Estación de metro Marienplatz de Múnich

Estación de metro Marienplatz de Múnich, ampliación de andenes
Avance bajo hielo
visualización: Lang Hugger Rampp GmbH Architekten
Visualización de la estación de metro Marienplatz
La estación de metro Marienplatz es, sin duda, el punto de intersección más frecuentado de la red de trenes suburbanos de Múnich.
La posibilidade de hacer transbordo entre las líneas de metro U3/
U6 y los trenes suburbanos que circulan por el trayecto troncal así
como su ubicación en el centro de la ciudad, le aseguran un enorme
flujo de pasajeros. Después de que, en el año 2001, se decidiera
construir un nuevo estadio de fútbol en Fröttmaning que debía estar
unido al centro de la ciudad por la línea de metro 6, quedó claro
que, puntualmente antes del inicio del Mundial de Fútbol 2006 de
Alemania, era necesario efectuar una ampliación considerable de
la estación de metro Marienplatz, la cual hacía bastante tiempo
que había alcanzado su límite de capacidad.El objetivo era lograr
una desconcentración efectiva del flujo de pasajeros. Después del
análisis de varios proyectos diferentes se definió una solución en la
que la superficie de los andenes casi se duplicaría por medio de dos
túneles de descongestión paralelos a los andenes y conectados con
estos a través de once pasajes similares a galerías.
La obra implicaba trabajar en el terreno de fundación apenas
diez metros par debajo del ayuntamiento de Múnich. La delicada
sustancia histórica de este edificio no podía sufrir problemas de
asiento bajo ninguna circunstancia. La ejecución se efectuó empleando un proceso de perforación apoyado por la congelación
parcial del suelo que permitió minimizar considerablemente los
trabajos en el terreno de fundación y aportó grandes ventajas desde el punto de vista de la seguridad.
SSF Ingenieure asumió la responsabilidad de la planificación
continua de la ejecución de esta propuesta, que fue presentada
como oferta adicional, y en 2005 recibió el premio de ingeniería
otorgado por la Colegio de Ingenieros Civiles de Baviera por la
ampliación de la estación de metro Marienplatz.
El terreno de fundación
La capa superior está formada por gravas arenosas finas y gruesas. No existe un acuífero cerrado, por lo que se pudo contar solamente con algunas aguas cuaternarias debido a la filtración de las
precipitaciones en la tierra. En las arcillas y limos subyacentes se
encuentran dos capas de arenas finas y medias de espesores de
7,5 m a 12 m que embalsan agua subterránea. Esta agua subterránea soporta en parte presiones muy altas (“agua a presión”). No
fue fácil resolver el problema de los restos de las primeras obras
del metro de los años 1966 a 1970. Los pozos de drenaje y los niveles de agua subterránea en aquel entonces no se restablecieron
conforme al estado actual de la técnica y no fue fácil localizarlos.
Procedimiento de construcción
Detrás del ayuntamiento se construyeron dos pozos iniciales de
forma oval: dos pilotes intersectados de un diámetro de 1,2 m
que alcanzaban una profundidad de hasta 30 metros y a la altura
del inicio del túnel estaban reforzados por un aro de hormigón
armado adicional para resistir la futura presión de tierra. Posteriormente, se fabricaron dos galerías piloto para la congelación
del suelo. Estas galerías, de unos cien metros de largo, tenían un
diámetro interno de dos metros y estaban formadas por aros de
hormigón armado prefabricados que fueron prensados unos contra otros desde el pozo inicial hacia la tierra. La cámara de trabajo
de la máquina de extracción al frente del avance se mantuvo a
sobrepresión a fin de mantener a distancia el agua subterránea de
la capa de arena, cuyo espesor variaba entre 2 y 5 metros.
La congelación del suelo
Originalmente se había planeado ampliar la estación de metro
utilizando técnicas mineras convencionales con drenaje de aguas
subterráneas. Para ello, se tenía previsto drenar el terreno de
fundación por medio de múltiples pozos horizontales. También
hubiera sido necesario compensar las depresiones del terreno
causadas por esta técnica mediante numerosas inyecciones sólidas (compensation grouting).
El proceso de avance bajo la protección del suelo congelado, elaborado por SSF Ingenieure junto con la empresa constructora en
el marco del proceso de licitación y propuesto como alternativa
para los métodos objeto de la licitación, resultó favorecido por la
adjudicación debido a sus ventajas económicas y técnicas. Mediante la congelación del suelo se puede prescindir de los costosos
Sección transversal del andén de las líneas de metro U3/U6 en dirección sur
1 Andén existente
2 Nuevo andén en túnel de descongestión
Elementos necesarios para construir el túnel de descongestión utilizando
técnicas mineras de avance:
3 Galerías piloto para instalación de pozos y congelación
4 Cañerías de congelación
5 Tierra congelada para proteger el avance
6 Pequeño pozo de drenaje del terreno de fundación
7 Arcos de entibamiento
8 Capa externa de hormigón proyectado de 30 cm
9 Drenaje de planta
10 Borde inferior de calota
3
4
7
5
10
1
2
9
6
gráfico: ediundsepp
8
1
2
3
4
1Avance de las galerías piloto
2+3Avance del túnel
4Perforación de la infraestructura existente
5
Sección transversal del andén
créditos de las fotos: 1 - 4 Max Bögl GmbH & Co. KG / 5 SSF Ingenieure AG
5
2
Los túneles de descongestión
Bajo la capa de hielo se construyeron los dos túneles empleando
la técnica minera del hormigón proyectado. La velocidad del avance cíclico (calota, banco, planta), con una sección de excavación
de 50 metros cuadrados uniformes, fue de unos dos metros cada
24 horas. Una particularidad de la obra era la posición tangencial
respecto de los andenes existentes. Para poder conectarlos, era
necesario quitar los antiguos elementos de encofrado de acero
que se encontraban en el suelo. Posteriormente, se extrajeron
15 centímetros de la capa de hormigón exterior existente. Se emplearon espigas especiales para poder conector las armaduras a
la estructura existente. Con once perforaciones, respectivamente,
se unieron los nuevos túneles al andén existente. También eran
necesarias dos perforaciones más en los frentes meridionales.
Estas perforaciones en la doble capa de hormigón armado de 2,5
m de espesor del túnel existente se efectuaron con una sierra de
hilo diamantado y en múltiples pasos por razones de estática. Los
bloques de hormigón extraídos pesaron unas 40 toneladas. Se
emplearon dispositivos hidráulicos especiales para arrastrarlos
hasta el túnel de descongestión, donde se los trituró para después
extraerlos a través del pozo inicial.
3
4
Materiales de reposición
Grava
Arena seca
Arena saturada con agua
Marga (mayormente impermeable)
Tierra congelada
1 Obra de los dos pozos iniciales
2 Avance de las galerías piloto
3 Congelación del piso y alivio de la presión del agua subterránea
4 Avance del túnel
gráfico: ediundsepp nach SSF Ingenieure AG / Max Bögl GmbH & Co. KG
pozos horizontales. Al mismo tiempo, aumenta la estabilidad del
terreno de fundación debido a la capa de hielo que cubre el techo
de la galería, lo que facilita significativamente el posterior avance
del túnel de descongestión de andenes, permitiendo lograr una
mayor reducción de riesgos respecto de los asientos en la zona de
la sustancia histórica del edificio del ayuntamiento. Comenzando
a partir de las galerías piloto se realizaron 654 perforaciones de
congelación con forma de abanico, de un diámetro de 88,9 milímetros y con una longitud total de unos 4.000 metros. El suelo
fue congelado mediante dos sistemas de refrigeración con dióxido
de carbono y amoníaco de 275 KW de potencia cada uno, y una
solución de cloruro de calcio a 38 grados bajo cero como agente
refrigerante, en forma intermitente, dependiendo de la situación
del avance. Este proceso fue controlado en forma permanente a
través de 180 sondas de temperatura, lo que permitió controlar la
temperatura a fin de evitar mayores “elevaciones por helada” (el
agua se dilata hasta un nueve por ciento al congelarse).
1
Capa interna y uniones estancas
Dado que los andenes se encuentran totalmente en el agua subterránea, la unión entre la parte nueva y la ya existente se construyó en forma estanca. La capa externa de hormigón proyectado
se completó con una capa interna estanca de hormigón armado
de 50 centímetros de ancho.
Toda la obra se llevó a cabo sin interrumpir el funcionamiento del
metro. Los pasajeros prácticamente no sufrieron ningún inconveniente durante toda la construcción de los túneles de des-congestión.
Sólamente en la fase de la perforación hasta al andén no se pudo
evitar reducir el ancho del andén y de los pasillos de conexión.
Datos del proyecto Marienplatz Daten Marienplatz
Propietario
Ciudad de Múnich, Departamento de Obras,
Obras del Metro
Longitud de túneles
103 m / 95 m
Sección de excavación
50 m2
Duración de la obra Bauzeit 2003 – 2006
Tipo de obra
Túnel ejecutado con técnicas mineras con galerías
transversales a la infraestructura existente. Galerías
piloto, congelación del terreno de fundación y alivio
de la presión del agua subterránea
SSF Ingenieure
Oferta adicional y planificación de ejecución
Calle
Land
Calle
Wein
stra
sse
N
scha
ftstra
sse
Sin que se efectuaran cambios en el plano, durante la licitación
europea se definieron las siguientes modificaciones basadas en
una oferta adicional de SSF:
- Pozos iniciales ovales
-Galerías piloto adicionales para congelación del terreno de
fundación sobre el techo de cada túnel
-Congelación del terreno de fundación y alivio del segundo
nivel de agua subterránea
Call
e Di
ene
rstra
sse
Nuevo ayuntamiento
Túnel de descongestión
Marienplatz
Andenes existentes y caminos hacia los trenes
suburbanos y la superficie
gráfico: ediundsepp
Las vias de las líneas de metro U3/U6
Pozo inicial con galerías piloto para el avance con
técnicas mineras
Conexión con trenes suburbanos
título: Carsten Kykal - Fotolia.com