TÚNELES DE MONTBLANC - ConcretOnline

TÚNELES DE MONTBLANCLÍNEA DE ALTA VELOCIDAD MADRID-ZARAGOZA-BARCELONA-FRONTERA FRANCESATramo: Lleida – MartorellSubtramo IV-bRefuerzo del revestimiento en los Túneles deLilla, Camp Magré y Puig Cabrer(Tarragona)

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS TÚNELES DE MONTBLANCTÚNELES DE MONTBLANCPLANO DE SITUACIÓNTúnel vía dobleLLEIDALongitudDIÁMETRO INTERIOR3.046 mIICamp MagréLilla13,0 m12,0 mII BPuig Cabrer14,0 mIII BDIÁMETRO DE EXCAVACIÓNCamp MagréLillaPuig Cabrer14,52 m12,92/13,52 m15,52 mIV BMATERIAL EXCAVADO 101.063,97 m 3VIIX AHORMIGÓN PROYECTADO ENSOSTENIMIENTOS5.087,59 m 3VII BVIII BACERO AEH-500 EN BARRAS27,5 millones de kgHORMIGÓN HA-80AUTOCOMPACTABLE124.000 m 3HORMIGÓN EN RELLENO DEARTESA HM-1549.272 m 3PRESUPUESTOTÚNELES DE CAMP MAGRÉ Y PUIG CABRER(FASE 2)22.860.862,73 €TÚNEL DE LILLA (FASE 1) 47.810.191,00 €TOTAL 70.671.053,73 €

PERFIL GEOLÓGICO LONGITUDINALLos túneles de Camp Magré, Lilla y Puig Cabrer atraviesan, en toda o enparte de su longitud, formaciones de Margas y Argilitas yesíferas de la eraterciaria, además de otras formaciones calizas muy competentes.Se observan en estas formaciones de Argilita (denominación que se da alas arcillas extremadamente compactadas, en forma de roca) un altocontenido en sulfatos con diferentes grados de hidratación, desde laanhidrita en forma de gránulos dispersos o vetas de poco espesor hastayeso completamente hidratado, rellenando las fisuras del macizo o enforma de pequeños cristales aciculares.Argilita con vetas de yeso Argilita yesíferaAnhidrita al 92%

ANTECEDENTESDebido a los mecanismos de hinchamiento movilizados en el macizo seregistraron levantamiento de la solera sobre su cota teórica de hasta 0,80m en el túnel de Lilla y 0,54 m en Camp Magré. Con el fin de determinarlas posibles causas de los fenómenos expansivos observados y acotar losvalores de empuje que pudieran existir en el futuro, se han realizadonumerosos ensayos de campo y laboratorio e instalado instrumentación enel túnel.El objetivo perseguido al instrumentar el túnel era medir las presiones deempuje que podían llegar a alcanzarse en el macizo y la profundidad de lacapa en la que se estuvieran produciendo los hinchamientos (capa activa).Después de una campaña de lectura de valores que se prolongó desdediciembre de 2002 a junio de 2004, se han registrado presiones deempuje del terreno de hasta 450 t/m 2 en solera y 250 t/m 2 en bóveda.La distribución de presiones registradas por la instrumentación, totalmenteirregular a lo largo del túnel, llevó a la decisión de reforzar toda la longitudexcavada en materiales potencialmente expansivos.Finalmente, a la vista de las presiones registradas, se decide ejecutar unacontrabóveda circular de canto variable desde 0,76 m en arranques debóveda hasta 2,27 m en el punto inferior, y una bóveda circular de canto0,46 ó 0,76 m, según el revestimiento existente. La forma circular de lapieza es la mejor a efectos de su capacidad resistente, además de ser lamás adecuada para casos en los que no es posible saber “a priori” quezona se verá afectada por el hinchamiento.Las formaciones atravesadas se han demostrado susceptibles de sufrirhinchamientos que, según los estudios realizados, se producen por elefecto combinado de tres mecanismos:• Presencia de minerales expansivos en la roca arcillosa (Argilita).• Transformación de la anhidrita en yeso por hidratación, lo queprovoca un aumento del volumen de la anhidrita.• Fenómenos de recristalización del yeso. La circulación de agua através del macizo, favorecida por la cavidad de la excavación y lasfracturas provocadas por la misma, provocaría la disolución de laanhidrita en el interior del macizo y su precipitación en forma deneocristales en las zonas fracturadas próximas a la excavación,actuando como una cuña.Yeso hidratado colmatando fisuraCristales de yeso precipitado en fisura

PROCESO CONSTRUCTIVO (DEMOLICIÓN Y EXCAVACIONES)La ejecución se puede dividir en dos fases biendiferenciadas, la construcción de la contrabóvedacircular y la construcción del revestimiento enbóveda.La situación de partida para la construcción de lacontrabóveda en los tres túneles ha sido una soleraplana de hormigón armado, así pues la primeraoperación necesaria es la demolición de la mismade modo que pueda comenzarse la excavación.dureza del material, con el fin de no provocarmayor fracturación en el macizo.La excavación hasta sección circular se realiza endos fases, con el objeto de minimizar la alteraciónde la roca que deberá estar en contacto con lacontrabóveda. En la primera de ellas se pica y retiramaterial hasta dejar una excavación en forma deartesa. De esta forma es posible realizar una partede los trabajos sin descubrir los materiales queformarán el perfil de excavación definitivo, portanto se evita su desecación y consiguientealteración y se minimizan los cambios en su estadotensional.Inmediatamente después de concluido el refino seprocede al sellado del tramo excavado mediantehormigón proyectado con fibras. Esta capa tiene lafunción de evitar cambios de humedad en elmacizo, que podrían provocar alteraciones en laroca, además de sostener la excavación realizada.Como paso previo a la excavación de lacontrabóveda es necesario asegurar el apoyo de losrevestimientos o sostenimientos preexistentes, demodo que no se vean afectados por lasoperaciones de excavación mientras éstas duren.Con ese objeto se han anclado al terreno dichoselementos mediante bulones, ejecutados en loshastiales.Una vez asegurados los revestimientos, secomienzan las operaciones de excavación, siempremediante martillo neumático o rozadora pese a laCon el mínimo retraso respecto a la primera fase seprocede a las operaciones de refinado del macizohasta la sección circular definitiva. En estasoperaciones se emplean martillos neumáticos y/orozadoras, tratando de obtener el perfil adecuadocon la mínima afección.

PROCESO CONSTRUCTIVO (FERRALLADO)La armadura a colocar en cada punto depende deltúnel y dentro de cada uno de ellos, de las diferenteszonas. Todos los túneles están armados, tanto entrasdós como en intradós, con una capa de 8redondos de 32 mm de diámetro por metro lineal detúnel, más una segunda capa en refuerzo de laanterior que oscila de 8 barras de 32 mm por metroen las contrabóvedas del túnel de Lilla a 2 barras delmismo diámetro por metro lineal en las contrabóvedasde Camp Magré y Puig Cabrer. A lo anterior se añadela armadura de cortante y la armadura longitudinal,lo que coloca la cuantía en torno a los 10.000 Kg dehierro por metro lineal de túnel.El ferrallado de la sección se realiza en dos fases, enla primera de ellas se dispone la armadura de lacontrabóveda sobre los fondos de excavación yasellados, y en la segunda, que se realiza una vez se haterminado el hormigonado de la contrabóveda, sepone la armadura de bóveda.Se han empleado diferentes métodos para el montajede las armaduras, adaptándose a los condicionantespropios de cada túnel.Las armaduras de bóveda se han colocado de dosmodos, en función de las circunstancias específicas decada túnel. En el primero de los métodos la ferralla seprefabrica en parque a sección completa en módulosde 2,4 m de longitud. En el segundo se ferralladirectamente en el interior del túnel, mediante carrosdiseñados específicamente para ese fin.Los armados de contrabóveda se han prefabricado enparque en módulos de 2,4 m de longitud. Éstas piezasse introducen y posicionan en el túnel mediantemaquinaria especial, desarrollada específicamentepara esta obra, y se apoyan dentro del túnel sobrerastreles replanteados, lo que asegura un perfectoposicionado.

PROCESO CONSTRUCTIVO (HORMIGONES)ESTUDIO PREVIO DE LOS HORMIGONESDebido al valor de los esfuerzos que las piezas debenser capaces de soportar y a las limitaciones queexistían al espesor de los refuerzos, el hormigón aemplear se definió como de Alta Resistencia, convalores de 800 Kg/cm 2 de resistencia característica.Por otra parte la densidad de la armadura exige queel hormigón sea Autocompactable, esto es, capaz derellenar los encofrados por su propio peso sinnecesidad de vibrado y sin dejar huecos o coquerasen las zonas más densas de la armadura. Estehormigón tiene como propiedad que no sufresegregación alguna de sus componentes.Previo al inicio de la obra y para conseguir unadosificación de referencia se contó con una serie deespecialistas (Universidad Politécnica de Cataluña,Fabricantes de aditivos para hormigones),consiguiendo en laboratorio las característicasprescritas en el Pliego del Proyecto. En colaboracióncon la U.P.C. se han realizado estudios másprofundos respecto a fisuración, retracción, curado,fraguado, características mecánicas y puesta en obra.Todo lo anterior ha dado lugar a la redacción por laUniversidad Politécnica de Cataluña de un Pliegoespecífico para los hormigones autocompactables, enel que se recogen las características que deben reunir,los ensayos y valores de control, así como lasprescripciones de ejecución a exigir.HORMIGONADO DE LA OBRAEl hormigonado de la sección se realiza en tres fases.En la primera de ellas se hormigona la solera de lacontrabóveda en módulos de 24 metros lineales. Unavez endurecida esta capa se hormigonan los hastialeslaterales mediante carro porta-encofrados, enmódulos de 12 m de longitud. Con esta fase terminael hormigonado de la contrabóveda, cuya artesapuede ser rellenada ya hasta la cota de la plataformacon hormigón HM-15 convencional.El hormigonado de la bóveda ha requerido delempleo de carros porta-encofrados y encofradosreforzados de 12 m de longitud, capaces de resistir losempujes que un hormigón tan fluido produce, muchomayores que los habituales en hormigones derevestimiento de túneles.

Sensor de C.V.Cable conexiónAUSCULTACIÓN Y CONTROL DURANTE LAFASE DE EXPLOTACIÓNBobinaSoporteSe han instrumentado los túneles con el fin de controlar la evolución de las presiones del macizo y las tensiones encontrabóvedas y bóvedas construidas. La instrumentación consta de Células de Presión Total Radiales (CPTR) yTangenciales (CPTT), las cuales permiten controlar la presión existente en el contacto sostenimiento-terreno.Extensímetros de Cuerda Vibrante (ECV) en el hormigón, en las caras comprimida y traccionada, que permitiráncomprobar el estado tensional de las piezas armadas a partir de las deformaciones que éstas registran, así comoextensómetros incrementales (EI) embutidos en perforaciones verticales, que permitirán conocer la profundidad enque se producen los hinchamientos y un valor de las presiones del terreno más allá de la zona de contacto.SECCIÓN TIPO DE INSTRUMENTACIÓNSe han dispuesto estos aparatos agrupados en secciones de control, lo que permite un análisis más detallado delos fenómenos en curso y el contraste de la información obtenida.En total se dispondrán 28 secciones de control en contrabóveda (4 en el túnel de Camp Magré, 21 en el túnel deLilla y 3 en el túnel de Puig Cabrer) y cuatro secciones de control en bóveda (3 en el túnel de Lilla y 1 en el de PuigCabrer), coincidiendo con secciones instrumentadas en contrabóveda.Se ha establecido un plan de lecturas de instrumentación que está permitiendo, incluso antes de terminar lostrabajos, conocer la evolución de la tensión en la estructura construida y el comportamiento del macizo.SECCIÓN TIPO DE INSTRUMENTACIÓN

INTEGRACIÓN AMBIENTALPROTECCIÓN DE LA VEGETACIÓNLas medidas tomadas en orden a la protección de las especies vegetales autóctonas son esquemáticamente lasiguientes:Jalonado del perímetro de actividad de la obra, para que el movimiento de maquinaria se ciña a lasuperficie autorizada y se eviten alteraciones en la vegetación contigua.Control de la presencia de polvo sobre las plantas mediante riegos periódicos sobre las áreas afectadas.Reducción o supresión de riesgos para las comunidades vegetales, evitando afectarlas con: acopios demateriales, colocación de clavos, alambres, clavijas, cables, etc en árboles o arbustos, encendido de fuegosy derrame de aceites, combustibles y productos químicos.PROTECCIÓN DE LA FAUNALas principales medidas correctoras del impacto que podrían causar los trabajos de construcción sobre el habitatnatural son y permiten:Correcta ubicación de instalaciones auxiliares para que no afecten a caudales subterráneos.PROTECCIÓN ATMOSFÉRICA Y ACÚSTICALas medidas principales para reducir las emisiones de polvo y gases son: humidificación de los áridosalmacenados, riego de caminos de obra y cubrimiento de los materiales trasportados en camiones yutilización de captadores de polvo en perforadoras y retirada de los detritus.INTEGRACIÓN DE VERTEDEROSEn la obra se ha utilizado los vertederos correspondientes a los subtramos IV-b y V de plataforma. El proyectocontempla la integración ambiental de todos ellos, habiéndose completado ésta y sus correspondientesplantaciones en los vertederos sur del túnel de Camp Magré, Norte de Puig Cabrer y parcialmente en elvertedero de Granja Vila. En su restauración se ha mantenido la geomorfología propia de las zonascircundantes. En cuanto a la selección de especies se han preferido las autóctonas porque aseguran el éxitode la plantaciones, restauran de modo natural la vegetación preexistente y enriquecen los ecosistemas.Evitar la posible destrucción de hábitats mediante el jalonamiento de las zonas afectadas y el control de lasemisiones de polvo, contaminantes y ruido.Protección contra la erosión en los sistemas de desagüe mediante soleras de hormigón.Reducción de la luminosidad nocturna generada por la obra.PROTECCIÓN DEL SISTEMA HIDROLÓGICO E HIDROGEOLÓGICOLas medidas correctoras más importantes para evitar la alteración de la calidad de las aguas por un eventualaumento de la turbidez o por un vertido accidental de productos contaminantes son:Plan de emergencia para los vertidos.Eliminación de los huecos y depresiones del terreno que puedan retener y encharcar agua de escorrentía.Depuración de las aguas residuales de las zonas de oficinas y vestuarios.Vigilancia de los movimientos de tierras y de todas aquellas operaciones que puedan disminuir la calidad delas aguas o alterar su flujo natural.Tratamiento de las aguas procedentes del túnel.Colocación de cunetas de guarda en las zonas de instalaciones auxiliares de obra para evacuar lasescorrentías provenientes de aguas arriba.Colocación de cunetas de desagüe en la parte inferior de las zonas de instalaciones auxiliares de obra paraevacuar las aguas generadas en las mismas y conducirlas hasta arquetas de retención de grasas y balsas dedecantación.Separación de residuos y clasificación de los mismos.Vigilancia para que ninguna zona de recarga de acuíferos se vea afectada.VIGILANCIA AMBIENTALSe ha pretendido con este programa controlar la correcta ejecución de las medidas previstas, su eficacia y lacalidad de los materiales, detectar y corregir impactos no previstos, elaborar informes periódicos sobre losresultados de la vigilancia y el cumplimiento de las medidas previstas en la DIA y finalmente, formularindicadores para cuantificar el seguimiento de las medidas previstas y sus resultados.

SEGURIDAD DURANTE LA CONSTRUCCIÓNDesde su comienzo la obra cuenta con Planes deSeguridad y Salud y de Autoprotección y Emergencia.MEDIDAS PREVENTIVAS GENERALESEquipo de formación e información sobre eltrabajo en túneles para el personal.Señalización especial en todos los puntosimportantes de la obra.Plan específico de Seguridad y Salud realizadopor las empresas constructoras, aprobado porla Administración Pública y desarrollado por losresponsables de las distintas áreas de trabajo,coordinados por un Jefe de Seguridad y Saluden Obra.Servicio médico, botiquines, instalaciones deprimeros auxilios.MEDIDAS PREVENTIVAS DE CARÁCTER TÉCNICOLos lugares de trabajo incluyen todas las medidas deseguridad habituales en este tipo de obras, como lasreferentes a plantas de hormigón, equipos deexcavación y transporte, instalaciones eléctricas debaja y media tensión, de agua, de aire comprimido,etc, etc, destacando las siguientes:En el marco de esta inquietud por la protección, en elcaso de incorporarse algún proceso o procedimientonuevo de trabajo, éste es sometido a la elaboraciónde las correspondientes y particulares normas deseguridad.Las medidas específicas más destacadas son:Controladores de tráfico en todas las zonas demovimiento o trabajo de maquinaria.Protección contra caída en altura en carros decontrabóveda, bóveda y ferralla.Señales luminosas y acústicas en toda lamaquinaria de obra.Protecciones especiales para el trabajo congrúas en parque de ferralla.Ventilación y riegos en los túneles para evitar elpolvo en suspensión y las acumulaciones degases.Iluminación en los túneles.Equipos de absorción y eliminación de polvo. Protección eléctrica con disyuntores,interruptores de urgencia y tomas de tierra. Depuración de aguas mediante balsas,decantadores, separadores de grasas, ydepósitos de tratamiento físico-químico.