Los métodos constructivos y la instrumentación a disponer en las obras

Túneles
Los métodos constructivos
y la instrumentación a
disponer en las obras
realizadas por MINTRA en
las diversas ampliaciones
del Metro de Madrid
Jesús M. Trabada Guijarro, Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos; Consejero Delegado de Madrid Infraestructuras del
Transporte (MINTRA) de la Consejería de Transportes e Infraestructuras (Comunidad de Madrid).
Fernando Díez Rubio, Dr. Ingeniero de Caminos Canales y Puertos; Unidad de Seguimiento, Auscultación y Control (USAC) de
MINTRA.
En la historia del Metro de Madrid, cuyo inicio se remonta al año 1919,
se han ejecutado hasta 330 Km de líneas, no todas subterráneas, en
diversos periodos, siendo los más importantes los comprendidos entre
los años 1995 y 2007. Se han utilizado igualmente diferentes métodos
de construcción, basados en diversos principios, y algunos de ellos
tienden a ser el más utilizado (tuneladora trabajando en modo EPB) y
por el contrario otros se abandonan (y proscriben) por considerarlos,
en los terrenos del área de Madrid, de seguridad cuanto menos
comprometida, para trabajadores y entorno. Tales métodos son
aquellos que tienen un frente de gran dimensión sin sostener, por
ejemplo, el Nuevo Método Austriaco Modificado.
1. Introducción
Fig.: 1.-Evolución de la red del Metro de Madrid
Se analizan en los apartados siguientes los
temas :
Alcance de los diversos periodos de ampliación del Metro de Madrid, desde el año 1995.
Los diversos métodos de construcción
empleados para la ejecución de las diversas
líneas, prestando especial atención a los que
se utilizan actualmente.
La instrumentación a disponer así como algunas recomendaciones respecto a su medición
e interpretación.
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Túneles
2.1. Ampliaciones anteriores al año
2003
2. Ampliación del Metro de
Madrid
Periodo 1995-1999: la Comunidad de Madrid
Desde la inauguración en Octubre de 1919 de
los primeros 3,5 km hasta 1995, la red de Metro
de Madrid ha experimentado un crecimiento más
o menos uniforme. Así, desde 1919 hasta 1951, la
Compañía Metropolitana de Madrid construyó
27,6 km.
se planteó la Ampliación de Metro, que supuso la construcción de 57,4 km de línea y 38
nuevas estaciones, con dos objetivos prioritarios:
Prolongar líneas existentes hacia zonas
periféricas para dar servicio a la demanda
generada por el aumento de población en
estas zonas.
Mejorar y consolidar la red existente.
Tras un periodo sin ampliaciones, debido a
diversas causas (aumento coste de materiales y
mano de obra, entre otras), la red experimenta
otro incremento, pasando de 27,6 a 64,3 km en
el periodo 1961 - 1975.
Periodo 1999-2003: continuista con la ante-
rior, esta ampliación pretendió llevar la red de
Metro a aquellas zonas periféricas con gran
demanda de servicio y a la que no se pudo llegar en el periodo anterior. Realizando, de esta
forma:
Entre 1975 y 1978 la compañía no construyó
tramo alguno, hasta que en enero de 1979 se
inauguraron 2,5 nuevos kilómetros. Desde esta
fecha y hasta 1987, la red llegó hasta los 110,2 km,
con un promedio de crecimiento de 5,74 km/año.
Línea circular en la zona sur de la
Comunidad de Madrid: Metrosur. Para su
conexión con el resto de la red de Metro,
se amplió la línea 10 hacia el sur, hasta
Alcorcón.
Ampliación de la línea 8, para conectar Mar
de Cristal con la estación de Nuevos
Ministerios,
creando
un
gran
intercambiador de transporte
Se ejecutaron 54,6 km de línea y 36 nuevas
estaciones
Con la transferencia de competencias en
materia de transportes, la Comunidad de Madrid
se planteó la necesidad de una Ampliación de la
red de Metro para dar respuesta al incesante
incremento del número de viajeros y consolidar
al Metro de Madrid como eje esencial y
estructurante del transporte público de Madrid.
Para satisfacer tal necesidad se plantearon nuevas
inversiones en obras de Metro, comenzando con
la ampliación de la línea 1 y el cierre de la línea
circular (línea 6). A partir de 1995 se decidió
consolidar
la
ampliación
del
Metro
estableciéndose las ampliaciones de los periodos
1995-1999, 1999-2003, 2003-2007 y el actual
2007-2011.
Al final del periodo legislativo 1999-2003, la
red del Metro de Madrid tiene una longitud de
235 km y 238 estaciones.
2.2. Periodo 2003-2007
Es en este periodo donde se ha ejecutado la
mayor ampliación del Metro de Madrid, hasta el
momento, con la construcción de 83,5 km de
línea y 80 nuevas estaciones (figura 2).
Como resultado de las tres primeras
ampliaciones citadas, la red de Metro triplica su
longitud (de 110 km a 319 km) y el número de
estaciones (de 120 a 318).
Frente a la media histórica de 1,27 km/año, en
dicho periodo la red ha crecido a razón de 16,4
km/año (figura 1). En el último de los periodos
citados, el ritmo ha disminuido, ejecutándose 12,5
km.
Esta Ampliación, continuación de las
anteriores, comparte objetivos básicos e
introduce características nuevas:
Dar servicio a barrios periféricos consolida-
dos de Madrid, prolongado líneas existentes.
Por ejemplo, la Línea 3 al Bº de Villaverde.
Hasta el año 1995, la red de Metro de Madrid
contaba con 120 Km y 164 estaciones y al final
del periodo 2007-2011 se alcanza una red de 327
km, con 330 estaciones.
Dotar de transporte público a los nuevos
desarrollos urbanísticos de Madrid, realizando
nuevas líneas o ampliando las existentes. Por
ejemplo: Línea 1 al PAU de Vallecas.
Se analizan los 16 últimos años de ampliación
del Metro de Madrid, desde el año 1995 al 2011.
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Túneles
2.3. Periodo 2007-2011
Este periodo que termina en mayo de 2011,
hace referencia a dos modos de transporte
(figura 3):
Metro convencional:
Ampliación de la línea 9 de la estación de
Herrera Oria a Mirasierra.
Ampliación de la línea 11 del PAU de
Carabanchel al Barrio de la Fortuna
(Leganés).
Ampliación de la línea 2 de La Elipa al
Barrio de Las Rosas.
Líneas ferroviarias:
Línea ferroviaria Móstoles a Navalcarnero,
de 12 km de longitud y 7 estaciones. Se
ejecutan unos 4 km con tuneladora de
diámetro algo superior (10,50 m).
Línea ferroviaria Puente de los FrancesesMoncloa (en proyecto).
Línea ferroviaria en Torrejón de Ardóz (en
fase de obra).
Figura 2: Ampliación de la red de Metro de Madrid. Periodo: 2003-2007
Ejecución de nuevas estaciones en líneas
existentes, como puede ser la de Pinar de
Rey en Línea 8.
Extender la red a las poblaciones próximas de
3. Métodos constructivos
Madrid. Por ejemplo: Metronorte (línea 10) a
Alcobendas y San Sebastián de los Reyes.
La implantación del Metro Ligero en la red de
Metro de Madrid (p.e.: Metro ligero a Boadilla
del Monte).
Los sistemas de ejecución de túneles que se
han utilizado en las diversas ampliaciones del
Metro de Madrid, desde su inauguración en el
año 1917, son:
Túnel excavado en mina por fases, mediante
el Método Tradicional de Madrid, (MTM)
variante del método belga o mediante el
método Alemán, para grandes superficies
(estaciones subterráneas).
Nuevo método austriaco NATM.
Entibadora de lanzas.
Precorte mecánico.
Excavación mediante tuneladoras, bien de
frente abierto o de frente cerrado trabajando
en modo EPB.
Túnel artificial (Cut and cover), excavación
mediante muros-pantalla (bien continuo o de
pilotes dependiendo de la presencia de agua).
Analizando el porcentaje de utilización de
cada uno de los métodos citados (figura 4) se
Figura 3: Ampliación de la red de transportes y Metro de Madrid.
Periodo: 2007-2011
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Túneles
observa que el 75% de los túneles se han
ejecutado mediante EPB o MTM, porcentaje que
llega hasta casi el 90% si se le añaden los
métodos de ejecución a cielo abierto. Si no se
contaran los km ejecutados con tuneladora EPB,
cuyo uso se inició en 1995, el total de km
ejecutados por método tradicional y a cielo
abierto alcanzaría el 82%. Por el contrario, el
método austriaco y el precorte son métodos de
escasa representatividad, actualmente en
desuso.
La evolución en el tiempo de los diferentes
métodos utilizados, en periodos de 5 años
(figura 5) permite indicar:
Figura 5: Evolución de los métodos constructivos en la red del Metro de
Madrid
3.1. Métodos constructivos
empleados recientemente
A partir del año 1995, a partir del que
empiezan las grandes ampliaciones del Metro de
Madrid, la selección del método más adecuado
se hace teniendo en cuenta:
La máxima prioridad es la seguridad de los
trabajadores en el interior del túnel y del
entorno frente a condicionantes de plazo o
de coste.
Máxima seguridad para los edificios y otros
Figura 4: Porcentaje de los diversos métodos
constructivos empleados
elementos en la superficie del terreno, minimizando los posibles asientos que se producen.
El método tradicional de Madrid se ha emple-
El túnel debe ser, desde el punto de vista geo-
ado, de forma continua, desde el comienzo de
las obras de la primera línea en 1917 hasta
hoy en día.
técnico, seguro y estable, minimizando la
superficie del frente excavado si los métodos
utilizados no contemplan el sostenimiento del
frente.
El método austriaco (NATM modificado) y el
precorte sólo se han utilizado en la ejecución
de 280 y 540 m respectivamente, en el cierre
de la línea 6 inaugurada en 1995.
De acuerdo con estos criterios, los métodos
utilizados desde entonces (ampliaciones 199599; 1999-2003; 2003-2007 y 2007-11) son:
Los métodos a cielo abierto han sido emple-
Excavación por fases: Método Tradicional de
ados de forma continua, salvo en los años 80,
en los que se sustituyeron por otros métodos.
Madrid (túnel) o Método Alemán (estaciones
subterráneas o cavernas).
En dicho periodo (años 80) se generalizó el
Túnel entre pantallas y falso túnel.
uso de la entibadora de lanzas y el escudo
abierto, métodos que han sido abandonados.
Excavación mediante tuneladoras de presión
La tuneladora de frente abierto se ha emple-
de tierras (E.P.B.).
ado en los años 80, fundamentalmente en los
tramos profundos de la línea 9.
Por el contrario se han desestimado aquellos
métodos constructivos que implican tener una
sección en el frente, de gran superficie, sin
asegurar su estabilidad, que son:
La tuneladora EPB se viene empleando desde
1995, la longitud total de túnel ejecutado
(unos 100 km) es superior a la de cualquier
otro método.
Nuevo Método Austriaco (NATM).
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Túneles
basada en el principio de ejecutar pequeñas
excavaciones de avance que se van entibando y
recreciendo sucesivamente (figura 7).
Los elementos de este sistema son la
ejecución de la galería de avance, en clave, y su
entibación provisional, recrecido y ensanchado
de la bóveda, hormigonado "in situ" y excavación
de la destroza inferior para finalizar con el
hormigonado de los hastiales por bataches
contrapeados. La sección se completa finalmente
mediante la contrabóveda o solera de cierre.
Resulta muy eficaz para el control de las
subsidencias realizar las inyecciones de contacto
en bóveda, para el relleno de huecos.
Figura 6: Evolución de los métodos constructivos
Precorte Mecánico.
El gran inconveniente de este sistema es el
rendimiento, que para túneles de 9,50 m de
ancho se ejecutan de 1 a 3 m/día en avance, entre
40 y 60 m/mes y equipo. Teóricamente, con un
número suficiente de frentes de excavación (6-8)
pueden alcanzarse rendimientos similares a las
que proporcionan los equipos mecanizados de
sección completa (rendimientos medios de 15
m/día).
Tuneladora de frente abierto.
Analizando la evolución de los métodos
constructivos empleados (figura 6) se observa
como aproximadamente el 60% de la red se
ejecuta con tuneladora EPB y aproximadamente
un 10-20% mediante el Método Tradicional de
Madrid, lo que indica que ¾ partes de la red de
metro en los últimos 16 años se ha ejecutado
en túnel propiamente dicho.
La excavación mediante el método tradicional
tiene el inconveniente de que requiere un mayor
número de mano de obra especializada que en el
caso de la excavación mecanizada lo que supone
que, si hay que abrir varios frentes simultáneos,
pueda ser difícil encontrar suficientes operarios
con dicha experiencia. Por otra parte, las
3.1.1. Método Tradicional de Madrid
Para galerías auxiliares o cuando no es posible
la ejecución mediante tuneladora (por longitud
del tramo, por trazado: planta y perfil, etc.), se
muestra muy adecuado la excavación por fases
Figura 7: fases del
método Belga (o
Tradicional de Madrid)
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Túneles
Figura 8: Fases de
ejecución del túnel
somero entre pantallas.
condiciones de seguridad para los operarios no
son las mismas que las que proporciona una
excavación con tuneladora.
seguridad, aseguramiento de costes y plazos,
afección controlada al entorno.
La tipología de tuneladora de presión de
tierras, EPB es la más idónea por tratarse de
terrenos arcillosos o con un elevado contenido
en finos. Presenta tres ideas básicas:
3.1.2. Túnel entre pantallas o pilotes
El sistema de excavación en túnel artificial,
mediante muros-pantalla y losa de cubrimiento
para restitución posterior del viario, representa
unas ventajas considerables desde el punto de
vista de rapidez de ejecución, reducción de
subsidencias y una reducción notable en los
costes de ejecución (siempre que la profundidad
de la infraestructura no sea grande y la
presencia de servicios, colectores, gas,
electricidad, etc., sea moderada).
Estabilizar el frente con un material a presión,
que es el propio material excavado, una vez
convertido, por adición de diversos productos, en una mezcla de consistencia visco-plástica.
Lograr que la mezcla tenga la consistencia
adecuada para ser transportable por cinta y/o
vagón.
En algunos casos es posible ejecutar media
sección, esto es, una pantalla y media losa de
cubierta y realizar la otra media sección con
posterioridad por lo que la ocupación de la
superficie superior no es total sino en dos
mitades, aunque aumenta el plazo.
Lograr que dicha mezcla se pueda extraer sin
perder la presión en el frente.
El esquema de un escudo de presión de
tierras se adjunta en la figura 9. Su
funcionamiento, de acuerdo con los principios
señalados, es:
Frente a dichas ventajas se plantean
inconvenientes de desvíos y reposición de
servicios, instalaciones y del tráfico en
superficie, lo que supone una seria alteración y
molestias por la necesidad de ocupación
temporal del espacio.
La estabilización del frente se logra mante-
niendo la cabeza, con la cámara llena de la
mezcla del terreno excavado con ciertos productos de adición, comprimida contra el frente por medio del empuje longitudinal de los
gatos contra el revestimiento.
El método admite diversas variantes, desde la
entibación (pantallas o pilotes) hasta las fases de
ejecución, desde la mas sencilla (figura 8) hasta
aquella que es preciso disponer varios niveles de
puntales provisionales por estar la rasante
profunda.
El par de giro de la rueda de corte hace posi-
ble la excavación mecánica del terreno, venciendo a la vez los rozamientos de la cabeza
contra el frente. El terreno excavado que
entra en la cámara sustituye a un volumen
equivalente del que se extrae de la misma sin
pérdida de presión.
3.1.3. Excavación con tuneladora EPB
Es el método de ejecución que más se tiende
a aplicar por cumplir todos los requisitos de
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4. Instrumentación
Una vez conocido el método constructivo y
fijado el nivel de control que se va a llevar a
cabo (Trabada, J. y otros, 2010) se puede
establecer lo que se quiere medir (sección tipo
de instrumentación) y cuando se debe medir
(frecuencia de lecturas) indicándolo en el Plan
de Auscultación.
Lo que se pretende medir se puede dividir
en dos grupos:
Manifestaciones en el entorno donde se rea-
lizan las obras: movimientos verticales en
superficie (hitos de nivelación, HN), movimientos verticales en profundidad (extensómetros de varillas, ExV), movimientos horizontales en profundidad (inclinómetros, IN),
movimientos en estructuras, edificios (regletas, Re) y variación del nivel freático.
Figura 9: Esquema de un Escudo de Presión de tierras (EPB)
Dicha extracción se hace por medio de un
tornillo sinfín, que vierte el escombro a las
cintas de carga y de ahí a los vehículos de
transporte (vagones) o a otra cinta.
Puede decirse que las tuneladoras de presión
de tierras son idóneas para excavar suelos
arcillo-limosos y limo-arenosos de consistencia
entre pastosa y blanda, con un contenido
mínimo de finos del orden del 30%. Por ello
cuando el material no tiene esas características,
debe ser acondicionado debidamente en la
cámara, formando la mezcla idónea.
Interacción terreno-estructura: presión y
empuje del terreno en pantallas, dovelas u
otra estructura enterrada (células de presión
total), tensión en elementos estructurales,
midiendo la deformación de la armadura
(extensímetros de cuerda vibrante), tensión
en arriostramientos o anclajes (células de
carga), movimientos en túneles (convergencias) o en pantallas (inclinómetros).
Se analiza en los apartados siguientes la
instrumentación propia de cada método
constructivo. Hay que tener en cuenta que
debido al rendimiento propio de cada uno de
los métodos constructivos, la frecuencia de
lecturas de la instrumentación será diferente en
cada uno de ellos.
Tabla 1: Frecuencia de lecturas en túnel excavado con tuneladora
4.1. Tuneladora
Las frecuencias de lecturas para la
instrumentación dispuesta en un túnel
ejecutado con tuneladora EPB (tabla 1)
depende del nivel de control establecido, del
tipo de instrumento dispuesto y de la distancia
del punto de observación al frente de
excavación (figura 10).
En la sección tipo completa en un túnel
excavado con tuneladora (figura 11), se dispone:
Para analizar la afección al entorno: hitos de
nivelación, extensómetros de varillas anclados
a diferentes profundidades, piezómetros (en el
caso de presencia de nivel freático) e inclinó-
Figura 10: Esquema de las diferentes zonas de lectura en túnel excavado
con EPB
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Túneles
metros si existen edificios o estructuras próximas para medir el movimiento horizontal.
Para analizar las cargas o movimientos en la
estructura (dovelas):
Células
de presión total en sentido
radial y tangencial. Mientras la primera
mide la presión que ejerce el terreno
sobre el anillo de dovelas, las segundas
miden la tensión (compresión) de trabajo
del anillo de dovelas.
Extensímetros de cuerda vibrante en las
armaduras de las dovelas, midiendo la
elongación o acortamiento de dicha
armadura y obtener la tensión de trabajo
de las mismas.
Pernos de convergencia o miniprismas
(dependiendo del sistema de medida: cinta
invar o estación total): para medir como se
deforma la sección del túnel. Generalmente
estas medidas se realizan cuando se hace
una obra en el entorno del túnel ya
terminado y quiere medirse su afección al
túnel (figura 12), ya que en un túnel
ejecutado con tuneladora, cuando ha
pasado totalmente el back-up, que es
cuando se puede medir, la sección está
totalmente estabilizada.
Figura 11: Sección tipo completa de instrumentación en túnel excavado
con tuneladora
Figura 12: Medida de convergencias en un túnel de dovelas (manual)
La instrumentación dispuesta (unos 5000
instrumentos entre los periodos 2003-07 y
2007-11) para medir el movimiento vertical en
superficie en tramos ejecutados con tuneladora
ha permitido obtener, para la ciudad de Madrid,
un modelo (Nuevo Modelo Madrid, Díez y
Oteo, 2010, (figura 13) para la predicción de
asientos en superficie en túneles ejecutados con
tuneladora EPB de gran diámetro, objeto de una
Tesis Doctoral (Díez, 2010).
4.2. Entre pantallas o pilotes
Las frecuencias de lecturas para la
instrumentación dispuesta en un túnel
ejecutado entre pantallas o pilotes (tabla 2), al
igual que el explicado en el apartado anterior,
depende del nivel de control establecido, de la
fase de ejecución en que se esté, del tipo de
instrumento dispuesto y de la distancia del
punto de observación al frente de excavación.
Figura 13: Nuevo Modelo Madrid para la estimación de asientos (Díez y
Oteo, 2010)
La sección tipo dispuesta difiere de las
variantes constructivas adoptadas pero en
general, en una sección completa en este
método constructivo (figura 14) está formada
por:
Medición de la afección al entorno: hitos de
nivelación, regletas, inclinómetros entre pantallas y edificios, etc. En el caso de presencia
de un nivel freático estable, deben disponerse
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Túneles
Células de presión total en contrabóvedas
o losas de fondo: evolución de la
subpresión y en el caso de terrenos
expansivos, la evolución de la presión de
hinchamiento.
Inclinómetros en el interior de las
pantallas o pilotes (figura 16): permite
observar la evolución de los movimientos
horizontales y su comparativa con los
valores esperables.
En los arriostramientos provisionales,
anclajes o en losas o puntales definitivos se
disponen células de presión total para
medir la presión (tensión) de trabajo real.
En el caso de anclajes es muy útil para
comprobar la carga de tesado y la
evolución de dicha carga (relajación o por
el contrario, el anclaje trabaja a mayor
tensión de la considerada). En elementos
de hormigón se puede disponer
extensímetros de cuerda vibrante en las
armaduras (en ambas caras).
La disposición de estos elementos en las
pantallas (células de presión total e
inclinómetros) debe realizarse en las
armaduras de las pantallas con
anterioridad a introducir éstas en el
terreno, con la dificultad que ello conlleva
(figura 17).
Tabla 2: Frecuencia de lecturas en túnel ejecutado entre pantallas
Figura 14: Sección instrumentada en túnel (estación) entre
pantallas
a ambos lados piezómetros para analizar el
posible efecto barrera de la infraestructura
ejecutada.
Medición en la propia infraestructura:
Células de presión total a diferentes
alturas en el trasdós de las pantallas para
analizar el empuje (presión) real del
terreno y su evolución (figura 15).
Figura 15: Células de presión total en
pantallas. Evolución medición
Figura 16: Medición del movimiento
horizontal mediante inclinómetro
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Túneles
Figura 18: Sección tipo completa en túnel ejecutado mediante el
Método Tradicional de Madrid
central y hastiales y contrabóveda, y en cada
uno de ellos hay que adoptar la frecuencia
indicada pues en todas ellas se producen
movimientos en la superficie (figura 19).
Figura 17: Izado jaula de pantalla con la
instrumentación: Célula de presión total y
tubería inclinométrica
En la estructura: células de presión total en
trasdós de estructura de hormigón en masa y
medidas para convergencias (bien pernos o
miniprismas, dependiendo el sistema de medida). Estos movimientos en general son
inapreciables, ya que cuando se pueden empezar a medir, la sección está totalmente hormigonada. Suelen ser útiles estas medidas cuando se ejecuta una obra ajena a la
infraestructura del metro con ésta totalmente terminada, y analizar su posible influencia.
4.3. Método Tradicional de Madrid
Las frecuencias de lecturas para la
instrumentación dispuesta en un túnel
ejecutado mediante el método belga o llamado
localmente Método Tradicional de Madrid
(tabla 3) depende del nivel de control
establecido, del instrumento dispuesto y de la
distancia del punto de observación al frente de
excavación.
La sección completa tipo a disponer (figura
18) está formada por:
4.4. Análisis de resultado de la
instrumentación
Las lecturas obtenidas son analizadas y
comparadas con un valor de referencia,
establecido en cada caso, asignándole unos
umbrales de control: verde, ámbar o rojo
(Trabada, J. y otros, 2010). Estos valores de
Instrumentación en superficie: similar a la del
método de tuneladora. En este caso hay que
tener en cuenta que hay tres frentes de excavación y ejecución del túnel: bóveda, destroza
Tabla 3: Frecuencia
de lecturas en túnel
excavado mediante
el método
tradicional de Madrid
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Túneles
Figura 19: medidas en
superficie del asiento
producido por MTM
Medidas de actuación:
Análisis específico de la situación
Disponer instrumentación complementaria
y aumentar la frecuencia de lecturas.
Revisión del proceso constructivo y
analizar la necesidad medidas correctoras
de refuerzo o protección (tratamiento del
terreno y/o recalce de las estructuras
afectadas).
referencia pueden ser los movimientos
máximos admisibles adicionales por la
infraestructura en cuestión (edificio, servicio,
etc.) o bien los valores máximos resultantes del
cálculo (caso de estructuras de contención
como pueden ser las pantallas).
Los procedimientos establecidos en las
diversas ampliaciones hacen referencia a la
superación de cada uno de esos niveles de
control a los que se les asigna un nivel de alerta
(del mismo color que el umbral establecido),
adoptando unas medidas de actuación
concretas (ver figuras 12, 16 y 19):
5. Conclusiones
Respecto a los métodos constructivos, se
puede indicar:
Nivel de alerta verde:
La tuneladora EPB es el procedimiento cons-
Movimientos: por debajo del umbral
ámbar establecido o inferiores al 75% del
previsto en pantallas.
Medidas de actuación: continuar con el
procedimiento establecido (frecuencia de
lecturas y proceso constructivo).
tructivo de mayor importancia y debe seguir
siéndolo, por motivos tales como la seguridad
que supone su uso y el rendimiento que se
consigue (500 m/mes, frente a los 100 m/mes
de los métodos a cielo abierto, o 50 m/mes
del método tradicional).
Nivel de alerta ámbar:
Por motivos de seguridad (personal de traba-
Movimientos: superan el umbral ámbar
establecido pero inferior al umbral rojo.
En pantallas están entre el 75 y 125% del
previsto.
Medidas de actuación: Incrementar la
frecuencia de lecturas y mantener el
proceso constructivo previsto.
jo y afección al medio) no deben emplearse
ni tuneladoras de frente abierto ni métodos
constructivos de gran frente abierto (NATM,
precorte).
En ocasiones el empleo de tuneladora EPB no
sea viable: tramos cortos de túnel, imposibilidad de ubicar un pozo de ataque, etc. En este
caso, habría que recurrir a procedimientos de
ejecución a cielo abierto o al método tradicional de Madrid, métodos que se consideran
seguros y fiables.
Nivel de alerta rojo:
Movimientos: superior al umbral rojo
establecido. En pantallas superior al 125%
del previsto.
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Túneles
En cualquier caso, el método tradicional de
Silva, a Raúl Talavera, a los asesores Carlos Oteo,
José María Rodríguez y Felipe Mendaña, a las
empresas especialistas en instrumentación y al
personal de la USAC: María Fernández y Tomás
Sanz.
Madrid se seguirá utilizando para cañones,
galerías de conexión, pequeños túneles de
conexión entre líneas o a cocheras, fondos de
saco, etc.
Respecto a la instrumentación a disponer y su
seguimiento, se puede indicar:
7. Bibliografía
Se debe medir aquello que sean medidas
ARNAIZ, M. (1993): "Sistemas constructivos en obras en
ejecución para la ampliación del Metro de Madrid. Período 19901993. Jornadas Técnicas sobre la Ampliación del Metro de Madrid.
Consejería de Transportes de la Comunidad de Madrid.
directas y útiles, utilizando instrumentación
que sea fácil montaje (la lectura no dependerá
de un error de montaje) y, en caso de rotura,
de fácil reposición.
CABEZAS, J.V., GARRIDO, A. (1980): “Ejecución del túnel del
Metro de Madrid en el tramo Sainz de Baranda-Pavones”. Revista
de Obras Públicas nº 3.181. Colegio de Ingenieros de Caminos,
Canales y Puertos.
La instrumentación debe ser fácil de medir, con
errores de medición mínimos y acordes a la
magnitud de la medida esperable, no se deben
disponer de excesivos datos y la obtención de
datos debe ser lo más rápida y directa posible.
DÍEZ, F. (2010).Tesis Doctoral: “Nuevo Modelo Madrid para la
Estimación de Asientos Producidos en Túneles con Tuneladoras EPB
de Gran Diámetro”. Universidad Politécnica de Madrid.
Los datos obtenidos a partir de las diversas
MADRID, Ayuntamiento de (1986). “Geología, Geomorfología,
Hidrogeología y Geotecnia de Madrid”.
mediciones de un instrumento debe compararse:
MELIS, M. (1996): “Reflexiones sobre la construcción de los
túneles del Metro de Madrid”. Revista de Obras Públicas nº 3.359.
Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.
En edificios y estructuras existentes: con lo
esperado aunque es mejor compararlo con
los movimientos adicionales que es capaz
de soportar sin experimentar daño alguno.
En estructuras que se están ejecutando
(recinto de pantallas): con lo esperado
(pues es con lo que se ha diseñado).
MENDAÑA, F., RUIZ MERINO, J. (1997): “Las tuneladoras
modernas”. Revista de Obras Públicas nº 3.369. Colegio de
Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.
MOYA, A. (2009): “Metro de Madrid 1919-2009. Noventa
años de historia”. Metro de Madrid.
OTEO, C., RODRÍGUEZ ORTIZ, JM y MENDAÑA, F. (2003):
“Sobre los sistemas de construcción y parámetros geotécnicos de
diseño en la ampliación del Metro de Madrid”. Revista de Obras
Públicas nº 3.429. Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales y
Puertos.
La transmisión de los datos deber ser rápida y
tener en cuenta el establecimiento de los sistemas de alerta.
Se deben considerar las nuevas tendencias
TRABADA, J. (1993): "Reflexiones y experiencias sobre las
obras de ampliación del Metro". Jornadas Técnicas sobre la
Ampliación del Metro de Madrid. Consejería de Transportes de la
Comunidad de Madrid.
para sistemas de instrumentación más globales, tales como la fibra óptica, medición vía
satélite, etc.
TRABADA, J. (1996): "Comparación de resultados Cut and
Cover, Método Belga, Precorte y perspectivas de Nuevas
Tendencias: Experiencias en el Metro de Madrid". Curso sobre
Excavaciones Urbanas. Colegio de Ing. de Caminos, Canales y
Puertos.
La interpretación de los datos recopilados de
la instrumentación dispuesta da lugar a ajustar
los modelos existentes (como podría ser los
módulos de balasto en el caso de pantallas) o
a nuevos modelos, como el ya citado para la
estimación del asiento producido por las tuneladoras.
TRABADA, J. (1997): “Excavación en terrenos blandos”.
Capitulo 6 del libro: “Manual de túneles y obras subterráneas”.
Editor Calor López Jimeno.
TRABADA, J., GONZÁLEZ, A.Y DÍEZ, F. (2010): “El seguimiento
de la obras ejecutadas por MINTRA: auscultación y control”.
Revista Obras Urbanas, nº 21.
6. Agradecimientos
Los autores quieren agradecer la
colaboración prestada por el personal técnico de
MINTRA, en especial a los Directores de Área
Antonio González, José María Díaz y Abelardo
VV.AA. (2000). “El Metro de Madrid: Un nuevo reto”. Revista
de Obras Públicas, nº 3.405, Colegio de Ingenieros de Caminos,
Canales y Puertos.
www.mintramadrid.es
febrero 2011
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