ASI7VIMH_1

3er Simposio Internacional sobre túneles y lumbreras en suelos y roca
Procedimiento constructivo del revestimiento definitivo en túneles, para el
desalojo de aguas residuales, mediante concreto colado en sitio.
Final lining construction procedure, in tunnels for sewage eviction, through cast-in-place concrete.
Héctor Villanueva Martínez., Constructora Mexicana de Infraestructura Subterránea, S.A. de C.V., Ecatepec de
Morelos, Estado de México.
RESUMEN: El diseño y construcción del revestimiento definitivo en túneles, está en función de las características geotécnicas y
geológicas del suelo en el cual se construirá; es de vital importancia conocer las características intrínsecas del terreno para elegir el
método adecuado o en todo caso, la combinación de diferentes procedimientos; éstos comprenden, entre otros, la colocación de
concreto colado en sitio y los elementos prefabricados.
ABSTRACT: The design and construction of final lining in tunnels, is a function of the geological and geotechnical characteristics of
the site; is too important to know the type of soil in order to choose the appropriate method or, in any case, the combination of
different procedures; these are, among others, cast-in-place concrete and precast.
1 REVESTIMIENTO DEFINITIVO EN TÚNELES
La mayoría de los túneles, cuyo objetivo es el desalojo de
aguas residuales, están conformados por dos líneas de
revestimiento; la primera línea se denomina “revestimiento
primario o inicial” que puede ser a base de elementos
prefabricados (dovelas), o colado en sitio (concreto
lanzado); la segunda línea se le denomina “revestimiento
secundario o definitivo” y está conformada por concreto
armado, que permite obtener una superficie lisa, uniforme,
con la pendiente, acabado final y diámetro de proyecto,
además de otorgar un refuerzo y protección adicional para
las condiciones severas a las que estará expuesto una vez
que entre en operación el túnel.
Antes de iniciar los trabajos del revestimiento
definitivo se deben ejecutar las siguientes actividades:
- Talleres mecánicos, carpintería, soldadura y electricidad.
- Suministro de energía eléctrica.
- Comunicación.
- Almacén para el habilitado del acero de refuerzo.
- Iluminación.
- Cuarto de residuos peligrosos
- Oficinas y/o campers.
Ciudad de México, 7 y 8 de noviembre de 2013
Fotografía 1. Tramo de túnel con revestimiento primario a base de
dovelas de 30 cm., de espesor.
Una vez concluidas estas actividades dentro del túnel se
inicia con el trazo topográfico para la colocación del acero
de refuerzo, el cual tiene como objetivo determinar la
distancia del paño interior de la dovela al acero en los
sentidos horizontal y vertical; en seguida se realiza la
colocación del acero de refuerzo apegándose a los
diámetros definidos en el proyecto y a las especificaciones
de los planos constructivos.
La fabricación de concreto se lleva a cabo mediante
una planta dosificadora que garantiza, el suministro de los
volúmenes requeridos hacia el túnel. Se puede realizar de
dos formas; la primera con vehículos montados sobre vías;
la segunda se realiza mediante el bombeo de concreto en
superficie.
Procedimiento constructivo del revestimiento definitivo en túneles, para el desalojo de aguas residuales, mediante concreto colado
en sitio
- La corona o clave (parte superior del módulo); que al retraer los laterales puede bajar verticalmente para colocarse
sobre el trasportador.
- Dos secciones laterales, unidas a la corona con una articulación, sirve para moverse al interior del túnel.
- Cada módulo cuenta con una unión longitudinal entre las
dos secciones laterales y la cubeta que, al unirse con tuercas y tornillos, origina la sección circular completa; de
igual manera la unión atornillada entre módulos conforma
la longitud de la cimbra.
Fotografía 2. Planta dosificadora de concreto.
Fotografía 3. Armado del acero de refuerzo para el revestimiento
definitivo.
Figura 1. Modelado en isométrico de cubeta.
Al finalizar la instalación de un tramo armado de acero,
se llevan a cabo los preparativos para su colado el cual
puede realizarse mediante dos métodos distintos.
2 CIMBRA METÁLICA TELESCÓPICA
Están constituidas por módulos retráctiles manejados por
un transportador. Dentro de sus funciones se encuentra la
de llevar a cabo la movilidad de los módulos de la parte
posterior del tren de colado hacia el frente del avance;
para el uso de esta cimbra requiere la instalación de la
bomba y líneas para el suministro de concreto, aire
comprimido que se utiliza para la limpieza y achique de
agua, así como también para el funcionamiento de los
vibradores neumáticos y el funcionamiento de la
lanzadora.
Los módulos de la cimbra telescópica se componen de
cinco elementos que son:
- La cubeta (parte baja de la cimbra), constituye la plataforma de rodamiento del sistema trasportador y está formada por dos secciones unidas mediante una articulación
al centro sobre el eje vertical para permitir el cierre hacia
el interior.
Ciudad de México, 7 y 8 de noviembre de 2013
Figura 2. Modelado en isométrico de clave.
Héctor Villanueva Martínez
Figura 3. Modelado en isométrico, desmolde y transporte de la cimbra
metálica telescópica.
Fotografía 5. Cubeta ensamblada en al fondo de la lumbrera.
Una vez que se logra el armado de la cimbra en
superficie, se procede a ubicarla en el fondo de la
lumbrera, la cual previamente debe estar habilitada con
durmientes y rieles. La secuencia que debe seguir la
cimbra para ingresar al túnel es la siguiente:
- En el fondo de la lumbrera se arman dos secciones de
cubeta.
- Una vez que se tienen armadas las dos cubetas se baja y
ensambla el jumbo trasportador con sus accesorios (gatos
de descimbre y sistema electrohidráulico).
- Una vez ensamblado el jumbo transportador se continúa
bajando el resto de las cubetas.
- Al finalizar el ensamble de las cubetas en el interior del
túnel, se bajan las secciones de clave y laterales para tener
completos los módulos.
- Armada la cimbra se moverá a la posición de inicio del
colado.
Fotografía 6. Bajada de la corona al fondo de la lumbrera.
Fotografía 7. Cimbra metálica telescópica, lista para colar.
Fotografía 4. Cimbra metálica telescópica.
Ciudad de México, 7 y 8 de noviembre de 2013
Procedimiento constructivo del revestimiento definitivo en túneles, para el desalojo de aguas residuales, mediante concreto colado
en sitio
Es por lo anterior que existen diferentes metodologías
para la construcción del revestimiento definitivo de un
túnel para el desalojo de aguas residuales; la elección de
cualquiera de estas dependerá tanto de las condiciones
físicas del lugar, como de la experiencia del encargado de
la construcción.
En general el procedimiento desarrollado consiste en
realizar el avance programado de excavación, para
posteriormente cimbrar y colar mediante concreto colado
en sitio, con cualquiera de los métodos ya expuestos.
Por lo tanto, para la elección del método constructivo y
sus posibles variantes resulta necesario determinar las
condiciones geológicas, urbanas, geomorfológicas,
sociales, etc., que darán origen a las alternativas para la
ejecución de este tipo de trabajos.
Fotografía 8. Tramo de túnel con el revestimiento definitivo de 30 cm.,
de espesor.
REFERENCIAS
3 CONCRETO LANZADO VÍA HÚMEDA
Este procedimiento se emplea cuando existen tramos o
zonas del túnel que han presentado deformaciones
excesivas en el revestimiento primario, ocasionado por la
presencia de grietas por tensión o debido a problemas
geológicos que se presentan en los suelos.
El concreto lanzado se coloca mediante proyección a
gran velocidad, usando aire comprimido. Este concreto se
adhiere y compacta sin necesidad de herramientas o
procedimientos adicionales, en donde cabe destacar que el
concreto debe llegar con un revenimiento bajo para que se
pueda fijar en la superficie.
Para este procedimiento se inicia con la colocación del
acero de refuerzo de acuerdo a los planos de construcción;
una vez habilitado dicho acero, se sueldan anclas de
sujeción las cuales tendrán como objetivo fijar las cerchas
guías para otorgar el espesor del revestimiento que se
especifica en el proyecto.
Al finalizar las actividades de armado, colocación de
anclas y cerchas se inicia con el colado de concreto para
revestimiento por medio mecánico, el cual se inicia en la
zona de la cubeta. En esta parte del túnel el procedimiento
se lleva a cabo con herramienta manual (palas, llanas,
cucharas, etc.); en seguida se da paso a los muros y clave
del túnel por medio de concreto lanzado vía húmeda.
4 CONCLUSIONES
Los parámetros de diseño y condiciones de excavación de
un túnel para el desalojo de aguas residuales dependerán
de las características geológicas del medio, como lo son:
esfuerzos naturales, resistencia al corte, fracturas,
petrología, etc. Lo anterior dará origen al diseño de los
revestimientos que compondrán al proyecto y al
consecuente comportamiento durante el proceso de
excavación y construcción.
Ciudad de México, 7 y 8 de noviembre de 2013
Asociación Mexicana de Ingeniería de Túneles y Obras
Subterráneas, AC. (2012). “Túneles en México”,
México. Primera edición.
Departamento del Distrito Federal (1975). “Memoria de
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Federal”, Tomo II. Distrito Federal, México.
Equihua, L. N. (2000). “Túneles en suelos blandos con
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Departamento del Distrito Federal (1969). “Interceptores
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México. Dirección General de Obras Hidráulicas.
Tamez, E., Rangel, J.L. y Holgin, E. (1997). “Diseño
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Distrito Federal, México.