Sostenimiento de Túneles

El sostenimiento son elementos estructurales de sujeción del terreno, aplicados inmediatamente después de la excavación del túnel, con el fin de asegurar su estabilidad durante la construcción y después de ella, así como garantizar las condiciones de seguridad.

Objetivos de los Estudios Geológicos-Geotécnicos

  1. Condiciones geológicas, geotécnicas e hidrogeológicas del trazado
  2. Clasificación y sectorización geomecánica, propiedades y parámetros de diseño del macizo rocoso
  3. Emplazamiento, excavación y estabilización de boquillas y accesos intermedios
  4. Tratamiento del terreno para la estabilización del terreno
  5. Identificación de puntos singulares o zonas de mayor complejidad geológica, hidrogeológica o geotécnica
  6. Criterios geomecánicos para el cálculo de sostenimiento y métodos de excavación
  7. Recomendaciones para la excavación, sostenimientos y proceso constructivo del túnel

Revestimiento

Se coloca con posterioridad al sostenimiento y consiste en aplicar sobre dicho sostenimiento una capa de hormigón, u otros elementos estructurales, con el fin de proporcionar resistencia a largo plazo al túnel y dar un acabado regular, mejorando su funcionalidad.

Clasificaciones Geomecánicas

Índice RQD de Deere

El índice RQD desarrollado por Deere entre 1963 y 1967, se define como el porcentaje de recuperación de testigos de más de 10 cm de longitud (en su eje) sin tener en cuenta las roturas frescas del proceso de perforación respecto de la longitud total del sondeo.

Clasificación RMR de Bieniawski

La clasificación geomecánica de Bieniawski, permite hacer una clasificación de un macizo rocoso ‘in situ’. Se utiliza usualmente en la construcción de túneles, de taludes y de cimentaciones. Consta de un índice de calidad RMR, independiente de la estructura, y de un factor de corrección. El RMR se obtiene estimando cinco parámetros:

  • Resistencia de la roca inalterada (compresión uniaxial)
  • El RQD
  • Espaciamiento entre diaclasas
  • El estado de las diaclasas
  • Condiciones del agua subterránea

Al resultado de cada uno de los parámetros se le asigna, según las tablas, un valor y se suman todos ellos para obtener el índice de calidad RMR sin correcciones. A este valor se le debe restar un factor de ajuste en función de la orientación de las discontinuidades. El valor se clasifica en función de la siguiente tabla:

  • 0-20 muy pobre
  • 21-40 pobre
  • 41-60 regular
  • 61-80 bueno
  • 81-100 muy bueno

Índice Q de Barton

El índice Q de Barton (rock mass quality) propuesto por Barton, se define por la expresión:

Q = (R*Q*D)/Jn * Jr/Ja * Jw/(S*R*F)
  • Jn = índice de juntas
  • Jr= índice de rugosidad de las fracturas
  • Ja= índice de alteración de las fracturas
  • Jw= coeficiente reductor por la presencia de agua
  • SRF= coeficiente de influencia del estado tensional

El índice Q tiene una variación de tipo exponencial por lo cual su gama de valores es muy grande, desde 0.001 (roca fluyente) a 1000 (roca sana masiva).

Construcciones de Túneles en Suelos

Aparte de la utilización de TBM en la excavación de túneles en suelos, vamos a mencionar dos métodos clásicos de excavación de túneles en suelos:

Método Belga

En esencia consiste en excavar la sección en avanza y destroza, comenzando el avance por la excavación de una galería central, que se va ensanchando en fases sucesivas para conformar la sección de avance completa, en cuyo momento se procede al revestimiento. Después se excava la parte central de la destroza y finalmente se excava y se reviste por bataches la zona de hastiales.

Método Austriaco Clásico

Es similar al método belga, pero en este caso se excavan simultáneamente una galería en el avance y otra galería en la destroza. Entre ambas, cada cierta distancia se practica un pozo a través del cual se envía el escombro a la galería inferior, para realizar por ella el desescombro. El resto es similar al método belga, procediendo a ensanchar la sección por sucesivas fases.

Consideraciones Generales Geomecánicas durante la Construcción

  • Litología, puntos singulares, resistencia de la matriz y el macizo rocoso
  • Módulo de deformación del macizo rocoso, resistencia al corte
  • Espaciamiento y características de las discontinuidades o fracturas
  • RQD, condiciones hidráulicas
  • Recomendaciones sobre sostenimientos, método de excavación y tratamientos del terreno

¿Cuánto Pesa una Cercha THN-16,5? ¿Y una THN-29?

  • 16,7 kg
  • 29 kg