Hincas de gran longitud en rocas duras.

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Hinca de tubos
Hincas de gran
longitud en rocas duras
Felipe Mendaña Saavedra; Dr. Ingeniero caminos, canales y puertos (SPICC / AETOS, Madrid)
A
continuación
se
resumen
las
características básicas de las dos tecnologías
antes mencionadas, así como otras
orientaciones generales que pueden servir al
Proyectista para la elección de una u otra. Todo
ello se resume en el Cuadro nº 1 siguiente.
1. Introducción
La construcción integral mecanizada de
túneles modernos de diámetros inferiores a
unos 6 m en áreas urbanas se hace, en la
práctica totalidad de los casos, empleando dos
tecnologías diferentes según el diámetro del
proyecto, ambas completamente desarrolladas
en la actualidad: los Escudos de frente en
presión con revestimiento de anillos de dovelas,
o bien los Equipos de hinca de tubos, que sirven
de revestimiento del túnel.
1.1. Escudos presurizados con
revestimiento de anillos de
dovelas
Esta tecnología utiliza escudos de frente en
presión, 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 que
avanzan excavando el terreno por módulos de
longitud entre 1,00 m y 1,5 m, colocando a
continuación el revestimiento del módulo: un anillo
prefabricado de dovelas, generalmente de hormigón
armado convencional (H.A.)
Así pues, en todo lo que sigue, no se
consideran otros sistemas mecanizados o
semimecanizados que se emplean en la
construcción de túneles urbanos de longitud
inferior a los 250 m, sea cual fuere su diámetro,
ni aquellos otros que hacen la excavación con
equipos puntuales, es decir por zonas y no de
forma integral: son equipos no presurizados de
tamaño medio, que suelen utilizarse todavía en
algunos casos.
Puede decirse que no hay límites en relación
con el espesor de las dovelas (de peso reducido
Cuadro 1: Métodos
modernos de
construcción integral
mecanizada de túneles
de diámetro mediano y
pequeño
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mayor de 250 mm, por lo que tampoco el peso
del revestimiento limita el empleo del Sistema.
Aunque pueden hacerse hincas de tubos de
mayor espesor si lo pide el diseño, puede
decirse que la longitud del tramo más largo
junto con espesores e ≥ 0,30 m (que exigen
empujes excesivos para la resistencia máxima
requerida habitualmente de los tubos) son las
condiciones que pueden hacer inviable la hinca,
con los equipos convencionales.
dado su tamaño); ni con la longitud máxima del
túnel entre Boquillas o Pozos de ataque ni, por
último, con el tipo de terreno, incluidas las rocas
duras y abrasivas.
Por el contrario, esta técnica requiere
montar unas Instalaciones específicas que
obligan a disponer de un área urbana no
edificada de cierta extensión (como cifra
mínima orientativa unos 2.500 m2) para situar
en ella dichas Instalaciones contiguas a la Boca o
Pozo de ataque, por lo cual el coste de la obra
alcanza cifras que hacen económicamente
desfavorable el método para construir túneles
de longitud inferior a unos 2.000 m.
Hay otro condicionante menor, pero
importante, porque se cumple en todos los
equipos de hinca modernos y es el de la
longitud máxima, ya mencionada, de los
módulos de 3,00 m de la tubería que sirve de
revestimiento. Su objeto es limitar el tamaño de
la Estación de hinca para que la aplicación del
Sistema sea lo más universal posible en áreas
urbanas edificadas. Dicha magnitud se viene
estableciendo por los fabricantes de modo que
la Estación de hinca pueda emplazarse en un
Pozo de ataque que, habitualmente, tiene un
Øint≤9 m, al igual que el resto de los Pozos
intermedios de hinca, que se proyectan en
aquellos casos en que la planta del trazado ha de
ser poligonal, bien para evitar obstáculos
puntuales importantes o, simplemente, por la
limitación de la longitud máxima de hinca entre
pozos (o “tramo más largo”) que viene
impuesta, como ya se ha dicho, por el tipo de
terreno a atravesar.
La tendencia actual en algunos países
europeos (Reino Unido e Italia principalmente)
al empleo de dovelas de hormigón armado sólo
con fibras de acero (H.A.F.), supone una
reducción sensible del coste del revestimiento,
lo que puede llevar la cifra anterior a un mínimo
del orden de los 1.500 m en los casos en que se
pueda adoptar con garantía este nuevo tipo de
diseño.
1.2. Equipos de hinca de tubos
La tecnología conocida como “Hinca de
tubos” (“Pipejacking” en inglés) es la más
empleada para construir túneles urbanos de
pequeño diámetro (Øexc < 3,00 m) destinados a
galerías de servicios o bien, en la gran mayoría
de casos, a conducciones de aguas residuales. Es
la técnica que se ha impuesto en los túneles de
tamaño pequeño por razones económicas, hasta
el punto que ofrece ventajas en aquellos casos
en que es posible la aplicación de una u otra de
ambas tecnologías. A ella está destinada esta
Ponencia.
1.3. Tuneladoras no presurizadas y
otros tipos de equipos
Hemos excluido las TMBs no presurizadas o
abiertas porque, aunque se trate de macizos
muy competentes, en zonas edificadas no se
debe admitir el riesgo de que un módulo de
túnel se mantenga sin revestir, aunque sea solo
durante un par de horas, como requieren los
escudos de este tipo. Y más aún, si se trata de
TMBs del tipo “topo”, que solo excavan el túnel,
a revestir después.
El sistema consta de una microtuneladora
tipo hidroescudo (“mixshield”) que excava el
terreno unida al revestimiento prefabricado
formado por tramos de tubos de 2,40 m de
longitud máxima, conjunto al que se aplica el
esfuerzo necesario para el avance desde una
Estación electro hidráulica de empuje, o
“Estación de hinca”, situada en la Boca o Pozo
de ataque.
No obstante, deben mencionarse los túneles
que discurren por un trazado no edificado. Es el
caso de los emisarios de aguas residuales que,
partiendo de la periferia del área urbana, las
conducen hasta un punto, a veces muy distante,
donde se depuran antes de verter el efluente al
mar o a un lago. En ello se emplean estas TMBs
no presurizadas, tanto si son mircoescudos
abiertos, como “topos”. Así, por ejemplo, en el
año 2010 terminamos la construcción del Túnel
El espacio ocupado por las Instalaciones
especificas más la obra del Portal o Pozo de
ataque es muy reducido (unos 500 m2 puede ser
la cifra mínima orientativa). Por otra parte el
espesor de la tubería de H. A. no suele ser
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resistencia a compresión simple de la roca
matriz del macizo del trazado (R.C.S.).
emisario de Ferrol, de unos 8 km de longitud y
Øint = 3 m, excavado con un “topo” ROBBINS,
a través de un macizo de granito extraduro,
desde un punto de la bahía de la ciudad hasta
Cabo Prioriño, en la costa atlántica.
Está claro en dicho Cuadro, que los tramos
más largos de hincas en suelos o rocas hasta de
dureza media, pueden alcanzar cifras de algo más
de 2000 m, mientras que los casos de rocas muy
duras y abrasivas (generalmente granitos o
gneises) no han pasado de los 600 m. A ello hay
que añadir que los trazados con quiebros no son
posibles casi nunca, porque la ejecución de los
Pozos de hinca en roca dura encarece el Proyecto
notablemente, al requerir el uso de explosivos, lo
que no es fácil de aplicar en zonas edificadas.
Una referencia final sobre la Perforación
horizontal dirigida (“Horizontal Directional
Drilling”). Los actuales equipos excavan conductos
tan largos como los construidos con escudos de
roca, pero no es fácil hacer un revestimiento final
con tubería, ni sus ensanchadoras actuales pueden
sobrepasar un Øexc ≈1 m.
2. Las hincas en zona urbana
según el tipo de terreno
Pero además, de acuerdo con nuestra
experiencia y con el “actual estado del arte” de las
microtuneladoras habituales para excavación en
roca dura, este límite podrá llevarse, como mucho,
a los 750 u 800 m, siempre que los accidentes
geológicos del macizo no constituyan un riesgo alto
de desviación del avance. Pues bien, para alcanzar
estos límites en los casos favorables, deben seguirse
las recomendaciones que se exponen en los
apartados siguientes de esta Ponencia.
De acuerdo con lo expuesto en el punto
anterior, las referencias técnicas de la hinca para la
construcción de un túnel urbano de pequeño
diámetro, deben indicar cuál es la longitud máxima
del tramo más largo entre estaciones contiguas de
empuje, que se emplazan en los diversos Pozos de
hinca intercalados a lo largo del trazado del túnel
según un eje con quiebros. En este sentido puede
decirse que la longitud máxima total no tiene
límites, propiamente hablando, mientras que si la
tiene la del tramo más largo.
3. Hincas en zona urbana en
rocas duras y abrasivas
Como puede verse en el Cuadro nº 2, que
recoge datos de diversos túneles urbanos
españoles que hemos construido por hinca, la
longitud del tramo más largo depende, en
último caso, del tipo de terreno a atravesar, que
puede caracterizarse, en principio, por la
3.1. Sección y tipo de
microtuneladora y sistema de
transporte de escombro
En cuanto a la sección tipo de excavación en
roca dura y abrasiva lo recomendable es
Cuadro 2: Datos
correspondientes a
diversos túneles
urbanos españoles,
construidos por hinca
de tubos
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Figura 1 Vistas de una microtuneladora tipo “mixshield” y de su Rueda de corte y herramientas
n Además, pueden producirse incidentes diver-
adoptar como mínimo un diámetro Øint = 1,8
m. La sección debe ser excavada en una sola
etapa, es decir, que los sistemas de excavación
con cabeza de corte de tamaño menor en su
parte anterior y seguida de ensanchadora, no
son viables en roca dura y abrasiva, por el riesgo
de desvíos con empotramiento de difícil
solución, al llegar a los nódulos duros de
pórfidos, diques de cuarzo, u otros.
sos: tendencia al desvío de la microtuneladora, que obligue a actuar directamente en los
mandos de la misma para corregir el problema; averías en la bomba principal o en los tramos de la tubería de transporte de escombro por desgaste o, por último, filtraciones
importantes que requieran la instalación de
bombas y tuberías de desagüe en los casos
de avance en contrapendiente. Todo ello
recomienda adoptar secciones como la propuesta que aseguren un Øint≥1,75 m aproximadamente, para evitar la falta de seguridad
debida a un espacio libre insuficiente, en el
que han de realizarse estos trabajos.
Por otra parte, hay que añadir que si la
exigencia habitual de una sección mínima para
los túneles urbanos largos (más de 250 m)
significa simplemente que sean visitables,
parecería suficiente para las hincas en roca dura
la sección que se obtiene con los equipos
Øexc=1.600 mm, que pueden construir túneles
de Øint=1.400 mm, calificables de visitables. Pues
bien, sobre este particular, hay que insistir en las
razones siguientes, que avalan la recomendación
antes indicada:
Por lo que se refiere al tipo de tuneladora, en
los túneles urbanos de pequeños diámetro, la
microtuneladora suele ser teleguiada, es decir,
sin necesidad de controlar el guiado desde el
interior, lo que es usual en escudos de dovelas
de 2,5 m de diámetro interior en adelante, es
decir, de un Øexc ≈ 3,20 m, como mínimo.
n En rocas duras y abrasivas hay que cambiar
con frecuencia los cortadores de disco. (Ver
Figura 1 siguiente). Aunque su tamaño no
suele pasar de las 15” para limitar su peso,
éste es importante y hace que el trabajo sea
muy penoso, lo que recomienda, por razones
de seguridad, y de acuerdo con nuestra experiencia, el espacio libre mínimo que ofrece la
sección antes indicada.Y ello sin suponer que
el trabajo haya de hacerse en ambiente hiperbárico, lo que puede ser necesario si se producen filtraciones importantes en el frente, o
éste es inestable.
Si a lo anterior se añade el inconveniente que
supondría el transporte por cinta o vagoneta en
secciones tan reducidas, se comprende que esta
tecnología no se haya orientado a favor de las
microtuneladoras tipo E.P.B., sino de los
hidroescudos de diámetro máximo de
excavación de hasta los 2,50 m.
Por último, el sistema de transporte de
escombro hasta el exterior es el que
corresponde a la tipología de hidroescudo
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unos 6 m y juntas de unión rápida, todo ello
para facilitar su montaje.
El desgaste de la tubería en las hincas en roca
dura y abrasiva es muy importante, hasta el
punto de que un montaje con tubería nueva
puede llegar a sufrir perforaciones en los
metros finales de una sola hinca de unos 600 m
de largo.
Para terminar, la mezcla de lodo arcilloso y
escombro que se bombea desde el frente pasa
a una planta de separación de capacidad del
orden de los 50 m3/hora, del tipo de las
utilizadas en la construcción de pilotes o de
pantallas continuas de H.A de tipo
convencional. En dicha planta se separa el
escombro para su transporte a vertedero,
recuperando el lodo arcilloso para su reenvío al
frente (Figura 3).
Figura 2. Sistema de transporte hidráulico del escombro.
Bomba principal, tuberías y juntas
(“mixshield”)
adoptada
para
la
microtuneladora: transporte hidráulico por
bombeo del escombro mezclado con un lodo
arcilloso (Figura 2).
3.2. Sistema de guiado de la
máquina
El hidroescudo que se emplea en la
construcción por hinca de los túneles urbanos
de pequeño diámetro debe ser teleguiado
desde la cabina exterior del operador, que ha de
llevar el control del conjunto del proceso, para
lo cual debe poder visualizar desde ella todas
las Instalaciones de la hinca. Por ello, cuando la
hinca se hace desde un Pozo de ataque, la
cabina suele instalarse en lo alto del brocal, para
que sea posible ver, al fondo, la estación de
empuje y, a la vez, la Planta de separación de
escombro del exterior.
En algunos casos, los finos producidos en el
corte mecánico de la roca dura, junto con la
presencia en el macizo de porcentajes de arcilla
aunque no sean muy elevados, hacen posible el
bombeo añadiendo simplemente agua al
escombro; en caso contrario es preciso añadir
una arcilla de préstamo o bien en forma de
producto comercializado como sucede con la
bentonita.
La tubería metálica de acero, que se emplea
para este transporte debe tener un diámetro
mínimo de 6”, tramos de longitud no mayor de
Este guiado a distancia, por otra parte, debe
responder a las órdenes que emita el PLC de la
microtuneladora, lo que equivale a decir que la
hinca se debe hacer por medio de un sistema
automático de guiado, que puede programarse
previamente de acuerdo con los datos básicos
de la geometría del trazado (orientación en
planta y alzado).
Figura 3. Planta de
separación del escombro
de la mezcla bombeada
Por último, el sistema debe permitir
controlar y, si es preciso, corregir las tendencias
a la desviación, que el operador vea reflejadas
en las pantallas de su cabina.
Además del guiado automático a distancia, la
cabina dispone de las pantallas de control de los
parámetros de funcionamiento de la
tuneladora, principalmente el Empuje en el
frente y el Par de giro, con los mandos
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Las Especificaciones del Proyecto que deben
cumplir los tubos son las del tipo siguiente:
n Esfuerzo máximo, que deben resistir los
tubos, con el coeficiente de seguridad correspondiente. Este esfuerzo, que deberán poder
resistir todos los tubos, es el que resulta del
cálculo del esfuerzo que va a soportar el último tubo que se coloca en la Estación de hinca, al empujar el conjunto total de tubos hasta que la microtuneladora termine la
excavación del tramo más largo de la hinca y
salga al exterior del mismo.
n El tubo debe resistir también el esfuerzo
debido a la carga de “agua + terreno” que se
estime, si bien lo usual es que esta condición
se cumple sobradamente en rocas duras, si se
cumple la del empuje.
n Tipo de junta de unión de tubos que cumpla
las condiciones de carga máxima de agua
esperable en el macizo. Puede ser un tipo o
marca avalado por una Instrucción existente
en países de la U.E., o bien que sea conocido
y aprobado por la Propiedad, por haberlo
empleado con éxito en otras obras similares.
Es frecuente que lleve una sufridera de madera como se puede ver en la Figura 6.
n La tubería ha de ofrecer la misma impermea-
bilidad exigida a la junta para las condiciones
de trabajo. Como en el caso anterior, el fabricante puede tener acreditado el cumplimien-
Figura 4. Cabina de control de una hinca
desde Pozo y pantallas de control del proceso
correspondientes
para
efectuar
modificaciones que sean necesarias.
las
En la siguiente Figura 4 puede verse la
disposición de una cabina de control en la hinca
desde Pozo, así como las pantallas de control del
seguimiento del proceso.
3.3. Los tubos de hinca
Las tuberías de H.A. que se emplean en las
hincas tienen que cumplir las especificaciones
del Proyecto, lo que debe exigirse del fabricante
al que el Contratista proponga hacer el encargo
en firme del suministro.
El fabricante debe acreditar su cumplimiento
a la Propiedad, lo que suele hacer porque
dispone de un SELLO DE CALIDAD que avala
las Especificaciones que haya impuesto el
Proyecto, Ver Figura 5.
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Figura 5. Tubería
de H.A. de
diámetro interior
1,80 m y espesor de
pared de 0,20 m
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Figura 6. Tipo usual de junta de unión de tubos
obra, en cuyo caso el Contratista la mantendrá
en la factoría del fabricante, o propondrá una
parcela lo más próxima posible, de superficie
suficiente y que se explanará, si fuese necesario,
para que la totalidad del acopio pueda hacerse
con las garantías habituales (Figura 7).
to de esta condición, por un SELLO DE
GARANTÍA DE CALIDAD referido al producto que ofrece. De no ser así, habría que
someter a ensayos de tubería de acuerdo
con las normas vigentes.
Por último, aunque las acreditaciones de que
disponga el fabricante justifiquen que se cumplen
todas estas condiciones, la Propiedad debe
establecer un CONTROL DE LA CALIDAD
por tercera parte, que asista a la fabricación del
100% de los tubos que componen el encargo
para la obra, que quedarán acopiados en su
totalidad antes de iniciar la hinca.
El CONTROL DE LA CALIDAD
mencionado se extenderá también a la
recepción de los tubos en el Acopio intermedio
de obra, examinando si han sufrido algún daño,
en cuyo caso se controlará también la
reparación de los mismos, que se hará de
acuerdo con un Procedimiento probado en
otras obras y previamente aprobado por la
Propiedad.
Es frecuente, en las obras en zonas urbanas
densamente pobladas, que el acopio no sea
posible establecerlo en alguna de las zonas de
Para terminar este apartado, hay que
mencionar la utilización de tubos de hinca,
fabricados con otros materiales diferentes del
H.A. que es el que hasta ahora se ha venido
utilizando con carácter general. Así, en la hinca
del Emisario submarino de Bens (La Coruña),
hemos utilizado tubos de “Polymer-concrete”
(o “Polycrete”) utilizado en numerosas hincas
en Alemania, un material sin armadura, con la
resistencia exigible a flexotracción (y por
supuesto, a la compresión del esfuerzo de la
hinca), compuesto de polímeros y cemento. Los
tubos, de 3 m de longitud, tienen un Øint = 1,80
m, y un espesor de pared de 180 mm, esto es,
magnitudes similares a las de los tubos de H.A.
convencionales.
Figura 7. Vista de un
acopio de tubería en
obra
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3.4. Equipos auxiliares en las hincas
en roca dura
Este apartado se dedica a los equipos
auxiliares, de importancia capital en toda hinca
moderna, máxime en los casos de excavación
del túnel en rocas extraduras y abrasivas.
Se refiere, por una parte, a las Estaciones
intermedias de empuje y, por otra, al Sistema de
Lubricación del trasdós de la tubería.
Estaciones intermedias de empuje
Sobre estos equipos debe tenerse en cuenta,
principalmente, lo siguiente:
n Una Estación intermedia está formada por
una serie de gatos de accionamiento hidráulico dispuestos en el perímetro de una virola
de acero que se intercala entre dos tubos. Su
cometido es complementar el empuje necesario, cuando el que se aplica desde la
Estación de hinca tiende a agotarse (Figura 8).
n Ya se comprende, por lo tanto, que la primera
estación debe estar cerca de la microtuneladora (a una distancia de menos de 50 m de la
misma), por lo cual, las estructuras de todas las
estaciones previstas deben situarse en obra al
mismo tiempo que los tubos de la hinca.
Figura 8. Estación intermedia de empuje
n El número de estaciones necesarias debe
preverse inicialmente y deben ser colocadas
en su totalidad. Por supuesto, en este caso,
como en cualquier otro relativo a las hincas,
la experiencia en macizos similares es un criterio prioritario a tener en cuenta, pero se
debe huir de todo optimismo.
de unos 3 a 4 cms mayor que el del trasdós de
la tubería. Esto obliga a montar un sistema de
lubricación del tubo que haga viable la hinca,
sobre lo cual, a continuación se hacen las
siguientes recomendaciones:
n Por último, debe decirse que, al final de la hin-
n La lubricación del trasdós es necesaria para
ca se recuperan los gatos y sus conexiones,
que es la parte principal del coste de una
estación, e, incluso, ha sido frecuente no
tener que llegar a usar las estaciones montadas, es decir, que es suficiente tener un juego
de gatos siempre disponible.
cualquier hinca, sea cual fuere el tipo de
terreno, pero ya se comprende que es una
necesidad esencial en las hincas en rocas
duras que, además, suelen ser muy abrasivas.
n El sistema, adoptado sin excepción de acuer-
do con el “actual estado del arte” consiste en
mantener el microhueco (“micro–gap”)
entre tubo y terreno relleno de un lodo bentonítico inyectado a presión, con lo cual, además de lubricar el tubo, se mantiene su colocación de acuerdo con la precisión debida.
n Como dato a tener en cuenta, para una hin-
ca en roca dura de una longitud de hasta 700
m y diámetro de excavación entre 2,00 m y
2,50 m, debe preverse un mínimo de 7 estaciones intermedias de empuje.
n El lodo bentonítico se bombea desde el exte-
Sistema de lubricación del trasdós de
la tubería
La Rueda de corte de la microtuneladora
realiza la excavación del terreno con un radio
rior para alimentar una tubería, en la que se
intercalan pequeñas inyectoras, de las que
parten las conexiones con el microhueco
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No obstante, dada la importancia de la
lubricación en este tipo de terreno, un
especialista debe vigilar continuamente el
correcto funcionamiento de todos los
componentes instalados en el túnel, una razón
más en favor de secciones de tubería de
diámetro interior no inferior a unos 1,75 m.
3.5. Trabajos finales de una hinca en
roca dura
Para terminar, se hace una referencia a dos
trabajos finales a realizar en una hinca en roca:
la Consolidación de la posición del
revestimiento, por una parte y, por otra, la
Recuperación de la TBM en hincas en aguas
profundas.
Consolidación de la posición del
revestimiento
El microhueco (“micro-gap”) existente entre
la superficie de la excavación y el trasdós de la
tubería, que se ha rellenado de lodo bentonítico
a lo largo de la hinca se mantendrá así hasta que
se termine el proceso de la construcción del
tramo, pero, una vez finalizado éste, el lodo
debe ser sustituido por una lechada de
cemento, a fin de consolidar definitivamente la
posición de la tubería con la pasta de cemento
una vez fraguada. Respecto de esta operación,
se procederá como sigue:
Figura 9. Tuberías e inyectoras del sistema de lubricación
n La lechada de cemento se debe inyectar por
mencionado, a través de los orificios de los
tubos. A tal fin, los tubos suelen tener 3 orificios (uno en clave y dos, a unos 120º a uno
y otro lado del eje de la sección) Figura 9.
tramos de 200 m de longitud como máximo,
para ir comprobando su ejecución y se hace, a
través de los mismos orificios de la tubería que
sirvieron para inyectar el lodo bentonítico.
n Aunque las conexiones suelen no hacerse en
n La inyección se hará siempre de abajo hacia
todos los tubos, sino solo cada dos en rocas
duras (cada 3, como máximo, en otros casos)
todos los tubos deben fabricarse con los 3
orificios mencionados, porque su sobrecoste
es mínimo, comparado con el del problema
que puede crear cualquier error al alimentar
la Estación de empuje.
arriba, es decir, en sentido contrario al de la
pendiente de la hinca, pendiente -de al
menos, un 1%- que siempre existe por necesidades funcionales del proyecto (drenaje de
humedades si se trata de galerías de servicios, o bien diseño de canales en régimen
lento, en casos de colectores de aguas residuales y/o emisarios finales de un saneamiento urbano integral).
n Por último, en algunas hincas se ponen en
marcha manualmente las pequeñas bombas
de inyección del lodo, lo que siempre puede
crear problemas, por lo que es práctica habitual, y absolutamente necesaria en macizos
de roca dura y abrasiva, el funcionamiento
automático del sistema.
n Para independizar los tramos, ya que la pen-
diente es muy pequeña, es suficiente inyectar
previamente una resina agua reactiva de tipo
bicomponente a través de los orificios de un
solo tubo al final del tramo, para producir el
tabique.
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n En cuanto a la inyección de lechada puede
utilizarse una mezcla, con relación A:C en
peso de 1:2, añadiendo un catalizador para
aumentar la velocidad de fraguado. La presión
de la inyección debe ser igual a la carga de
agua del macizo + 0,5 bar, si bien en los tramos finales de la hinca de un emisario que
desagüe en aguas profundas (un lago o el
mar), la carga a tener en cuenta será la del
nivel del agua exterior sobre el tramo de
tubería.
n La operación se suele hacer con un circuito
de bombeo de lechada desde el exterior, con
doble tubería (ida y vuelta). Por una de ellas
se bombea la lechada de cemento, y por la
otra se va recibiendo el lodo bentonítico del
tramo que se está tratando. El material de
salida es inicialmente lodo bentonítico y agua,
(con arenilla en las hincas en roca); pero
enseguida pasa a ser una mezcla de lodo
y lechada, en la que la proporción de lodo
va disminuyendo al tiempo que aumenta
la de lechada.
n Pese a que esas mezclas han de tratarse
como desechos que son, el proceso debe
continuar hasta apreciar que el volumen
de lechada es, por lo menos, el doble del
de lodo bentonítico, es decir, que la parte
de lechada ha alcanzado entre el 60% y el
70% del volumen total.
n Por supuesto, la inyección final del tramo
no es de un 100% de pasta de cemento,
sino que tiene un reducido % de bentonita. Como su fraguado sería muy lento, es
por lo que se recomienda hacer la adición
del catalizador para acelerarlo.
Recuperación
de
la
microtuneladora en hincas en
aguas profundas
La recuperación de la TBM en tales casos
necesita disponer, por una parte, de
“hombres rana” para las maniobras de
colocación de eslingas y otro medios de
agarre de la máquina y, por otra, de un
aparato flotante automotriz, de escasa
potencia, para las ayudas a los “ranas” y el
remolque de la máquina, una vez reflotada.
− Para reflotarla se utilizan normalmente
globos de plástico resistente que, una vez
unidos a las eslingas que abrazan la máquina,
se hinchan con aire a presión hasta elevarla
hasta un par de metros de la superficie (Figura
10).
− Se alcanza así un perfil del fondo de poca
profundidad, o se aborda un muelle, (Figura 11)
desde los que se carga la máquina al vehículo de
transporte que la lleva al Parque de maquinaria.
4. Conclusiones y
agradecimientos
Conclusiones
1) Los diseños de túneles a realizar por hincas
en rocas duras y abrasivas, debido a las
diversas instalaciones de equipos y
conducciones a montar en el interior, que
han de revisarse en condiciones de seguridad
máxima, requieren adoptar secciones de un
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Hinca de tubos
5) Por último, especialmente en este tipo de
hincas, es necesario consolidar la posición
del revestimiento con lechada de cemento
que se inyecta, sustituyendo el lodo
bentonítico del trasdós de los tubos, a través
de los mismos orificios utilizado para el lodo.
Agradecimientos
Queremos
manifestar
nuestro
agradecimiento a los Ingenieros Alberto
González Fernández y Benigno Antuña Alvarez,
directivos de la Ingeniarla BALCE S.L.
especializada en Ingeniería del subsuelo y
Microtúneles, por su participación en la
presente ponencia, de la que pueden
considerarse verdaderos coautores, a la vez que
han ejecutado las obras mencionadas en el
Cuadro nº 2 de esta Ponencia.
Figura 10. Globos
usados para
reflotar la TBM
Figura 11. Microtuneladora recuperada
Por último, hemos de agradecer también a
los fabricantes de equipo y tubería de hinca, su
autorización para utilizar las fotografías
incluidas en la misma.
5. Referencias bibliográficas
1) Dr. Ing. Dietrich Stein (BOCHUM University)
“PRACTICAL GUIDELINE FOR THE APPLICATION OF
MICROTUNNELLING METHODS” Edit. STEIN &
PARTNER (Germany). Junio 2005.
diámetro interior mínimo de 1,75 m en la
tubería de hinca que servirá de
revestimiento.
2) Dr. Ing. Dietrich Stein (BOCHUM University).
“TRENCHLESS TECHNOLOGY FOR INSTALATION
OF CABLES AND PIPELINES”. Edit. STEIN &
PARTNERS (Germany) Febrero. 2005.
2) Las microtuneladoras a emplear son del tipo
hidroescudo (“mixshield”) con transporte
hidráulico por bombeo de la mezcla de agua
y material sólido hasta la planta de
separación lo que re quiere con frecuencia la
adición de un lodo arcilloso.
3) Dr. Ing. Martin Herrenknecht “20 YEARS OF
MICROTUNNELING”. Edit. HERRENKNECHT AG D77963 Schwanau (Germany). 2006.
3) Usualmente la tubería de revestimiento es de
HA. convencional, habiendo alcanzado un
grado de alta calidad en los fabricantes
españoles. Aparte de ello, se han hecho hincas
en nuestra nación, con tubos de dimensiones
similares, pero ensayando con éxito nuevos
materiales como el mencionado “polycrete”.
4) Ing. Paz Navarro Gancedo Rodriguez. “HINCA DE
TUBERÍA O EMPUJE DE TUBOS”. MANUAL DE
TÚNELES Y OBRAS SUBTERRÁNEAS (Capítulo 53).
Editor: Carlos Lopez Gimeno. ETSIM (Universidad
POLITÉCNICA de Madrid). Edición 2011.
5) Autores varios. “MICROTUNNEL CONSTRUCTION”.
Proceedings del “5th International Microtunnelling
Symposium”. Editores: HERRENKNECHT AG
Schwanau (Germany) / VGE. Essen. Abril 2001
4) En las hincas en roca dura y agresiva hay que
montar un número suficiente de estaciones
intermedias de empuje, así como un sistema
automático de lubricación con lodo
bentonítico, inyectado a presión en el trasdós
de la tubería a través de orificios practicados
en la misma.
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