TALLER Inspeccion y Rehabilitacion Revestimiento Tuneles (Ing Arlandi)

Inspección y Rehabilitación de Túneles

Manuel Arlandi Rodríguez Director Técnico Geoconsult España

CONTENIDO

CONTENIDO DE ESTE TALLER

•PATOLOGÍAS PATOLOGÍAS HABITUALES •TÉCNICAS DE INSPECCIÓN •TÉCNICAS DE REPARACIÓN •EJEMPLOS EJEMPLOS PRÁCTICOS

Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

VIDA ÚTIL DEL REVESTIMIENTO


VIDA ÚTIL DEL REVESTIMIENTO

REHABILITACIONES Y REPARACIONES


PATOLOGÍAS MÁS COMUNES EN LOS REVESTIMIENTOS

CAUSAS MÁS COMUNES DE LAS PATOLOGÍAS EN LOS REVESTIMIENTOS

• Patologías causadas por defectos de diseño en el Proyecto, mala calidad de los materiales empleados, deficiencias en la ejecución, etc. • Patologías causadas por el entorno geológico: mal comportamiento del terreno, deformaciones diferidas, presencia de agua, etc. • Patologías debidas a ambientes agresivos: ataque por gases de vehículos, ataque por aguas procedentes del terreno, ataque por agua circulante i l t por ell interior i t i del d l túnel, tú l etc. t • Patologías originadas por el uso del túnel: ataque de los gases emitidos por los vehículos en circulación sobre el revestimiento, revestimiento accidentes de tráfico tráfico, desgaste de solera en túneles hidráulicos, etc.


PATOLOGÍAS DEBIDAS A DEFECTOS DE DISEÑO O EJECUCIÓN

• Relleno o inyección de lechada entre el sostenimiento y la excavación no adecuados. • Escasez de espesor de hormigón en el revestimiento. • Segregación del hormigón. • Recubrimiento inadecuado de armaduras. • Deficiencias en las juntas constructivas entre dovelas o avances del carro de encofrado. • Insuficiencia de capacidad resistente o deformacional de los materiales empleados. • Insuficiente capacidad drenante del sistema de impermeabilización y drenaje Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

PATOLOGÍAS DEBIDAS AL ENTORNO GEOLÓGICO

• La mayoría de las actuaciones de reparación en los túneles obedecen a las patologías clasificadas dentro de este grupo. grupo Empujes excesivos o asimétricos del terreno, presiones hidrostáticas, asientos, ataques de las aguas, etc., pueden afectar de forma importante al revestimiento. • Deben vigilarse especialmente las inestabilidades del terreno en túneles excavados a media ladera, ya que pueden provocar corrimientos de terreno a una escala mayor que la del propio túnel, que afecten a la seguridad de los usuarios y de particulares. En estos casos, además, la reparación obliga a costosos trabajos de estabilización, y en caso extremo puede ser necesario ejecutar un nuevo túnel en otro emplazamiento aledaño. • Una de las zonas que suelen verse más afectadas por estas patologías son las boquillas. La posible inestabilidad del terreno en estas zonas, produce asientos que en general, que, general suelen afectar a estas partes delicadas de los túneles. túneles • No obstante el problema fundamental y del que derivan muchos otros en la mayoría y de los túneles es el agua g de infiltración. Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

PATOLOGÍAS DEBIDAS A LOS AGENTES AGRESIVOS

Ing. Manuel GEOCONSULT ESPAÑA. Madrid, 7 Arlandi y 8 de JulioRodríguez. 2009

PATOLOGÍAS DEBIDAS AL USO DEL TÚNEL

Actos vandálicos o actuaciones inadecuadas de los usuarios.

•

• Accidentes de vehículos e incendios. • En túneles carreteros gases de combustión y vertidos de combustible y aceite de los vehículos que circulan por su interior. • En túneles hidráulicos, ataque químico del agua, o abrasión de los elementos arrastrados o en suspensión.


CÓDIGO NORTEAMERICANO DE CLASIFICACIÓN DE DETERIOROS EN REVESTIMIENTO


FILTRACIONES EN JUNTAS CONSTRUCTIVAS

• La principal vía de infiltración son las juntas constructivas.


FILTRACIONES EN EL SHOTCRETE


DESPEGUES DE LA GUNITA

• Las caídas de lajas de revestimiento (gunita) pueden ocupar las vías y, eventualmente provocar incidentes


FISURACIÓN GRIETAS DE RETRACCIÓN

• Grietas de retracción del hormigón, generadas durante el p proceso de fraguado. • Todos los revestimientos presentan estas fisuras. • Son milimétricas. • No suponen ningún riesgo estructural.


FISURACIÓN GRIETAS ESTRUCTURALES

• Grietas generadas por esfuerzos

sobre el revestimiento o asientos asientos. • Debe analizarse su influencia en la estabilidad t bilid d estructural t t l del d l túnel. tú l • En la foto, grieta que se extiende por el revestimiento, alcanzando también la solera.


COMPORTAMIENTO DE LAS FISURAS


PATOLOGÍAS SUPERFICIALES

•No afectan a la integridad estructural del revestimiento

Desescamado Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

Crazing

ATAQUE ÁCIDO POR AGUAS DE INFILTRACIÓN

Desagregación ó de d hormigón h ó por acción ó de ataque ácido (Textura Honeycomb)


NEUTRALIZACIÓN DEL CONCRETO ARMADO

•El hormigón tiene una naturaleza alcalina. Este carácter químico q protege las armaduras de la corrosión. •Por acción de dióxido de carbono u otros agentes externos, el hormigón sufre un proceso de neutralización. li ió • La neutralización del hormigón i incrementa t la l velocidad l id d de d corrosión de la armadura. •

LAJADO DEL HORMIGÓN POR EFECTO DEL FUEGO

FOTO: Revestimiento del Túnel de Montblanc después del incendio del año 1999. Se produjo un lajado del revestimiento que en algunos puntos superó los 40 cm. Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

LAJADO POR ACCIÓN DEL FUEGO AGREGACIÓN G G C Ó DE FIBRAS S DE POLIPROPILENO O O O

FOTO: Exposición al fuego sin fibra de polipropileno

FOTO: Exposición al fuego con 2 kg/ m3 de fibra de polipropiileno


TÉCNICAS DE INSPECCIÓN

INSPECCIÓN VISUAL

• Es siempre la fase inicial de cualquier inspección

• Permite la identificación de patologías patologías. • Se registran de manera aproximada los datos observados (fisuras, etc.) • Con los datos obtenidos se realiza un diagnóstico inicial, que sirve de base para la selección de técnicas de inspección adicionales. adicionales


EXTRACCIÓN DE TESTIGOS

• Método tradicional de inspección de revestimientos. • Emplea perforadoras portátiles, que pueden anclarse al revestimiento. • Permite extraer muestras para ensayos de resistencia (testigos) y medir espesores de hormigón. ho migón


EXTRACCIÓN DE TESTIGOS DESVENTAJAS

• Es muy lenta, ya que en cada caso hay que anclar la máquina al sostenimiento y perforar. En la práctica esto supone que se dispone de un número limitado de datos, y muy espaciados entre sí. • Se ha comprobado que los valores de resistencia obtenidos de las probetas ensayadas son menores que los reales, generalmente por dos razones: 1. La primera razón es que hormigón puede presentar “juntas frías”, que reducen la resistencia en probeta. 2 La segunda 2. d es que, se ha h constatado, d que ell propio i proceso de d extracción del testigo genera microfisuras en el mismo, que le restan resistencia. Habitualmente esta merma de resistencia llega a ser la mitad de su valor característico.


GEORRADAR

Consiste en la emisión mediante una antena, de una onda electromagnética (F (Frecuencia i 70 – 2000 MHz) MH ) que penetra en el revestimiento; su reflexión es recogida por la antena receptora, íntimamente en contacto con el revestimiento.

De esta forma se registra una señal que, una vez analizada, analizada permite detectar los cambios de material, huecos ó singularidades existentes en el interior del terreno sobre el que se desplaza d l ell emisor-receptor. i


GEORRADAR EVALUACIÓN EFECTIVIDAD INYECCIÓN TRASDÓS

FIGURA: Evaluación de la efectividad de una inyección de trasdós en el revestimiento de un túnel con georradar de alta frecuencia


GEORRADAR DETECCIÓN DE FERRALLA EN EL REVESTIMIENTO

FIGURA: Detección de la presencia de ferralla en revestimiento de un túnel con georradar de alta frecuencia


GEORRADAR HUMEDADES EN JUNTAS CONSTRUCTIVAS

FIGURA: Detección de la presencia de filtraciones en el revestimiento de un túnel con georradar de alta frecuencia


DETECCIÓN DE HUECOS EN BÓVEDA MEDIANTE GEORRADAR

• Cuando se aplican revestimientos de hormigón encofrado es muy habitual que al bombear encofrado, hormigón quede un hueco en la zona de clave, entre el sostenimiento y el revestimiento. En dicho hueco puede acumularse agua o bien puede ser el origen de desprendimientos que van progradando hacia cotas superiores, cargando cada vez más al revestimiento. revestimiento • Para detectar dichos huecos se emplea habitualmente la técnica del georradar, una vez concluido el hormigonado del revestimiento, de modo que una vez detectado los huecos, se proceda a su relleno con mortero.


LASER--SCANNER LASER

Reconocimiento óptico de la geometría mediante laser: para lo que se toman fotos de un rayo laser incidiendo en la superficie del túnel, el laser se refleja perpendicularmente al eje del túnel, las fotos se toman con una cámara de gran angular montada sobre un vagón o automóvil en una posición referenciada dentro de la sección transversal del túnel, en general las fotografías se toman fotos cada 3 m en un vehículo desplazándose a baja velocidad. La precisión es milimétrica para un túnel de 10 metros de diámetro.


LASER-SCANNER LASERMONTAJE EN TÚNELES FERROVIARIOS

FOTO: Laser – Scanner para inspección de túnel ferroviario


LASER-SCANNER LASERMONTAJE EN TÚNELES CARRETEROS

•El equipo MMS (Mobile Mapping System) consta de:  Odometro: medida de distancia  GPS: medida de tiempo y coordenadas  Laser-Scanner: perfil del túnel túnel.


LASER-SCANNER LASERREGISTRO AUTOMÁTICO DE FRACTURAS


MEDIDA DE LA PROFUNDIDAD DE UNA FISURA

• Detector de profundidad de fisuras en concreto, rango hasta 500 mm, precisión +-5 mm para <50 mm de profundidad para fisuras de mas de 50 mm de profundidad, la precisión es del 10%.


MEDIDA DE LA RESISTENCIA Y DEFORMABILIDAD DEL REVESTIMIENTO

• Para realizar cálculos de estabilidad del túnel, es necesario d t determinar i los l parámetros á t resistentes i t t y deformacionales d f i l del d l material que constituye el revestimiento. • Por ello, una parte fundamental de la inspección debe ir dirigida a conseguir dichos datos. • Se emplea el esclerómetro para determinar la resistencia del revestimiento, y el gato plano para su deformabilidad.


MEDIDA DE RESISTENCIA DEL HORMIGÓN DEL REVESTIMIENTO

Se emplean esclerómetros tipo Schmidt, de categoría N, con rango de d resistencia i i de d medida entre 10 y 70 N/mm2, ya que se habitualmente el h hormigón i ó del d l revestimiento ti i t presentará una resistencia en el entorno de 25 N/mm2.


MEDIDA DEL MÓDULO DE DEFORMACIÓN DEL REVESTIMIENTO CON GATO PLANO

• Se perforan dos ranuras paralelas en el revestimiento. • En cada una de ellas se inserta un gato plano. • Se S aplica li simultáneamente i ltá t presión ió a cada uno de los gatos. • Con el valor de la presión ó de los gatos y la variación de distancia entre las dos ranuras, puede determinarse el módulo de deformación del revestimiento. Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

TERMOGRAFÍA

 Termografía: consiste sencillamente en medir la radiación térmica emitida por el revestimiento del túnel mediante un radiómetro de infrarrojos o en su defecto un termopar con sensibilidad de 0,1 ° C. Se mide a lo largo de varios perfiles o toda la superficie del revestimiento.  Los puntos con temperaturas inferiores generalmente representan zonas con fluencia de agua y las zonas más calientes pueden indicar cavidades o circulaciones de aire. Es necesario filtrar la información para eliminar el efecto de la cercanía a las bocas del túnel, donde la temperatura es mayor en verano y menor en invierno que en las zonas centrales del túnel. Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

REGISTRO TERMOGRÁFICO

FOTO: O O Imagen age te termográfica og á ca de u un revestimiento e est e to de tú túnel. e Las as marcas en azul son zonas con filtración activa y las zonas en magenta son las que muestran presencia de agua en el trasdós.


REGISTRO TERMOGRÁFICO

Zona de filtración activa de agua resaltada en azul (temperatura en el entorno de 19 19.1 1 ºC) en la losa superior del túnel. La zona estaba seca en el momento de realizar la inspección. La tonalidad azul revela que la junta se encuentra más fría que otras zonas del revestimiento, lo que significa que está filtrando agua de manera continuada, aunque esta filtración apenas se percibe percibe. Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

Zona con humedad actual que recorre el hastial hasta la clave de la bóveda del túnel, destacado en tonalidades azules (temperatura en el entorno de 20.3 ºC). La zona estaba seca en el momento de realizar la inspección. La tonalidad azul revela que la junta se encuentra más fría que otras zonas del revestimiento, lo que significa que está filtrando agua de manera continuada, aunque esta filtración apenas se percibe

EQUIPOS DE MEDIDA TERMOGRÁFICA

FOTO: Medición termográfica continua de superficie con cámara. FOTO: Medición termográfica puntual en zona de humedades Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

TÉCNICAS SÓNICAS

 La técnicas sónicas (Impact Echo. AEM, etc.), normalizadas según la ASTM C 1383, consisten básicamente en la generación de un impulso mecánico que viaja por un material, rebota en uno de sus límites o en una anomalía y retorna al un receptor p p próximo al punto de impacto inicial. Los desplazamientos de partícula así como su espectro frecuencial son recogidos por un aparato receptor Mediante esta técnica de tipo sísmico, receptor. sísmico se obtiene de manera sencilla e instantánea el espesor real de gunita u hormigón.  La técnica permite tener un altísimo número de lecturas en un plazo de tiempo muy corto, lo que hace que sea muy adecuado d d para realizar li i inspecciones i i t intensivas. i


TÉCNICAS SÓNICAS EQUIPO IMPACTIMPACT-ECHO

FOTO: Test de Impact Echo: Se golpea mediante una pequeñísima maza o un “pistolete” normalizado. El impulso es recogido por el acelerómetro de la izquierda, proporcionando el espesor de d hormigón h i ó

FOTO: Acelerómetros de registro FOTO: Equipo completo de Impact - Echo


IMPACT – ECHO RELLENO DE TRASDÓS DE DOVELAS

GRFICO: En la parte de la izquierda se muestra un pico típico de impacto eco en una placa de hormigón o dovela ordinaria sana. A la derecha se muestra un espectro bimodal característico de una dovela mal trasdosada.


TÉCNICAS SÓNICAS MEDIDOR AEM

FOTO: Operación p con sensor AEM, que presenta un funcionamiento basado en los mismos principios acústicos que el Impact-Echo

GRÁFICO: Registro de huecos en las paredes de un p revestimiento


CÁMARA EN INTERIOR DE TALADRO (Boroscopia Boroscopia))


CÁMARA EN INTERIOR DE TALADRO (Boroscopia B Boroscopia) i )

FOTO: Cámara introducida a través de mechinales o taladros perforados en el revestimiento.


FOTO: Gran hueco observado en el trasdós del revestimiento, en la zona de clave de la bóveda. Obsérvese los bloques de roca caídos

MEDIDAS DE CONVERGENCIA

• La convergencia de un túnel es el movimiento de cierre de su sección, que se produce como consecuencia de los esfuerzos que el terreno ejerce sobre el revestimiento • Es una técnica muy eficiente para la detección de patologías e inestabilidades en los túneles. • Para medir las convergencias se emplea una Cinta Extensométrica. Estas medidas se basan en la determinación de la variación que experimenta la medida de la distancia existente entre dos p puntos de la g galería.


TÉCNICAS DE REPARACIÓN

REPARACIONES CON HORMIGÓN PROYECTADO (GUNITA)

•Por su facilidad de puesta en obra, la aplicación de hormigón proyectado es la técnica más habitual de reparación d túneles. de tú l •Suelen emplearse espesores que van entre los 5 y 30 cm cm. •Se adicionan fibras: 1. Fibras estructurales 2. Fibras de polipropileno para dar resistencia frente al fuego fuego.


TREN REPARADOR PARA HORMIGÓN PROYECTADO


ASPECTO DE UN TÚNEL REPARADO CON HORMIGÓN Ó PROYECTADO

Línea ea 1 de del METRO O DE MADRID


ENSANCHE DE UN TÚNEL

En ocasiones el grado de deterioro del revestimiento está o la necesidad de incrementar sección, obligan g a demoler el antiguo g revestimiento y ejecutar j otro de mayor radio.


ESQUEMA DE RETIRADA DEL ANTIGUO REVESTIMIENTO EN UN TÚNEL ENSANCHADO


RETIRADA DEL ANTIGUO REVESTIMIENTO FRESADO DEL HORMIGÓN

FOTOS: Fresado de hormigón


RETIRADA DEL ANTIGUO REVESTIMIENTO FRESADO DEL HORMIGÓN

Inspección y Rehabilitación de Revestimientos


RETIRADA DEL ANTIGUO REVESTIMIENTO HIDRODEMOLICIÓN

• Esta técnica aplica agua a alta presión para saneo superficial p del hormigón. g • Los espesores de revestimiento que se demuelen oscilan normalmente entre 1 y 15 cm. •Se trabaja con alta presión de agua (hasta 120 Mpa = 1.200 Bar), lo que aconseja trabajar con máquinas robotizadas que eviten riesgos al personal. •Trabaja junto con bombas de unos 450 kW y caudales de 250 l/min. FOTO: Robot de Hidrodemolición Conjet 364 MPA

• Se pueden conseguir rendimientos de 650 m2/día.


RETIRADA DEL ANTIGUO REVESTIMIENTO HIDRODEMOLICIÓN

FOTO: Hidrodemolición con robot (Conjet) en el Túnel del Canal de La Mancha. Aplicación ó a la reparación ó de un túnel tras un incendio.

FOTO: Hidrodemolición con robot en los túneles de la Autopista Verona – Brennero (ITALIA).


RETIRADA DEL ANTIGUO REVESTIMIENTO EFECTO DE LA HIDRODEMOLICIÓN Ó

FOTO: Fisuras en el hormigón, que alcanzan la superficie

FOTO: La hidrodemolición inyecta agua a presión por las fisuras y deja un hormigón ó sano


RETIRADA DEL ANTIGUO REVESTIMIENTO PROFUNDIDAD DE SANEO CON HIDRODEMOLICIÓN

GRÁFICO: Profundidad de saneo en función de la presión del agua ((Swedish National Road Administration)


RETIRADA DEL ANTIGUO REVESTIMIENTO DEMOLICIÓN CON MARTILLO HIDRAULICO

FOTO: Demolición con martillo hidráulico Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

REPARACIÓN DE ARMADURAS REPARACIÓN (NO ESTRUCTURAL Y ESTRUCTURAL)


REHABILITACIÓN DE UNA SOLERA

FOTO: Proceso FOTO P de d restauración de la solera de un túnel hidráulico


INYECCIÓN DE FISURAS Y GRIETAS

FOTO Grietas FOTO: G i t inyectadas i t d


PROCEDIMIENTO DE INYECCIÓN DE FISURAS

1. Eliminación en la grieta del material suelto. 2. Realización de taladros de 15 mm de diámetro y espaciados unos 300 mm. 3. Instalación de un obturador en los taladros de inyección. 4. Sellar la superficie de la grieta con un gel de baja viscosidad si existe goteo de agua en la junta. 5. Limpiar la grieta con agua limpia para que arrastre los posibles detritus 6. Inyectar con una bomba hidráulica manual hasta que la lechada aparezca en el siguiente taladro. 7. Repetir el proceso hasta que la grieta esté totalmente inyectada Se puede reinyectar hasta una semana después de la primera inyección. Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

PROCEDIMIENTO DE INYECCIÓN DE FISURAS TALADROS LATERALES INCLINADOS

Inyección de fisuras desde taladros laterales inclinados


PROCEDIMIENTO DE INYECCIÓN DE FISURAS TALADROS LATERALES INCLINADOS


BULONADO DEL REVESTIMIENTO E INYECCIÓN DE TRASDÓS

E ocasiones En i no se dispone de espacio para reforzar el revestimiento con nuevos anillos de hormigón y es necesario hormigón, recurrir al bulonado e inyección del terreno terreno.


ROZAS Y CORTES EN HORMIGÓN

• Con frecuencia es necesario realizar rozas o cortes en el hormigón, para instalar perfiles metálicos de refuerzo o ejecutar vigas de hormigón, sin invadir el gálibo del túnel. túnel • Para poder realizar un corte lo suficientemente profundo, el disco de corte debe ser de gran diámetro. • Para disponer de la reacción suficiente para ejecutar el corte corte, es necesario anclar el raíl del disco al revestimiento. Esto obliga, en ocasiones, a dar forma curvada al raíl. Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

MANQUINARIA MANUAL DE ROZA Y CORTE

Para pequeños cortes y rozas se emplean las rozadoras de discos. Sus características t í ti h habituales bit l son:

TENSION (V): 230-50/60Hz POTENCIA (W): 2200 PESO (KGS.): 6,50 ANCHO CORTE (MM): 2 2-50 50 PROFUNDIDAD CORTE (MM): 30-55 DIAMETRO DISCOS (MM): 180x22,2

Rozadora ligera Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

PERFORACIÓN DE GRAN DIÁMETRO


REFUERZO CON LÁMINA DE FIBRA DE CARBONO

• Otra técnica de rehabilitación de túneles es la aplicación de una lámina

LÁMINA espesor p = 0,2 , mm

de fibra de carbono al intradós del

RESISTENCIA = 14.000 kg/cm2

revestimiento. • La técnica viene empleándose en Japón desde 1991, especialmente para rehabilitar antiguos túneles ferroviarios. • La fibra de carbono aporta una gran resistencia a tracción, ó llo que ayuda d a contener desprendimientos y reforzar fisuras. fisuras • Presente la ventaja de ser rápido de colocar, co oca , y de no o ocupa ocupar gálibo. gá bo Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. GEOCONSULT ESPAÑA.

IMPERMEABILIZACIÓN CON LÁMINA VISTA

• En algunos túneles el revestimiento presenta un bues estado estructural, y solo se requiere la colocación de un sistema de impermeabilización para evitar goteos y humedades.


IMPERMEABILIZACIÓN CON DRENES DE MEDIA CAÑA

• Donde se localizan vías claras de agua puede recurrirse a su captación mediante un taladro para posterior conducción al pie de los hastiales mediante medias cañas (sistema taladro, Oberhasli. SIKA)


IMPERMEABILIZACIÓN DE FISURAS Y JUNTAS CONSTRUCTIVAS


IMPERMEABILIZACIÓN Y REFUERZO CON GUNITA Y GEOMEMBRANA

• En E ocasiones i es necesario i impermeabilizar y reforzar el revestimiento revestimiento.

• Suele recurrirse a combinar geomembrana, geomembrana con mallazo y hormigón proyectado.


REPARACIÓN DE UN FALSO TÚNEL

CASO ESTUDIO DE UN DEFERCTO ESTRUCTURAL Y SU REPARACIÓN


CASO DE ESTUDIO DE UN DEFECTO ESTRUCTURAL Y SU REPARACIÓN


CÁLCULO ESTRUCTURAL

GRÁFICOS: Á Cálculos de estabilidad del conjunto ladera – falso túnel


ESTABILIZACIÓN DEL TALUD

FOTOS: Bulonado de la ladera inestable


SELLADO E IMPERMEABILIZACIÓN

FOTO: Sellado e impermeabilización de la montera del falso túnel.


CASO ESTUDIO DE UN DEFECTO ESTRUCTURAL Y SU REPARACIÓN

FOTO: Inyección de fisuras y gunitado


ESTUDIO DE REHABILITACIÓN DEL TÚNEL DE MARIAGA


TÚNEL DE MARIAGA

El Túnel de Mariaga está encuadrado en los términos municipales de Villena (provincia de Alicante. España) ñ y Fuente La Higuera (provincia de Valencia. España), en un ramal ferroviario actualmente abandonado. Tiene una longitud aproximada de 1500 metros.


TÚNEL DE MARIAGA: MÉTODO CONSTRUCTIVO ORIGINAL •Presenta un revestimiento constituido por roscas de ladrillo en bóveda, y hastiales de mampostería. mampostería •El método constructivo de la bóveda de estos túneles consistía en la ejecución de arcos de ladrillo o sillares, sillares colocado e bóveda con ayuda de una cimbra (ver foto). •En la práctica, la irregularidad de la excavación hacía muy difícil que los ladrillos excavación, o sillares del revestimiento estuviesen perfectamente ajustados al terreno, lo que suponía que normalmente quedara un hueco centimétrico sistemático, sistemático de ancho irregular irregular, entre el trasdós del revestimiento y el terreno. • Los hastiales se ejecutaban en mampostería ligada con mortero de cal, encofrada contra el terreno, de manera que no quedaba hueco entre revestimiento y terreno.


TÚNEL DE MARIAGA: PRIMERA REHABILITACIÓN

En algunos tramos presenta reparaciones en la bóveda, bóveda consistentes en arcos de hormigón armado (dovelas) o proyecciones de gunita.


TÚNEL DE MARIAGA: SECCIÓN TIPO ORIGINAL BOVEDA DE LADRILLO

3 3.80

0 1.0 2 R.

0 .8

0.50 0.50

2.6 60

0.45

3.45

R24.00

HASTIALES DE MAMPOSTERIA 0.70

3.68 5.08 6.08


0.70

TÚNEL DE MARIAGA: ESQUEMA EN PLANTA


TÚNEL DE MARIAGA PERFIL LONGITUDINAL


TÚNEL DE MARIAGA: REGISTRO DE RESISTENCIA CON ESCLERÓMETRO

Se efectuaron lecturas de resistencia con esclerómetro tipo N, para determinar la resistencia de los distintos materiales que conforman el revestimiento

Frecuencia

8 6 4 2 0 0

100

200

300

400

500

Resistencia a Compresión de la mampostería


TÚNEL DE MARIAGA: GEORRADAR EN SOLERA

Determinación del espesor de la solera


TÚNEL DE MARIAGA: GEORRADAR EN HASTIALES

Presencia de pilares de sillería en el trasdós cada 6 m


TÚNEL DE MARIAGA: REHABILITACIÓN CON EJECUCIÓN DE UN NUEVO REVESTIMIENTO 1. 2.

3.

4. 5. 6.

Refuerzo de la bóveda con bulones de fibra de vidrio, en toda la longitud del túnel. Estos bulones son pasivos y van anclados con mortero. Rozado d del d l revestimiento y ell terreno en contacto con el. l En esta operación ó se retira la l fracción f ó de d bulón de fibra de vidrio que atravesaba el revestimiento, pero aun queda en el terreno la mayor parte de la longitud del bulón, ejerciendo un efecto de armado en el terreno. A la vez que se realiza la operación anterior, se procede a la retirada del balasto viejo de la solera. Esta operación ope ac ó se ejecuta e en pases de 3 metros. Proyección de una capa de gunita en la zona recién rozada. A una distancia máxima del frente de 20 m, se coloca lámina de impermeabilización. A 30 m del frente se procede a la ejecución j de la contrabóveda de hormigón armado y del revestimiento de hormigón e masa, quedando así cerrada la sección del túnel.


TÚNEL DE MARIAGA: REHABILITACIÓN CON REFUERZO DEL ANTIGUO REVESTIMIENTO 1. 2 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Perforación de taladros de 1,5 m de longitud para inyección de trasdós. Inyección de trasdós con lechada de cemento. cemento Limpieza del intradós del revestimiento mediante chorreo de arena. De este modo se mejora la adherencia del intradós. Colocación de una capa de mallazo, fijándola al revestimiento mediante tacos de cabeza expansiva. expansiva Proyección de una capa de gunita, hasta cubrir completamente p el mallazo. Retirada del balasto viejo y tierras de la solera del túnel. Ejecución de una solera de hormigón g armado. Ejecución de drenes de trasdós consistentes en perforaciones de 2 m que captan el agua y la conducen a la canaleta de pie p de hastial mediante medias cañas (semitudos) fijadas a los hastiales.


TÚNEL DE MARIAGA: REHABILITACIÓN CON EJECUCIÓN DE UN FALSO TÚNEL EN DESMONTE

Ejecución de una excavación en trinchera, en la que se ejecuta un falso túnel, que posteriormente t i t es soterrado t d h hasta t recuperar en lla medida did de d lo l posible ibl la l orografía fí original del terreno.


ESTUDIO DE INSPECCIÓN DEL FIRME DEL TÚNEL DE FABARES

TÚNEL DE FABARES: PROBLEMAS DE FILTRACIONES EN REVESTIMIENTO Y FIRME

• Tras unos días de una intensa lluvia en la zona se observó una acusada elevación del firme en el carril izquierdo de circulación correspondiente a la calzada del tubo derecho del túnel . • El firme se elevó en algunos puntos hasta una altura aproximada de 20-25 cm y comenzó a brotar agua con una ligera presión por las propias fisuras que aparecieron en el pavimento como consecuencia de la dilatación del mismo. • Se procedió a perforar la zona abombada, observándose que brotaba más cantidad de agua con una ligera presión. Posteriormente el fenómeno comenzó a remitir, descendiendo de cota p progresivamente g el pavimento y disminuyendo la deformación.


TÚNEL DE FABARES: CAUSAS GEOLOGICAS DE LA FILTRACIÓN

• La zona afectada se sitúa en el tramo donde el túnel atraviesa una formación de calizas y dolomías que descansa sobre un conjunto de brechas calcáreas calcáreas.

• Los terrenos dolomíticos presentan una elevada permeabilidad que ocasionan las filtraciones cada vez que llueve


TÚNEL DE FABARES: INSPECCIÓN DEL FIRME CON GEORRADAR

• Se S h ha realizado li d un perfil fil tridimensional de georradar de 800 MHz de frecuencia que ha barrido frecuencia, las calzadas y arcenes del túnel, entre los PP.KK aproximados 7+875 y 8+020, es decir, en una longitud de unos 145 m. En esta zona es en la que se han registrado los hinchamientos del firme y g principales p p de surgencias agua. I Inspección ió y Rehabilitación R h bilit ió de d Revestimientos R ti i t


TÚNEL DE FABARES: INSPECCIÓN DEL FIRME CON GEORRADAR


TÚNEL DE FABARES: SOLUCIÓN CONSTRUCTIVA DE REPARACIÓN DEL FIRME • Se ha definido una zanja drenante bajo el firme que elimina las subpresiones u canaliza las filtraciones LEYENDA: ZANJA DRENANTE

79,39

ARCEN DERECHO

ARQUETA CONEXIÓN A DRENAJE ACTUAL (P.K. A DETERMINAR)


PK. 8+014

PK. 7+985

FINAL DE LA ZANJA

PK. 7+960

ARCEN IZQUIERDO

PK. 7+935

COLECTOR

INICIO DE LA ZANJA

ZONA CON ACUMULACIÓN DE AGUA Y HUMEDADES

TÚNEL DE FABARES: SOLUCIÓN CONSTRUCTIVA DE REPARACIÓN DEL FIRME

TUBO Ø100 RELLENO DE GRAVA ESPACIADO L=100cm Y T=50cm, AL TRESBOLILLO

RESTAURACIÓN DE LA LOSA CON HORMIGÓN Ó H-30

ZAPATA

0,50

FIRME

LOSA

MATERIAL FILTRANTE

TUBO DREN Ø500mm

GEOTEXTIL ALTO GRAMAJE

1,00


HORMIGÓN ENRRASE H-20

1,50 0

0,40

0,,62

• Esquema q de detalle del dren profundo bajo la calzada

CAZ TRANSVERSAL Ø200 RELLENO DE GRAVA (PROTEGIDO CON GEOTEXTIL)

ENSANCHE DEL TÚNEL DE NAZZANO (ITALIA)

TÚNEL DE NAZZANO: ENSANCHE DEL TÚNEL MANTENIENDO EL TRÁNSITO

• • • • •

Túnel de Autopista en Roma (Italia). Se ensancha sin corte de tráfico Los vehículos circulan bajo coraza metálica Se excava mediante precorte mecánico. Se coloca un revestimiento de dovelas.


DATOS DE CONTACTO Ing. Manuel Arlandi Rodríguez. í

Especialista en Túneles y Geomecánica DIRECTOR TÉCNICO GEOCONSULT ESPAÑA. Av. del Pinar 124, of. 303 Santiago de Surco Lima (Perú)

E-mail:

[email protected] [email protected]

Tfn Celular: +034680401005 +034609669447 Skype:

Manolo.Arlandi

TALLER Inspeccion y Rehabilitacion Revestimiento Tuneles (Ing Arlandi)

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