“informe especial de seguimiento · 2015-10-14 · geotécnico” “informe especial de...
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“Informe especial de Seguimiento Geotécnico” • Sistema de alerta temprana
para el DESM 25 (Talud boca Sur de los Túneles de Arraiz) de la infraestructura Variante Sur Metropolitana
Junio 2015
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1 INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES ....................................................................................................................... 2
2 TRABAJOS DE SEGUIMIENTO REALIZADOS ........................................................................................................... 3
2.1 DESM 25-DESM 26 Boca sur túnel de Arraiz ............................................................ 3
2.2 TUNE 3.01 Túnel de Arraiz sentido Cantabria ........................................................... 4
3 ANÁLISIS DE SITUACIÓN ACTUAL ......................................................................................................................... 5
3.1 Modelo geomecánico y sostenimiento instalado ........................................................ 5
3.2 Auscultación de obra y situación final ..................................................................... 13 3.2.1 Inclinometría ........................................................................................................ 13 3.2.2 Células de carga .................................................................................................. 14 3.2.3 Topografía ........................................................................................................... 15 3.2.4 Conclusiones finales de obra .............................................................................. 16 3.3 Valoración del Estado actual ................................................................................. 17 3.3.1 Valoración de inspecciones rutinarias y periódicas ............................................ 17 3.3.2 Valoración del seguimiento de los inclinómetros ................................................ 18 3.3.3 Valoración del seguimiento de las células de carga ........................................... 20 3.3.4 Conclusiones tras el seguimiento en explotación ............................................... 21
4 PROPUESTA DE MONITORIZACIÓN ......................................................................................................................23
4.1 Filosofia del sistema y elementos constituyentes ..................................................... 23
4.2 Propuesta y presupuesto ...................................................................................... 25 FIGURAS Figura 1. Planta de auscultación DESM 25
Figura 2.1. Alzado instrumentación DESM 25
Figura 2.2. Gráficas CECA DESM 25
Figura 3. Estado revestimiento TUNE 3.01 VSM
ANEJOS Anejo 1. Presupuesto (Tomo 2)
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1 I N T R O D U C C I Ó N Y A N T E C E D E N T E S
Dentro de los trabajos técnicos a desarrollar por el equipo de seguimiento geotécnico está el de
verificar el correcto funcionamiento de los dispositivos de instrumentación y el de establecer su
validez como herramienta de gestión para mantener la infraestructura dentro de los parámetros
de Conservación patrimonial y Riesgo establecidos en el pliego.
La Unidad Elemental DESM 25 o Boca Sur del túnel de Arraiz encima de la calzada sentido
Cantabria presenta una gran inestabilidad tipo bloque afectando al desmonte frontal DESM 25 y
al demonte lateral DESM 26 así como a la sección de túnel infrayaciente TUNE 3.01.
Dada la magnitud de la inestabilidad en fase de obra se ejecutó un sostenimiento de
compromiso en el desmonte y se implemento un sistema de auscultación en base a topografía,
inclinómetros y células de carga en el mismo.
Las inspecciones realizadas (Inspecciones Rutinarias, Inspecciones Periódicas y campañas de
auscultación) han arrojado, principalmente en base a la instrumentación instalada indicadores
de actividad en el desmonte.
Al término de la fase de obra las dianas de hitos topográficos utilizados en obra quedaron
prácticamente en su totalidad inservibles por lo que durante el periodo de explotación 2011
2015 no se ha utilizado este sistema de control.
Este informe especial realiza en primera instancia un análisis de estado de la instrumentación
instalada a partir del cual propone la reposición y mejora del sistema de control con objetivo de
mejorar el nivel de control tanto en cuanto a la calidad de los datos recogidos como a la
capacidad de detectar incidencias a tiempo real en el desmonte.
Durante la campaña de auscultación Octubre de 2013 el torpedo inclinométrico quedó atascado
en el inclinómetro INCL 25 dada la deformación acumulada en el mismo a cota -16 m.
Por otra parte la mayoría de los dispositivos inclinométricos instalados en servicio actualmente
se encuentran en un avanzado estado de deformación por lo que este documento incluye un
análisis de situación con el objeto de establecer las necesidades actuales de auscultación en el
desmonte.
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2 T R A B A J O S D E S E G U I M I E N T O R E A L I Z A D O S
2 . 1 D E S M 2 5 - D E S M 2 6 B O C A S U R T Ú N E L D E A R R A I Z
Desde el inicio de la fase de explotación se han realizado 10 Inspecciones rutinarias, 11
inspecciones periódicas y 14 campañas de auscultación.
Las valoraciones obtenidas de muestran en las siguientes tablas.
I. RUTINARIA FECHA FACT. GEOTÉCNICOS FACT. CONSERVACIÓN OTROS FACTORESIR 0 01/07/2011 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIR 1 24/04/2012 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIR 2 21/08/2012 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIR 3 19/11/2012 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIR 4 22/01/2013 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIR 5 11/06/2013 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIR 6 14/03/2014 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIR 7 07/08/2014 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIR 8 18/02/2015 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIR 9 20/05/2015 Sin cambios Sin cambios Sin cambios
I. PERIÓDICA FECHA FACT. GEOTÉCNICOS FACT. CONSERVACIÓN OTROS FACTORES AUSCULTACIÓN IP 1 24/04/2012 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. ModeradosIP 2 10/01/2013 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. ModeradosIP 3 05/04/2013 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. ModeradosIP 4 30/05/2013 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. ModeradosIP 5 20/11/2013 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. ModeradosIP 6 14/03/2014 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. ModeradosIP 7 23/06/2014 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. ModeradosIP 8 10/10/2014 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. ModeradosIP 9 25/11/2014 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. Moderados
IP 10 31/03/2015 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. ModeradosIP 11 20/05/2015 Sin cambios Sin cambios Sin cambios C. Moderados
AUSCULTACIÓN FECHA CAMBIOSLECTURA 1 29/07/2011 C. ModeradosLECTURA 2 30/05/2012 C. ModeradosLECTURA 3 23/08/2012 C. ModeradosLECTURA 4 13/12/2012 C. ModeradosLECTURA 5 04/02/2013 C. ModeradosLECTURA 6 25/03/2013 C. ModeradosLECTURA 7 09/05/2013 C. ModeradosLECTURA 8 09/10/2013 C. ModeradosLECTURA 9 13/03/2014 C. ModeradosLECTURA 10 23/06/2014 C. ModeradosLECTURA 11 18/09/2014 C. ModeradosLECTURA 12 11/11/2014 C. ModeradosLECTURA 13 04/03/2015 C. ModeradosLECTURA 14 20/05/2015 C. Moderados
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2 . 2 T U N E 3 . 0 1 T Ú N E L D E A R R A I Z S E N T I D O C A N T A B R I A
Desde el inicio de la fase de explotación se han realizado 2 Inspecciones rutinarias y 4
inspecciones periódicas.
Las valoraciones obtenidas de muestran en las siguientes tablas.
I. RUTINARIA FECHA FACT. GEOTÉCNICOS FACT. CONSERVACIÓN OTROS IR 0 07/10/2013 Sin cambios C. Moderados Sin cambiosIR 1 08/04/2015 Sin cambios C. Moderados Sin cambios
I. PERIÓDICA FECHA FACT. GEOTÉCNICOS FACT. CONSERVACIÓN OTROS FACTORESIP 0 01/06/2012 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIP 1 08/04/2013 Sin cambios C. Moderados Sin cambiosIP 2 09/04/2014 Sin cambios Sin cambios Sin cambiosIP 3 08/04/2015 Sin cambios C. Moderados Sin cambios
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3 A N Á L I S I S D E S I T U A C I Ó N A C T U A L
3 . 1 M O D E L O G E O M E C Á N I C O Y S O S T E N I M I E N T O I N S T A L A D O
El macizo rocoso está compuesto por Limolitas Calcáreas de la Formación Tejera. El macizo
rocoso se encuentra fracturado intensamente.
El análisis estructural se ha sintetizado en el diagrama estereográfico que se adjunta a
continuación.
En la siguiente figura se muestra el esquema estructural de la zona a estudio. Se han
representado en un alzado frontal las orientaciones aparentes de los diferentes planos de
discontinuidad que presenta el macizo rocoso.
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El modelo geomecánico definido en base a datos geotécnicos y resultados de auscultación
reflejan una rotura de talud a favor de las discontinuidades. Concretamente refleja una rotura
de cuña (tumbada) a favor de la J1 (que trabaja como plano principal) la estratificación. La
continuidad de los planos es muy grande y la estimación de la zona movida se refleja en las
siguientes figuras.
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Gráfica 1. Representación en planta de las dimensiones de la inestabilidad Se han
representado los planos principales J1 y Estratificación.
Gráfica 2. Perfil geológico interpretado de la zona inestable. Se puede observar
también el sistema de anclajes ejecutado a posteriori reforzando el anteriormente
instalado (sistemático).
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Con todo ello se define un plano principal de deslizamiento localizado en torno a 18 m
de profundidad con respecto a la superficie original del terreno.
Dentro de la masa general se han observado movimientos de bloques menores.
Estos movimientos han quedado reflejados en las lecturas inclinométricas.
La estabilidad del conjunto se logró a base de realizar actuaciones en dos zonas en concreto:
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DESM 25 Zona del talud frontal-contrafuerte en la zona de intersección: el análisis de
estabilidad se realizó en base a un modelo referido a una rotura planar o una cuña tumbada. Se
plantea la realización de un sostenimiento para conseguir la siguiente situación:
La distribución de la tensión y su ejecución temporal se muestra en la siguiente tabla.
VIGA DENOMINACIÓNFECHA
EJECUCIÓNCOTA (m) ANCLAJES
CARGA (Tn)
CARGA PARCIAL (Tn)
CARGA VIGA (Tn)
LONG BULBO
LONG LIBRE
LONG TOTAL
3ª VIGA SOBRE CABEZA DE TALUD 3A 11/05/2010 199,65 10 90 900 1800 14,5 25,5 403ª VIGA SOBRE CABEZA DE TALUD 3B 20/07/2010 199,65 10 90 900 17,5 22,5 402ª VIGA SOBRE CABEZA DE TALUD 1A 13/02/2010 193 10 90 900 1380 10 30 402ª VIGA SOBRE CABEZA DE TALUD 1B 14/09/2010 193 4 120 480 17,5 22,5 401ª VIGA SOBRE CABEZA DE TALUD 2A 30/06/2009 190,5 7 90 630 1710 10 30 401ª VIGA SOBRE CABEZA DE TALUD 2B 14/09/2010 190,5 9 120 1080 17,5 22,5 40
3ª VIGA SOBRE TALUD 6 ene-11 184,5 10 120 1200 1200 17,5 24 41,52ª VIGA SOBRE TALUD 4 ene-11 181,5 13 120 1560 1560 17,5 21,5 391ª VIGA SOBRE TALUD 5 ene-11 177,6 5 120 600 1800 17,5 18,5 361ª VIGA SOBRE TALUD 5 ene-11 177,6 1 120 120 17,5 22,5 401ª VIGA SOBRE TALUD 5 ene-11 177,6 9 120 1080 17,5 16,5 34
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Gráfica 3. Esquema general de sostenimiento en DESM 25
DESM 26 Talud lateral Refuerzos en la zona de la costilla: el modelo de cálculo se basa en
un modelo geomecánico que integra el comportamiento de las diferentes discontinuidades y el
conjunto del macizo rocoso. El análisis realizado contempla al menos dos herramientas;
elementos finitos (modelos numéricos) y cálculos analíticos. En la siguiente figura se puede
observar un extracto de los cálculos realizados con elementos finitos. Se puede observar el
comportamiento del macizo rocoso el cual está gobernado principalmente por las
discontinuidades (en referencia su resistencia y rigidez).
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El sostenimiento definido para la zona de costilla ha consistido principalmente en la ejecución
de 10 anclajes de 40 m de longitud tesados a 90 toneladas (excepto dos que se dejan a 35
toneladas). Adicionalmente con posterioridad se ejecutó un refuerzo de 43,7 t/ml. En la
siguiente figura se pueden observar parte de las características del sostenimiento realizado.
Gráfica 4. Refuerzo de la costilla 1.
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Con posterioridad por delante del talud estabilizado se ejecutó una escollera hormigonada.
Gráfica 5. Refuerzo de la costilla 2.
Como se puede observar en la fotografía el sostenimiento de hormigón proyectado y anclajes
ha sido tapado mediante sistemas de integración paisajística; en este caso con gunita
ecológica.
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3 . 2 A U S C U L T A C I Ó N D E O B R A Y S I T U A C I Ó N F I N A L
La auscultación en fase de obra se basó en inclinometría, control de tensión de anclaje y
control topográfico.
La documentación de fin de obra recoge los análisis realizados a partir de los sistemas
instalados cuya conclusión final es la estabilidad del conjunto.
3.2.1 Inclinometría
La secuencia de actuación en el desmonte, principalmente la ejecución de las tres vigas por
encima de la coronación del desmonte supuso la inutilización de parte de los inclinómetros por
lo que hubieron de ser repuestos.
Los inclinómetros que resultaron de mayor utilidad para la gestión del episodio son los actuales
INCL 25 ( IN SSB 2A), INCL 26 (IN SSB 2), INCL 27 (IN SSB 2B), INCL 28 (IN SSB 4N), INCL
50 (IN SSB 5N) e INCL 40(IN SSB 6N)
Aunque la documentación de fin de obra incluye el análisis de todos los inclinómetros el
dispositivo con mayor representatividad en el tiempo y en el proceso inestable es el INCL 26
(IN SSB 2).
Gráfica 6. INCL 26 (IN SSB2)
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3.2.2 Células de carga
Durante la fase de obra el seguimiento de las células de carga se realizó entre junio de 2009 y
febrero de 2011.
El siguiente grafico muestra la evolución de las mismas.
Gráfica 7. Evolución temporal de las células de carga.
Los datos de tensión de anclaje en obra (77% de las células instaladas) muestran una pérdida
de tensión generalizada de 10 a 20 Tn en las células los primeros días de vida útil de las
mismas para después comportarse de manera estable dentro de un rango de variabilidad en
torno al 5%.
En este sentido cabe destacar que las líneas de tendencia de células instaladas en la Fase 1
de sostenimiento (en la zona central de la grafica) no han incluido los estados de pérdida de
tensión inicial.
Por el contrario existe un número apreciable de células (27%) que presentan una pérdida de
tensión de 30 Tn o más sin que la documentación disponible aclare si corresponde fallos en el
sistema de anclaje.
Cabe destacar que 3 de las 4 las células con pérdidas importantes de carga están en la viga 3
o viga superior de la ladera.
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3.2.3 Topografía
El control topográfico se basó tanto en topografía de superficie como en el control de
convergencias en túnel.
La topografía de superficie incluyó el seguimiento de 9 dianas y 8 hitos de topografía sobre el
emboquille que llegaron a acumular 4 y 5 centímetros de desplazamiento en dirección N 125 E.
Como contraste se instalaron 4 dianas en la visera del falso túnel que no llegaron a registrar
movimientos fuera del margen de error del sistema (0,3 cm).
El Control de convergencias directamente relacionado con el emboquille se basó en la lectura
de dos secciones (C1 y C2) que mostraron la apertura de la sección en los primeros días tras la
excavación.
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3.2.4 Conclusiones finales de obra
Las medidas de control geométrico y de auscultación han mostrado una clara
tendencia al movimiento de un bloque rocoso de aproximadamente 46000 m3 que
precisa un sostenimiento de aproximadamente 9000 t. El análisis geotécnico
retrospectivo ha permitido determinar que el estado inicial de ladera en la zona de
boquilla presenta un factor de seguridad próximo a 1.
Del cálculo analítico y numérico del talud intermedio (costilla) se pudo concluir que era
fundamental asegurar un espesor mínimo de estrato aproximadamente 6 m e impedir la
rotación de los bloques inestables antes de iniciar la destroza del túnel 1. A tal efecto
se solidarizaron estratos mediante bulonado pasivo y, adicionalmente, anclajes activos
que impiden la rotación de los bloques inestables. Por otro lado, también se consideró
fundamental que los anclajes se instalaran a las alturas adecuadas para impedir la
rotación de los bloques, ya que de otro modo podrían no haber hecho efecto alguno.
Aunque ambos mecanismos de inestabilidad son independientes concurren en una
única configuración geológico-geotécnica. La instrumentación ha indicado en este
periodo de tiempo que la inestabilidad de la costilla influye en el deslizamiento del
bloque frontal. Esto es debido a que el movimiento de pandeo producido en la costilla
contribuye a liberar lateralmente el bloque, acelerándose su movimiento. Esta
aceleración cesa una vez excavados los primeros 20 m de túnel, que corresponden a la
zona de la costilla.
Entre junio de 2009 y finales de diciembre de 2010 se ejecutaron un total de 6 vigas de
reparto con una cuantía total de anclaje de unas 9400 t. Este sostenimiento ha
permitido alcanzar el equilibrio (F.S.=1) con un 26% de la cuantía total de
sostenimiento ejecutada en marzo de 2010. El 74% restante es la fuerza de anclaje
necesaria para alcanzar un F.S. de 1,2.
Las células de carga confirman el modelo y su evolución mostrando pequeñas
variaciones y reajustes que, en cualquier caso, no suponen un incremento en la carga
de trabajo de los anclajes.
Se recomienda un control periódico de toda la instrumentación instalada,
particularmente en períodos de elevada pluviosidad.
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3 . 3 V A L O R A C I Ó N D E L E S T A D O A C T U A L
La valoración de estado actual se realiza a partir de las tres herramientas disponibles dentro del
plan de seguimiento actual como son las Inspecciones realizadas, el seguimiento de la
Inclinómetros y el seguimiento de las células de carga.
Los dispositivos de seguimiento topográfico en exteriores (dianas e hitos) y de deformación en
túnel (Clavos de convergencia y extensómetros) fueron anulados antes del inicio de la fase de
explotación.
3.3.1 Valoración de inspecciones rutinarias y periódicas
Durante la fase de explotación se han realizado un total de 10 Inspecciones rutinarias y 11
Inspecciones periódicas del entorno a cielo abierto DESM 24, DESM 25, DESM 26, DESM 27 o
boquilla Sur del Túnel de Arraiz sin que se hayan detectado alteraciones en los marcadores
superficiales.
En cuanto a la sección de túnel bajo el emboquille TUNE 3.1 se han realizado un total de 2
Inspecciones rutinarias y 4 Inspecciones periódicas. La valoración general de su estado se
muestra en la siguiente tabla.
Durante la última Inspección periódica (08/04/2015) se ha detectado un ligero aumento en la
fisuración en el tramos J0-J2 considerado el tramo bajo la influencia del emboquille.
El levantamiento de patologías en el Tramo TUNE 3.1 se muestra en la Figura 3. Estado
revestimiento TUNE 3.01 VSM.
Fisuración Saturación Susceptibilidad
Moderada Leve Moderada
Estado del revestimiento 06/2015
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3.3.2 Valoración del seguimiento de los inclinómetros
El seguimiento de inclinometría en fase de explotación se ha basado en la lectura de 4 a 5
dispositivos.
La siguiente tabla muestra las características principales y el estado de los mismos.
En cuanto a la evolución y seguimiento de los movimientos detectados en los mismos la
siguiente tabla muestra su evolución temporal.
Durante la fase de obra todos los dispositivos instalados muestran indicadores de actividad en
el desmonte con deformaciones máximas acumuladas de 50 mm (INCL 26 e INCL 27) y 30 mm
(INCL 25).
Con la ejecución del sostenimiento definitivo desaparecieron los reflejos de la inestabilidad
sobre la instrumentación salvo en el caso del INCL 40 (SSB 6N) en el que se detectó un pulso
de 0,5 m.
Una vez iniciada la explotación de la infraestructura ha podido detectarse actividad en la mayor
parte de los inclinómetros con pulsos máximos de 8 mm (INCL 26) y 5 mm (INCL 25),
habiéndose mantenido sin movimientos únicamente el INCL 27.
NOMBRE UE TipoInstrumento Codigo Codigo
original Longitud Estado Periodicidad Problemática asociada
Bs Túnel Arraiz DESM 25 Inclinómetros IN 1 24,5 Inutilizado obraBs Túnel Arraiz DESM 25 Inclinómetros INCL 55 IN 2 9 Operativo Trimestral
Bs Túnel Arraiz DESM 25 Inclinómetros INCL 25 IN-SSB-2A 18 AgotadoObturado a 19,5 m (julio 2011).
Medido hasta (9/05/2013) medida 7 se atasca torpedo (16/9/2013) Medida 8.
Bs Túnel Arraiz DESM 25 Inclinómetros INCL 26 IN-SSB-2 44,5 Semi agotado TrimestralBs Túnel Arraiz DESM 25 Inclinómetros INCL 27 IN-SSB-2B 29 Semi agotado TrimestralBoca sur Túnel
DESM 25 Inclinómetros INCL 28 IN-SSB-4N 26 Semi agotado Trimestral
Bs Túnel Arraiz DESM 25 Inclinómetros IN-SSB-5N 30,5 Inutilizado obraBs Túnel Arraiz DESM 26 Inclinómetros INCL 40 IN-SSB-6N 30,5 Operativo Trimestral
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FECHA 1 FECHA 2 CODIGO OBRA CODIGO DESCRIPCIÓN DEFORMACIÓN PARCIAL
DEFORMACIÓN ACUMULADA
ESTADO INESTABILIDAD
FASE DE OBRA14/09/2007 INSSB 1 Sin codigo Instalación 14/09/2007 INSSB 2 INCL 26 Instalación 14/09/2007 INSSB 3 INCL 55 Instalación 15/11/2007 Rotura talud 25/10/2007 30/12/2008 INSSB 2 INCL 26 PI - 18m 32mm
ene.-08 Anclajes barra 30 TN (40 Uds) Instalación Instalación sostenimiento primario04/02/2008 INSSB 2A INCL 25 Instalación 06/02/2008 INSSB 2B INCL 27 Instalación 25/10/2008 31/01/2008 INSSB 2 INCL 26 PI - 18m 8mm 40mm04/02/2008 20/02/2008 INSSB 2A INCL 25 PI - 16m 3 mm ACTIVO11/02/2008 20/02/2008 INSSB 2B INCL 27 PI - 17m 2mm20/02/2008 Anclajes cable 90 TN (10 Uds) Instalación Instalación sostenimiento primario25/10/2008 29/06/2009 INSSB 2 INCL 26 PI - 18m 10 mm 50mm ACTIVO06/02/2008 29/06/2009 INSSB 2B INCL 27 PI - 17m 38 mm 40 mm ACTIVO04/02/2008 29/06/2009 INSSB 2A INCL 25 PI - 16m 26 mm 23 mm 26 mm ACTIVO30/06/2009 1 viga sobre talud 2A Estabilización Instalación 10 anclajes cable 90 Tn05/08/2009 INSSB4N INCL 28 Instalación 05/08/2009 INSSB5N -- Instalación 05/08/2009 INSSB6N INCL 40 Instalación 13/02/2010 2 viga sobre talud 1A Estabilización Instalación 10 anclajes cable 90 Tn11/05/2010 3 viga sobre talud 3A Estabilización Instalación 10 anclajes cable 90 Tn05/08/2009 21/05/2010 INSSB4N INCL 28 PI - 13m 4 mm ACTIVO05/08/2009 21/06/2010 INSSB5N -- PI - 18m 4 mm ACTIVO05/08/2009 21/06/2010 INSSB6N INCL 40 PI - 22m 2 mm ACTIVO25/10/2008 02/06/2010 INSSB 2 INCL 26 PI - 18m 0 mm 50 mm ESTABLE06/02/2008 15/06/2010 INSSB 2B INCL 27 PI - 17m 10 mm 50 mm ACTIVO04/02/2008 02/06/2010 INSSB 2A INCL 25 PI - 16m 4 mm 30 mm ACTIVO21/07/2010 3 viga sobre talud 3B Estabilización Instalación 10 anclajes cable 90 Tn14/09/2010 1 viga sobre talud 2B Estabilización Instalación 9 anclajes cable 120 Tn14/09/2010 2 viga sobre talud 1B Estabilización Instalación 4 anclajes cable 120 Tn15/01/2011 1 viga talud 5 Estabilización Instalación 15 anclajes cable 120 Tn15/01/2011 2 viga talud 4 Estabilización Instalación 13 anclajes cable 120 Tn15/01/2011 3 viga talud 6 Estabilización Instalación 10 anclajes cable 120 Tn21/06/2010 26/01/2010 INSSB6N INCL 40 PI - 22m 0,5 mm 2,5 mm ACTIVO15/06/2010 19/01/2011 INSSB 2B INCL 27 PI - 17m 0 mm 50 mm ESTABLE02/06/2010 19/01/2011 INSSB 2A INCL 25 PI - 16m 0 mm 30 mm ESTABLE21/05/2010 40569 INSSB4N INCL 28 PI - 13m 0 mm 4 mm ESTABLE
FASE DE EXPLOTACIÓN29/07/2011 01/12/2012 INSSB4N INCL 28 PI - 13m 8 mm 12 mm ACTIVO01/12/2012 04/03/2015 INSSB4N INCL 28 PI - 13m 0 mm ESTABLE
INSSB5N Sin codigo PI - 18mInutilizado en obra
23/08/2012 17/10/2013 INSSB6N INCL 40 ESTABLE17/10/2013 13/10/2014 INSSB6N INCL 40 PI - 22m 1,0 mm 3,5 mm ACTIVO13/10/2014 04/03/2015 INSSB6N INCL 40 PI - 22m 0 mm 3,5 mm ESTABLE29/07/2011 01/12/2012 INSSB 2 INCL 26 PI - 18m 8 mm 58 mm ACTIVO01/12/2012 04/03/2015 INSSB 3 INCL 26 PI - 18m 0 mm 58 mm ESTABLE29/07/2011 04/03/2015 INSSB 2B INCL 27 PI - 17m 0 mm 50 mm ESTABLE29/07/2011 09/05/2013 INSSB 2A INCL 25 PI - 16m 5 mm 35 mm ACTIVO17/10/2013 INSSB 2A INCL 25 OBTURADO
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3.3.3 Valoración del seguimiento de las células de carga
Las lecturas de las células de carga en explotación han registrado un ligero aumento en la
tensión de anclaje de en torno al 2% de la tensión inicial registrada en Noviembre de 2011.
El mismo análisis realizado respecto de la última lectura realizada en explotación muestra un
incremento general de tensión del 1%.
La siguiente tabla muestra parte de los análisis realizados en este apartado.
La representación grafica de la evolución de las células se ha incluido en la Figura 2.2. Gráficas
CECA DESM 25.
Codigo Tensión unitaria
Factor de ponderaci
Tensión total
Tensión unitaria
Factor de pond.
Tensión total
Tensión unitaria
Factor de pond.
Tensión total
Tensión unitaria
Perdida explotac
Factor de pond.
Tensión total
Dif.explotación Dif.Total
Tensión disponib
CECA 06 90 5 450 73,37 5 366,85 80 5 400 74 -6 5 370 -30 3,15 80CECA 08 90 5 450 58,16 5 290,8 57,7 5 288,5 60,3 2,6 5 301,5 13 10,7 148,5CECA 05 90 4 360 42,9 4 171,6 48,6 4 194,4 43 -5,6 4 172 -22,4 0,4 188CECA 07 90 6 540 52,16 6 312,96 44,5 6 267 45,9 1,4 6 275,4 8,4 -37,56 264,6CECA 09 90 5 450 78,38 5 391,9 81,5 5 407,5 85,1 3,6 5 425,5 18 33,6 24,5CECA 11 90 5 450 83,06 5 415,3 77,5 5 387,5 81,9 4,4 5 409,5 22 -5,8 40,5CECA 10 120 4 480 99,82 4 399,28 94,5 4 378 94,6 0,1 4 378,4 0,4 -20,88 101,6CECA 12 90 4 360 74,85 4 299,4 70 4 280 78,9 8,9 4 315,6 35,6 16,2 44,4CECA 14 90 3 270 71,24 3 213,72 76,7 3 230,1 83,6 6,9 3 250,8 20,7 37,08 19,2CECA 13 120 9 1080 68,18 9 613,62 68 9 612 74 6 9 666 54 52,38 414CECA 15 120 10 1200 89,4 10 894 92 10 920 85 -7 10 850 -70 -44 350CECA 16 120 6 720 97,92 6 587,52 98 6 588 101,4 3,4 6 608,4 20,4 20,88 111,6CECA 17 120 7 840 112,23 7 785,61 105 7 735 105 0 7 735 0 -50,61 105CECA 18 120 7 840 109,85 7 768,95 98,5 7 689,5 105,4 6,9 7 737,8 48,3 -31,15 102,2CECA 19 120 8 960 95,01 8 760,08 101 8 808 106 5 8 848 40 87,92 112
1560 9450 7271,6 1193,5 7185,5 30,6 7343,9 158,4 72,31 2106,12,56% 2,20% 0,99% 22,29%
LADERA ARRIBA 660 1800 1142,2 230,8 1149,9 -7,6 1118,9 -31 -23,31 681,1-3,29% -2,70% -2,04% 37,84%
LADERA MEDIO 420 3090 10185 468,2 8882,7 29,9 2445,8 150,7 112,58 644,26,39% 1,70% 1,11% 20,85%
TALUD 480 4560 12716 494,5 9795,1 8,3 3779,2 38,7 -16,96 780,81,68% 0,40% -0,13% 17,12%
Capacidad de carga 1/8/2010 Última lectura obra 13/1/2011
Primera lectura explotación 3/10/2011
Última lectura explotación
Pág.: 21
3.3.4 Conclusiones tras el seguimiento en explotación
Durante la fase de explotación se han realizado un total de 8 Inspecciones rutinarias y 10
Inspecciones periódicas del entorno a cielo abierto sin que se hayan detectado alteraciones en
los marcadores superficiales. Por el contrario se han detectado fisuras nuevas en la sección de
túnel durante la última fase de inspección (Abril-Junio 2015).
La auscultación en fase de explotación reproducen los modelos de comportamiento
determinados en obra (puntos de inflexión y cotas similares) por lo que se confirma la
existencia de movimientos de pequeña entidad en el desmonte durante la fase actual.
El estado de deformación de los inclinometros activos no permite obtener información suficiente
acerca del comportamiento del talud en profundidad y es posible que en un periodo
relativamente corto de tiempo el sistema deje de estar operativo.
La tensión de anclaje general en el desmonte ha aumentado en un 2% en la fase de
explotación.
La pequeña entidad de los indicadores detectados, teniendo en cuenta el estado de la red de
inclinómetros, podría interpretarse como variaciones dentro de los rangos de sensibilidad del
sistema por lo que se considera favorable el establecimiento de un sistema de control adicional
mediante topografía.
Pág.: 22
1. Durante la fase de explotación se han detectado indicios de actividad en los inclinómetros y células de carga en la Unidad Elemental DESM 25.
2. Se ha detectado un ligero aumento de fisuración en la Unidad Elemental TUNE 3.1.
3. Los principales marcadores han resultado los inclinómetros instalados en la zona de cielo abierto y el estado del revestimiento en el túnel.
4. En los dos casos pueden plantearse dudas razonables sobre la relación causa efecto según el siguiente razonamiento:
a. El avanzado estado de deformación de los inclinómetros y el cambio de proveedor Obra-Explotación.
b. La generación de fisuras en el hormigón de revestimiento por problemas de puesta en obra.
5. Así mismo se cuenta con datos de células de carga de los que no se desprende inequívocamente actividad. La tensión de anclaje general en el desmonte ha aumentado en un 2% teniendo actualmente una disponibilidad de tensión de anclaje apreciable de en torno al 20 % de la tensión de diseño.
6. La pérdida del inclinómetro INCL 25, el avanzado estado de deformación de los inclinómetros INCL 26, INCL 27 e INCL 28 genera una situación de incertidumbre respecto de la funcionalidad del sistema de auscultación.
7. De cara a despejar dudas respecto de las conclusiones obtenidas hasta la fecha y garantizar la operatividad del sistema es conveniente actualizar/implementar el sistema de control mediante instrumentación en los siguientes parámetros:
a. Reposición de inclinómetros. b. Centralización de células de presión.
c. Control topográfico del entorno a cielo abierto y del túnel.
Pág.: 23
4 P R O P U E S T A D E M O N I T O R I Z A C I Ó N
4 . 1 F I L O S O F I A D E L S I S T E M A Y E L E M E N T O S C O N S T I T U Y E N T E S
La Unidad de Análisis Geotécnico Boca Sur del túnel de Arraiz dada la existencia de una gran
inestabilidad con un sostenimiento de compromiso sobre un Factor de Seguridad de diseño de
FS 1.2 que afecta a los desmontes frontal (DESM 25) y lateral (DESM 26) del sentido Cantabria
y a la singularidad del talud de decale (costilla) requiere de cara a una correcta gestión de la
misma una serie de mejoras en un sistema de control geotécnico.
En base a los análisis recogidos en este documento con el objeto de definir el sistema de
control más adecuado y optimizado cabe recordar los siguientes aspectos:
• En el diseño del emboquille se han tenido en cuenta dos zonas de inestabilidad:
o Inestabilidad del talud frontal y lateral por deslizamiento de gran bloque de roca
o Pandeo de estratos en el talud de decale.
En ambos casos las inestabilidades se han enfrentado mediante la ejecución de
sostenimientos potentes mediante anclajes.
En el caso de la inestabilidad del talud frontal los movimientos en el bloque han
sido determinados objetivamente mediante diferentes medios (inclinometría,
topografía,..).
El caso del talud de decale no ha habido un reflejo inequívoco en el
comportamiento del desmonte o del túnel habiéndose definido la misma como una
inestabilidad potencial.
• Los mecanismos de control existentes así como las inspecciones realizadas han
determinado la existencia de indicadores de actividad actualmente en el desmonte.
• El sostenimiento activo del desmonte se ha comportado hasta la fecha de forma
adecuada.
• La tensión de anclaje ha sufrido durante la fase de explotación un aumento de entorno
al 2%.
• Existe una tensión de anclaje disponible remanente respecto de la carga de diseño
para afrontar pulsos en la inestabilidad 20 %.
• El control de la tensión de anclaje del sostenimiento activo del desmonte (anclajes
sobre vigas) resulta un parámetro de control representativo a escala de talud.
• La objetivación del evento inestable pasa por establecer un sistema de control de
deformaciones de la superficie del terreno o el túnel que en el caso de ser necesario a
futuro pueda ser monitorizable.
Pág.: 24
Los objetivos de esta propuesta pasan por mejorar el sistema de control con los siguientes
objetivos:
• Reponer la red de inclinómetros actual (agotados o en fase final de vida útil). 3
unidades de 30 metros.
• Establecer un sistema de control de deformaciones en superficie en exteriores y túnel
(Topografía).
• Obtención a tiempo real de las medidas de las células de carga para el establecimiento
de un sistema de alerta temprana.
Pág.: 25
4 . 2 P R O P U E S T A
La propuesta de actuación se describe en la siguiente tabla:
1. Reposición de instrumentación.
a. INCL 25 Bis 30 metros.
b. INCL 26 Bis 30 metros.
c. INCL 28 Bis 30 metros.
2. Sistema de control de deformaciones
a. Exteriores
i. 15 + 4 (referencia) miniprismas en emboquille.
b. Túnel
i. Dos secciones de convergencia.
ii. Dos secciones de topografía.
3. Monitorización de células de presión.
Figuras
Figura 1. Planta de auscultación DESM 25
Figura 2.1. Alzado instrumentación DESM 25
Figura 2.2. Gráficas CECA DESM 25
Figura 3. Estado revestimiento TUNE 3.01 VSM
Figura 1. Planta de auscultación DESM 25
Figura 2.1. Alzado instrumentación DESM 25
Figura 2.2. Gráficas CECA DESM 25
Figura 3. Estado revestimiento TUNE 3.01 VSM
