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Jornada Técnica TBM
Diseño de morteros de relleno (backfilling) en
tuneladoras tipo TBM
Guillermo Ramos Martínez
Product Manager UGC España
29 de marzo 2006 – Casino de Madrid
Jornada Técnica TBM
Contenido
 ¿Qué es un mortero de relleno de trasdós (backfilling)?
 ¿Por qué es importante el mortero de relleno?
 Tipos de mortero
 Procedimientos de inyección.
 Requerimientos técnicos de un mortero de relleno.
 Problemas “típicos” de los morteros de relleno.
 Aditivos para morteros de relleno.
 Sistema TCC.
 Sumario – Carascterísticas mortero de relleno (EFNARC).
29 de marzo 2006 – Casino de Madrid
Jornada Técnica TBM
¿ Qué es un mortero de relleno de trasdós (backfilling) ?
Durante la excavación de un túnel con máquina tuneladora (TBM) con escudo, las
dovelas de revestimiento, se colocan en el interior del escudo, quedando así un espacio
entre el terreno y el anillo de dovelas (normalmente de 8 – 20 cm), que se ha de rellenar
cuanto antes
Espacio anular relleno de mortero de backfilling
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¿ Por qué es importante el mortero de relleno ?
 Para dar continuidad entre el terreno y el anillo de dovelas.
 Para prevenir esfuerzos / flotación del anillo al salir del escudo.
 Para transmitir cargas rápidamente en zonas urbanas.
 Para reducir asentamientos, especialmente en terrenos no competitivos.
 Para prevenir el movimiento de las dovelas en el anillo y la posible rotura
de las juntas de estas.
 Para eliminar / reducir el ingreso de agua en el túnel.
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Tipos de Morteros de Relleno
EFNARC, “Specification and Guidelines for the use of specialist products for Soft
Ground Tunneling, November 2001, divide los morteros de relleno en tres grupos:
 Morteros activos:
 Morteros semi-inertes:
 Morteros inertes:
Cemento > 300 kg/m3
Cemento < 100 kg/m3
Sin Cemento Portland pero con Filler y/o Cenizas.
La selección de los distintos tipos de mortero depende de requerimientos tales
como el risgo de asentamientos, ingreso de agua en túnel, etc…
Una segunda subdivisión son - (EFNARC):
 Un solo componente
 Dos o más componentes: Componente A (mortero o grout) + Componente B
 Gravilla de inyección en trasdós.
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Tipos de Morteros de Relleno

Sistema de un solo componente:
– Todas las partes (cemento, adiciones, áridos, agua y aditivos) se amasan juntos.
Posteriormente se bombea el mortero en el espacio anular.

Sistema de dos componentes: [Sistema MEYCO TCC (Total Consistensy Control)]
–
Componente A:
i) Conglomerante(s) + arenas __ consistencia fluida/líquida.
ii) Grout __ consistencia líquida.
–
Component B:
Aditivo líquido adicionado justo antes del punto de inyección del mortero de relleno,
con un mezclador.
Control total de la consistencia del mortero inyectado y/o resistencia iniciales
rápidas.
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Tipos de Morteros de Relleno

Gravilla de inyección
– Se usa únicamente en terrenos muy estables.
– Se coloca en el trasdós impulsado por aire a presión y posteriormente se inyecta
una lechada de cemento para consolidar la gravilla
 La lechada suele tener R A/C altas, por lo que tiende a exudar.
 En presencia de agua en el terreno, la inyección de lecha es compleja.
– Si la inyección de gravilla y posterior relleno con lechada no se hace correctamente,
pueden quedar huecos en la clave del anillo.
– En túneles de poco diámetro supone un problema debido a la maquinaria que se
precisa para la inyección, tanto de la gravilla como de la lechada.
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Inyección de mortero a través del escudo
 Para terrenos inestables

Soporte inmediato
 Requiere sincronización entre la inyección del mortero y el
avance de la TBM

Disminución del espacio anular

Se reduce la posibilidad de una segunda reinyección
Grout ports
 Problemas con la limpieza de las líneas de inyección
Peligro de atranques en las toberas del mortero.
Soporte cepillo
Cepillo
Cámara intermedia
rellena de grasa
Escudo
Grout
Linea de
inyección
de
mortero Linea inyección
grasa de cola
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Presión agua y
carga del terreno
Dovelas de hormigón
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Inyección de mortero a través de la dovela

Colocación del mortero a través de los agujeros
de inyección de las dovelas.

Inyección del mortero varios metros detrás del
escudo.

Gran parte del trasdós de varios anillos queda
momentáneamente vacío. Sistema de inyección
para terrenos bastante estables.

Ventajas:
-
Más sencillo de manejar y poner en marcha.
-
Riesgo de “bloqueos” mucho más controlado.
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Requerimientos técnicos para Morteros de relleno
 Buena bombeabilidad (largas distancias _ 30-60 m; a veces más).
 “Correcta” fluidez:
- Adecuada colocación en el trasdós
- Inyección de grandes cantidades en poco tiempo (5-40 m3/h)
 Tiempo abierto y trabjabilidad adecuados para:
- Transportes largos
- Paradas TBM
- Posibles inprevistos (transporte, producción, etc…)
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Requerimientos técnicos para Morteros de relleno
 Rápido desarrollo de resistencias mecánicas iniciales
(terrenos no competitivos).
 Sin exudación (<1% de agua de exudación)
 Propiedades antilavado (en función de las
condiciones del terreno y del túnel)
 Fácil de limpiar en las líneas de inyección del escudo.
 Durable y sin retracción plástica.
 Solución económica para las condiciones del túnel.
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Problemas “típicos” del Mortero de Relleno
 Exudación y Segregación… dan morteros inestables:
- Dificultades de bombeo
- Atranque de las líneas de inyección.
 En terrenos con ingreso de agua en el túnel, el mortero de
relleno se lava
 Si el tiempo abierto no es suficiente… pérdidas de
trabajabilidad:
- Dificultades de bombeo
- Problemas de limpieza al final del bombeo.
 El endurecimiento del mortero, una vez inyectado,
no es suficientemente rápido.
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Reductores de agua
 Amplia gama de plastificantes y
superplastificantes
- RHEOBUILD®
- GLENIUM®
 Ventajas:
Incremento de la plasticidad y bombeabilidad
del mortero.
 Reducción de la exudación.
 Disminución de la R A/C, mejorando las
resistencia mecánicas iniciales y finales.

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Lubrificantes y ayudantes de bombeo
 POLYHEED® SGE / POLYHEED® 350
 MEYCO® FIX GA40
Ventajas:
 Reducción de fricción interna, mejora de
plasticidad y bombeabilidad del mortero.
 Mejora la cohesibidad del mortero, permitiendo el
bombeo de mezclas incluso con granulometrías
muy deficientes en finos.
 Reducción de la tendencia a la exudación y a la
segregación.
 Óptimo bombeo de morteros inertes
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Estabilizadores
 DELVO®CRETE STABILIZER E

Tiempos abiertos y trabajabilidad de hasta 72
horas

Puede readicionarse en el mixer para alargar
el tiempo abierto.

Mejora los bombeos a muy largas distancias.

Esencial para puestas en obra prolongadas
en periodos calurosos y/o imprevistos de la
obra.
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Sistema MEYCO TCC (Total Consistency Control)
 Sistema de dos componentes
(Componente A + Componente B)
 Rápida inversión de la consistencia del
mortero. Cambio instantáneo de la
consistencia del mortero.
 Morteros bombeables en los que se
puede controlar el tiempo del inicio de
fraguado.
 Compatibilidad con aditivos anti-lavado
(Meyco Fix GA 322) permitiendo un
control total de la inyección en trasdós
con corriente de agua..
 El sistema Meyco TCC permite inyectar
morteros acelerados o morteros con
súbita pérdida de consistencia (slump
killing) sin fraguar.
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Sistema MEYCO TCC (Total Consistency Control)
 Control de Consistencia (slump killing):
 Control de Consistencia
(desarrollo de resistencias iniciles):
RHEOBUILD®
GLENIUM®
POLYHEED®
+
MEYCO ® TCC 780
RHEOBUILD®
GLENIUM®
POLYHEED®
+
MEYCO ® TCC 766
 Control de Consistencia
(Control corriente agua ingreso en túnel): MEYCO® FIX GA 322 + MEYCO ® TCC 766
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Jornada Técnica TBM
Características del Mortero de Relleno (Recomendaciones EFNARC)
 Mínimo contenido de agua, permitiendo un correcto bombeo y resistencia
a la segregación.
 Consistencia y trabajabilidad adecuadas para un correcto relleno del
trasdós durante el avance de la TBM.
 Retracción controlada durante y después del endurecimiento del mortero.
 Pérdida de consistencia o endurecimiento rápido cuando los
asentamientos del terreno lo requieran.
 Resistencia a la segragación y exudación para evitar atranques de las
líneas, bombas y toberas del escudo.
 Resistencia al lavado del agua que ingresa en el trasdós del terreno
circundante.
 Colocación de un mortero de relleno en el trasdós del anillo que sea
homogéneo, estable y de baja permeabilidad.
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