro de la masa kárstica.

La posición de los niveles de las aguas subterráneas y las fluctuaciones en los sondeos

* El lector puede compenetrarse en el proceso de formación de zonas kársticas en excelentes pubicaciones ([2], [3], [4], [5] y [6])

Tabla 1. Posibles modelos hidrogeológicos en el entorno de piedra caliza. Tenga en cuenta que en algunos casos (por ejemplo, la plataforma cárstica) de la zona de inundación puede ser insignificante o transitoria. Las rocas carbonatadas con porosidad primaria importante pueden ser consideradas en el modelo tipo “fine jointed” “empacado fino” presentado en esta tabla. Pocos tipos climáticos de karstificación pueden producir patrones diferentes de los de arriba. En el caso 2.2, la parte inferior del karst basado en un nivel básico de edad pueden ser fosilizados y rellenados ([7], con modificaciones).

de investigación deben ser registradas en todo momento ya que reflejan la transmisividad y la capacidad de drenaje de la masa global kárstica. No obstante, no puede dar información para la transmisibilidad de determinados conductos kársticos de importantes secciones, en este caso un modelo kárstico existiera.

En el caso de túneles en zonas montañosas, realizar ensayos de bombeo de pozos, incluso si son posibles, no son tan útiles como para los túneles en terrenos de bajo relieve.

En esos casos, las pruebas de compresión de ejecutables restringidos en la zona circundante al túnel para controlar las entradas de agua son una práctica común. En las zonas de montaña grande y alta, donde las perforaciones y métodos geofísicos son físicamente complejos de realizar, la comprensión de los mapas de la superficie geológica e hidrogeológica puede proporcionar un marco razonable de entendimiento de las condiciones que se pueden encontrar. Esto tiene que 24

ser continuamente revisados por pruebas o muestreos en el frente, durante la construcción del túnel.

Tabla 1. pretende proporcionar los principales modelos hidrogeológicos en un entorno de piedra caliza. La respuesta del modelo más probable a ser cruzado facilitará el diseño adecuado del túnel y la planeación y previsión de los métodos y equipos necesarios para hacer frente a los peligros asociados con las condiciones kársticas.

Caso 1. Calizas no kársticas: problemas en aguas subterráneas son considerados parar una junta o fractura considerable en un macizo rocoso. La permeabilidad es generalmente baja y disminuye drásticamente con la profundidad. Las excepciones pueden producirse en zonas de fallas.

- Modelo A. Túnel en la zona no saturada: túnel cruzará una piedra caliza seca, sin riesgo de inundaciones. (fig. 1)

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- Modelo B. Túnel por debajo de nivel freático: túnel encontrara un caudal bajo o insignificante, dependiendo de la frecuencia y la abertura de las juntas o fracturas. En grandes profundidades permeabilidad es prácticamente cero (fig. 2).

Caso 2. Calizas kársticas. Debido a la permeabilidad en conductos kársticos bien desarrollados y / o una red de fracturas y juntas más o menos ampliadas por disolución: Se muestra una notable diferencia en el comportamiento en comparación con otros medios de acuíferos, la presencia de alta permeabilidad y de alta descarga.

Caso 2.1. Túnel por debajo del nivel base de karstificación (figura 3): El macizo rocoso que rodea el túnel no ha sido en el pasado expuesto a la erosión subterránea, debido a los movimientos verticales paleogeográfico-tectónico de la zona en relación con el nivel de base geográfica actual o por su aislamiento de la infiltración y el flujo de salidas (manantiales). Sin embargo, en grandes masas montañosas del interior de la montaña pudo haber escapado de la karstificación y el nivel de base del karst a se basara a una altura mucho mayor que el nivel geográfico actual (nivel de los manantiales, [8]). Túneles con estas condiciones no se cumplen con el modelo B.

Figura 1. Caso 1. Modelo A. Túnel en la zona no saturada de una piedra caliza fracturada no kárstico (esquema no está a escala)

Caso 2.2. Sobre el nivel del túnel de base de karstificación: El tamaño de los problemas y los riesgos dependen de la geometría interna del acuífero kárstico. Dos opciones son posibles: Caso 2.2.1. El flujo subterráneo preferencialmente se concentra y se rige por distintos tubos y conductos kársticos. Esto es a menudo el caso en que una continua erosión a la baja persiste como el nivel de base geográfica avanzando hacia zonas más bajas o cuando el menor nivel geográfico se limita a una zona confinada. Los tubos y conductos kársticos tienen una orientación selectiva respecto a la horizontal cuando se acercan al nivel de la base de la descarga del acuífero kárstico. Más horizontes con conductos horizontales pueden haber desarrollado durante la evolución paleogeográfica de la zona.

- Modelo C. Túnel en la zona de transferencia: El túnel se encuentra en la zona de transferencia de una selectiva gran masa kárstica.

Cruzará conductos kársticos secos, pero si se encuentra en la profundidad el peligro para el personal y equipo de repentinas avenidas e inundaciones será alta cuando las tormentas se producen en la zona de captación (fig. 4). La erosión de los materiales sueltos de relleno puede dar lugar a un flujo de lodo en el túnel. Hacer pruebas de sondeo sistemáticamente en la cara del túnel durante el avance debe ser una práctica común.

- Modelo D. Túnel en la zona de inundación: El túnel drenara bien ya sea en conductos kársticos ya desarrollados y / o en la masa fundamental de su alrededor.

- Modelo D1 (fig. 5): El túnel se encuentra en zona de inundación y drenara por lo general en cantidades moderadas de agua subterránea de una masa de roca caliza entre los conductos kársticos. Estas cantidades son alimentadas por el agua almacenada en las fracturas y las juntas entre estos conductos. Durante la construcción, el túnel puede fácilmente entrar en forma abrupta en los conductos del sistema. Al encuentro de los conductos, al aumento considerable del flujo de entrada se experimentara una irrupción violenta de agua provocando probablemente la inundación del túnel. Realizar sondeos al frente durante la construcción es una necesidad absoluta.

Figura 2. Caso 1. Modelo B. Túnel debajo del manto freático para una caliza fracturada no kárstico (esquema no está a escala)

Base of Karsification

Figura 3. Caso 2.1. Túnel por debajo del nivel base de karstificación (esquema no está a escala) Base de kaation

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nnel

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Figura 4. Caso 2.2.1. Modelo C. túnel en la zona de transferencia de un acuífero kárstico con distintos tubos y conductos cársticos preferencial (esquema no está a escala) D2D1D2D1

sitio se deben aplicar con el fin de ayudar al cruzamiento del conducto inundado. Restablecimiento del flujo natural es necesario después del paso del tubo de drenaje kárstico de lo contrario un cuasipermanente del acuífero kárstico durará casi todo el período de construcción. En todos los casos, los recursos hídricos de la zona serán afectados tempoD1 ralmente.

Tunnel

D

Tunnel

2 El flujo es guiado por un sistema interconectado más homogéneo entre sí de las fracturas karstificadas y juntas alargadas. Este caso suele ser el de la roca caliza con juntas finas bien empacadas y en zonas caracterizadas por una persistencia de una extensa base geográfica nivelada.

Figura 5. Caso 2.2.1. Modelo D. túnel en la zona de inundación de un acuífero kárstico con distintos tubos y conductos cársticos preferencial (esquema no está a escala)

D1

Tunnel

D2

Figura 6. Caso 2.2.2. Modelo E. túnel en la zona de transferencia de un sistema interconectado y de las articulaciones y fracturas ampliada (no a escala) FF

E

Figura 7. Caso 2.2.2. Modelo F. túnel en la zona de inundación de un sistema interconectado E y de las articulaciones y fracturas ampliada

- Modelo E. Túnel en la zona de transferencia: El túnel se encuentra en la zona de transferencia de un denso sistema interconectado de juntas karstificadas menores y fracturas de apertura moderada (fig.

6). Sólo el goteo de agua o pequeñas cantidades de agua transitorios durante los períodos húmedos. No hay riesgo de inundaciones como la infiltración es muy dispersa dentro de la masa cárstica, una mayor masa homogénea permeable.

- Modelo F. Túnel en la zona de inundación (fig. 7): El túnel, que en la zona de inundación, drena continuamente cantidades significativas de aguas subterráneas durante la construcción, se establece la necesidad de equipo apropiado. Violentas avenidas suelen ser restringidas. Un “paraguas” en la parte delantera del túnel debe reducir los flujos de la carga hidráulica y dará control durante la excavación. Problemas de estabilidad puede ocurrir sólo si la roca F caliza es brecha. Si los recursos de agua subterránea tienen que ser protegidos, será necesario el sellado del recubrimiento, esto puede aumentar considerablemente el costo.

5. Frente a los problemas Las aguas subterráneas en el túnel se pueden enfrentar ya sea por el drenaje, lo que reduce tanto la presión de agua y la descarga en el túnel, o por inyección de grout *.

F

- El modelo D2 (fig. 5): El túnel se enfrenta a la gran transmisibilidad de los tubos y conductos cársticos inundados. Si es posible, aplicar técnicas de pre-drenaje (si el conducto no está lleno ya con los sedimentos sueltos del acuífero) o métodos de aislamiento tomando en cuenta las características del 26

Métodos como la congelación o la utilización de tuneladoras, con un frente presurizado no se puede aplicar en roca caliza muy permeable con características abiertas de cársticos.

Por lo general, el drenaje es más eficaz y, a menudo más barato que cualquier otra operación. Pre-drenaje

* Información útil para el control de las aguas subterráneas se pueden obtener a partir de [11], [12], [13], [14]

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antes de la construcción del túnel es probablemente el método de control de agua más comúnmente utilizados. La técnica consiste básicamente en la reducción del nivel de agua mediante la perforación de una serie de pozos o perforaciones a ambos lados del túnel proyectado. El drenaje se puede lograr desde el propio túnel cuando el desagüe en la superficie es imposible. Esto puede hacerse a través de los orificios de drenaje del frente o, en caso de un generalizado medio de acuíferos importantes, un paraguas de drenaje sistemático a lo largo del túnel, o incluso con la construcción de pequeñas galerías laterales de drenaje piloto.

En el caso de inyección de grout en roca caliza, el objetivo principal es reducir la permeabilidad. La práctica completa consiste en la perforación de una matriz de 360º de barrenos dirigidos sub horizontalmente, a continuación, inyecte y selle una sección de túnel dentro de esta cortina de lechada completa. La inyección es difícil en las aberturas de gran tamaño o donde exista alta presión de agua.

El bombeo de agua puede tener efectos secundarios no deseados en las propiedades adyacentes, el túnel en sí y el medio ambiente, tales como el asentamiento del terreno debido a la consolidación de los suelos compresibles ,el llenado grandes cavidades cársticas a la superficie o el desarrollo de sumideros. El agotamiento de las aguas subterráneas adyacentes también puede ocurrir. En ese caso otros métodos tienen que ser aplicados o el bombeo se asocia con el fortalecimiento de las capas superiores de roca caliza cárstica de materiales débiles.

En el caso de los vacíos y problemas de cavernas son a menudo difíciles de superar. Las soluciones consisten en: •• puente o el relleno del vacío, si está vacío •• un túnel a través de un material de relleno geotécnicamente débil en cavidades llenas o el fortalecimiento mediante la aplicación de una capa resistente de apoyo o mediante tuneladora con frente presurizado.

En el caso de los túneles urbanos de la ocurrencia de estos vacíos puede ser investigada con eficacia con un programa de perforación y con la asistencia de las pruebas geofísicas.

En poca profundidad el georadar puede dar una información fiable. En los niveles más

profundos la tomografía podría ser una buena opción.

En los túneles cerca de la superficie un riesgo asociado es el colapso de una caverna adyacente vacía después de un terremoto; llenar estos vacíos antes de la finalización del túnel es una tarea adicional.

TBM´s con la cara presurizada puede utilizarse en los túneles que cruzan frecuentemente grandes cavidades llenas o una interfaz irregular de un relieve de edad entre la roca caliza cárstica y su cobertura del suelo, a fin de evitar los asentamientos o la activación de pozos.

En este caso una TBM abierta también puede ser utilizada sólo después del tratamiento del material de relleno. Este tratamiento se puede lograr con inyección, jet grouting, inyección de lechada o cruzar el vacío o caverna por métodos convencionales pasando alrededor después del paro de la máquina.

Utilizar una tuneladora de frente presurizado en un túnel profundo no tiene sentido. El cruce de los conductos o grandes cavernas, se puede hacer con una tuneladora de roca abierta después del tratamiento de estos vacíos. El sondeo al frente para su detección es imprescindible. El tratamiento de un espacio vacío puede ser hecho por relleno o inyección trasera ([4], ver también [9]). Si el relleno de la cueva cárstica debe llevarse a cabo dentro del túnel deberá tomarse en cuenta no obstruir la cabeza de corte con las operaciones de concreto. Cuando el relleno es natural, los huecos tienen que cruzarse convencionalmente ya que desde un TBM abierta no se pueden perforar de forma segura en relleno.

Un desgajamiento a través de la cabeza de corte de la máquina puede pasar y la máquina también puede sufrir de hundimiento. El cruce de una cavidad llena se puede hacer por métodos convencional adelante, inyección, o por jet grouting. En todos los casos, la máquina debe frenar el avance. La elección depende en gran medida la naturaleza de la tierra. Arcillas sueltas y suaves responden bien a la inyección de la lechada. Por el contrario, el cárstico lleno de arcilla dura y los suelos compactos pueden ser más eficientes utilizando un paraguas convencional. En este último caso el paraguas puede ser mediante un tubo de inyección de grout.

El contar con herramientas mecánicas de prueba en una TBM son absolutamente necesarias cuando se construye un túnel en terreno cárstico y el equipo debe ser incluido 27

como para ser parte de las instalaciones de la máquina cuando se realiza el pedido. Varias posibilidades existen dentro de una TBM después del análisis de las particularidades geológicas [10]: -Cortos pero numerosos sondeos al frente o la circunferencia entera pueden llevarse a cabo con el equipo de perforación normal de la máquina, con longitudes de hasta 20-30m, normalmente fuera del perfil del túnel.

- Excavaciones medianas pueden ser ejecutadas con un equipo especial de sondeo montado a tal efecto, la longitud de alrededor de 80 -120m, destructivas o sondeos de base con o sin prevenciones. Tuneladora avanza con pasos alternativos.

-Una excavación larga se ejecuta desde cavernas laterales excavadas especialmente, longitudes de 500, hasta 1500metros resultados permiten adaptar el recorrido del túnel, hasta cierto punto. TBM puede seguir durante la perforación.

Al encontrar un canal karstico, que puede ser un caso común en la zona de transferencia de los acuíferos del modelo C en la Tabla 1, la presión impredecible de agua concentrada puede cargar el revestimiento del túnel durante inundaciones. Con el fin de evitar posibles daños, el drenaje forzado del canal hacia zonas más bajas tiene que asegurarse.

6. Conclusiones Construcción de túneles en terrenos cársticos requieren un profundo conocimiento hidrogeológico en una zona más amplia. La falta de este conocimiento puede dar lugar a un diseño, que no será capaz de hacer frente a problemas o peligros que puedan ocurrir durante la construcción, con consecuencias probablemente dramáticas en materia de seguridad y en la operación. Juicio y soluciones de ingeniería, a menudo en sitio, siempre deben ayudar a las decisiones en todas las etapas, durante el diseño y la construcción. El sondeo por el frente del túnel, sobre la base de un modelo hidrogeológico de sonido, es una herramienta esencial para la investigación de cualquiera de las condiciones de las aguas subterráneas en términos de las presiones y descargas, o la aparición de cavidades.

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7. Referencias [1] E. Hoek, P. Marinos, N. Kazilis, G. Angistalis, N. Rahaniotis, V. Marinos, Greece’s Egnatia highway tunnels, Tunnels & Tunnelling International, September 2006, (2006), 32-35.

Greece, in: Pale & Bac (eds), Hydrogeology of selected Karst Regions, IAH International Contributions to Hydrogeology, Vol. 13, Verlag Heinz Heise or Balkema, 1992, pp. 241-247.

[2] H. LeGrand, P. LaMoreaux, Hydrogeology and Hydrology of Karst, in: Hydrogeology of Karstic Terrains, IAH, 1975, pp. 9-19.

[9] M. Knez, T. Slabe, S. Sebela, F. Gabrovsek, The largest karst cave discovered in a tunnel during motorway construction in Slovenia’s karst, Environmental Geology, 54 (2008) 711-718

[3] Anonymous, Hydrogeology of carbonate rock terrains, in: Hydrogeology for fissured rocks, Unesco, 1978, 14.3, pp. 1-31.

[10] D. Fabbri, Experiences from the ground probing in the Gotthard base Tunnel, in: ITA Training Course, Course notes, Istanbul 2005.

[4] P. Milanović, Geological Engineering in karst, Monograph, Zebra, Belgrade, 2000

[11] Anonymous, Solving water problems, J. World Tunnelling, April issue, (1992) 154-160.

[5] M. Breznik, Storage Reservoirs and Deep Wells in Karst Regions, Monograph, Balkema, 1998

[12] J.P. Powers, Dewatering avoiding its unwanted side effects, in: Technical Committee on groundwater control of the underground technology research council of the ASCE Technical Council on Research, American Society of Civil Engineers, New York, 1985.

[6] W. B. White, Karst Hydrology: Recent developments and open questions, in: Beck et al (eds), Hydrogeology and Engineering Geology of Sinkholes and Karst, Proceedings of 7th Conference, Balkema, Rotterdam, 1999, pp. 3-20.

[13] J.D.Jr. Cuertin, Water control, in: R.S. Sinha (ed), Underground Structures Design and Instrumentation, Elsevier, 1989, pp. 321-371.

[7] P. Marinos, Tunnelling and mining in karstic terrane; an engineering challenge, in: Beck and Herring (eds), Geotechnical and Environmental Applications of Karst Geology and Hydrology, Swets & Zeitlinger, Lisse, 2001, pp. 3-16.

[14] G. Bauer, How to control groundwater in tunnelling projects, J. Tunnels and Tunnelling International, June issue (1994) pp. 55-57.

[8] P.G Marinos, Karstification and groundwater hydraulics of the interior of large calcareous massif. The case of Ghiona mountain in Central

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Artículo

Máquinas Tuneladoras de tipo Presión de Tierra Balanceada. Experiencias en condiciones de frentes Mixtos.

E. Chiriotti, P. Jackson, S. Taylor SYSTRA SA, Paris, France, COWI A/S, Copenhagen, Denmark Traducción: Ing. Roberto González Ramírez

1 Introducción La construcción de túneles en áreas urbanas para metros y otro tipo de infraestructura, inevitablemente tiene un efecto en las edificaciones y servicios en la superficie o adyacentes. Hoy en día es una parte normal del diseño de estos trabajos, el predecir los asentamientos que se presentaran a partir de la construcción de un túnel y proyectar el efecto en edificios y servicios. La magnitud del asentamiento y la extensión lateral, son normalmente predichas y los desplazamientos verticales y horizontales que se pueden derivar. De los desplazamientos predichos se obtienen los esfuerzos de tensión en las estructuras afectadas, se pueden calcular y categorizar los daños.

El punto inicial para estas predicciones y cálculos es normalmente el asentamiento total en toda la superficie, o el equivalente en pérdidas de volumen asociados con los siguientes mecanismos, después de Guglielmetti et. al [1]: •• Asentamiento a corto plazo causado por la excavación, función de la estabilidad del frente de excavación (ejemplo, perdidas del frente de excavación) y la relación de avance, el tiempo necesario para la instalación del recubrimiento del segmento y el relleno del espacio anular, que resultaría en un sobre corte (overcut) formado entre el tamaño de la excavación y el escudo contra la diferencia del espacio anular con el anillo de dovelas;

dial, particularmente en suelos donde el sobre corte se pierde o trata de cerrar antes que el recubrimiento permanente y el mortero sean completados, y cuando el relleno del espacio anular no se controla correctamente.

La solución moderna para cumplir los requerimientos para tener asentamientos muy pequeños y administrar el riesgo de edificaciones vecinas durante la construcción de túneles urbanos es la “Máquina de la Ciudad” como se describe por Guglielmetti et. al [1]. La “Máquina de la Ciudad” es una máquina capaz de proveer la presión necesaria al frente de excavación (por lo tanto el empuje total necesario y torque), que se va a necesitar para trabajar en “modo cerrado”. Se requiere controles automáticos que faciliten el soporte del frente de excavación y presión, un sistema de control cruzado para parámetros clave de la maquina, perforaciones de prueba al frente de la maquina, facilidad para tratar el terreno, un adecuado sistema de guiado, etc. Esto es muchas veces una tuneladora (TBM) de presión de tierra balanceada (EPB), el rango de condiciones geológicas en el cual una EPB puede trabajar se ha ampliado debido al uso de productos de condicionamiento del terreno, al tener mayor experiencia en su uso, y el proceso de mejoramiento en la gerencia de construcción de túneles.

•• Asentamientos a largo plazo, causados por la consolidación residual (estabilización de las deformaciones alrededor de la cavidad), y la consolidación secundaria (creep).

Sin embargo la aplicación exitosa de estas “Máquinas para Ciudad”, particularmente las TBM´s tipo EPB en suelo blando y condiciones mixtas, es una combinación de escoger una buena máquina, y buenos operadores, también el tener los sistemas correctos, apara asegurase que sean operados en la manera adecuada. A pesar que estas maquinas han sido operadas por al menos 20 años, está claro que las EPB´s no son siempre la respuesta adecuada, o que no fueron operadas de la manera adecuada, y han existidos casos de asentamientos “inaceptables” o hundimientos que se han formado en proyectos de túneles urbanos.

Los asentamientos a corto plazo ocurren cuando el túnel está siendo excavado y se pueden convertir en un equivalente a perdidas de volumen, que pueden ser consideradas a la combinación de perdidas en el frente de excavación y perdida radial del sobre corte y el relleno del espacio anular. Una parte significante de la pérdida del volumen puede ser causada por la pérdida ra-

La experiencia en condiciones de frente mixto de excavación en un sinnúmero de proyectos, se examina para calcular el rango de asentamientos y las pérdidas de volúmenes que se pueden esperar y las lecciones aprendidas de la gerencia de construcción en túneles que se puede utilizar para controlar los riesgos de asentamientos inaceptables de que hablamos.

•• Asentamientos relacionados con la deformación del revestimiento del túnel.

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Shield

Thrust jack

Excavation chamber

Lining segments

Cutterhead

Main drive

2. Operación en Tuneladoras de Presión de Tierra Balanceada.

Las máquinas EPB tienen el mamparo que separa la cabeza de corte del resto de la máquina, para formar una cámara en modo de excavación cerrado, de la cual la rezaga se retira de una manera controlada utilizando el tornillo de rezaga. El diseño y operación de tuneladoras EPB y sus características principales se describen por Guglielmetti et. al [1] y se ilustran en la Figura 1.

Los tres parámetros que se tienen que controlar (al mismo tiempo que otros parámetros como el relleno del espacio anular, la dirección, etc.) son los siguientes: •• Mantener la presión en el frente de excavación: Un número de sensores de presión se instalan en el mamparo, en la parte posterior de la cámara de excavación. Si la presión baja de los valores predefi= nidos, el operador reduce el porcentaje de extracción de rezaga, para recuperar la presión a los valores de operación.

•• Densidad de la Rezaga: La diferencia de presiones entre los diferentes sensores, nos permite que la densidad de la rezaga en la cámara de excavación sea monitoreada y medirla para controlarla, en particular hay que evitar que burbujas de aire se formen en la parte superior de la cámara, que ocasionaría que no se transfiera el soporte de presión al frente de excavación.

•• Volumen: El estimado de volumen extraído de la cámara de excavación es crítico, pero se tiene una incertidumbre asociada con él. Tradicionalmente se controla el volumen por medio de la medición del volumen extraído por peso (se instala una pesa en la banda transportadora que rezaga el material del tor-

Screw conveyor

Tail sealing system (wire brushes)

nillo al sistema de rezaga del túnel) y a través de cálculos en sitio de densidad de los suelos/roca (el cual requiere ejecutar un numero de pruebas al frente para confirmar el pronóstico basado en los datos de investigación). Entonces el volumen extraído puede derivarse y comparado con el volumen teórico de excavación por anillo. La precisión está en función de la medición de la báscula y el cálculo de la densidad. A pesar del grado de incertidumbre, este control evita excavar mas del volumen teórico (sobre excavar) si se asocia apropiadamente con el control en tiempo real de otros parámetros fundamentales de la TBM. Existen limitaciones de cuánto y con que precisión estos parámetros pueden ser controlados y como las maquinas EPB´s pueden ser operadas con una consecuente confiabilidad de que las pérdidas de volumen y los asentamientos se pueden controlar. En los años recientes han existidos avances significativos en la tecnología, para mejorar el control, y particularmente el poder soportar las presiones al frente de excavación. Estos desarrollos fundamentales son: (a) el control automático integrado de la presión balanceada en la cámara de excavación, del volumen del material excavado y el de la densidad aparente de la rezaga; (b) un sistema para inyectar bentonita a la cámara de excavación, para activar el control de la presión al frente de la excavación cuando baja y pasa los rangos pre-definidos por el proyecto. (c) mejoras en la aplicación de aditivos al material, para controlar sus propiedades y clasificación.

Estos desarrollos están acompañados por amplios reconocimientos para poder colocar un plan efectivo de manejo del riesgo, como requerimiento para todos los dueños de construcción subterránea en el medio ambiente urbano. Finalmente, la disponibilidad de 31

Figure 1: Key features of EPB TBMs, (from Guglielmetti et. al. [1]

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sistemas de información geográfica (GIS) que permite dar seguimiento en tiempo real el avance de la TBM, el monitoreo de la instrumentación, las inspecciones visuales a la superficie, de las inyecciones si hubiera, y la integración de la última información de la geología y hidrogeológica, permite el adecuado cruce de referencias de la información (proporcionada por la organización adecuada en la obra) y una detección a tiempo de anomalías en la construcción de un túnel.

Sin embargo, y a pesar de la habilidad de estos avances recientes, aun existe un riesgo residual de un asentamiento inaceptable, que en algunos casos se puede llevar a socavones formados por una significativa sobreexcavación debido a la inestabilidad del frente de la excavación. Abajo se describe la experiencia de un número diferentes proyectos con tuneladoras EPB´s operando en condiciones de frentes mixtos.

3. Metro de Copenhague En la primera fase del metro de Copenhague (en el periodo de 1998 a 2001) los túneles fueron construidos principalmente sobre roca caliza, una débil cama de roca que probó ser muy adecuada para las tuneladoras EPB. Sin embargo algunas secciones del alineamiento, en el inicio, el final y una localizada en el centro de la ciudad, requirieron que los túneles se construyeran sobre suelos glaciales o en condiciones de suelos mixtos.

En estos lugares se experimentaron algunas dificultades para controlar las presiones de trabajo en la cámara de excavación, y en muchos sitios existió la sobre - excavación.

Estas dificultades experimentadas en estas secciones del túnel ilustran los riesgos en las técnicas asociadas con el tuneleo en terre-

nos de frentes mixtos y las dificultades para trabajar y asegurar se siguieran los protocolos adecuados.

Antes de la primera fase del metro de Copenhague existía muy poca experiencia local en cuanto a túneles se refiere. Solamente se habían construido túneles profundos en el área de Copenhague: Tres túneles para servicios bajo la bahía a principios de los 1900´s; el túnel “Southern Harbour” en 1921 (Sydhavnstrunnelen); el túnel para drenaje Svanemollen construido de 1939 – 1945; un túnel de calefacción bajo la bahía en los 70´s. Estos túneles se describen por K. Hansen [2] con estos túneles construidos como minas. Ningún túnel fue construido por medio de una TBM en el área hasta la primera fase del Metro. Desde entonces, dos proyectos locales más fueron realizados, El túnel para calefacción “District Heating Tunnel” (Fjernvarmetunnelen) en el periodo de 2006 a 2007 y el más reciente “Malmo Citytunnel”, que tiene unas condiciones geológica similares a las de Copenhague.

Los túneles del metro existente fueron construidos por dos EPB de NFM predominantemente excavando en roca caliza. Una sección larga del alineamiento del túnel se muestra en la Figura 2 y la construcción del túnel se describe por S. Polycarpe & J. Maucorps [3].

Las TBM´s fueron generalmente operadas en modo semi cerrado (manteniendo la cámara total o parcialmente vacío, sin aplicar presiones de confinamiento y controlar las presiones en la corona del túnel), al excavar el al caliza con inyección de espumas para mejorar las condiciones del material en la cámara. La cabeza de corte no se mantuvo llena en este tipo de operación, pero la inyección de espuma y el llenado parcial de

la cabeza cortadora, junto con el tornillo de rezaga, fue un método de balance hidrostático y previno que mucha agua entrara a la cámara. Esto ocasionó que el contenido de humedad de la rezaga fuera mantenido en un nivel bajo para el manejo con bandas trasportadoras a las vagonetas. Si las máquinas fueran operadas en modo abierto, demasiada agua entraría en la cámara.

Existieron muchas secciones del túnel de excavación en zonas de frentes mixtos, (Roca Caliza/Depósitos del Cuaternario) estas eran secciones cortas en el inicio, fin del túnel, y recepciones localizadas junto con una sección mixta significativa debajo de los Lagos Internos (Inner Lakes). La última sección de los túneles cerca del portal de salida en Falkoner Allé también fue en condiciones de excavación mixtas, por una longitud bastante larga.

Estas dos secciones son descritas abajo.

3.1 Lagos Internos Debajo de los Lagos Internos fue la primera fase en la que el metro paso por una zona de fallas (Radhuspladsen fault) donde existe una depresión en la superficie de la caliza, la cual esta rellena por los depósitos bastos del cuaternario.

La localización de la interface entre la Caliza y los depósitos cuaternarios fue investigada extensivamente y la localización de donde las maquinas TBM´s deberían trabajar en modo totalmente cerrado, fue definido junto con los parámetros operativos de la TBM en metodologías detalladas.

Como se esperaba los depósitos del cuaternario fueron encontrados en la zona esperada, pero a pesar de esto, una sobreexcavación

Figure 2. Geological section along the first line of the Copenhagen Metro’s alignment

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mayor ocurrió cuando los depósitos se encontraron lo que provoco una formación de un socavón y una pérdida de aire comprimido a la superficie del lago. Esta sobreexcavación continuó por una longitud de túnel, hasta que se pudo controlar.

En contraste con el segundo TBM cuando éste alcanzo la zona, se puso especial atención a éste problema y se aseguro que la cámara estuviera completamente llena, los protocolos de operación de la TBM se sumaron y no existió sobreexcavación cuando se encontraron primeramente estas condiciones. El segundo TBM pasó a través del área sin que se experimentaran los mismos problemas.

3.2 Sección Hostrupsvej to Falkoner Allé Una sección de frente mixto se encontró durante la sección final de la excavación del túnel, entre la lumbrera Hostrupsvej y la lumbrera de arribo Falkoner Allé. Esta fue un tramo de aproximadamente 300 metros en longitud localizada en la sección mas a la izquierda de la Figura 2. Los sedimentos del cuaternario que se encontraban sobre la roca caliza eran muy heterogéneos con arena de agua de deshielo y arcilla directamente arriba de la caliza.

Una significativa sobre - excavación se presento cuando la primera TBM encontró los depósitos Cuaternarios, una vez que esta zona inicial se pasó, la TBM fue capaz de trabajar como se esperaba sin ninguna otra sobreexcavación. En el evento donde ocurrió la sobreexcavación, no dio resultado a asentamientos significativos en la superficie, ya que la arcilla dura se arqueo sobre los huecos y estos espacios vacios fueron posteriormente rellenados por mortero tanto de la superficie y como desde el túnel. De nuevo, la segunda TBM pasó por esta área sin problemas sin casi ningún problema significativo, y operó como se esperaba. Los asentamientos en la superficie observados fueron de aproximadamente 10 mm. Estos estaban bien dentro del límite planeado y se aproxima a una pérdida de volumen de aproximadamente de 0.5%.

4. Metro Porto El metro de Porto es un sistema de tren ligero que consiste de 70 km de línea, a lo largo de la cual casi 7 km consiste de túneles de doble riel, túnel sencillo (diámetro interno de casi 8.0m) en el centro de la ciudad. Los túneles fueron excavados utilizando EPB-TBM, en el periodo de 200 a 2004.

El promedio de cobertera varia en anchos de 15 – 30 metros, con el valor mínimo de 3 – 4 metros en la zona centro de la ciudad bajo edificios existentes). El horizonte geológico se compone de materiales heterogéneos (Granito Porto) con condiciones rápidamente cambiantes en cortas distancias.

El perfil erosionado del granito “Granito do Porto” abarca desde suelos residuales a granito erosionado, manteniendo la estructura original, a granito altamente fracturado. Estas características y la presencia irregular de rocas, fallas, y horizontes flojos. El granito erosionado exhibe una meta estructura que puede generar un alto potencial de inestabilidades, dependiendo en la alta porosidad y reducida cohesión del suelo residual (Grasso etal, [4]). El terreno puede seguir un comportamiento elasto - plástico, provocando fracturas repentinas y difíciles de predecir en la superficie, si el terreno no es adecuadamente soportado o si ocurre la sobreexcavación. La hidrogeología se caracteriza por la presencia de canales con flujo (dos naturales y artificiales), que localmente facilita las recargas repentinas del nivel freático. El nivel freático se encuentra a un nivel de 10 – 25 metros arriba del túnel.

El primer tramo se inicio en Junio del 2000, pero se interrumpió rápidamente debido a tres socavones mayores en Octubre (afectado la planta baja de un edificio, a través de la presencia de una bolsa de agua enterrada, la cual se había identificado en la etapa de diseño), Diciembre (afectando el sótano de un edificio en construcción) y Enero 2001 (causando el colapso de una casa pequeña con una víctima), después de excavar 500 metros de tunel, los cuales son casi la curva de aprendizaje de la TBM. El ultimo socavón ocurrió 50 metros atrás del frente de excavación y el tiempo que paso entre la maquina y el colapso fue en el rango de 25 a 28 días. Los asentamientos registrados en este edificio antes del accidente fueron limitados, siendo menos de 10mm y mostrando una tendencia de estabilización, que implica que el comportamiento del terreno era muy frágil.

Todos los accidentes ocurrieron en condiciones de excavación mixtas (cambios repentinos en la cara del túnel, de granito solido a roca erosionada y suelos residuales sin cohesión), con la TBM tipo EPB avanzando en modo semi - cerrado (prácticamente en modo abierto, ya que la cámara de excavación se llenaba 2/3 de su altura) debido a problemas de ajustar el sistema de condicionamiento en el material excavado en la cámara. Los cambios geológicos repentinos y sin que se le diera una respuesta inmediata de parte del operador en cuanto al avance, enfatizando la necesidad de ajustar en automático y redundar los controles de la TBM. El asentamiento antes de los colapsos se mantuvo en rangos de cinco milímetros. Un equipo de seguimiento en la obra, involucrando el diseñador no estaba presente, o limitado a observar los valores de la superficie y asentamientos en los edificios, por lo cual obviamente no eran relevantes, y no relacionados con los datos de la TBM y el monitoreo en la superficie.

Los colapsos obligaron a revisar profundamente el proceso de tuneleo, desde el diseño de construcción, hasta 33

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los procedimientos de excavación y los equipos, a las organizaciones en general del proyecto. Este proceso se inicio con una revisión profunda al análisis de riesgo del proyecto el cual llevo a la implementación de un comprensivo plan de análisis de riesgo (RMP). La revisión del análisis de riesgo identifico dos parámetros clave: (1) la adopción del método correcto de excavación como una medida para mitigar primaria, para limitar la inestabilidad y el colapso; en particular, en ambientes extremadamente heterogéneos de accidentes debido a errores humanos y reaccionado a cambios en las condiciones del frente de excavación, este riesgo fue considerado insoportable para el proyecto; los requerimientos de diseño seria trabajar siempre en modo cerrado, con el porcentaje de avance y la fecha de entra fue corregida, debido a la diferente distribución de la excavaciones entre los dos TBM´s. (2) un estricto control de contramedidas secundarias para controlar el riesgo residual para limitar la eventual inestabilidad.

Muchas acciones fueron necesarias para aplicar los requerimientos RMP a la fase de construcción (Guglielmetti et al [5]: (a) selección de parámetros clave adicionales a la TBM para su estricto control, definiendo los intervalos de operación permitidos; (b) la instalación de una bomba de doble pistón (EDPP) después del tornillo de rezaga, para lidiar con rezaga liquida y poder soportar las oscilaciones de presión; (c) la instalación de una báscula secundaria para checar doblemente los resultados de la primera; (d) la instalación de un sistema secundario para soportar el frente de excavación (SFSS), un sistema automático el cual inyecta bentonita a la cámara de excavación si la presión al frente decrece debajo de los niveles predeterminados; (e) la instalación de un sistema de alarmas en la cabina del operador, que se activa cuando el valor predeterminado de material extraído, las presiones al frente, etc. Exceden o no cumplen (la alarma por pasar el limite extraído, la cual automáticamente detiene el avance, la alarma para traspasar la baja presión en el frente, la cual automáticamente enciende la SFSS; alarma por pasar la densidad aparente del material extraído; (f) elaboro un procedimiento de operación de la TBM para asegurar el correcto uso de la metodología de construcción, el cual también incluye acciones y flujos de información para afrontar eventos anormales; (g) el crear un equipo de seguimiento compuesto por el diseñador, y representantes del contratista, para sistemáticamente interpreten y verifiquen cruzando

la información de los parámetros clave y el manejo de la interface a través del sistema de diseño, construcción, monitoreo, y diseño de las modificaciones; (h) utilizar un sistemaGIS para soportar las interfaces del proyec to a nivel de diseño, construcción, monitoreo, interpretación y análisis posteriori, con acceso a tiempo real al sistema proporcionado a todas las partes.

Gracias a los implementos RMP fue posible conseguir los siguientes resultados, los cuales no requieren comentarios: el manejo del la heterogénea del terreno (desde suelo suelto a roca maciza) con más confianza, no mas colapsos y asentamientos máximos en el orden de 3 – 8 mm (perdida de volumen < 0.5%), mejorar la producción de la TBM siempre manteniendo unos altos estándares de calidad; excavar bajo edificios muy sensibles, en el centro de la ciudad, con una cobertera de 3,7 metros en suelos residuales, sin causar ningún asentamiento significativo.

5. Casos de Estudio Publicados La experiencia y los asentamientos observados de solo un número limitado de proyectos son reportados en la literatura. Shirla et al [6] reporta la experiencia desde la construcción de la línea Nor-Este de Singapur, y compara esto con la información publicada de otros proyectos donde una tuneladora EPB ha sido utilizada. El terreno de Singapur es muy variable con arcillas del Holoceno y viejo Pleistoceno, con viejos aluviales sobre suelos roca erosionada sedimentarias o granito erosionado. Los túneles fueron construidos en roca erosionada sedimentaria y granito con erosión muy variable. Shirlaw et al [7] presenta un resumen de medidas de pérdida de volumen de una EPB durante la construcción de la línea mencionada. Los datos reportan lo siguiente: los asentamientos mas observados son de (aprox 55% de los puntos de medición) fue muy pequeño, equivalente a una pérdida de volumen de 0.5% o menos; un pequeño número de mediciones de asentamientos indican perdidas de volumen del orden de 2 a 3%; hubieron 20 incidentes de altas perdidas locales de terreno (socavones) que no fueron reflejados en las mediciones de asentamientos.

Shirlaw et al [6] menciona que las medidas son tomadas a un límite de asentamiento debido al mal relleno del espacio anular o el sobrecorte excesivo, la presión al frente de excava34

ción utilizada fue un factor mayor en magnitud de los asentamientos medidos. Shirlaw et al [6] reconoce, y esto también es discutido por Guglielmetti et al [1] & [5], la variación en el soporte del frente durante el ciclo de excavación/construcción del anillo y su influencia en la estabilidad del frente y la consecuente perdida de volumen. Shirlaw propone que la pérdida de volumen en suelo, se incrementa exponencialmente al reducir la presión al frente y el efecto transitorio de presiones más bajas que las típicas es significativo. En condiciones de frentes mixtos, los socavones son reportados de ocurrir y por estas razones de ellos son que el cambios necesario en la presión al frente, en una transición en medio de diferentes formaciones, no se implemento correctamente aunque las transiciones se habían identificado de los sondeos de investigación. Shirlaw et. al. También comenta que en muchos instantes de pérdidas de terreno o socavones ocurrieron cuando en un contrato donde se utilizo agua como aditivo para acondicionar el terreno, y que el taponamiento de la cabeza cortadora ocurrió y se experimento un alto desgaste. La cabeza cortadora no se mantuvo completamente llena y la presión al frente era baja, es por eso que los riesgos de que se formaran socavones eran significativos y la sobreexcavación seria alta.

Experiencias publicadas de la operación de EPB´s en un número de proyectos han sido analizadas por Shirlaw, donde problemas similares se han encontrado al excavar con frentes mixtos. Entre ellos está el caso de los túneles de Storebaelt en Dinamarca, que también se ha discutido. La construcción de Storebaelt dos túneles de 7.7 metros para ferrocarril, se describen por Doran y Athenoux [8] donde los túneles fueron construidos en suelos glaciales con un alto nivel de carga hidrostática. Doran reporta que los suelos tenían una suficiente contenido de arcilla para mantener el frente estable. Después las TBM´s estaban operadas en modo abierto con la cámara aproximadamente 70% llena de material. Sin embargo en el terreno con contenidos de arcilla muy bajos y las arenas en la cámara, no tuvieron las características para mantener el balanceo de terreno y presiones de agua. Cuando los cuerpos de arena fueron encontrados, se presenta una sobrexcavación y se abrieron unas chimeneas al lecho del mar. Una serie de intentos se realizaron para romper la conexión y operar la TBM en modo cerrado en presiones de 2.3 a 2.5 bares. Esto no fue po-

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7. References

sible ya que el límite del torque de las TBM´s estaba excedido, con el bloqueo de la parte central de la cabeza, y con el tornillo de rezaga para mantener la presión en la cámara. Se realizó un ejercicio mayor para desalojar el agua, para reducir las presiones y los túneles fueron terminados dentro de los límites de las TBM´s. Doran describe las dificultades para operar las TBM´s de Storebealt en condiciones extremas de frentes mixtos con altas presiones con la tecnología TBM en 1980. Muchas de estas dificultades han sido resueltas con las EPB modernas, sin embargo las presiones al frente, en particular en frentes mixtos y alta presión queda como un reto.

[1] V. Guglielmetti, P. Grasso, A. Mahtab, S. Xu. Mechanized Tunnelling in Urban Areas. Taylor & Francis, London, 2008.

[2] K. Hansen, Bulletin 19, Danish Geothecnical Society, Dec 2002.

[3] S. Polycarpe, J. Maucorps. Construction of the Bored Tunnels. Proceedings of the Copenhagen Metro Inauguration seminar. COWI A/S. Copenhagen. 2001 [4] Grasso P., Xu S., Del Fedele M., Russo G., Chiriotti E. (2003).

Particular failure mechanisms of weathered granite observed during construction of metro tunnels by TBM. ITA Conference, Amsterdam 2003.

[5] V. Guglielmetti, P. Grasso, F. Gaj, G. giacomin. Mechanized Tunnelling in Urban environment: control of ground response and face stability, when excavating with EPB machine. Claiming the underground Space, Saveur. Swets & Zeitlinger, Lisse. 2003.

[6] J.N. Shirlaw, J.C.Ong, H.B. Rosser, C.G., Tan, N. H. Osborne, P.E. Heslop. local settlements and sinkholes due to EPB tunneling.

[7] J.N. Shirlaw, J.C. Ong, H.B. Rosser, C.G., Tan N.H. Osborne, P.E. Heslop. Immediate settlements due to tunneling for the North East Line, Singapore. Proceedings of Geothecnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground, Toulousse, 2002.

Pp. 209-214.

[8] S. Doran, J. Athenoux. Storebaelt Eastern Railway Tunnel Denmark, Geotechnical aspects of TBM selection and operation. Proc. 11th Prc. European Conference on Soil MEchanics and Geotechnical Engineering (ECSMGE), Copenhagen 2005.

6. Discusión Estos casos de estudio del Metro de Copenhagen, Singapore North East Line, Porto Metro y otros proyectos ilustran las dificultades de confiar en mantener una pérdida de volumen y asentamientos aceptables particularmente cuando se operan las EPB´s en terrenos Mixtos, donde un cierto número de eventos acabaron en sobreexcavación (asentamientos inaceptables o la formación de socavones o chimeneas). La razón de estos eventos ocurridos es debido a: (a) el control de la presión al frente no se fue el correcto, (b) la densidad de la rezaga en la cabeza cortadora fue insuficiente, (c) la condición de la rezaga no fue la adecuada, o que (d) la cabeza cortadora no se mantuvo llena. (No se aplicaron los procedimientos de excavación o limitaciones impuestos por el límite del torque de la TBM, esta no se dimensionó para el proyecto). Es aparente que a pesar de los avances de las TBM´s, los clientes y accionistas no dan una atención particular al manejo de las operaciones de TBM´s, el riesgo de la pérdida de volumen no se controla correctamente y es mucho más alto que lo aceptable en la industria.

La manera de mejorar la gerencia de las operaciones en las TBM se conocen bien por (Guglielmetti et. al. [1] y consiste de: (a) el dimensionar correctamente una EPB, la selección del equipo y sus principales características de agentes aditivos para trabajar en la cámara de excavación basados en un análisis preliminar del riesgo del proyecto; (b) la implementación de procedimientos cubriendo todas las fases del tuneleo para asegurar que las operación de la TBM proceda de una manera consistente y controlada; (c) el instalar un equipo de seguimiento entre el contratista, el diseñador, para poder controlar la construcción, monitoreo y procesos de revisión. (d) detallara los planes de avance de la TBM (Protocolo de avance en el túnel: PAT) preparar para cada sección del túnel y que el equipo revise todos los parámetros y problemas de diseños sean previstos antes de que el túnel comience; (e) implementación de medidas secundarias de mitigación para asegurar el correcto control de las presiones al frente. Esto incluye un sistema de control de presiones al frente (SFSS) que puede automáticamente se capaz de inyectar bentonita a la cámara para mantener las presiones; (f) instalación de la adecuada instrumentación para monitorear la presión en el frente, la densidad de la rezaga y el correcto pesaje de la banda transportadora, con sistemas automáticos de alarmas en automático conforme a los rangos de operación predeterminados a lo largo del túnel, y los cuales son sujetos a procesos de revisión; (g) la instalación de una bomba de emergencia de doble pistón (EDPP) en la compuerta secundaria de descarga del tornillo de rezaga, para lidiar con fluctuaciones inesperadas de presión.

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Agenda

A continuación presentamos la invitación que recibimos de la ITA – AITES, para participar en el XXXX Congreso a celebrarse en Helsinki el presente año.

Conferencia sobre la Línea 12 del Metro Abril 2011

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La Asociación Mundial de Carreteras (AIPCR/PIARC), la Asociación Mexicana de Ingenieros de Vías Terrestres (AMIVTAC) y la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT), celebran el XXIV Congreso Mundial de Carreteras, evento mediante el cual se invita a los profesionales de la carretera y el transporte a presentar y discutir ponencias entre los países miembros y como consecuencia a identificar, desarrollar y difundir soluciones responsables a los problemas de hoy.

Inscríbase y participe activamente en la celebración de este importante evento

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February 7-10, 2011 Sochi, RUSSIA

International Conference

RUSSIAN EXPERIENCE AND DEVELOPMENT OF INNOVATIVE TECHNOLOGIES FOR THE CONSTRUCTION OF

TUNNEL PROJECTS IN SOCHI PRIMARY INVITATION

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Avances sobre la edición del Libro sobre la Historia de los Túneles en México: Después de un año de trabajo intenso, y después de haber desarrollado una gran cantidad de entrevistas e investigación sobre los temas a tratar en el libro, el texto está prácticamente concluido. El 9 de febrero se presentará el borrador final para su revisión y visto bueno, por parte de los miembros del comité del Libro. Se cuenta con un 98% de las imágenes que ilustrarán el texto y a finales de febrero se hará la selección definitiva.

3.- Cotrisa, S. A. de C. V. 4.- Colegio de Ingenieros Civiles de México 5.- Isolux Corsan 6.- Innovaciones Técnicas en Cimentación, S. A. de C. V. 7.- Constructora Mexicana de Infraestructura Subterráneas, S. A. de C. V. 8.- Ingenieros Civiles Asociados

Agradecemos a las Empresas que a continuación enlistamos, ya que sus aportaciones han permitido cubrir el 60% del costo erogado a la fecha:

Así mismo exhortamos a todos nuestros socios y amigos, para que nos ayuden a garantizar que el 40% restante y que es para cubrir los gastos de impresión final, se reciban oportunamente para poder contar con esta importante edición a principios del segundo semestre de este año.

1.- Lombardo Construcciones 2.- Constructora Estrella, S. A. de C. V.

¿Cómo reclutar a la persona perfecta para un puesto dentro de una empresa?

Haga la siguiente prueba: Ponga cien ladrillos con algún orden particular en un cuarto cerrado que tenga una gran ventana abierta.

6. Si están durmiendo y no han movido los ladrillos: póngalos en Seguridad.

7. Si están llevando y trayendo los ladrillos por todo el cuarto: póngalos en Logística.

Envíe de 2 a 3 candidatos al cuarto, déjelos solos y cierre la puerta. Regrese en 4 horas y analice la situación:

8. Si están sentados sin hacer nada y no tienen ni idea para qué son los ladrillos: póngalos en Recursos Humanos.

1. Si están contando los ladrillos: póngalos en Contabilidad.

9. Si dicen que han probado varias formas de acomodarlos, pero en realidad no han movido ni un sólo ladrillo: póngalos en Sistemas.

2. Si los están re-contando: póngalos en Auditoría.

3. Si están acomodando los ladrillos de un modo raro: póngalos en Proyectos.

4. Si han vuelto un desmadre el lugar y no supieron que hacer con los ladrillos: póngalos en Ingeniería.

5. Si están tirando, rompiendo y escondiendo los ladrillos rotos: póngalos en Producción.

10. Si rompieron los ladrillos en pedacitos y tratan de arreglarlos: póngalos en Mantenimiento.

11. Si mienten en la cantidad de ladrillos que hay: póngalos en Compras.

12. Si están planeando alguna estrategia para acomodar los ladrillos: póngalos en Almacenes.

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13. Si movieron los ladrillos y no los situaron bien y se echan la culpa unos a otros: póngalos en Calidad.

14. Si están proponiendo métodos para guardarlos o utilizarlos, y se pelean con todas las áreas: póngalos en el Departamento Jurídico.

Pero la más importante: 15. Si sólo están mirando por la ventana y hablando por el celular y haciéndose… ¡Hágalos jefes! …

Servicio y satisfacción del cliente es nuestro compromiso www.tradeco.com.mx

Nos caracteriza nuestra visión y experiencia encaminada al desarrollo de nuevas técnicas de construcción en: cimentación profunda, muelles, túneles, tabla estacado, anclajes, muros milán, deprimidos.