hinca de tubos hincas de gran longitud en rocas duras · hincas de gran longitud en rocas duras...

Felipe Mendaña Saavedra; Dr. Ingeniero caminos, canales y puertos (SPICC / AETOS, Madrid)

1. IntroducciónLa construcción integral mecanizada de

túneles modernos de diámetros inferiores aunos 6 m en áreas urbanas se hace, en lapráctica totalidad de los casos, empleando dostecnologías diferentes según el diámetro delproyecto, ambas completamente desarrolladasen la actualidad: los Escudos de frente enpresión con revestimiento de anillos de dovelas,o bien los Equipos de hinca de tubos, que sirvende revestimiento del túnel.

Así pues, en todo lo que sigue, no seconsideran otros sistemas mecanizados osemimecanizados que se emplean en laconstrucción de túneles urbanos de longitudinferior a los 250 m, sea cual fuere su diámetro,ni aquellos otros que hacen la excavación conequipos puntuales, es decir por zonas y no deforma integral: son equipos no presurizados detamaño medio, que suelen utilizarse todavía enalgunos casos.

A continuación se resumen lascaracterísticas básicas de las dos tecnologíasantes mencionadas, así como otrasorientaciones generales que pueden servir alProyectista para la elección de una u otra. Todoello se resume en el Cuadro nº 1 siguiente.

1.1. Escudos presurizados conrevestimiento de anillos dedovelas

Esta tecnología utiliza escudos de frente enpresión, que pueden ser del tipo E.P.B. o del tipo hidro(“mixshield”) y de diámetro mediano o intermedio(3,0 m < Øexc< 6 m). Son máquinas tuneladoras queavanzan excavando el terreno por módulos delongitud entre 1,00 m y 1,5 m, colocando acontinuación el revestimiento del módulo: un anilloprefabricado de dovelas, generalmente de hormigónarmado convencional (H.A.)

Puede decirse que no hay límites en relacióncon el espesor de las dovelas (de peso reducido

Hinca de tubos

junio 2013

72

Hincas de granlongitud en rocas duras

Cuadro 1: Métodosmodernos de

construcción integralmecanizada de túnelesde diámetro mediano y

pequeño

felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 1

dado su tamaño); ni con la longitud máxima deltúnel entre Boquillas o Pozos de ataque ni, porúltimo, con el tipo de terreno, incluidas las rocasduras y abrasivas.

Por el contrario, esta técnica requieremontar unas Instalaciones específicas queobligan a disponer de un área urbana noedificada de cierta extensión (como ciframínima orientativa unos 2.500 m2) para situaren ella dichas Instalaciones contiguas a la Boca oPozo de ataque, por lo cual el coste de la obraalcanza cifras que hacen económicamentedesfavorable el método para construir túnelesde longitud inferior a unos 2.000 m.

La tendencia actual en algunos paíseseuropeos (Reino Unido e Italia principalmente)al empleo de dovelas de hormigón armado sólocon fibras de acero (H.A.F.), supone unareducción sensible del coste del revestimiento,lo que puede llevar la cifra anterior a un mínimodel orden de los 1.500 m en los casos en que sepueda adoptar con garantía este nuevo tipo dediseño.

1.2. Equipos de hinca de tubosLa tecnología conocida como “Hinca de

tubos” (“Pipejacking” en inglés) es la másempleada para construir túneles urbanos depequeño diámetro (Øexc < 3,00 m) destinados agalerías de servicios o bien, en la gran mayoríade casos, a conducciones de aguas residuales. Esla técnica que se ha impuesto en los túneles detamaño pequeño por razones económicas, hastael punto que ofrece ventajas en aquellos casosen que es posible la aplicación de una u otra deambas tecnologías. A ella está destinada estaPonencia.

El sistema consta de una microtuneladoratipo hidroescudo (“mixshield”) que excava elterreno unida al revestimiento prefabricadoformado por tramos de tubos de 2,40 m delongitud máxima, conjunto al que se aplica elesfuerzo necesario para el avance desde unaEstación electro hidráulica de empuje, o“Estación de hinca”, situada en la Boca o Pozode ataque.

El espacio ocupado por las Instalacionesespecificas más la obra del Portal o Pozo deataque es muy reducido (unos 500 m2 puede serla cifra mínima orientativa). Por otra parte elespesor de la tubería de H. A. no suele ser

mayor de 250 mm, por lo que tampoco el pesodel revestimiento limita el empleo del Sistema.Aunque pueden hacerse hincas de tubos demayor espesor si lo pide el diseño, puededecirse que la longitud del tramo más largojunto con espesores e ≥ 0,30 m (que exigenempujes excesivos para la resistencia máximarequerida habitualmente de los tubos) son lascondiciones que pueden hacer inviable la hinca,con los equipos convencionales.

Hay otro condicionante menor, peroimportante, porque se cumple en todos losequipos de hinca modernos y es el de lalongitud máxima, ya mencionada, de losmódulos de 3,00 m de la tubería que sirve derevestimiento. Su objeto es limitar el tamaño dela Estación de hinca para que la aplicación delSistema sea lo más universal posible en áreasurbanas edificadas. Dicha magnitud se vieneestableciendo por los fabricantes de modo quela Estación de hinca pueda emplazarse en unPozo de ataque que, habitualmente, tiene unØint≤9 m, al igual que el resto de los Pozosintermedios de hinca, que se proyectan enaquellos casos en que la planta del trazado ha deser poligonal, bien para evitar obstáculospuntuales importantes o, simplemente, por lalimitación de la longitud máxima de hinca entrepozos (o “tramo más largo”) que vieneimpuesta, como ya se ha dicho, por el tipo deterreno a atravesar.

1.3. Tuneladoras no presurizadas yotros tipos de equipos

Hemos excluido las TMBs no presurizadas oabiertas porque, aunque se trate de macizosmuy competentes, en zonas edificadas no sedebe admitir el riesgo de que un módulo detúnel se mantenga sin revestir, aunque sea solodurante un par de horas, como requieren losescudos de este tipo. Y más aún, si se trata deTMBs del tipo “topo”, que solo excavan el túnel,a revestir después.

No obstante, deben mencionarse los túnelesque discurren por un trazado no edificado. Es elcaso de los emisarios de aguas residuales que,partiendo de la periferia del área urbana, lasconducen hasta un punto, a veces muy distante,donde se depuran antes de verter el efluente almar o a un lago. En ello se emplean estas TMBsno presurizadas, tanto si son mircoescudosabiertos, como “topos”. Así, por ejemplo, en elaño 2010 terminamos la construcción del Túnel

Hinca de tubos

junio 2013

73


emisario de Ferrol, de unos 8 km de longitud yØint = 3 m, excavado con un “topo” ROBBINS,a través de un macizo de granito extraduro,desde un punto de la bahía de la ciudad hastaCabo Prioriño, en la costa atlántica.

Una referencia final sobre la Perforaciónhorizontal dirigida (“Horizontal DirectionalDrilling”). Los actuales equipos excavan conductostan largos como los construidos con escudos deroca, pero no es fácil hacer un revestimiento finalcon tubería, ni sus ensanchadoras actuales puedensobrepasar un Øexc ≈1 m.

2. Las hincas en zona urbanasegún el tipo de terrenoDe acuerdo con lo expuesto en el punto

anterior, las referencias técnicas de la hinca para laconstrucción de un túnel urbano de pequeñodiámetro, deben indicar cuál es la longitud máximadel tramo más largo entre estaciones contiguas deempuje, que se emplazan en los diversos Pozos dehinca intercalados a lo largo del trazado del túnelsegún un eje con quiebros. En este sentido puededecirse que la longitud máxima total no tienelímites, propiamente hablando, mientras que si latiene la del tramo más largo.

Como puede verse en el Cuadro nº 2, querecoge datos de diversos túneles urbanosespañoles que hemos construido por hinca, lalongitud del tramo más largo depende, enúltimo caso, del tipo de terreno a atravesar, quepuede caracterizarse, en principio, por la

resistencia a compresión simple de la rocamatriz del macizo del trazado (R.C.S.).

Está claro en dicho Cuadro, que los tramosmás largos de hincas en suelos o rocas hasta dedureza media, pueden alcanzar cifras de algo másde 2000 m, mientras que los casos de rocas muyduras y abrasivas (generalmente granitos ogneises) no han pasado de los 600 m. A ello hayque añadir que los trazados con quiebros no sonposibles casi nunca, porque la ejecución de losPozos de hinca en roca dura encarece el Proyectonotablemente, al requerir el uso de explosivos, loque no es fácil de aplicar en zonas edificadas.

Pero además, de acuerdo con nuestraexperiencia y con el “actual estado del arte” de lasmicrotuneladoras habituales para excavación enroca dura, este límite podrá llevarse, como mucho,a los 750 u 800 m, siempre que los accidentesgeológicos del macizo no constituyan un riesgo altode desviación del avance. Pues bien, para alcanzarestos límites en los casos favorables, deben seguirselas recomendaciones que se exponen en losapartados siguientes de esta Ponencia.

3. Hincas en zona urbana enrocas duras y abrasivas

3.1. Sección y tipo demicrotuneladora y sistema detransporte de escombro

En cuanto a la sección tipo de excavación enroca dura y abrasiva lo recomendable es

Hinca de tubos

junio 2013

74

Cuadro 2: Datoscorrespondientes a

diversos túnelesurbanos españoles,

construidos por hincade tubos


adoptar como mínimo un diámetro Øint = 1,8m. La sección debe ser excavada en una solaetapa, es decir, que los sistemas de excavacióncon cabeza de corte de tamaño menor en suparte anterior y seguida de ensanchadora, noson viables en roca dura y abrasiva, por el riesgode desvíos con empotramiento de difícilsolución, al llegar a los nódulos duros depórfidos, diques de cuarzo, u otros.

Por otra parte, hay que añadir que si laexigencia habitual de una sección mínima paralos túneles urbanos largos (más de 250 m)significa simplemente que sean visitables,parecería suficiente para las hincas en roca durala sección que se obtiene con los equiposØexc=1.600 mm, que pueden construir túnelesde Øint=1.400 mm, calificables de visitables. Puesbien, sobre este particular, hay que insistir en lasrazones siguientes, que avalan la recomendaciónantes indicada:

n En rocas duras y abrasivas hay que cambiarcon frecuencia los cortadores de disco. (VerFigura 1 siguiente). Aunque su tamaño nosuele pasar de las 15” para limitar su peso,éste es importante y hace que el trabajo seamuy penoso, lo que recomienda, por razonesde seguridad, y de acuerdo con nuestra expe-riencia, el espacio libre mínimo que ofrece lasección antes indicada. Y ello sin suponer queel trabajo haya de hacerse en ambiente hiper-bárico, lo que puede ser necesario si se pro-ducen filtraciones importantes en el frente, oéste es inestable.

n Además, pueden producirse incidentes diver-sos: tendencia al desvío de la microtunelado-ra, que obligue a actuar directamente en losmandos de la misma para corregir el proble-ma; averías en la bomba principal o en los tra-mos de la tubería de transporte de escom-bro por desgaste o, por último, filtracionesimportantes que requieran la instalación debombas y tuberías de desagüe en los casosde avance en contrapendiente. Todo ellorecomienda adoptar secciones como la pro-puesta que aseguren un Øint≥1,75 m aproxi-madamente, para evitar la falta de seguridaddebida a un espacio libre insuficiente, en elque han de realizarse estos trabajos.

Por lo que se refiere al tipo de tuneladora, enlos túneles urbanos de pequeños diámetro, lamicrotuneladora suele ser teleguiada, es decir,sin necesidad de controlar el guiado desde elinterior, lo que es usual en escudos de dovelasde 2,5 m de diámetro interior en adelante, esdecir, de un Øexc ≈ 3,20 m, como mínimo.

Si a lo anterior se añade el inconveniente quesupondría el transporte por cinta o vagoneta ensecciones tan reducidas, se comprende que estatecnología no se haya orientado a favor de lasmicrotuneladoras tipo E.P.B., sino de loshidroescudos de diámetro máximo deexcavación de hasta los 2,50 m.

Por último, el sistema de transporte deescombro hasta el exterior es el quecorresponde a la tipología de hidroescudo

Hinca de tubos

junio 2013

75

Figura 1 Vistas de una microtuneladora tipo “mixshield” y de su Rueda de corte y herramientas


(“mixshield”) adoptada para lamicrotuneladora: transporte hidráulico porbombeo del escombro mezclado con un lodoarcilloso (Figura 2).

En algunos casos, los finos producidos en elcorte mecánico de la roca dura, junto con lapresencia en el macizo de porcentajes de arcillaaunque no sean muy elevados, hacen posible elbombeo añadiendo simplemente agua alescombro; en caso contrario es preciso añadiruna arcilla de préstamo o bien en forma deproducto comercializado como sucede con labentonita.

La tubería metálica de acero, que se empleapara este transporte debe tener un diámetromínimo de 6”, tramos de longitud no mayor de

unos 6 m y juntas de unión rápida, todo ellopara facilitar su montaje.

El desgaste de la tubería en las hincas en rocadura y abrasiva es muy importante, hasta elpunto de que un montaje con tubería nuevapuede llegar a sufrir perforaciones en losmetros finales de una sola hinca de unos 600 mde largo.

Para terminar, la mezcla de lodo arcilloso yescombro que se bombea desde el frente pasaa una planta de separación de capacidad delorden de los 50 m3/hora, del tipo de lasutilizadas en la construcción de pilotes o depantallas continuas de H.A de tipoconvencional. En dicha planta se separa elescombro para su transporte a vertedero,recuperando el lodo arcilloso para su reenvío alfrente (Figura 3).

3.2. Sistema de guiado de lamáquina

El hidroescudo que se emplea en laconstrucción por hinca de los túneles urbanosde pequeño diámetro debe ser teleguiadodesde la cabina exterior del operador, que ha dellevar el control del conjunto del proceso, paralo cual debe poder visualizar desde ella todaslas Instalaciones de la hinca. Por ello, cuando lahinca se hace desde un Pozo de ataque, lacabina suele instalarse en lo alto del brocal, paraque sea posible ver, al fondo, la estación deempuje y, a la vez, la Planta de separación deescombro del exterior.

Este guiado a distancia, por otra parte, deberesponder a las órdenes que emita el PLC de lamicrotuneladora, lo que equivale a decir que lahinca se debe hacer por medio de un sistemaautomático de guiado, que puede programarsepreviamente de acuerdo con los datos básicosde la geometría del trazado (orientación enplanta y alzado).

Por último, el sistema debe permitircontrolar y, si es preciso, corregir las tendenciasa la desviación, que el operador vea reflejadasen las pantallas de su cabina.

Además del guiado automático a distancia, lacabina dispone de las pantallas de control de losparámetros de funcionamiento de latuneladora, principalmente el Empuje en elfrente y el Par de giro, con los mandos

Hinca de tubos

junio 2013

76

Figura 2. Sistema de transporte hidráulico del escombro.Bomba principal, tuberías y juntas

Figura 3. Planta deseparación del escombro

de la mezcla bombeada


correspondientes para efectuar lasmodificaciones que sean necesarias.

En la siguiente Figura 4 puede verse ladisposición de una cabina de control en la hincadesde Pozo, así como las pantallas de control delseguimiento del proceso.

3.3. Los tubos de hincaLas tuberías de H.A. que se emplean en las

hincas tienen que cumplir las especificacionesdel Proyecto, lo que debe exigirse del fabricanteal que el Contratista proponga hacer el encargoen firme del suministro.

El fabricante debe acreditar su cumplimientoa la Propiedad, lo que suele hacer porquedispone de un SELLO DE CALIDAD que avalalas Especificaciones que haya impuesto elProyecto, Ver Figura 5.

Las Especificaciones del Proyecto que debencumplir los tubos son las del tipo siguiente:

n Esfuerzo máximo, que deben resistir lostubos, con el coeficiente de seguridad corres-pondiente. Este esfuerzo, que deberán poderresistir todos los tubos, es el que resulta delcálculo del esfuerzo que va a soportar el últi-mo tubo que se coloca en la Estación de hin-ca, al empujar el conjunto total de tubos has-ta que la microtuneladora termine laexcavación del tramo más largo de la hinca ysalga al exterior del mismo.

n El tubo debe resistir también el esfuerzodebido a la carga de “agua + terreno” que seestime, si bien lo usual es que esta condiciónse cumple sobradamente en rocas duras, si secumple la del empuje.

n Tipo de junta de unión de tubos que cumplalas condiciones de carga máxima de aguaesperable en el macizo. Puede ser un tipo omarca avalado por una Instrucción existenteen países de la U.E., o bien que sea conocidoy aprobado por la Propiedad, por haberloempleado con éxito en otras obras similares.Es frecuente que lleve una sufridera de made-ra como se puede ver en la Figura 6.

n La tubería ha de ofrecer la misma impermea-bilidad exigida a la junta para las condicionesde trabajo. Como en el caso anterior, el fabri-cante puede tener acreditado el cumplimien-

Hinca de tubos

junio 2013

77

Figura 4. Cabina de control de una hincadesde Pozo y pantallas de control del proceso

Figura 5. Tuberíade H.A. de

diámetro interior1,80 m y espesor de

pared de 0,20 m


to de esta condición, por un SELLO DEGARANTÍA DE CALIDAD referido al pro-ducto que ofrece. De no ser así, habría quesometer a ensayos de tubería de acuerdocon las normas vigentes.

Por último, aunque las acreditaciones de quedisponga el fabricante justifiquen que se cumplentodas estas condiciones, la Propiedad debeestablecer un CONTROL DE LA CALIDADpor tercera parte, que asista a la fabricación del100% de los tubos que componen el encargopara la obra, que quedarán acopiados en sutotalidad antes de iniciar la hinca.

Es frecuente, en las obras en zonas urbanasdensamente pobladas, que el acopio no seaposible establecerlo en alguna de las zonas de

obra, en cuyo caso el Contratista la mantendráen la factoría del fabricante, o propondrá unaparcela lo más próxima posible, de superficiesuficiente y que se explanará, si fuese necesario,para que la totalidad del acopio pueda hacersecon las garantías habituales (Figura 7).

El CONTROL DE LA CALIDADmencionado se extenderá también a larecepción de los tubos en el Acopio intermediode obra, examinando si han sufrido algún daño,en cuyo caso se controlará también lareparación de los mismos, que se hará deacuerdo con un Procedimiento probado enotras obras y previamente aprobado por laPropiedad.

Para terminar este apartado, hay quemencionar la utilización de tubos de hinca,fabricados con otros materiales diferentes delH.A. que es el que hasta ahora se ha venidoutilizando con carácter general. Así, en la hincadel Emisario submarino de Bens (La Coruña),hemos utilizado tubos de “Polymer-concrete”(o “Polycrete”) utilizado en numerosas hincasen Alemania, un material sin armadura, con laresistencia exigible a flexotracción (y porsupuesto, a la compresión del esfuerzo de lahinca), compuesto de polímeros y cemento. Lostubos, de 3 m de longitud, tienen un Øint = 1,80m, y un espesor de pared de 180 mm, esto es,magnitudes similares a las de los tubos de H.A.convencionales.

Hinca de tubos

junio 2013

78

Figura 6. Tipo usual de junta de unión de tubos

Figura 7. Vista de unacopio de tubería enobra


3.4. Equipos auxiliares en las hincasen roca dura

Este apartado se dedica a los equiposauxiliares, de importancia capital en toda hincamoderna, máxime en los casos de excavacióndel túnel en rocas extraduras y abrasivas.

Se refiere, por una parte, a las Estacionesintermedias de empuje y, por otra, al Sistema deLubricación del trasdós de la tubería.

Estaciones intermedias de empujeSobre estos equipos debe tenerse en cuenta,

principalmente, lo siguiente:

n Una Estación intermedia está formada poruna serie de gatos de accionamiento hidráuli-co dispuestos en el perímetro de una virolade acero que se intercala entre dos tubos. Sucometido es complementar el empuje nece-sario, cuando el que se aplica desde laEstación de hinca tiende a agotarse (Figura 8).

n Ya se comprende, por lo tanto, que la primeraestación debe estar cerca de la microtunela-dora (a una distancia de menos de 50 m de lamisma), por lo cual, las estructuras de todas lasestaciones previstas deben situarse en obra almismo tiempo que los tubos de la hinca.

n El número de estaciones necesarias debepreverse inicialmente y deben ser colocadasen su totalidad. Por supuesto, en este caso,como en cualquier otro relativo a las hincas,la experiencia en macizos similares es un cri-terio prioritario a tener en cuenta, pero sedebe huir de todo optimismo.

n Por último, debe decirse que, al final de la hin-ca se recuperan los gatos y sus conexiones,que es la parte principal del coste de unaestación, e, incluso, ha sido frecuente notener que llegar a usar las estaciones monta-das, es decir, que es suficiente tener un juegode gatos siempre disponible.

n Como dato a tener en cuenta, para una hin-ca en roca dura de una longitud de hasta 700m y diámetro de excavación entre 2,00 m y2,50 m, debe preverse un mínimo de 7 esta-ciones intermedias de empuje.

Sistema de lubricación del trasdós dela tuberíaLa Rueda de corte de la microtuneladora

realiza la excavación del terreno con un radio

de unos 3 a 4 cms mayor que el del trasdós dela tubería. Esto obliga a montar un sistema delubricación del tubo que haga viable la hinca,sobre lo cual, a continuación se hacen lassiguientes recomendaciones:

n La lubricación del trasdós es necesaria paracualquier hinca, sea cual fuere el tipo deterreno, pero ya se comprende que es unanecesidad esencial en las hincas en rocasduras que, además, suelen ser muy abrasivas.

n El sistema, adoptado sin excepción de acuer-do con el “actual estado del arte” consiste enmantener el microhueco (“micro–gap”)entre tubo y terreno relleno de un lodo ben-tonítico inyectado a presión, con lo cual, ade-más de lubricar el tubo, se mantiene su colo-cación de acuerdo con la precisión debida.

n El lodo bentonítico se bombea desde el exte-rior para alimentar una tubería, en la que seintercalan pequeñas inyectoras, de las queparten las conexiones con el microhueco

Hinca de tubos

junio 2013

79

Figura 8. Estación intermedia de empuje


mencionado, a través de los orificios de lostubos. A tal fin, los tubos suelen tener 3 ori-ficios (uno en clave y dos, a unos 120º a unoy otro lado del eje de la sección) Figura 9.

n Aunque las conexiones suelen no hacerse entodos los tubos, sino solo cada dos en rocasduras (cada 3, como máximo, en otros casos)todos los tubos deben fabricarse con los 3orificios mencionados, porque su sobrecostees mínimo, comparado con el del problemaque puede crear cualquier error al alimentarla Estación de empuje.

n Por último, en algunas hincas se ponen enmarcha manualmente las pequeñas bombasde inyección del lodo, lo que siempre puedecrear problemas, por lo que es práctica habi-tual, y absolutamente necesaria en macizosde roca dura y abrasiva, el funcionamientoautomático del sistema.

No obstante, dada la importancia de lalubricación en este tipo de terreno, unespecialista debe vigilar continuamente elcorrecto funcionamiento de todos loscomponentes instalados en el túnel, una razónmás en favor de secciones de tubería dediámetro interior no inferior a unos 1,75 m.

3.5. Trabajos finales de una hinca enroca dura

Para terminar, se hace una referencia a dostrabajos finales a realizar en una hinca en roca:la Consolidación de la posición delrevestimiento, por una parte y, por otra, laRecuperación de la TBM en hincas en aguasprofundas.

Consolidación de la posición delrevestimientoEl microhueco (“micro-gap”) existente entre

la superficie de la excavación y el trasdós de latubería, que se ha rellenado de lodo bentoníticoa lo largo de la hinca se mantendrá así hasta quese termine el proceso de la construcción deltramo, pero, una vez finalizado éste, el lododebe ser sustituido por una lechada decemento, a fin de consolidar definitivamente laposición de la tubería con la pasta de cementouna vez fraguada. Respecto de esta operación,se procederá como sigue:

n La lechada de cemento se debe inyectar portramos de 200 m de longitud como máximo,para ir comprobando su ejecución y se hace, através de los mismos orificios de la tubería quesirvieron para inyectar el lodo bentonítico.

n La inyección se hará siempre de abajo haciaarriba, es decir, en sentido contrario al de lapendiente de la hinca, pendiente -de almenos, un 1%- que siempre existe por nece-sidades funcionales del proyecto (drenaje dehumedades si se trata de galerías de servi-cios, o bien diseño de canales en régimenlento, en casos de colectores de aguas resi-duales y/o emisarios finales de un sanea-miento urbano integral).

n Para independizar los tramos, ya que la pen-diente es muy pequeña, es suficiente inyectarpreviamente una resina agua reactiva de tipobicomponente a través de los orificios de unsolo tubo al final del tramo, para producir eltabique.

Hinca de tubos

junio 2013

80

Figura 9. Tuberías e inyectoras del sistema de lubricación


n En cuanto a la inyección de lechada puedeutilizarse una mezcla, con relación A:C enpeso de 1:2, añadiendo un catalizador paraaumentar la velocidad de fraguado. La presiónde la inyección debe ser igual a la carga deagua del macizo + 0,5 bar, si bien en los tra-mos finales de la hinca de un emisario quedesagüe en aguas profundas (un lago o elmar), la carga a tener en cuenta será la delnivel del agua exterior sobre el tramo detubería.

n La operación se suele hacer con un circuitode bombeo de lechada desde el exterior, condoble tubería (ida y vuelta). Por una de ellasse bombea la lechada de cemento, y por laotra se va recibiendo el lodo bentonítico deltramo que se está tratando. El material desalida es inicialmente lodo bentonítico y agua,(con arenilla en las hincas en roca); peroenseguida pasa a ser una mezcla de lodoy lechada, en la que la proporción de lodova disminuyendo al tiempo que aumentala de lechada.

n Pese a que esas mezclas han de tratarsecomo desechos que son, el proceso debecontinuar hasta apreciar que el volumende lechada es, por lo menos, el doble delde lodo bentonítico, es decir, que la partede lechada ha alcanzado entre el 60% y el70% del volumen total.

n Por supuesto, la inyección final del tramono es de un 100% de pasta de cemento,sino que tiene un reducido % de bentoni-ta. Como su fraguado sería muy lento, espor lo que se recomienda hacer la adicióndel catalizador para acelerarlo.

Recuperación de lamicrotuneladora en hincas enaguas profundasLa recuperación de la TBM en tales casos

necesita disponer, por una parte, de“hombres rana” para las maniobras decolocación de eslingas y otro medios deagarre de la máquina y, por otra, de unaparato flotante automotriz, de escasapotencia, para las ayudas a los “ranas” y elremolque de la máquina, una vez reflotada.

− Para reflotarla se utilizan normalmenteglobos de plástico resistente que, una vezunidos a las eslingas que abrazan la máquina,

se hinchan con aire a presión hasta elevarlahasta un par de metros de la superficie (Figura10).

− Se alcanza así un perfil del fondo de pocaprofundidad, o se aborda un muelle, (Figura 11)desde los que se carga la máquina al vehículo detransporte que la lleva al Parque de maquinaria.

4. Conclusiones yagradecimientos

Conclusiones1) Los diseños de túneles a realizar por hincas

en rocas duras y abrasivas, debido a lasdiversas instalaciones de equipos yconducciones a montar en el interior, quehan de revisarse en condiciones de seguridadmáxima, requieren adoptar secciones de un

Hinca de tubos


diámetro interior mínimo de 1,75 m en latubería de hinca que servirá derevestimiento.

2) Las microtuneladoras a emplear son del tipohidroescudo (“mixshield”) con transportehidráulico por bombeo de la mezcla de aguay material sólido hasta la planta deseparación lo que re quiere con frecuencia laadición de un lodo arcilloso.

3) Usualmente la tubería de revestimiento es deHA. convencional, habiendo alcanzado ungrado de alta calidad en los fabricantesespañoles. Aparte de ello, se han hecho hincasen nuestra nación, con tubos de dimensionessimilares, pero ensayando con éxito nuevosmateriales como el mencionado “polycrete”.

4) En las hincas en roca dura y agresiva hay quemontar un número suficiente de estacionesintermedias de empuje, así como un sistemaautomático de lubricación con lodobentonítico, inyectado a presión en el trasdósde la tubería a través de orificios practicadosen la misma.

5) Por último, especialmente en este tipo dehincas, es necesario consolidar la posicióndel revestimiento con lechada de cementoque se inyecta, sustituyendo el lodobentonítico del trasdós de los tubos, a travésde los mismos orificios utilizado para el lodo.

AgradecimientosQueremos manifestar nuestro

agradecimiento a los Ingenieros AlbertoGonzález Fernández y Benigno Antuña Alvarez,directivos de la Ingeniarla BALCE S.L.especializada en Ingeniería del subsuelo yMicrotúneles, por su participación en lapresente ponencia, de la que puedenconsiderarse verdaderos coautores, a la vez quehan ejecutado las obras mencionadas en elCuadro nº 2 de esta Ponencia.

Por último, hemos de agradecer también alos fabricantes de equipo y tubería de hinca, suautorización para utilizar las fotografíasincluidas en la misma.

5. Referencias bibliográficas1) Dr. Ing. Dietrich Stein (BOCHUM University)

“PRACTICAL GUIDELINE FOR THE APPLICATION OFMICROTUNNELLING METHODS” Edit. STEIN &PARTNER (Germany). Junio 2005.

2) Dr. Ing. Dietrich Stein (BOCHUM University).“TRENCHLESS TECHNOLOGY FOR INSTALATIONOF CABLES AND PIPELINES”. Edit. STEIN &PARTNERS (Germany) Febrero. 2005.

3) Dr. Ing. Martin Herrenknecht “20 YEARS OFMICROTUNNELING”. Edit. HERRENKNECHT AG D-77963 Schwanau (Germany). 2006.

4) Ing. Paz Navarro Gancedo Rodriguez. “HINCA DETUBERÍA O EMPUJE DE TUBOS”. MANUAL DETÚNELES Y OBRAS SUBTERRÁNEAS (Capítulo 53).Editor: Carlos Lopez Gimeno. ETSIM (UniversidadPOLITÉCNICA de Madrid). Edición 2011.

5) Autores varios. “MICROTUNNEL CONSTRUCTION”.Proceedings del “5th International MicrotunnellingSymposium”. Editores: HERRENKNECHT AGSchwanau (Germany) / VGE. Essen. Abril 2001

www.aetos.es

Hinca de tubos

junio 2013

82

n

Figura 10. Globosusados parareflotar la TBM

Figura 11. Microtuneladora recuperada


hinca de tubos hincas de gran longitud en rocas duras · hincas de gran longitud en rocas duras...

Documents