excavación ampliación de la línea 3 del metro de … · de la destroza. en el caso de las...

8
137 Excavación 46 L a Línea 3 del Metro de Barcelona se inicia en la Ciudad Universitaria y continua hacia el puerto; para, una vez alcanzado el Paseo de Colón, ascender por las Ramblas y el Paseo de Gracia hasta la Ronda de Dalt, en las estri- baciones de la Sierra de Collserola. El tramo de la Línea 3, que discurre parale- lo a la Ronda de Dalt, fue objeto a finales de los años 90 de una ampliación entre las esta- ciones de Montbau y Canyelles. En la actualidad se está llevando a cabo una nueva ampliación de la Línea 3 entre las estaciones de Canyelles y Trinitat Nova; lo cual permitirá enlazar esta línea con la Línea 4 y la Línea 11, conocida actualmente como el Me- tro Ligero. En la [Figura 1] se presenta un deta- lle de la ampliación actual de la Línea 3. La construcción de esta obra ha sido adju- dicada por GISA a una UTE constituida por Dragados y Construcciones Arnó; mientras que la Dirección de Obra ha sido encargada a una UTE formada por Auding y Geocontrol. La obra adjudicada es una variante del pro- yecto de construcción, con una longitud de 1.870,6 m; que incluye dos estaciones y una cola de maniobras. A la estación de Roquetes, cuya longitud to- tal es de 196 m y que tiene tipología de andén central de 8 m de ancho, se accede por dos pozos verticales de 18 y 24 m de diámetro; con profundidades respectivas de 46 y 49 m. La estación de Trinitat Nova, se ha proyec- tado para ser construida entre pantallas, tiene 142,6 m de longitud y dos vestíbulos; uno para facilitar la correspondencia con la Línea 4 y la Línea 11, y el otro para el acceso a la pro- pia Línea 3. El túnel de línea tiene tipología de dos vías, con una anchura libre de 8,6 m. Su sección es de paramentos rectos y bóveda de tres arcos; que es la misma que se cons- truyó, sin ningún problema, en el tramo Mont- bau-Canyelles, Borrás et al (2001). La obra se ha iniciado por sus extremos; en el final de la cola de maniobras de la estación de Canyelles en subterráneo y en la estación de Trinitat Nova a cielo abierto. Características del terreno a excavar En el trazado de la variante adjudicada los terrenos a excavar están constituidos por gra- nodioritas y sauló, nombre local que se le da al granito alterado, sobre los que se disponen espesores apreciables de materiales cuaterna- rios. Estos últimos sólo se excavan en los dos pozos de la estación de Roquetes y en la de Trinitat Nova. Tanto el granito como el sauló son terrenos cuyo comportamiento es sobradamente cono- cido en las obras que se realizan en Barcelo- na. De hecho, en el tramo Montbau-Canyelles, contiguo a las obras actuales, se excavaron estos mismos materiales. El sauló es un buen terreno para hacer ex- cavaciones en él, debido a su alta fricción, a la casi ausencia de fracciones granulares finas, a su apreciable permeabilidad y, salvo en los es- tados de máxima alteración, a la significativa cohesión que tiene. Debido a su origen de roca alterada, el sau- ló plantea en obra dos problemas importantes: la correcta caracterización de su comporta- miento mecánico y las importantes variaciones laterales que presenta en sus características. La caracterización del sauló en la obra exi- ge unos criterios claros y fáciles de aplicar; pues en los propios frentes de avance se debe definir la Sección Tipo de sostenimiento que se ejecuta. Para ello, en esta obra, se han distinguido dos tipos de sauló de acuerdo a los siguientes criterios: [Figura 1] Ubicación del tramo Canyelles-Trinitat Nova de la Línea 3. La ampliación, actualmente en ejecución de la Línea 3 del Metro de Barcelona entre las estaciones de Canyelles y Trinitat Nova, permitirá en lazar esta línea con la 4 y 11 (Metro Ligero). En este artículo se exponen las características de la obra, terreno a excavar, los métodos constructivos utilizados para su ejecución, así como los controles llevados a cabo en la excavación subterránea. Palabra clave: ARCO, AVANCE, DESTROZA, EXCAVACIÓN, METRO, PANTALLA, PARA- MENTO, SECCIÓN, SOSTENIMIENTO, TUNEL Antoni PÉREZ I OTERO, Gerente de la Obra. GISA. Agustí MARTÍ I PUJOL, Director de la Obra. AUDING-GEOCONTROL. Benjamín CELADA TAMAMES, Asesor en la construcción de túneles. AUDING-GEOCONTROL. Manuel TEJEDOR GARCÍA, Gerente de la Constructora. DRAGADOS-ARNÓ Ampliación de la Línea 3 del Metro de Barcelona entre las estaciones de Canyelles y Trinitat Nova

Upload: lenhi

Post on 21-Sep-2018

215 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

137

Excavación

46

L a Línea 3 del Metro de Barcelona se iniciaen la Ciudad Universitaria y continua hacia

el puerto; para, una vez alcanzado el Paseo deColón, ascender por las Ramblas y el Paseode Gracia hasta la Ronda de Dalt, en las estri-baciones de la Sierra de Collserola.

El tramo de la Línea 3, que discurre parale-lo a la Ronda de Dalt, fue objeto a finales delos años 90 de una ampliación entre las esta-ciones de Montbau y Canyelles.

En la actualidad se está llevando a cabouna nueva ampliación de la Línea 3 entre lasestaciones de Canyelles y Trinitat Nova; lo cualpermitirá enlazar esta línea con la Línea 4 y laLínea 11, conocida actualmente como el Me-tro Ligero. En la [Figura 1] se presenta un deta-lle de la ampliación actual de la Línea 3.

La construcción de esta obra ha sido adju-dicada por GISA a una UTE constituida porDragados y Construcciones Arnó; mientrasque la Dirección de Obra ha sido encargada auna UTE formada por Auding y Geocontrol.

La obra adjudicada es una variante del pro-yecto de construcción, con una longitud de1.870,6 m; que incluye dos estaciones y unacola de maniobras.

A la estación de Roquetes, cuya longitud to-tal es de 196 m y que tiene tipología de andéncentral de 8 m de ancho, se accede por dospozos verticales de 18 y 24 m de diámetro;con profundidades respectivas de 46 y 49 m.

La estación de Trinitat Nova, se ha proyec-tado para ser construida entre pantallas, tiene142,6 m de longitud y dos vestíbulos; unopara facilitar la correspondencia con la Línea 4y la Línea 11, y el otro para el acceso a la pro-pia Línea 3.

El túnel de línea tiene tipología de dosvías, con una anchura libre de 8,6 m. Susección es de paramentos rectos y bóvedade tres arcos; que es la misma que se cons-

truyó, sin ningún problema, en el tramo Mont-bau-Canyelles, Borrás et al (2001).

La obra se ha iniciado por sus extremos; enel final de la cola de maniobras de la estaciónde Canyelles en subterráneo y en la estaciónde Trinitat Nova a cielo abierto.

Características del terreno aexcavar

En el trazado de la variante adjudicada losterrenos a excavar están constituidos por gra-nodioritas y sauló, nombre local que se le da algranito alterado, sobre los que se disponenespesores apreciables de materiales cuaterna-rios. Estos últimos sólo se excavan en los dospozos de la estación de Roquetes y en la deTrinitat Nova.

Tanto el granito como el sauló son terrenoscuyo comportamiento es sobradamente cono-cido en las obras que se realizan en Barcelo-na. De hecho, en el tramo Montbau-Canyelles,contiguo a las obras actuales, se excavaronestos mismos materiales.

El sauló es un buen terreno para hacer ex-cavaciones en él, debido a su alta fricción, a lacasi ausencia de fracciones granulares finas, asu apreciable permeabilidad y, salvo en los es-tados de máxima alteración, a la significativacohesión que tiene.

Debido a su origen de roca alterada, el sau-ló plantea en obra dos problemas importantes:la correcta caracterización de su comporta-miento mecánico y las importantes variacioneslaterales que presenta en sus características.

La caracterización del sauló en la obra exi-ge unos criterios claros y fáciles de aplicar;pues en los propios frentes de avance se debedefinir la Sección Tipo de sostenimiento quese ejecuta.

Para ello, en esta obra, se han distinguidodos tipos de sauló de acuerdo a los siguientescriterios:m [Figura 1] Ubicación del tramo Canyelles-Trinitat Nova de la Línea 3.

La ampliación, actualmente en ejecución de la Línea 3 del Metro de Barcelona entre las estaciones de Canyellesy Trinitat Nova, permitirá en lazar esta línea con la 4 y 11 (Metro Ligero). En este artículo se exponen lascaracterísticas de la obra, terreno a excavar, los métodos constructivos utilizados para su ejecución, así comolos controles llevados a cabo en la excavación subterránea.

Palabra clave: ARCO, AVANCE, DESTROZA,EXCAVACIÓN, METRO, PANTALLA, PARA-MENTO, SECCIÓN, SOSTENIMIENTO, TUNEL

Antoni PÉREZ I OTERO,Gerente de la Obra. GISA.Agustí MARTÍ I PUJOL,Director de la Obra. AUDING-GEOCONTROL.Benjamín CELADA TAMAMES,Asesor en la construcción de túneles.AUDING-GEOCONTROL.Manuel TEJEDOR GARCÍA,Gerente de la Constructora. DRAGADOS-ARNÓ

Ampliación de la Línea 3 del Metrode Barcelona entre las estaciones

de Canyelles y Trinitat Nova

13747

Excavación

- Sauló blando: el que se puede excavarcon una retro-excavadora, que puede tra-bajar en un túnel de 9 m de ancho y per-mita obtener rendimientos superiores a 10m3/h.

- Sauló duro: el que se puede excavar conun martillo hidráulico, de peso comprendi-do entre 1.500 y 200 kg, con un rendi-miento superior a 10 m3/h.

El segundo problema se concreta en la pre-sencia de importantes cambios laterales que,tal como se ilustra en la [Foto 1], pueden de-berse a la progresión lateral de la alte-ración o a la presencia de intrusionesde rocas no alteradas. La resoluciónde este problema requiere un segui-miento diario de los frentes de exca-vación, a fin de obtener una informa-ción precisa que permita escoger laSección Tipo correcta.

Otro aspecto importante del terre-no a excavar en esta obra es la pre-sencia de agua, que es localmenteabundante y que se debe a su circu-lación a través de las fracturas del te-rreno o en los contactos sauló-grani-to o de cuaternario-sauló.

Históricamente en las estribacio-nes de la Sierra de Collserola, que esdonde está ubicada esta obra, hanexistido numerosas galerías paraaprovechar el agua que, de forma na-tural, circulaba por el terreno. La exis-tencia de estas galerías; que, comose ilustra en la [Foto 2], pueden cortar-se durante la construcción de los tú-neles puede plantear problemas adi-cionales durante las obras.

Métodos constructivos

A pesar de la relativamente cortalongitud de esta obra, en ella se estánaplicando tres métodos constructivos,en función de las características geo-métricas de las obras a construir y del

comportamiento del terreno, cuyas caracterís-ticas más relevantes se definen en los aparta-dos siguientes.

Túnel de líneaDe acuerdo con lo antes expuesto; el túnel

de línea debe ser excavado en sauló, grano-diorita o en un frente mixto, integrado por am-bos materiales y/o intrusiones porfídicas.

A lo largo del trazado el recubrimiento so-bre la clave, haciendo excepción del inicio y elfinal de la obra, varía entre 30 y 70 m.

En los tramos en que se excave granodiori-ta, dadas las características geomecánicas deeste terreno y el recubrimiento existente, seprevió que la excavación se moviera dentro deldominio elástico. En el caso en que el frenteestuviera constituido por sauló, en función desus características resistentes, se estimó quese podría producir sólo una plastificación mo-derada en el terreno.

Por todo ello, en el túnel de línea no se es-peraba que el método constructivo tuviera con-

dicionantes especiales desde un pun-to de vista tenso-deformacional y, poreso, se adoptó el método de Avancey Destroza. La altura de la excavaciónen avance es de unos 5 m y de 2 m lade la destroza.

En el caso de las secciones exca-vadas en granodiorita el sostenimientoestá constituido por bulones, tipoSwellex, de 4 m de longitud y hormi-gón proyectado. Cuando el terreno aexcavar sea sauló, en toda la seccióno parte de ella, el sostenimiento se re-aliza con hormigón proyectado y cer-chas THN-29. La separación entre lascerchas varía entre 1 y 1,5 m; en fun-ción de la calidad del sauló encontradoen el frente.

Para prevenir el posible hincamien-to de la estructura del Avance sobreel sauló en el que se apoya y paraasegurar su estabilidad al excavar ladestroza, se previó la construcción deuna pata de elefante; la cual penetra30 cm en el terreno, por detrás de lascerchas metálicas.

Como medida adicional de seguri-dad para prevenir inestabilidades du-rante la ejecución de la Destroza, ado-sada a las cerchas de sostenimientose proyectó la construcción de unaviga de atado, tal como se define en la[Figura 2] y se ilustra en la [Foto 3].

El dimensionado del sostenimientose ha llevado a cabo siguiendo la me-

m [Foto 2] Galería para aprovechamientodel agua subterránea, cortada alconstruir el túnel de línea.

m [Foto 1]Frente mixtoen sauló yleucogranito.

m [Figura 2] Sección Tipo en sauló.

Detalle A: pata de elefante y viga de atado

137

Excavación

todología del Diseño Estructural Activo (DEA),Celada (2003), que se basa en los siguientesprincipios:

I. Caracterización geomecánica del terreno,agrupándolo a lo largo del perfil de la obraen tramos homogéneos.

II. Dimensionado, mediante las técnicas decálculo tenso-deformacional, de las Seccio-nes Tipo de sostenimiento a aplicar encada tramo de la obra, estableciendo laconvergencia que se espera medir, en cadacaso, cuando se alcance la estabilización.

III.Control del proceso de estabilización de laexcavación, básicamente mediante la me-dida de convergencias. Estas medidas sedeben comparar con las calculadas en elproyecto y, si hay discrepancias importan-tes, se deben hacer análisis retrospectivospara establecer los parámetros que repre-senten mejor el comportamiento de losterrenos. Las medidas de refuerzo, si sonnecesarias, deben dimensionarse con losparámetros del terreno reajustados.

El revestimiento del túnel está constituidopor una capa de hormigón proyectado, de 30cm de espesor, que se coloca una vez que sehayan estabilizado las convergencias del túnel.En la [Foto 4] se muestra una vista general deun tramo de la fase de Avance, ya revestido.

La excavación de la Destroza se hace enbataches alternados cuyo pase es el doble delempleado en la fase de Avance. El sosteni-miento se ejecuta con hormigón proyectado,tal como se ilustra en las [Fotos 5A y 5B].

Pozos de la estación de Roquetes

Ya se han indicado que en los dos extre-mos de la estación de Roquetes se ha previs-to la construcción de los pozos verticales, de18 y 24 m de diámetro, que deberán tenerunas profundidades de 46 m y 49 m.

En la actualidad se encuentra muy avanza-da la construcción del pozo de 18 m, situadoen el pk 3+054, que se ha abordado con un

método clásico de profundización, realizandoel sostenimiento con bulones y hormigón pro-yectado sobre armaduras de acero.

Dado que estos pozos se deben construiren un medio urbano, con una alta densidad deedificación, se ha prestado una atención espe-

cial a disminuir la afección a la superficie exte-rior durante la profundización de los pozos.

Por ello, en este caso, una vez construidoel brocal del pozo se ha restituido la mayorparte de la superficie exterior, tras construir lalosa de cierre. Esto ha permitido continuar la

48

m [Fotos 5A y 5B]Ejecución deun batache dela Destroza.

m [Foto 3] Construcción de la viga de atado. m [Foto 4] Fase de Avance revestida.

A.- Excavación de la DESTROZA y armadura del hastial.

B.- Proyección de hormigón en el hastial.

reprofundización con una afección a la super-ficie que no llega al 20% de la superficie delpozo, tal como se ilustra en la [Foto 6].

El método constructivo seguido es el tradi-cional que se aplica para los pozos ciegos ex-cavados en roca; es decir, la excavación sehace en anillos descendentes, en este caso con2 m de pase, utilizando dos martillos hidráulicospesados; tal como se ilustra en la [Foto 7].

La evacuación de los terrenos excavadosse hace cargándolos sobre un contenedor;que es izado al exterior mediante una grúa, talcomo se ilustra en la [Foto 8].

El sostenimiento está constituido por bulo-nes y hormigón proyectado sobre un anillo ar-mado de sección rectangular, tal como se ilus-tra en la [Foto 9]. En ella se aprecian los tubosde PVC que se colocan para facilitar, poste-riormente a la proyección de hormigón, la per-foración de los taladros en los que deben in-troducirse los bulones, de 32 mm de diámetro,cementados con lechada.

En la parte superior del pozo, donde sehan atravesado terrenos cuaternarios y saulóde poca calidad geomecánica, el sostenimien-to a base de hormigón proyectado se ha com-plementado con anillos de zuncho, tal comose ilustra en la [Foto 10].

Este proceso permite construir un anillocompleto de 2 m en una semana de trabajo,que es un rendimiento muy bueno, dado el im-portante diámetro del pozo.

Lo más destacable del método constructi-vo empleado, además de los buenos rendi-mientos obtenidos y de la excelente calidad dela construcción, es el mínimo impacto ambien-tal que produce esta obra.

Ya se ha indicado que la ocupación de la su-perficie exterior supone apenas el 20% de lasección del pozo, lo cual es posible debido a laconstrucción inicial de la losa de cierre del pozo,que ha permitido restituir una parte muy impor-tante de la superficie inicialmente afectada.

Durante los trabajos de reprofundización laafección a la superficie prácticamente se limi-ta a la ocupación del espacio mínimo necesa-rio para posicionar la grúa de extracción, talcomo se ilustra en la [Foto 11].

En cuanto son izados a la superficie loscontenedores, con los terrenos excavados,son autocargados sobre un camión, tal comose ilustra en la [Foto 12] para ser transportadosal vertedero.

Estación de Trinitat Nova

La estación de Trinitat Nova, además depermitir el acceso de los usuarios a la Línea 3,debe asegurar la correspondencia con la Línea4 y con el Metro Ligero (Línea 11). Esto ha exi-gido proyectar una estación con un importan-te desarrollo vertical; solución que se ha vistofavorecida por el fuerte desnivel del terreno, talcomo se aprecia en la [Foto 13].

De acuerdo con los reconocimientos reali-zados; resulta que el terreno a excavar estáconstituido por un importante espesor de ma-

13750

Excavación

m [Foto 8] Izado del contenedor cargadocon los terrenos excavados.

m [Foto 9] Armadurapreparada parala proyección dehormigón en unmódulo delpozo.

m [Foto 6] Detalle de la losa de cierre delpozo de 18 m de diámetro.

m [Foto 7] Excavación de un módulo delpozo de 18 m de diámetro.

m [Foto 10] Detalle de anillos de zunchado. m [Foto 11] Grúa para izar los contenedores quetransportan el terreno excavado en el pozo.

137

Excavación

teriales cuaternarios, seguidos de un nivel desauló de unos 10 m de potencia. Aproximada-mente a la altura correspondiente a la contra-bóveda del túnel de línea se esperaba la apa-rición de la granodiorita.

En coherencia con estas previsiones laconstrucción de esta estación se ha realizadomayoritariamente bajo la protección de panta-llas de hormigón armado. En los niveles supe-riores estas pantallas se han arriostrado por lapropia losa de la estructura, tal como se ilustraen la [Foto 14], así como por la bóveda del tú-nel de la Cola de Maniobras como se ilustra enal [Foto 15].

Una vez finalizada la construcción de la es-tructura de la estación Trinitat Nova, se aco-meterá la construcción del emboquille con eltúnel de línea, para lo cual se aprovechará laprotección de la pantalla de cierre frontal deesta estación.

Control de la obra

De acuerdo con la metodología del D.E.A.,el control de las excavaciones subterráneas deesta obra se realiza mayoritariamente median-

te medidas de convergencia y nivelación de laclave; aunque en algunos tramos singulares seha instalado otra instrumentación específica, abase de extensómetros incrementales, inclinó-metros y piezómetros.

En los edificios, próximos al trazado, se hancolocado clavos de nivelación en los puntosbajos y prismas de reflexión en la parte supe-rior para realizar un seguimiento de sus movi-mientos mediante medidas topográficas.

El análisis de las medidas de convergenciatiene por objeto controlar el proceso de esta-bilización de la excavación, de tal forma que, si

este no se consigue o la estabilización se al-canza en un plazo excesivamente largo, se re-fuerce el sostenimiento con medidas adiciona-les. En estos casos, de acuerdo con la meto-dología del D.E.A., la comparación de los nive-les de convergencia medidos con los previstosen los cálculos realizados previamente permiteadaptar los modelos de cálculo a la realidad y,de esta forma, se pueden dimensionar con re-alismo los refuerzos necesarios.

En la [Figura 3] se muestra la evolución delas medidas de convergencia horizontal, toma-das en el pk 2+543,4 del túnel de línea.

52

m [Foto 12] Carga de los contenedores sobre una plataforma. m [Foto 13] Terrenos en los que se está construyendo la Estaciónde Trinitat Nova.

m [Foto 14] Construcción de la losa de cierre de la Estación deTrinitat Nova.

m [Figura 3]Evolución de laconvergenciahorizontal medidaen la fase deAvance, en el pk2+543,4.

m [Foto 15] Construcción de la bóveda del túnel de la Cola deManiobras.

13754

Excavación

En esta figura se aprecia como tras la colo-cación del sostenimiento, a unos pocos me-tros por detrás del frente, la convergencia em-pieza a sufrir un proceso de desaceleración,que termina con una velocidad de convergen-cia constante del orden de 0,02 mm/día; apartir de unos 17 m de distancia al frente. Estavelocidad de convergencia es lo suficiente pe-queña para que se pueda ejecutar el revesti-miento, sin problemas.

Paso bajo la piscina cubierta enel entorno del pk 2+550

En la vertical del entorno del pk 2+550 eltúnel de línea debía pasar bajo una piscina cu-bierta, situada en las proximidades de la Ron-da de Dalt; tal como se ilustra en la [Figura 4].

De acuerdo con esta disposición el frentedel túnel entra en la vertical de la piscina en elpk 2+530 y sale de ella en el pk 2+560, por loque a lo largo de 30 m la construcción del tú-nel se realiza bajo el edificio de la piscina.

En el proyecto se preveía que la construc-ción del túnel en este tramo se hiciera bajo laprotección de un paraguas pesado; pero, dadoque la excavación inmediatamente anterior a lavertical de la piscina se estaba realizando ensauló de buena calidad, se pensó en suprimirlos paraguas pesados y para ello se planteó elcorrespondiente estudio de viabilidad.

Características de los terrenos aexcavar

Para reconocer los terrenos situados entrela piscina y el túnel se contaba con dos son-deos próximos, S-A y S-13, y además se per-foró uno contiguo a la piscina. A partir de la

testificación de estos sondeos se estableció elperfil longitudinal del terreno que se ilustra enla [Figura 5].

En la vertical de la piscina el terreno está in-tegrado por 6 m de relleno, 8 m de materialesdel cuaternario y sauló, con una profundidadindefinida.

Aunque las características de estos terre-nos están bien identificadas en el proyecto,hay que tener en cuenta que el módulo de de-formación del sauló, que tiene una incidenciadirecta sobre la previsión de la subsidencia, esvariable en función de la profundidad dentrodel manto de alteración. Como en este casono se conocía el espesor del manto de altera-ción, para poder precisar las propiedades delsauló se hizo un análisis retrospectivo, apo-yándose en que la máxima subsidencia que sehabía medido en una sección situada en el pk2+513 era de 7,5 m.

Para hacer este análisis retrospectivo seconfeccionó un modelo geomecánico, queabarca desde la superficie hasta 20 m por de-bajo de la rasante de excavación, incluye lostres terrenos reconocidos y tiene el detalle su-ficiente para simular todas las fases de cons-trucción. En la [Figura 6] se muestra un detalledel mallado de este modelo, en un área querodea al túnel excavado.

Para estimar el módulo de deformación delsauló se ha partido de la expresión:

E (MPa) = 22,201. e0,0943 X (m)

donde X es la profundidad relativa, dentrodel manto de alteración, en que se encuentrala zona de interés. Esta expresión ha sidoajustada mediante numerosos ensayos presio-métricos, realizados en sauló a profundidadesvariables, tal como se ilustra en la [Figura 7].

Tras las tres etapas de ajuste, que se resu-men en el [Cuadro I], la profundidad relativa quemejor se ajusta con la subsidencia medida esx=109-cota (m), valor que se ha retenido paradefinir la variación del módulo de deformacióndel sauló.

Evaluación de la posible afección ala piscina

Una vez establecidos los parámetros querepresentan el comportamiento de los terre-nos, se ha resuelto el modelo geomecánicocon la ayuda del programa FLAC, simulandoun pase de excavación de 1 m en el Avance yde 2 m en la Destroza. Como resultado de loscálculos realizados se han obtenido las gráfi-cas de desplazamientos y tensiones habitua-

m [Figura 4] Ubicación de la piscinacubierta. m [Figura 5] Perfil geotécnico longitudinal

bajo la piscina. m [Figura 7] Ley de variación del Módulo deYoung con la profundidad en el sauló.

m [Figura 6] Detalle del modelo geomecánicoutilizado en el análisis retrospectivo.

A.- Situación en planta.

B.- Vista del edificio de la piscina.

Etapa de Profundidad relativa Subsidencia calculadaajuste (X) en el avance (mm)

1 100 – cota (m) 18,3

2 113 – cota (m) 5,9

3 109 – cota (m) 7,7

m [Cuadro I] Ajustes realizados para definir la ley de variación del módulo de deformacióndel sauló.

137

Excavación

les [Figuras 8A y 8B], que han permitido calcularlas convergencias y subsidencias que semuestran en el [Cuadro II].

A partir de los cálculos realizados con elmodelo geomecánico resulta posible aplicarun criterio de daños para evaluar la posibleafección a la piscina, como consecuencia dela construcción del túnel bajo ella.

Uno de los criterios de daños, que másaceptación han tenido en los últimos años, hasido el publicado por Boscardin y Cording (1989)que utiliza una combinación de dos paráme-tros: deformación horizontal en tracción a incli-nación de la superficie del terreno. En la [Figu-ra 9] se muestra, gráficamente, el criterio deBoscardin y Cording, que se ha simplificado,del lado de la seguridad, para hacer su aplica-ción más operativa.

En esencia, el criterio de Boscardin y Cor-ding utiliza como parámetro discriminante delos daños a las estructuras la deformación ho-rizontal en tracción del terreno, combinándolocon el valor de la distorsión angular inducidaen el terreno.

En la [Figura 9] se puede apreciar que, si nohay dispersión angular, el valor límite de la de-formación horizontal en tracción, para que apa-rezcan Daños muy ligeros, es de 0,5 mm/m.

Este valor se corresponde exactamentecon el habitualmente empleado como límite dedaños en los problemas de subsidencia, cuan-do el terreno está sometido a tracciones hori-zontales.

En el caso de que el terreno esté sometidoa compresiones horizontales, situación que seproduce en la zona central de la cubeta de

subsidencia, el límite de la deformación unita-ria admisible debe ser mayor. Ello es debido aque los materiales de construcción resistenmejor las compresiones que las tracciones.

En base a la experiencia adquirida durantemás de 10 años en el control de los daños aedificios sometidos a un fenómeno generaliza-do de subsidencia, se puede adoptar, del ladode la seguridad, el criterio de que los edificiospueden resistir unas deformaciones unitarias

en compresión hasta un valor doble del límitede las correspondientes a tracción.

De acuerdo con esto, en la [Figura 10] semuestra un criterio de daños para tracciones ycompresiones, que puede considerarse comouna generalización del criterio de Boscardin yCording.

En base a los resultados de los cálculos re-alizados y teniendo en cuenta los criterios an-teriores, en la [Figura 11] se representa la cate-

56

m [Cuadro II] Convergencias y subsidencias calculadas.

ConvergenciaFase de (mm) Subsidencia

Excavación (mm)Calculada Medible

Avance 15,2 10 7,7

Destroza 31,4 19 8,9

m [Figuras 8A y 8B] Desplazamientoshorizontales calculados al construir eltúnel bajo la piscina.

A.- Al final de la fase de Avance.

B.- Al final de la fase de Destroza. m [Figura 9]Representacióndel criterio dedaños deBoscardin yCording.

m [Figura 10]Generalizaciónde larepresentacióndel criterio dedaños deBoscardin yCording paradeformacioneshorizontales encompresión.

13757

Excavación

goría de la posible afección que la construc-ción del túnel de la Línea 3 puede generar so-bre la piscina situada en el entorno de la verti-cal del pk 2+550. En esta figura se apreciaque, a lo largo de todos los puntos de la cube-ta transversal de subsidencia, los daños indu-cidos en la piscina tienen la categoría de des-preciables.

La construcción de la fase de Avance deltúnel de línea bajo esta piscina se llevó a cabo

en los últimos meses de 2004 y cinco mesesdespués los movimientos del terreno, tanto enel interior como en el exterior, están completa-mente estabilizados. Las medidas de nivela-ción topográfica, realizadas sobre puntos dereferencia colocados en las cuatro esquinasdel edificio de la piscina, indican que la subsi-dencia que han sufrido es inferior a 4 mm.

Por todo ello, se considera que la construc-ción del túnel de la piscina ha confirmado ple-

namente los cálculos realizados y que, conse-cuentemente, se podrá completar sin proble-mas la construcción de la Destroza de estetramo del túnel.

Bibliografía

- BORRAS I GAVARRÓ, X. [et al.]. Cons-trucción del tramo Montbau–Canyellesde la Línea 3 del Metro de Barcelona.Ingeopres, nº 92, abril 2001, pp. 54-64.

- BOSCARDIN, M.D. y CORDING, E.G.Building response to excavation indu-ced settlement. J. Geotech. Engg. ASCE,115 (1), pp. 1-21.

- CELADA TAMAMES, Benjamín. Diseño delsostenimiento de túneles. En: LÓPEZ JI-MENO, C. (ed.). Manual de Túneles y ObrasSubterráneas. 2003. pp. 415-446.

Información:

GISAJosep Tarradellas, 20-30. 08029 BarcelonaTel.: 93 444 44 44Fax: 93 419 54 17Pág. Web: www.gisa.es

m [Figura 11]Representaciónde la afecciónsobre lapiscina, a lolargo de lacubetatransversal desubsidencia.