Tuneles

Tratamiento del terreno

Tratamiento de terreno en la construcción de túneles con tuneladoras de equilibrio por presión de tierras (TBM-EPB)
Daniel Montalbán; Jefe División MEYCO; Basf Construction Chemicals España

Cale del proyecto de remodelación del bypass sur de la M30 ( Madrid )

Las máquinas tuneladoras representan la más novedosa técnica de construcción de túneles, aportandoenormes ventajas respeto a los métodos tradicionales de perforación y voladura. Especialmente bajo áreas urbanas, la perforación mediante tuneladoras representa una importante reducción de ruido y riesgo de hundimientos, por esto al hablar de túneles para metro y red de alta velocidad, la ecuación se resuelve con un único valor: el empleo de máquinas tuneladoras. Así como las características geotécnicasde los materiales que forman la traza de un nuevo túnel, unido al conocimiento físico del nivel freático al que se enfrentará el mismo, condicionan la elección de los diferentes tipos de máquinas tuneladoras tipo TBM EPB para la excavación del túnel; dichas características geofísicas también condicionarán la elección de los distintos aditivos que harán posible el

avance de la TBM en todas lasposibles diferentes situaciones respecto al tipo y morfología de terreno existente. Frecuentemente, el empleo de tuneladoras tipo TBM-EPB sin su química implicada significa bajos rendimientos de producción y peligrosos incrementos del riesgo de colapso del terreno. Incluso en casos extremos, sin el apoyo de la química resulta imposible el avance de un solo milímetro. Desde que BASF se involucró enel desarrollo de las especialidades químicas para este tipo de tuneladoras, el diseño de nuevos productos y sistemas han significado notables mejoras para esta novedosa técnica de excavación, sin el aporte de los cuáles tal vez hubiera resultado imposible hablar de grandes logros y éxitos en, por ejemplo, la ampliación del Metro de Madrid o Barcelona.

octubre 2010

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Tratamiento delterreno
La química de las TBM-EPB
Dentro de toda la variedad de productos químicos que requiere la tuneladora TBM EPB para su óptimo funcionamiento, existe una clasificación en función de su zona de acción en la máquina: tratamiento de terreno, mortero de relleno (back-filling) y grasas de sellado de cola. Todos resultan imprescindibles para el óptimo rendimiento de la máquina, sin embargo, eltratamiento de terreno mediante espumas y polímeros, por ser estos de gran trascendencia y de laboriosa elección, se considera esencial a la hora de abordar un nuevo proyecto. Acondicionamiento de terreno El terreno excavado necesita ser tratado para su fácil extracción a través del tornillo sin-fín de la TBM-EPB. No tratar correctamente el terreno implica bajos rendimientos de avance, atascos en lacabeza de corte (que implican la parada de la tuneladora y operar manualmente dentro de la cámara de amasado, con el elevado riesgo que esto comporta para el personal implicado), elevados costes de mantenimiento, etc. La formación de espuma para un correcto tratamiento conlleva el control de tres elementos básicos como son: agua, aire y por último la adición del agente espumante. Utilizaremos trestérminos para controlar la formación y dosificación de espuma en el TBM: Tasa de Expansión (Expansión rate, FER) Tasa de Inyección o Tasa de Tratamiento (Injection rate, FIR) Concentración del agente espumante ( Cf : foam concentration )

Los valores de la Tasa de Expansión de una espuma estarán sujetos a las distintas condiciones geológicas y físico-químicas del terreno a excavar por la TBM. Elcontenido de humedad del terreno será otro factor clave para la optimización de la Tasa de Expansión. Valores muy altos de humedad condicionan a la formación de una espuma seca ( valores de Tasa de Expansión altos: 14 - 20 ). Por el contrario si el terreno presenta un alto valor de sequedad o baja cohesividad, la formación de una espuma húmeda ( Tasa de Expansión : 7 - 10 ) mejorará la...