Tuneles 1.docx

2. REVESTIMIENTO DE ANILLO DE HORMIGÓN IN SITU 2.1 DESCRIPCIÓN Es un revestimfento

de hormigón en maso eocoírado que se coloca en todo

el perlmetra de 11'lsliales y bóveda del túnel, sirviendo como terminación deflnlllva del tunel para Ja fase de explotación,

Faso do ccteeaeten del rtvo1tlmlonlo do hormigón In sltu con el encofrado al fondo

Rovestlmfento de1 túnof dospuésde colocar las fn1tt1lAclonci1 do oicplotac1ón

Este tevesliml"'11o es el mas idóneo para túneles excavados e11 mina por métodos convencionales

(perforación y voladU19 o medios mecénlcos) y con méqulna tvnerooora

abierta, es decir, sin colocacl6n de dovelas preíabrlcadas. En ambos casos. el sostenimiento se garanliza p(eviamente con hormigón proyecwdo y elementos metéUcos. Dado que la establlidad estructural esté garantizada, la colocación de vn MlllO de revestimiento de hormi_g6n en masa in sJtu debe regirse por otros crUerios: •

Estructural a largo plazo: con el paso del tiempo. el deterioro que svrre el sostenimiento del túnel por las aguas proce
y por la acclóh de gases

oontamlnanles procedentes del tmlico, a«>nseja colocar un segundo anillo que garantice la estllbllldad a largo plazo; evllan<Jo tarnblé
Función

lmpermeablllzante: el

garantizar la lmpermeabllidad

conjun!o lmpormeablllzaclOn·rcvostlmicnlo

debe

del lntedor del íünel, desviando o drenado el agua

que pueda COc'lh)n(uel le1tenocircundante. En un tlmol carretero, además hay quo evitar que

las tlllraclones da~en las Instalaciones de explotac16n y seguridad o puedan llegar a la call.ll(la. Es prlmQrdlal qua el tráfico esté tolalmMle fibre de la arocx:lón del agua. •

Función estética: debe tener una supelftciede característicasregulares.homog~s y bien acabadas que sean agradables para el oonduclor y acentqen geomelrfa del trazado,

•

la

Ventitación: no cabe duda que la venlllaclón se ve raVO<eclda por una supetriéie Interior del tunél lo más lisa posible, una menor péfdida po.- rozamiento en el conducto a ventilar Implica la dlsmlnucr6n de la potencia de los equipos de venlileci6n y por tanto, disminuye el coste de la iristalaclón. Esto se consigue con el antllo de hormigón encofrado que tiene un buen acabado supetflclal.

•

Iluminación:

el sostenlmtenlO de lionnlg6n proyectado, P"' •u superJlae ru99sa y

su color oscuro absorbe la luz, por to que requtere. mayores p0tenc1as Jum1n1cas. El acabado con un anillo de hormigón

proporciona

mayor efeclMdad

al sistema de

11urnlnacl6n. •

Mantenimiento: el anlllo de hormigón no l'll<)Ulera apenas manl
y reforzado cuando se aprecien

deterioros. El hOfmlgón encorrado es un material que dade su versalllidad, resls\encla, facilidad de •Mne)o y puesta en obra y el poco mantenimiento que e~lge, reswto Idóneo para el revestimiento de tunetes.

•

coste: a posar de no ser un elemento esuuctural necesario a corto !)lazo. la Inversión lnlciaJ (5-t0% del ooste totaJ) en este Upo de revesllrntento es rontabJe o lall)O plazo. Disminuyen los gaslos de mantenlmlenlo y reparaciones deblck>s a la co;rosl6n de los materiales expuestos a la aoclón del agua y ogentes qulmicos delivad0$ del lrllJlco rodedo. Se optlmlz.a la ventilación y es necesaria una menor potencia lumlnlca.

2.2 ETAPA PREVIA: SOSTENIMIENTO La estabilidad de los túneles exige reforzar el terreno clr<:undante con la aplicacl6n de un sostenl.,,;ento que gamntlce su equilibrio a 00tto plazo y largo plazo. La tll)()logfa y las cnracter.lstlcas de los soswnfmlentos y revestimientos

deborén estar en consonancia

con la calidad geotécnrca de los terrenos atravesados por el túMJ y oon la existencia de ract0tes de ooi;go como: proselicia de ague y/o gesés, grandes recub350m),

atehdiendo a su uso. En terrenos Upo roca, ta excavación es mediante perforación medios mecánlcos (relroexcavadora, rozadora, eíc.), Hobltualmente

y voladura o por

el sostenimiento es

de ho<""96n proyectado y refuerzos metálicos. Generalmente, se suele cones. cerchas y malla da acero e.lectrosok:lada. En la siguientes tabfa se resumen las reses oonstrucJlvas.

Cl&M y eet!dld

ClaÍllfcaolc'.lo Diltn!aw-1ltl

Claae 1

C•lkM.d m

bll*n•

c..

Claae 11

ad buena.

AMA= 100~ 30

Cfaso 111

Calldod rM"d!

RMR11&1.tO

ftlll.

i

J

1;ot110tii tnnlld 1""4!rior)

11. (19$!1\'r.& (,'nl!ad !n.. ríor)

.. El avan.oo do 18 Coloia oue<1e 11' .. pettdletl)le de 111 dlltttDm

~11N1m o de RMICW'ldo de llCero 025 mm. L • " m. DISJIU8BIOS oc:aslonlillmtnl•

El O\!llt'IOll de M Cltl!J put!&.tít lndllfltndl!Mlitcf• la dlQ'lroz;I

~.INWoOtdl! iedcndod" AOOfO 026 mni... L • 4 m. D~ue11Qs tn mllllll ~ 2 m l-4f>'"30(lOl"l lllQ (500 J)

E1puo1 =

No No

~ om

E:itl*l•"OSO d!I ~eleacll!!R) 026iÍvn. l • <1-rn. Ol91!UOBIO$IWI 111o;1b l,,¡r1,6m t4P.;)()

('.On

Esl)950(

lbni t!500-J} = 12 on

... C>ralak)!Wlk'n.-114l'.n~llljt 0:12 tl'l!'l'I, I= Cm, ..$~().3-(1,5 ni, para

~r•~~Yadona

."

EIC JJ

".

em f 80

111

ciaaa IV

®••'JC:llld•d

C•lldMltn&I•

R».IR • 40 • 20

RMR -c 20

l,OOa l,$0m

O,GO • 1,00m

El a•r.iinto tle calblil puedo ¡.lndu1>11ndl11nlo do la

Ace~ to mu 11oeit.aela de&lfati\ a ta catoia. per11 Cll)marla •11Cd6n lo ;11'llOf po$1110t. QjJ COf'llO la QOiMl"abO\Wa, Onlc;i ~ (jt ••.._bll!Jar~ :l)QGYefVGl)da dol leffOtlO

~lfrW:¡t

E911neNot o lft.11t1C<Wldo dO. .ooro 0íttJ mm L-= 4 m. Olsl!QeSIOS G!'I mlilis da • x 1 m 1-tP.QOOO!'

""'""" ''~-

Pbrn ft(ll)t)E~or "'20 (;fl'I

1ceda1,00m

l)ul<XIM eUlol)(l'JOramc. 064 mm
(ll.edl JH 29}

t Clcfa0,.50111,00 m (petifHE:B·tSO)

2car;i•deuemm OC&Sonofrnente on!As)o redofV:lo 032 mm, 1--' 1t1,.es¡.'
-

.

-1

-

.

1 •

No Ei~ ~!faR..oeor11••4ib11t to1•a Mt.WO, '*'WIO

'

•

-

~--

·'

~

~·0.3-0.Sm

'~

Poi1aQ1J;i¡detncr~i.,.&li!~!!w. cr.\melro.0Uí0 mm, I= 8-12 m. E:•padAClot.3-0.& m,

'

•

1

COnlF.1!$<0Col 1J~Uea
~w=o.a .. o.em

2.2.1

CALCULO DE SOSTENIMIENTOS

Los calculos de Jos Jllnetes tienen por objeto COITij}(008f el dimensionamiento del sostenimiento y revestimiento. asl como verificar la estabilidad da cada una de las rases oonstruellvas. Al Igual que en el resto de las aplicaciones de la Mecanice del Suero y de IM Rocas, en el cálculo de túneles es necesario efectuar una serle de slmpllficaclones que hacen que el an3Usis sea siempre aproximado. Existen varios rnétodos de cálou10 para el estudlo de

y, por

grados de simplillcaci6n

ias excavaciones sublem\neas. con dlve¡50$

lo tanto, con cfiversos grados da exactttud y también de

laollidad de manejo. Puede efectuarse una primera dasificación de los métodos de cákufo en dos grupos: anall6cos y nu1nérioos. Los anaUti<:os son ros basados en el empleo de expresiones oblenldas de Ja teorla de la Elasticidad

apOcada al lerreno, Los niélodos

numéricos se basan en dividir- el terreno y/o al revestimiento del túnel en una serie de elementos, tanto

más

pequeños cuantomas exacto.queramos que sea ol cálc;:IJlo, y aplicar en ellos tas leyes do la Elasticidad. En ambos casos, la eompíelldad de las expresiones resultantes obllgan a re.alfzar el cálculo por medio da un programa de ordenador.

El método usado más común para 8' cálculo de túneles analltlc~mente es el método

de las caracteclsllcas.

curvas

Para el c€11culo de IUneles pcr métodos numéricos los métodos mas usados son los basados en los.e!emenlos finitos y las dlrerencias flnltas_ MÉTODOS ANALITICOS, CURVAS CARACTERISTICAS El Método de las Curvas Característl.cas o Mélodo de Convergencla-Conflnarnlenlo permite 1mali1.ar la &J
v del sostenimiento

CUM1$

explica de forma gráfica los fundamentos

del Nuevo Método Austriaco de Construcción

de

Tuneles (NATM). que es el

origen de Jos métodos construcilvosde lUneles-usados hoy eo dfa. Las hipótesis de partida del mélodo de las curvas caractetísticas son las que .se relacionan continuación: •

a

Se considera une seooló
•

8 túnel es elrcutar

• El campo de tensionesinsilu" es hidrostélcio

•

El macizo rocoso es Jsótroj)O y hOMogi!neo.

La rotura no esta cootrolada p0< las

ptlnclpáles dlsoonlinuláades esuucturales. •

E1 sostenlmlen10 esta modelizado por una presión in101na unlf0
•

la cueva de reacción del terreno

•

La wrr.i carllcterlsOca del sostenimiento El estudio de 1.a defofrrl8cl6n de un túnel y su lntera<:ción coo el sostenimiento es

un problema trldllT)enslonel, ya que 18 dlslancle del soslenfmlento al !rente Influyo d• ló<ma muy importante, si bien esta influenc:ia es difl<:llde cuantificar. El método de curvas caracteñsucas ccnsisle en calcular et sos\enlmlé11\o en dos dimensiones, pero con un arliflcio que nos permite trabajar como si estuviéramos en tres dimensiones.

1

~MAdeln.l'\t'tft Qt Ol\f fcH~ cfoJ IU! ltl

oe11pN:11mlcntorlliCOillflnat que se ti! CMtit 1 ;t líi ~l;anc;la44 o,1;1ll(t~ itlltdQ

el ct.,.rnoW, Cle!rt• ctot (,.n1ocrol lorit:l

Oe:lpla<:.,,Ml!b radl~
&tmelfO pot dl!olli~e d~ fff!lftdel lllne!

El método consíste en sustituir la distancia d del sostenimiento al frente del tUllel

ncek:ia, de taJ forma que la curva caraderistlca del t.erceno oons!stlré en una curva en le que en vez de ponee 19 deformación del terreno en por una presión P, lnternq_ que

~5

función de esta dls!aocla d, se pondré la defomiaclón. desplazamiento del lerreno en tuncl6n de esta presión interna y lictk:ia P.

-

......

Avance oe1 rreme

ooiw,~~~

J.::

•

Jtl!f'llc dOel!Cll'fDei6n

O)o'lytfl)I-

Porfil leórioo dal llinol

Jei~:ooa

fl~•

1l 1ot1talllmlai:ieo

Porm do convargoncla

....................................

+

+

+

o º'·"·" o o e. o P1= P0

P,=

O

r,=O 1

Soccf6n delante del fre.nt•. a terreno no ee onlera da la pr~

dol tÓnot y 0$18 en

equlllbrlo

Soc:ci.óo on lu

r.,.

'"*

lnmedlack>nes del frente. Elda.ton defetmadonca.. ®

Socción alejad.adel frente.

en esto.punlo $0 ha

ª~º

el eciultabrlo s1n neoeeJc;tcad sos.!anitrWnto

El obje1ivo de este método es hallar Jas cargas que estarian actuando sobre el

sostenimiento.

La presión interna p; va variandoon función de la distancia d. Para ver esto vamos a estudiar el problema suponiendo que se trata de un caso de deformaclón plana según el eje de fa galerla y vamos a representar la deformación del terreno según eJ eslucfió en tres dimensionesya visto.

La curvo caradorlsllca del lerrono lleoo el slgulnllto aspecto,

Régimen eláslico

Equlllbfio dol 16ne sin sostenlmlenlo

u Hay una primera parte en la que et régimen da deiormaciones es eJástico, hasta llegar a un punto en el que, al Ir disminuyendo lo preslóo de confinamiento porque la roca se deforma, es~

plerde su resistencia y comfenza a romper.

A partrr de

esta P.1o que

JlanlaremosP1crítica, el régjmen as plástico. Si la curva caraciertstica de la excavación COJta al eje u, de desplazamientos significa que la excavaciónse auíesosüene sin necesidad de nlngUnelementoestructural de refuerzo con la deformaciónradialdada por la abcisa del punto de corte. SI por el contrario. ta curva no toca al eje U, y comienza o subir de nuevo so produce el colapso del !une!.

u la distancia desde que se coloca el sostenimiento al frente del tune! (d) se Introduce en estas curvas mediante métodos estimativos como son Sas formulas de Panel, en las que para una d dada, se llene la deformación e y la P,que le corresponde.

La curva caracle1lsllca

representada se corresponde

con el hastral del túnel,

ya

que al Irse plastlficando la roca, se va creando alrededor del túnel una corona de roca rota que, para In coronación del lú.ool, supone un peso muerto suptemantarlo qua fncrementa la presión de confinamiento P,, mk!n~as que para la solera ~el lllnet supone un peso en contra da la presloo da confloamlonlo, por lo qua esta sora menor.

Corona de roca plastificada

Entonces tendremos tres curvas carecterfstlcas a partir de la presión de confinamiento P, crlUca que empieza a formar la oorona de roca rota.

Hostla1<,. I

u Al po114r el sostenimiento,

la deformación será tanto del terreno oomo del

sostenimiento. Supongamos que la roca se sigue deformando Igual. La COJrva caracterlstlca del sostenimiento será una reQil oon una pendiente que dependerá dlrectamenle de Je 1lgldez del sostenimiento, de Jal forma que a m~yor rigidez habrá mayor poo(flente.

En el punto A, donde se oorta la cwva caracterlitlca del terreno con la curva caracterlsllca

del s0$1enlmlenlo,

sostenlrnlenlo

que le harll

se encuentra

el equHibrlo, ya que la preslón de

ra11<1 al lúnel para establlrzarse es la que lo olreoo el

sostenlmlenlo. En este punto el túnel se habrá desplazado una distancia a una p<eslón

u, y se enconlrnrá

P,_

• •tulle-> ·--·

P,

u

u

Ahora bien, si el sostenimiento no es perfectamente eU.stlco y se rompe antes de llegar al punlo A et equilibrio tendrá lugar para una dolormación mayor.

u El e<¡Ulllbrlo

ya no se p!Oduoo

en A como antes, sino on el punto B, para una prestOn

de sosten1miento menor y para una deformación mayor. En concluslón,

• La curva c.aractadstlca del tefreno f'OS lndlca la deformación o convergencia de un túnel según se va alejarulo de! frente.

Et ·sostooJmlcnto

se asomoja a 1,1n mualle que ojorcerá una sobrepre$:ión

proporclonal a su rigidez K y a Ja deformad6n del terreno, En A coinciden la presión de oonl'lnamiento en el terreno (o sobre el túnel) con la

sobrepresiOO del ooslenlmlenlo -Equlllbrlo. •

Se define como radio de plastlffcaelón e la cUsUinda que separa la

zona elástica de la

zona plastificada. Este radio de f)laatiflcación depende de la tenslOn natural

P., de la

presión de coollnamlento P1• y de la reslslencla de la roca. •

SI al radio de pla1;tlficaclón colnclcilora en lodo momen10 con •I radio lnlatf
y que nos enconlra
• cuando la presión de conrtnamloot.o P; as Igual a la presión cóllca. entonces. en ese momento, ol radio de plastlllcaciOn coincide con el radio del lónel. MÉTODOS NUMÉRICOS

Los métodos numéricos que mas so ullll1.an para la modellzaclOn de túneles en la aciualldád son el Método d• los Elementos Flnllos (FEM ll MEF) y el Método de las Díferenelas Flnltas (MOF), Amboo consls1en en mooeñzar el 1erreno, que es un medio continuo, me
• Pueden oractuarse cálculos trf~imensionaJes o binn cálculos sfn1ptificados

bldlmenslona.los. •

Se pueden considerar fas fases constructivasde que consta la excavacfón del túnel.

•

Para el terreno existen gran variedad criterios de rotura. an1s6tropos

y

Asimismo,

de con1portam[erloi s y de

pueden

no homogéneos.

nlOdefitarse

Pooden tenérse

terrenos

en cuenla las

orientaciones realeS de las dlaclasas de·la roca con respecto al túnel. El Cnloo Inconveniente es la elevada potencia
aunque hoy en dla exislen pro¡¡ramas

pare

ordenadores personal~• que permllen efectuar cillculos oompletos mediante estos mélodos. Los modelos que más.se 35eme;an a la realidad y son rnés exectos modelos trfdfmensionales, sin embargo, la potencia dé cáJC\lJo necesaña resotver dichos modelos muchas veces es fnGOmpalibie

son los para

con el tiempo de respuesta a

la hora de oblefler

resullados o con la propia capacidad del ordenador. Para la mayorla de los problemas, la simplificación 20 resulta más que Suftciente. ya que un túnel posee aproximadantente una slmotrla cfllndrk:a a lo largo del efe del mismo. Solamente en casos tales como entronques, embocaduras, cruce de túneles, etc. es necesario abordarlosmediante 30. Modelo trldlmenslonal (3d) El modelo trldlmenslooal es el mas adecuado para la resolución do problemas oompllcados de tCneles. las veota)as que presenta este tipo de modelo son tas siguientes: • Se puede tener en cuenta la geometría real, tanto del hueco a excavar. como

de la geofoQla. técnica de excavación, etc,

• se puede caJcutar intersecciones da gaJerfas •

Las presiones iniciales pueden ser cuaJesqu!era

•

Se puede mOdelizar el efeclo t~dlmenslonal ele los reruenos

•

Se pueden modelizarlas rases de conslrucc!On

Presenta sin embargo los siguientes Inconvenientes: •

Leyes de comportamiento ral.atlvamanta slmpkt.

•

Estudiosparamétrlcos largos y costosos.

• Las mallas no son 10 bastante refina<Jas, si queremos que el cálculo sea operativo. •

Elevada duración
En la slgulenlefigura se presentaun ejemplo de un cálculo llfdlmenslonalde un

lunel con varias rasos y direrentm;etemant.oo:estructomses. F'/,,IC3D 3.00 Gtp 3)4 Mlidd~1$,?edri 13$4'21Ti..tJlfl2'~

llddi M'(ll'lo•O._..._..,, lkesMt

I

-,OM!lt'®

S

- ·~oOO) .rfl
1'1.Gtlllldr¡

tagllc• 0.0'Xle«O SEL Gt
Modelo ax1siméttlco

E:I modelo axlslmétricoes una s¡mpliJloacióndel modelo lfldimeoslonalaproveellando que los t(tnelas tl~inen simetría elrededor de su eje IOngltudlnel (esto es completamente ciertoen los t6neles clreularesy se puedeconsiderar apro)lmadopara el resto'de tOneles.

Las ventajas que llene el Upo d
Tiene en cuenta el frents de ataque y los refuerzos rQC!lales

•

Posibles interacciones suel
Los lnconveolences o la.s Qmilaciones que llene soo las slguiente~;. •

Supone las condiciones de slmetria de revoluclOn (seocl6n ctrcular, eje del tonel M
•

Aj>licable mas bien a hueoos situados a gran p
•

Presiones lniciales isótropas

•

Imposibildi ad da tener en cuenta el efecto Cfe la gravedad

•

Los materiales han de ser isolróploos

En la siguiente figura se presenta un Wnel realfzado con -axislmelria, tsnlendo en cuenta las diferentes fases de construcció.n FLAC3D3.00

~~~~ fl:l1.IOlli.oJ;Jll)'JX! l'.lf

Modelo tren9versal

El modelo transvef581 o rel>anado 20, es el modelo de más amplio uso en la actualidad. En el ollléulo 20 hay qua tene1 en cuenta que el ptoblema es realmenle lridim0<1slonal. y que la cércanla det !renta del túnel a la secá6n caletllada afecta a las cargas que aciúan sobre el conjunl-o lerreoo-sostenilniento. E=.sla simplificación de 30 a 20 puede efectuarse por dos métodos: el método de distribución de tensiones y et mét.odo de lll reducción de rigideces. El primero oonslste on aplicar la cargo total de excavación en varia& partes, de rorma que sobre una sección dada. en función de su dls.tancia el frente. actúa un cierto porcentaje de la ·corso total. El segundo método consiste en reduár la rigidez de los elementos del sostenimiento colocados con posleriQridad, para simular el hecho da que soportan una carga menor. Las ventajas que presenta este modelo son tas siguientes: •

Pteslooes Iniciales coolesqulera

•

Aproxima la posible axtsteocla de dos tases

•

fnteraock>nessuero-estructura

•

Seocfón de cuaíquíer terma

•

Considera la superficie del terreno natural,

•

Fases de oonstruoclón

Los tnoonveniantes.que tiene son las siguientes: •

Geometr1a plana

•

La modellzacf6n apfo>Clma el efecio dGI Frente do ataque

y existen

diílCultaclos para evaluar la tasa (varlacl
Slmulacl6naproxsnaoa de los refuerzos

En la siguiente figura se presenta un ejemplo de calculo bldlmenslonal ZO oon varias fases. Fl.ACJl)3.0() !)i'.1110W:=

Fases de reallzaclón dol modele Para ta rea!i"zación def modero numérico es necesario efeclú9r va~las fases anteriores. En primer lugar es necesario crear un modelo geot6glco, a conUn\JacfOo un modelo goolécnlco qua vak>re tas propiedades

·y

finalmente saber el método constructivo

que so va ulíllzar con ot objeto de lnc0<porarlo en las fases dé cálculo.

'" """ '


,_..,... f----1 CW~'J'J«'!'::'~od"'*"r..tfWM

Modelo numérico da

calculo

El proceso de simulación de un éálcuto es el slgutenle: •

Gene1acl6n de una malla compuesta por elementos o zonas, que pemiite dlvldtr el medio oonllnuo en"" conjunto de grld o zonas de dlferenclas nrn1as..

•

Cl
• Definición de las condiciones ínk:f.a!es y de contorno que coaccionan el modelo. Célculo del modelo. •

Vaifaciones al modelo Inicial. cambio de propiedades.

•

Cálculo de los nuevos modeloo.

La malla de elementos

llnltos se elabora teniendo en cuenta varias premisas;

deb
deben ser tenlo menores cuanto mayor se p1evea la

varla.clcln de tensiones en cada zona y el aspecto de los elementos deoo ser lo más regula1 posible. El !emano de la malla debe ser let que, oomo mínimo, eXlstan entre dos y tres dil>rnelros de terreno en lomo et l~nel. SI el t(mel es somero le malla debe llegar hasta la superfl<Jle del terreno. Si as posibfe utilizar simetrias para .simplificar el problema debe hacerse, pues eso reduce notablemente el tamano de ~' malla y por tanto el tiempo de calculo. las condiciones de contorno dependen de cada caso pero generafmenle se coaccionan los-lados

laterales e inferior de la mana perpepdicu-Jarmentea si

mismos Les cargaS- actuantes son el peso do la roca y fa reacción del terreno que rodea la zona modeliza-da. Sóro en casos espeetaíes se consideraran otras fuerzas: agua

(si el revestimientoes Impermeable), rJertas.sobrecargasde uso, etc. Dentro de tas fases constructivas, siempre hay que con.siderar una fase O. o taso lnlclal quo reproduzca el estado tonslonal de la roca antes de comenzar la excavación del l~nel, La eslabiíldad da un t~nel depchde en gran medida del estado tensional Inicia!, por lo quo esto dato es de suma importancia.

Las caracterlslicas de la roca se obtendrán a partir do los onsayos de laboratoriode que se disponga pero también do la e.xporiGncjadel calculista, ya que los parámeuoa a usar no son solamente función del terreno, sino del método y de las hipótesis de célculo que _se ullffcen.

Existen diversos criterios de rotura para el terreno, En muchas ocasiones es véJldo

un célculo eíástieo, mientras que en otras es necesario emplear un modelo elastoplAsHoo o incluso un modelo víscoplástlco, Los datos del crlterk> de rotura suelen ser en el caso més simple la cohesión y el ángulo de rozamiento Interno. Los modelos mas importantes que se emplean en la actualidad para el cálculo de túneles son los siguientes; •

Modelo elésUCO Modelo de rotura de Mohr-Coulomb

•

Modek> de rotura da Hoek·Brown Modelo de rotura Cam·Clay

•

MO<Jeto de rotura de Onicker-Prage< Modelo de )unlas ubicuas

•

Modelo "straln-hardoolng• o •strain-sof!Onlng•

2.2.2 MATERIALES

EMPLEADOS

EN El SOSTENIMIENTO

Los díferenlesllposde reruerzo /sostenimiento se oonrormancon la comblnac!Qn de los dlsllntoselementos qua, tredlclonalmente,so han vs

de refuer:to que més se \ltJlfzan, se re'Sumon en la tabla.

ELEMENTOS HABllUALES OE SO&TffNIMIENTO Y ~EVESTIMIEHTO EN nlNELES

CARACTER STICAS GENERALES

~

..

w

TIPO

Frooue11cl1 Ol1YM>11tiOOOt

"º•t•t•ricJ•

Col~ca
A&>Utac16n ExpllB$M> Redo.ndo Acero

:ir"""'

+

...-11eero+ 32mm

1 i

!

i o~

Rodond1> Acoro

E6!lodol

Aoclaje Meicén!oo en Cabeza Films O'e Vidrio

e.

L=4m

0,1·1udfm' B = 0,1-1udlm'

Lii.4·1lm

O• 0.5·1~m•

240KH

•8:11<11

Cosido del teffero on ceec do

(ltnOdón}

Soglín su ca!

t=tm

Seg'{m 6U caec

= 0,5·•1uNM1

10DOMPa (traccilón)

0

a.

O.S'•ucllm'

t;.4.12m

CableAoero

l>4~tS,2nwn

O= 0~1Uttlm'

P"')'Ottado

Sa0.03-0,3,n

Capa conMnua

150""

(l,ICl(;ciOi(t)

125KN

(k"""°"I 2$-45Nlfnrn'

(C()4'Ylpretf6n)

Bo-

.......

PollptOpllcno

5--0;3·2m

cepa conlinua 0-=35'50K(Jfrn~

L•30°""' L•IC>mm: i¡o2Qiom

D•1-..1K(ltrn•

tefmnO.

cmldo sistemat;.co del tmrono.

l.•4·12m;W6mm

l.=6•30m

Cosido SIStemáEko ®!

lin>eclónl 2051
84~ KN ~mcckln) 150 llN llrac.ción\

AlAQ~"r!Qr.ioto

808tedrnlentoe A<:•"' en ~O.Smm Electro·81Clkt3(Jo

.

L.. 4m: ta.36mm

fUorté$ p¡nsdllcac::lona11

cosido do rola• 'i lON6 oon

tuortet omp1.t1oa. · Anclaje de cu&.s

a1~ecii)ndo toe trentes; do

ax:cwva~

Colocación de bulotte& e11 t.,-NIM3
Cosidodel ierreno en C030 do fuertes plastWcaclone&,.

ti\&temélfco en Soslenfmlanto tOCD

y·suiekle c;oheaM>s.

(Compfeafdn)

26·45Nfmm'

SOB1onlnl1Mb:> sfflt1nlOUoo en toca y suelos ooheslvoa..

500•700 JuilO$

A1m,óo 11e fto1ue11lmlBnlos do

(EnergJa)

. .

bormfoóon' pro~cJOOo.

ReSIS:tench) i:omra ·ec fuego.

Cspe ocdlnu11 Qmtt5()x150'mm Copn continua

Almedo de &011lGnhnlonto.

.

Almbdó dO '°'8ira11 y coo1mb0veds3.

•Gxt&0.111150 mm

'f00>t150x.1SO mm

Copo con!Jnu&

~'

tG1t81lQS de Pflrlll Íml(IUÍ8f.

Al:mOOO d& terrel'IOa bien p1Wflf8dos.

e_Ll!:Mf:NTOS

HABlftJALES

DE SOSTENIMIENrO l

:;!

!

TIPO

TH-19,5

fttcuencl•

Olnwn1lon••

Cotocaclón

W= 89mm,

A.=~1

B• 1·1,$mi'ul.l

emt

W,.108mm,

a ..

y Rf:VESr1MtEHro

Ah.i ClERISTIC

miud

-GEN

R-,1i1t.l'IC(fl Llmlto

"'4•11oo"340Ml>.l Lím!ln

tN TÚNELES

LES ~ll~cl6n Solslenlmlento nedilt) en ya)orl¡¡$

da pequel'W. dimen.e.Ión en leJrenos do atlklad n~.,-,1.oo_

Sos.1anhuloolo fleJdblo en gafoflas

TH·21 A-= 27

i~

w c.>

A•37cm'

8 = 1·1,S miud

e!~&IJco;a340MPa

S
ltl<J8

W • 138mm, A= 46cm'

8-= t•t,5nWCI

Lfmile e!é&llé0=340MPa

.,... ttm1not do Q'llldád muy mala,

Me&140

W • t40mm, A=-43cm'

O• O,S.1mfud

llmilo DIA$tlC0=-340MPa

So6tenímlonto rl= to«~dO

W..- t6Qmm, A-= 54,3 Clflt

e-= o,e.1m1UcS

Limite elA&fico.=.340MPa

Sostenlmlonto tlg!do tn b";nolos on torrMOs do eolfdall mtih

HEB-100

W=180mm, A•65,3anl

0: 0)1-1m/ud

L5mlto etéslico-=l4QMPa

()I'\ ~ SO$tOl'llmloOO>~ mrronoa do ailldstl mala.

HE0-200

W•200mm, A= 7$,1 cm'

B: 0,8-imi\ld

\" ..160mm

8ll1-2,.5m!ud

W=180mm

6=1-2.00\f\J(J

HE8·1130

120·20130

RotlMI•

Cuadrada

140-20

l. . w

utnit.e etáslioo=-340MPa

~

Capo QOnllnua

l• 12-20m:

f!tt50mm

W•120mm

do .i.:wmm

l=4 • t2m

8' Densidad ee colo(ad6n 0-"Dolll'lc;aelOn

So&tenimfBlllO muy rlgido en tCinol't gl1)ndos en 1ertel'IO$ ele. caHdad muy mata, So1tonlmientos C0'1 onlifcties .s!slematióos.

U.Nlo

SOtllo.,&n'll(Jn~ c:on ttilil\\la•

elA!itloo-::560MPa

on

$!&temétlOO&.

c:a!ldJd.

PerMGl-100

"=Olémolro L: ·wd S=&,..,.Chl<Jo

tOnole& en

mMct.

E1-cotrado Pordl!Jo en t~lt$

E-Jmm

,.,,,,.

Sostenlmloo\O llexlble en toneles

Umíl9

elásl!oo•fiGOMPa

8omóld

Micropiro4es

~~

llmllo

do poou(ln¡} dk'tlO!l$10o. en lorrenoa d& CllldQdmodlt.Mnola.

W=129mm.

Retlcula

)o

Ol4al'iCO~J.4oMPo

l)t-29

Trlá'.ngurar

ii

1.1,5

r.m•

S=-0,35-1n'I

Lifl'!llO el.Uljco=560MPa

S•0.3!í·1m

Llmilo muy e1$slfoo-s&c»..tPe

....,

S-=0,35•1m

,

~Mal!tllO E•E

.

.

eobnt-

u.....

Otl\stloo=-560MPa

RofuGtzo dol aoswnfmlontu, Plt.aQU~I 01'1 lt!lllOl'IOS- Ir./'(

inestables,

Paraguas on correnos

lnaatablos.

P11raaves para e\111a1 oxca\l!'lol()nt$ oo roo.,

la eficacia estabiUzadora del sostenimiento

depe11de do varios factores como:

a) El !lempo transcurrido desde la excevaol6n hasta el momento en que oomlenl
interaoctonar circundante. b)

eJ sostenimiento

a

cok>cado con el terreno

La dlstancla el frente y la rapidez con la que se cotoca.

e) los espesores y cuanlias de 106 elementos consUtutl\/Os (h0fmig6n p
1) En

los túneles de sección grande, en rocas blandas

y soelos, la eslabllidad

definttlva, únJcah1e11te se consigue, cuando el sostenimiento forma una estructura cerrada

que

aporte

conlfnuktad

eslructural

transmitiendo

y reparUel\do adecuadamente esfuerios, principalmente, de compresión. Esta continuidad eslructuraJ del sostenlntiento se oollSígue construyendo una contrabóveda provisionalen fa fase de avance y/o una contrab6veda definitiva en la fase final de la destroza g) En túneles profundos en rocas blandas, en los que se generan lmpor1antes óelorma,clones (squeezlng),

ol sostenlmlonto colocado llene que ser to

suficientemente Oexlbkt para permitir lmpoMantes deformaclooos Iniciales a la vez que, post~rmente, ser wOcl•nlllmente rlgldo para fir¡útar estas a los valores máximos admisibles. Para absorber las

del0tmaclonos

Iniciales,

resulta muy eficaz

dejar

longitudinalmente franjas estrec~as débiles en el $0$!enflnlentc¡, unlformemonte distribuidas. que permiten absorb
2.3 DISEÑO DEL ANILLO DE REVESTIMIENTO Se disena con geometrlas redondead~•. formadas por un arco o por una sucesión de ésto$ y anadlendQ elementos como la contrab6veda en caso de mayOfos exigencias

estrucMales. Como norma ge11eral: •

El intradós del revesllmlento seré el gélibo que determine la sección libre Interior del túnel. Por tanto, an la fase do proyecto, se diseña Ja sección necesaria para permitir el trénsHo de los veJ1rculos con su oorrnspondiftnto g3Ubo y espacio suficiente para aJojaf los oiementos qoo componen

las instalaciones de explotación:

ventilación,

ihmiinación. senallzaclón, eleclliffcación y seguridad. Es ln>porUlnle senalar que durante las fases de excavación

y soslonlmlonlo, debo consegutrse un peri!! transversal del

túnel que pemiila aJbergar el revestimiento con el canto mlnlmo requerido, en todo su perlmetro, para no recurrir a un picado poster!m del paramonto:el
Se emplean k>s aroos do medio punto con h~sUales rectos en terrenos de buenas

c.aracferistk:as geotécntcas. •

Se emplea la forma de herradura con za.patas en los ha'SUales en C8$0 de lei'r'eno.s de calidad mod[a.

seeeten tipo do do• c11nnot on forma de hemidura do do-s radios

•

En te1renos de baja calidad 'se busca

ta forma citculQr o su aproximaci6n o está, con

la construcción de una contrabOveda solera en la parle lnféñor de la Sac<:K>n.

2.4 IMPERMEABILIZACIÓN Y DRENAJE la im-abllización de tuneles de carretera tiene un gran Interés. tanto técnica corno económicamente. Contribuyo o lo calidad y durablíldad del revestimiento. a lo ¡xolección

de tos equipos de las instalaciones de,explotacl6n y a evitar que las·

rlltraclones del terreno circundante· aíecten a la calzada, eon el eonslgufente detrimento de la seguridad en la Cónducci6n. Es lrnpO<wnte la elecci6n, dimensionamiento y distribución oorrac1ll de los componentes destinados tos erectosnegativos filtraciones;

a

Impermeabilizar y a drenar. En la siguiente table se resumen

provocados

por

las

Elon1ontoafoe-t~do Consecuoru:f1s filtraclonies en trescfósdel reve!Jtimieoto en

Pos:lble formactón tks hlolo y ctctéftlro def

hDNrtlgón boqullfas Ol&nlnucfón

e:n la sogurk:ta,dde r.a oondUOCIOn y

Goteoso ixosonclado agua sobre la cal?adu do hlolo 011 las bocas tlesgo

Fiitraciones del lrasd6s del tonel que electon Al>$lrfcl6nde ello~cenclas,cooc~nescaJcérees y el raVotillmlanto

aloque ele Aulfalos

Rltradonesen lntradc'Jsde hastiales y b6veda do 1"'1111

Afe:cclOnde lás conducciones etOOtrtcasy la llumfnaclón

La lmpermeab!Uzaclón de un túnel comienza durante la fase de proyecto,reaUzando un estudio hldrogeológloo de las aguas de lnfilltaclon del terreno atravesado y de sus aiudales m.~•fmos. Segi)n estas esllmacl0i1os y tos dalos obtenidos en los onsayoo de permeabilidad In sítu, puede dimensionarse el sistema do drenaje adecuado para evacuarlo. Habllualmente, lmpermeabllluclon

la lmpermoaJ¡IRzaclon

de un 11'.mel so hoce en dos otapas:

primaria e lmpermeabllluiclon principal. A conUnuaclón se describe

cada una de ellas. a) tmpermeabllfzaclón

primaria

Durante la fase de excavación

y &0stenlrnlento del t(Jnet pueden aparecer cauóales

de agua en puntos localizados. OapendlMdo de la Importancia del caudal y su continuidad.

es necesario. o bien sellarlos con Inyecciones de cementos o espumas de pollurewno, si la anuencia es Importante; o bien con captacfon.es puntuales mediante ainales que transportan el egua hesta los coleclore$ longl¡udlnates del ll'.111QJ. Los sistemas de capl
y canallzac!On ;>ara !a lmpermeabfllzaclón primaria mi>s

•

M~dia caña de fibrocementoadhorida$ oon pasta do cemento con acelerante

ulltarrapido y capoces do fraguaren presencia de agua. •

Medlas cañas de material pUJstico adheridas oon pasta
.

-'-

olforenfoa porfl!Gt d• canatotcte dtonaJ•p3.fa lm,,.rmoablllzacldllp.r1ma.r1e

•

Oren autoformadomedJante pasta de cemento ultrarrápido. Oren autof0<mado mediante gunlta sobre mangueras retiradas para la formación del dren. Eslas canalizaciones captan el agua directamente de puntos concretos o de

taladros y perforaciones 1eallzadas a tal fin donde el caudal es Importante. Suelen formar estructuras arboresoentes, con varios tubos que captan el agua de distintos puntos y vierten a un soJo tubo principal, eteando una especie de arbolen

la pared del túnel. las

captaciones locales de aguas se conducen a las canalizaclones k>ngltudlnalesdeJ túnel. ,,.,

••un'"'*"

f

1

...,

1

l 'l

,,/

,,.

........

•

,

1

, . ., , -, .......

1 ....

1....

o/&@6''"1~

/ . . ...... "

,,..

......

,. ....

....

..

~""'' ..,

,.

1

~~

,.

J'

i 1

Detalle canales do dren1Jo y dotAllo do 1:11 medln cana de drenaje con roza pftvla

La Instalación de estos drenes llene lugar después de C
y

antes del revestimienol .

b) Impermeabilizaciónprincipar Consiste en unas membranas l)léSllcas que cubren la tolafklad de la sección transvetsal del lúnet, de lal manera que el 11gua procedenle del larreno es recogida y conducida hasla los drenes longliudlnales siwadoo en la base de ros hasllales. aHvl\lfldO

la presión hldrostáUea y evllándo las lilltaclones en el Interior del 16nel. Lll cubrición en sentido looglludlnal depende del esla
completo. El mélodo más habllual .empleado de gootextil,

es el coo)unlo de una membrana porosa

que permanece en oonlecto con el sostenbnlento y una lámlna de

lmpermeablllzac!ón propiamente dicha, coloc~da a éonllnoaclón y en contllcto con la parle oculla o trasdós del rovestimionlo. La lámina porosa liene come objellvo captar el egua del macizo y por capilaridad conducirla hasta los rubos de dre<Wje situados en la base det lunel. Ademas ·prologa a la lámina de lnipermeabUlzaclón frenlea elementos cortanles, puniantes o d.o otro Upo qua pudleran haber en al soslanimlonto y que podrlan rasgarla o Impedir su correcto rundonamiento. El cometido de la lltm!na Impermeabilizante es, obViamenle, garanll:iar que el agua no acceda hasta el revestimiento.

l.AMINAOI iM,.OMIAlll.f.W:•

E.lqutma dt dro.naje con rovotUmfonlo do hormigón encofrado

Coloca(:lón de limin• e" tra.sdós de

rovosllmlont o

El conjunto deberá resistir los esfuerzos derivados de la J)<eslón que ejerce el hormigón

del revestimiento en et momento del hofmlgonado, tensiones de

teltaoclón, lluenola y deformaciones por temperatura, vlb<eclones, ele, Ambas capes deben ser lmpulréscil>les, resistir el envejecimlet1to y no set rsaeuvas, ni con sustancias presentes en el agua ni en el hormigón, además de ser a1Jtoexllngulbles, para evitar riesgos de incendio durante la

fase
oonsírueoón,

Para su

lnstelaclón, se suelen fúar al patamer110 con clavos y pera la unión entre m6duloo de lámina se ul.lllza termosoldadura en la mayor parte de los casos. La coll'lprobac:i6flpara saber si fa solcfadura se na realizado de manera seUsloctolia y que no llM e eXisUr fugas de agua, es mediante la Inyección de aire o lk¡uldos trazadores a presloo a través de una de las Juntas y esl comprobar su estanqueidad. A continuación se describen los dilerentes tipos y matertales empteadOs en las membranas de Impermeabilización. 2.4.1 MEMBRANAS

oe PVC·P

Fabricadas en potlcloruro de vinilo flexlble con espesóres superiores e 2 mm y

de elevada (Cslstencia mecánica. So instalan medlanle clavos y lermosoldadura, requlrléíldo la protecciónde un geoteXUI; ye que- se rasos por occien de elementos pu~anles o cortantes. Una vez r.olocado un pafio de lámina. se ancla el sipuiente dejando un pequeño solape que so suelda (doble soldadura) nledlante calor para asegurar la

estanqueidadde Ja membrana.

Anc-laJO$ al pt1ro1nento

Termosoldadura

Para su coloe..ación se emplea un andamio móvil que permita al paso de vehlculos. Debe prestarso elendón al trénsito de 1naqutnaria y personal por el interior del túnel cuando todavla no se ha a.plJcadQel re-veslimlento, ya que cualquier

rasgadode ta lémlna conl!eya su lnulillzación y requeriráuna reparaciónpuntual o inclusosu sustitución.

Estas membranas pueden ser de varios colores y opacas. opacas eon capa de

senat o traslucidas. Las opacas eslan lormadas Po' una única capa de PVC-P; las opacas oon capé de sena! tiene dos capas. opaca y traslucida y tennosok!adasentre si, lo qua dota do mayor resistencia a la membrana; y las úlUmas por una sola capa de caractertsncas traslúcidas, que permíte realizar enseyoa de las soteladuras con lfquidos oolorrctos adem~s de los habituaiesde aire comprimido.

Colocnc:lón dot rovestlmlento por dotrAs do la limlna

Las pñnclpales caracte1ls1Jcas de las lémlnas de Pl/C-P son las siguientes: Cnracterlstléa Espesor nominal Rcs1S1enci8 a la trecclon Alafgamlento a le 1~U1a PlegadQ a balas temperaturas

Reols<enclo al deS11arro Comportamktnto 01 calOr En""iecinlento térn1~

Resls!A>nclaa la.p.,euslón Comporlamlon10

at fUQQO

Color R65ist8Slci8

e mfcro<Xganl6mos

Reslstonc!aa potforDclón do rarees

2.4.2 LÁMINAS DE POLIETILENO EXPANDIDO Lámina de polietiteno expandido que está espeoiafmenle desarrollado para la lmpermenblflzaclón de túneles.

se

uoo a una rafia de refuerzo, del nilsmo material,

para dotarla de resistencia a la tracción y al punzonamiento.no siendo necesario Ja colocaclón de un geotextil. Su cotar habltuol es eJ gris y su aspecto en seecsón es el de una espuma plástlca,

Ancfajo .al para1nonl9 ecu clavos y ar•ndelas proteclorat

SU esP')sor varia de 3 a 6 mm pudle.ldo traba)arsa con erra a llllJas temperaturas y presentando un comcortamlentc rrente al luego M3 con velocidad de propagacloo de la llama de O mlmln seg~nUNE23727.En la siguiente labia se reoumon sus caractellsticas: Caraoterfstlca Espe&OtflOn'llnal

Rosratoncla u la '"'""~ (longit>J
AIOfgamlooto o lo rotura (longlWdlnn!) A1.argt1m!onot u la rotura { lfM&VCHt>al)

Pfe91M10 e bajestemperaturas R~enciaa la percU5lc>n comporlom!ooto O! fuego Petmeobllldod Absorción de agua

Presenta una bueoa durabllldad y buen co111portamk>nto frente al envo)écimlento. Gffin tlexlbllldad y resistencia trente a agentes qulmlcos. blológlr.os y rrnnte a la putrefacción. se trata de un ·sistema de ln'\permeablllzacloo muy llgem. que no exige la inslalaci6n de sopostes, adoptándose además a cualquier suP')lflcle sin neceslda.d de segundas lárnlnas gracias a la rafia resistente. En general, este llpo de láminas sfgue siempre el mismo pavón de lnstalac!On, anclándose al terreno por medio de clavos con ayuda de un andamio m6vU, exigiendo

un cle(IO solape entre dos &aminas consecutivas para realizar la termosoldadura y gafantliarJa estanqueidad

y

por

Oltlmo cubrir y soldar los clavos de anclaje y

comprobar lodo el revestimiento mediante aire a presión..

•

.,

LAMINM,

:1

INl'tflMEOl"8

w

.¡ e

,.",

"".. ·'¡ .:

'

~

e

'

" ó"'

".,

.. e

SOWE '

.,

·''

·I

.'

'( flNAL

'

@

'

"

&

11> @

..

' .'1 ,,' '

.

e

" "

.

(4 0

e

·I

.: .e

.

Colocaet6n:•olapes, clavos de anclaje y 8randeliis de prote-cclón de fos mismos Puede colocarse en obfa a modo de "$ándWlcll", entre el ravesllml•nlo y ol sostenimiento, o bien como lámina vista, dado qoo orrece \Jl1a buena Impresión vlsoal. So reparación en esle caso es sencllla, ye que basta con colocar un pequel\o parc:lle del mismo malerial y soldarlo mediante cafor.

~~SOLOMO t'°f'MIOC>'I AKWl.00

lnstala(llón entre sostenlmle-nto y revesttmlento

2.4.3 MEMBRANAS DE POUETILENO DE ALTA DENSIDAD Fabricadas an pollellleno de alta densidad en varios espesores. llexlble y maleable, Es eficaz a bajas temperaturas y tiene elevada resistencia a la perloración y a los agentes

qulmloos. No tiene la nexlbllidad del PVC o el poíoetlleno expan\fido, por lo que se emplea. en

túneles con paramentosrectos o curvos sin ln'egutar'idades.Puede ser lisa o con alvéolos oe direrenles alturas.

Suele unlrse a una rafia de refuerzo. que la protege de elementos cortantes

y punzantes y entte

en ocasiones una 1na!l.a de acero. quedando nOJmalmerite

embulkfa

con

una banda

el COll)unto sostenimlento·revesllmiento.

ad~eslva o con termosoldadura

Los solapes se unlt~n

y los anclajes se sellan con maslll.a para asegurar su

estanqueidad.

Detallo.de los alvéolos da ta lámina

Rafia de refuen.o

Se ln.slala mediante clavos, uniendo las léminas por tcrmosoldadura.

La altura de

los nódulos de las alveolarés varia de 8 a 20 mm. Permite la evacuación de gralld&s volúmenes de agua, g1aclas al e>;paclo que su cs~uclura alvoolar deja entre la lámma y ta pared.

Colocación de ftlmlna en bóYéda y ho.sUalet

Clavos de lljaclón

En la siguiente tabla se resumen las espeelrica_clones técnicas de esta Upo de membrana:

Caractorittle•

Valor

"1-étodo d& e1aayo

EspoSOtnomtnal Oern;idad

Re$lstenc:iea la tracc:ión Alargamlentoaja roiura Re$lSIO(lCla al delga(l'O

Re.sRtenc::iJa la perfOfac:IÓn Doblado• bajo lemperal\lra

Abaorclóndo agua Es reslsteote a los élcatis, licldos., aceites y disotvantes. asl como a las ralees. siendo imputrescible. 2.4.4 LÁMINAS DE EPDM Lámina elastómera de caucho sintético que tiene una gran flexibilidad. &dapténdose muy bien a las ~regularidades del paramento. Sus P
'-1ombr•na do ceucho EPOIA Deberá ir acompañada de un geolextil que haga la función de dren y de proteci:lón

contra el punzonomlento. Con10 el resto de láminas se colocarán con un andamio móvil y se fré lnstefando por bandas o panos, con un solape mlnlmo de 10 cm. las uniones se hacen apflcando adhesivo y como refuerzo una banda que cubra eJ solape o con un coreen de setlado de masuca.

• 1

El espesor estándar es de 1 y 1,2 •i'lm. Sus prlnclpa!
Valor

Mlttodo do 11nsayo

Espos~ornomlnal R8slsµtncai a la tracc!l>n Alarga·miento e le rotura

Resls!i!llcla al desgarro Reslstf'Jncla a la pet(ocaciOn ResJ&tenciaa Is perfotaci6n por tak:es Res1stencla·a la perousiOn OObtactoa baja tomperallJra

2.4.5 GEOTEXTILES En Jo cooslruoción de luneles se modifica el es!Mo de tensión del arco excavado y se prodooen movlmienlos de conver'gencia del lerreno, que expondrlan e la membrana no protegida a esfuerzos mecánicos muy fuertes, l,0 que causarla la rotula de la ml!S'l)a. Para evitar esto, se coloca una capa intermedia ediciOnal compensadora. que es el geolextlt rienen una función importante en el sistema de lmpermeablll%aclón, ademils de capa protectora y oompensadora. drena las al)uas prooedenles de filtmcfones. Deben ser siempre geotexti)es ncrlejldos, empleando fibras de pollmeros sintéticos 100%, unidas mecánícamente- por punzonamiento. No se emplearán geotexliles que no sean resistentes a soluolooes de alta alcalinidad. Es reccmendabre uURtar geoiextlles en el entorno de 500 gr/m2•

En la siguiente tabia se eJ<presan las propledades mecánicas e hldrauffcas mlnlmao: ProplJtd•.des. RcSistenda o tracctón Alargamiento ruptura

Re~i:$tencía CBR Permeabil!dad en el p!.a,no

Se fijan al paramento del t~nel mediante pernos oon arandelas blandas para evitar la rasgadura.

FJJ~Clón

CQn

chivo• y arandela de protección

Unión con lámina inlpermeable

2.4.8 RECOMENDACIONES Y CRITERIOS DE SELECCIÓN La lmpermeabijlzación

de los túneles conlribuye a la calidad y durabilidad del

revesttmiento. Par la elección de los materiales Olés adea.J8dos se deben tener'en euCflta fos slgulentes ractores: •

Proteger y envolver el lrasd6s del revestimiento de manera durable conlr.l el agua de flltraclón.

•

Adaplorse sin problemas a las Irregularidades del soporte y ""' Cl\PB> ele dalonnarse para puentear las deslguakledes. Su resistencia y alargamiento seián sunolenles para no ser perforadas, Ser svtlclentemente resistente para continuar siendo estanca después de las sollcltac:iones mecánicas resuuaníes del proceso da hom11gonado postsrior.

•

El geolexlll debe garantizar la evaooacl6n d•I a.gua de llllraclOn, sin e111rar en carga. de manera durable tiacl
•

Una Instalación sencilla. racional y

económica. Los solapes-entre módulos o

panos debon estar garantizados conlra fos deterioros y que estarán sometidos.

ros

esfuerzos- a los

y las deformaciones por

• Resistir 106 movimientos· de retracción y fluencia temperatura y los debidos a vibraciones. •

Deben ser lmpulreS<;lbles, tanto las membranas, el geotext~. los materiales de fijación y los elemenlos empleados en las juntas de unión de módulOs.

•

Deben ser materiales aulaexllngulbles para evitar rlosgos de Incendios. Según estes criterios se puede elaborar una tabla donde se resume el

comportamíento de las lllinlnas ext)<J.,.tas en es\e aparlado'

lipo de lillnina

Comportamel nlo

Poliotllono

PVC·P

oxpandlcto

Ad•ptab!lidad al parament o

Muy buena

Buena

Resistencia a doformaclono fn1talaclón

Muy buena 81.1ena

anclaje

PolloUlono de Coucho EPOM

ali. dontld•d

No rooomoñdoblo en par.arn'1'!tos lrrogulatM

Muybuen;i

8'Jooa

Modotada

~1uybuena

t.~uybuene

Muy buena

Buena

lott"foclón solapes

)d

fnputnlsclble Durabilidad Cornportamlento Autooxllngulblfl

fronto •1 fuooo

AuloeXtlngulblo

AuloOxtlngulblO

Aulooxtln{¡ulblo

con aditll/Os

c:on

2.5 CARACTERÍSTICAS DEL HORMIGÓN DE REVESTIMIENTO se Crata de un h0<mlg6n en masa, como el empleado en general en obra cMI. con ciertas adiciones que mejoren su lrabajabilidad

y

bombeabllldad

y

vna

granulomettla seooiblern011le continua que evite su segregadón en el momento de la puesta en obra. Et hormlg6n se compone de cemento, agua, luido, aditivos y en el caso det revesllmlenlo de túneles puede rerorzarse con libras estructurales y/o

oo pollprop!leno que

contribuyen para mejorar la resistencia pasiva al fuego. En algunos ca59S, el revestimiento puede sollcllar un oomp<Jl'lamlento estrwtural desde el prttner momento. Esta es el coso de los túneles anificlaleS·, pata soportal"Ja carga de tierras de su soterramiento y en secciones de túnel en mine, que por la complejidad geoléc'1ica extrema del terreno atravesado y la Importancia de tas cargas ttansmltldas al sostenimiento,

puedan demandar

un revestimiento eslruoluial y

ccnlrabóveda. En embos casos. se-emplea 11ormig6narmado. Los materiales oonstituyenles deben satlsíacer las condiciones que se eslablecen en la Instrucción de Hormigón Estructural EHE'98 y el Pliego de Presoípctones Técnicas GonQfales para la ReocpciÓn de Cementos o aquellas normativos que estén v;gentes en el momento d$ ejecutarse las obras. En el caso de IQS túneles y como caracterlstlcas más reset'lables, se Ueoen para cada elofnonto:

2.5.1 CEMENTO Los cementos a utilizar serán del tipo CEM

1~42,5, exigiéndose que sean

resistentes a tos sulfatos en easo que se tengan Indicios de agreslvjdad a la vista de los análisis que se realicen para su detección. Se podrán ullllzar ouos tipos de comento para acortar tiempos de dese11colrado

o por ottas razones con las debidas justificaciones. Una

vez decidido el comento a utfllzar defln.lllvamente, éste so mantendrá durante toda la ejecución de fas obras, siendo el mismo y llnlco en la oomposlción de todos los hormigones salvo cambios que pudieran sucglr para adaptarse a las necesidades reales de la oonstrucciOn y a los posibles problemas de ag<esMdad que pudleflln f)lllsentarso en tramos detormlnedos. 2.5.2 AGUA El agua de amasado deberá estar libre de materia orgánica, partlculas en suspensión, susranclas qulmlcas (sulratos, cloruros, efe) y cumplirlJ k> ex~gldo en

ta lnslrwcl6n EHE-98.

2.5.3 ÁRIDOS ProVondrán de rocas ••tables, es decir. lpallerables al aire. al agua y al hielo, no
tos áridos serán químicamente limpios Oln w1ruros

ni suUatos. Debido a la fnfluencla sobre la cantidad de agua de amasado. conviene controlar eJ pcrcentaje de finos en las arenas. siendo ¡ecomendable un vaJor máximo del orden d
10% pasando por el tamil de 0, 160

1nm.

Se recom1e11<1an eslr\'lismo, árldoo rodados

para ravoreoer la puesta en obre, aunque

se admltlrén los procedenles de macl1aqt1eo siempre

que no contepgan lormas lajosas ni puntiagudas. El coeficiente de IQ!lllll de la lrecdOn superl0< a 5 mm será Inferior a 0,20. El peso especlflco será superior a 2,55 úrn', con lo que se trata de ellmloar los á.óclos porosos. la curva granulométsica de los árldos·ser
superflu!dlHcankls.

Ollas

adiciones,

como aceleradores

del

rraguado. deben estar adoctlad¡>ment<1 justificados y respaldados por ensayos previos.

2.5.5 HORMIGÓN Con estos componentes, se ol;>tfe.neun hormigón en maso. adecuado para su puesta en obra como revesltmiento, que debe tener Jas si§ulentes caracter1stltas: • El hormigón que constituye el revestimiento tendr& un mínimo de 300 kg de cemento por metro cúbico, recomendándose una resJstencia caracterlatlca a compresói n s 28 dlas mlntma de 30 Nlmml y una resistenclaa tracción mlnlma de 2 N/rnm'. La conSistencla del llormig6n éstará comprendida entr<1 6 y 10 cm medkloo como descanso del cono de Abrams.

•

Para podet desé
Ademb, como caraclerlsllcas generales,

el hormigón deberá reunir las siguientes

condicionas: •

Para

facilidad

da t.ransporte y poosla en

obra: Buena consisíancía docll!dad

y

Granulomelrla

conth,ua Conlenldo do finos suficientes. Entre ol 15 y 20% pasaré al larnlz 0,315

mm •

Para la ausencia de segregacf6n: Buen contacto entre áridos y ceroonto Vlbtaclón (tanto lnte1na como externa) Intonsa para oorisegurl una densidad del hormigón rrosco al menos del 95% te6llca

•

Para buena Impermeabilidad: Buooa compacidad de hormigón endurecido Estudiar la perm•abilidad sobre probetas Tratamiento de las juntas do hormigonado con agua

•

Para mlnima retracción y ausencia

de Usuración, ef cemento deberé

cumplri: Superficie especifica de Blain.e menor da 3.000 a 3.200 cm*/gr Contenido de aluminato illallclco menor del 5% Velocidad moderada de desprendimiento del calor fraguado •

Ademés, y con ol mismo objetivo: Contenido medio do agua de amasado Fabri<:aclón llomogénea del hormigón fresco Utilización eventual do plasllllcantcs o alreantcs Antes de empezar la efecocrón del revosllmlento se 88-lodlarll en obta la

dosificación a uUl1%ar. a partfr de (os materiales existentes en la zona. ensayando tas diferentes amasadas de prueba, para la elocción de una dosificación fija que será invariable durante la ojeouclón de la obra,

2.5.6 ENCOFRADOS Habltualmente se emplea una cimbra autoportante que despliega y (epllega hldré.ul~mente los módulos da encofrado. a excepción de Jos t(Jneles construidos por métodos lredícfonales da en1ibac16n provisional y hormlgonndo conlra el terreno, donde no es posible utilizar un carro o cimbra móvil sobre ralles. Esta cimbra o carro de encerrado estaré constllllldo por una superficie de enoofredo coincidente con el perfil de Intradós del túnel y una estruclufa portante movible. La es1ructura portante del encorrado se diseñará y construirá de !arma qué a la vez de ser estructurelniente capaz de soportar la carga do hormigón fresco. permlla el gálibo flbre suflclente en su Interior para el paso da maquinaria en tonel durante &a ejecución dél revestimiento. El desplazamlento horizootal máximo en hastiales será de 5 mm y la flecha radial méxlma en le b6vada 1 cm o el 111000 del vano h0
Esquema de cttto de •ncoh'ado d;e

Clmbr11 ~utoport#ntt hfdrtuUe:ay paneles encofrado

El sistema de dosplazam{&nto. puesta en poslcf6n y desencofrado, podrá ser resueno, bien con una osttuctura

po.-la.nte única y vaños m0du1os te'6scópioosde

super.flcie de ancolrado. bfen con carros fijos (no separable la superficie de encolrado de la estructura¡. En los elementos ospaclfloos de oncofrado (superficies de encofrado] so dojarén aoorturas o ventanas da vertido del hormigón, vibrado o Inspección visual. Es recomendable que eslás ventanas se dispongan en ambos lados del módulo de encofrado y a dos allu.ras (+3,00 m y +6,00 m), en un n~mero de dos ventanas en cada cota, con un total de 8 ventanas en la superficie de encofrado de un módulo (suponiendo módulos de 9 m de longitud). En la eslrucl\Jra portante

s• dispondrá de un buon aoceso a todas y cada una de las

ventanas para su efectiva uUIJzoclón.

Antes del horm(l¡onado todos los enoolrados se deberán limpiar otridadosament&, evitando golpes que dejen sefiales o aboUoduras en Ja superficie de enoofrudo. que en caso de producirse se eliminaran obllgato, se ejooutam un saliente de chapa de f0<ma triangular,

oon objeto

de conseguir

una hendidura.

perlmelral que pueda facilitar el tratamiento de juntas de hormigonado entte m0dulo$., en Jos sitios en que la p(esenola de agua lo hiciera necesario. Para el cierre lronta) del carro de hormigonado se ufllimré un sistema a base de planchas o tablones acunados. o cualquier otro que garantice et lepe estanco hasla et terreno o el sostenlmiento. Para los fmpOrl()rtte,si

casos en que la sobf'eexcavaclón(uera

et cierre o tape no pudlera resistir el empuje del hormigón fresco, el

h0<mlgonado de la parte alla de aa bóveda alturas parciales en evitación de

se realizaré en mas de una fase con

deformaciones o roturas dol lapa trontal, El carro do encofrado circulará sobre carriles de rodadura bfen apoyados sobre la solera y nivelados en coronación a igual cota ambos. siendo constante su valor relalivo respecto a la cota del eje de replanteo.

2.6 EJECUCIÓN DEL ANILLO DE REVESTIMIENTO Habitualmente, el revestimiento comlenza a ejecutarse después de excavación y sostonlmlonlo do la sección compl~ta del túnel.

Por dolante

la del

hom1igonado y slmulíáneamente, se suele lr tnstalando las conduccfones de drenaje y Se impermeab-iljzación. asl como los muros de arranque donde deben apoyarse los hastiales dol túnel y oJ propio encofrado de la bóveda. Prevíoal hormfgonado del tOOel se pasará un carro cie..gilliboque

asegure-el

espesor mfnlmo teórico del reve.sllmiento.La existencia de punlos aislados o generales que Impiden dicho

espesor en todo el perimetro a rovastir dará lugar a su

rectiffcación y picado. Eventualmente podrán supílrse las dcriclooclas do espesor con un armado local de lo secciOn. Esta solución no será admJsible paro espesoresinferiores a 1 O cm. La superficiede roca o sostanlmlenío que se revestiré estaré Umpfa de trazos sueltos o movibles, especfalmento de aquellOf qua sean ro(onldos por las capas de malla que P<J•<Jan estar al aire. Como características generales de l.¡¡ ajecución del revestimHtntodel túnel deben ser

re11elladas las siguientes: •

La necesidad de dosencofrar a corto plazo obliga a una gran regularidad de fabricación, requltiénctose una calidad constante

de Jos componentes

y

una

buena maquinaria de labrfcaclOn. •

El traospotto ootro la planla y el tónel debe ser P'lrli<:ulnrrnento cuidadoso, evitando segregaclOMs y pérdidasde agua por evaporación.

•

Es lndisponsable un buen vibrado del h01mlg6n para réRenar huecos y ~)Olar la compackíad. quo flSté lntimamonle ligada a la estanqueidad y a la resistencia a la agresividad de tas aguas.

•

Los huecos entre revestimiento y

terreno

pueden

ser causa de una

descompresión posterior,o puedoo favorecer la clrculacf6n de agua; es pues lndlspe11Sable al rellenode los huecos que queden en la zona dffi 1msd6S. •

Evitar Interrupciones en el hormlgonado qu<> don lugar e juntas de ool\St1uoa1M, ya quo estas zonas, cuando so.producen, se oomporta.nC0"10 l)<Jntos débiles, que dan lugar a la formación de fisuras en el anillo. debHUándOIO.

• E1 revestmi iento debQI ser lo mas lmpern10abloposible y resistente a las aguas agresivas

que puedan existir en lªs zonas donde se coloque.

•

EJ

hormigón debe lene< gran docitidad para favorecer el rello.no comploto. La

retracción debo ser mlnlma. la resistencia ln:fclal debe ser elevada, k> que puede crear probJemes oon tiempo do transporte o esperas notables. En una primera etapa se eJecutnn las zapatas de apoyo dttt revesUmiento y ef arranque de los hastiaJes, que permitlrén el apoyo y apuntalamiento del encofrado de la

bóveda, una vez omplaz:ado por ta chnbra en ol anilk> oorrespondienle.

Encofrado atra.nquo

do

h1sUalo1o

muroa

do

La lorigllud de los carros pMaet«:olrados o elr¡ibras eutopo11anle<, de!l
construcción del

rayesllmlento,

ak:iinzandose hasta 10-12 m, siendo habituales los módulos de 6-8 rn, Estos módulos están lom1ados por un oon)unlo de chapas metéllcas que configuran el luturo contorne del túnel, montadas sobre un sistema de tornillos sillfln, accionados hldréuflca o manualmente, de tal manera que puedan moverse entre la posición rlgida que cortesponde al pei'fll de hormigonado.

se

o de

manera flexible, que corresponde a fa

posición

en que el carro

desplaza hasta la siguiente zona, Una vez instalado en la posición adecuada, el encofrado se apuntala-en los muros de arranque. El homligonado debe comenz.ar desde lo parte inferior y de manera simétrica, para no someter a la estructura a esfuerzos Innecesarios. Las diapas de encofrado cuentan oon unas ventanas, situadas a diferentes altura. que permiten verter el hormigón en distintas

posiciones. para evitar su segregacioo y poolbllitar el vibrado de las tongadas, el/yo espesor no debe ser excesiYO. En la actualidad están empteándose enoorrados vibrantes, que

olimlnan la nocesldad de lá vlbracloo externa.

El hetmigonado

de la clave se realizará desde la parte rronlal del carre. a lravés

de uoa lapa deslinada a tal fin. Esla operaelól\es esp~clalmente oompllea
""ª


Hormlgon-ado de un anulo

Col01:a~fc>n do oncofrado po1torror-ala

lmpermonbl1Jzaol6n

El hormlgonado se
ee

hasllales hasta el punto mas alto de la bóveda. En el caso de cambio de

lurno no se prodoolran lnteirupclones en el relleno de horrrligón. Por regla general, el hormigón se colocará en módulos Individuales avanzando dentro del lúnel en módulos oonsecullvos. hetrmOOnMdo centrs el módulo anrerlor

y efecluando un lapo en el olto extremo del encofrado. 8 llenado de cada módulo se haré por capas sucesívas ub11zando para el paso de la manguera la fifa de ventanas del encofrado mas próxima a cáda capa. Tras el relleno de un lado hasta uno cierta cota se procodorá a rellenar el lado contrario hastaJa

misma altura, no

sobrepasando el tiempo de esta operación un ptazo que pueda

dar lugar a juntas

de eonsuuocíón entre capas consecutivas.

Para ol manado de la zona de carro por- encima de la óltlma fila de ventanas se cotocarA la manguora desde el tape da clerre frontal, desplazándola altemativamenle a uno y otro lado para conseguirllenados simétricos del onllto. Con el lln de asegurar un comploto Uenado, sobre todo de la zona de ciave, se· reoomfenda la utlllzaclón de "chivatos•, como pet ejemplo tubos VOf!lcales fijados en la clave daf OllCOfrado oon altura proxtma hasta la superficte de la roca o del sostenimiento, de manera que al llegar el hormlg6n a dicha altura desborde por In boca superior del lubo, atravesando ol encofrado a través de orificios ejecutados en la chapa. Se adoptarán

las procauciones necesarias para oyjtar dañen ta lémlna da lmpermeablll~lón.

Qlf9

la cofocación y reti.tadade dichos chivatos

El enoolrado metálico deberlo ser sunclentemente resistente

y estable

pera que sea

transmilid• al hormig6n la mádma eflergla de los víbradores de wper!l®. En general éstos deberán ser puestos en funcionamiento e medkla que avepce el ho(migona
se debelé qullar la pellcula de cemente en la

creada, rascando la superncle y lavando de$f)ués coo agua y

Una vez concluido el hormlgonado de una sección. el enoolrado quooa anclado o fijado a los muretes de arranque, pudiéndose proceder al repliegue y retirada de la cimbra. Es habitual disponer de dos juegos de encofrado, de esta (()lma se puedé lnlt:lar !a colocaci6n del encofrado del siguiente anillo, mientras el anillo previo alcal\za la resistencia rnTnlma. Para delllmllnar el llempo de desern:oírsdo se realizarán ensayos de tracción que se romperán por el método brasileño o cualquier airo avalado y sancionado

por la

experiencia. Estas roturas se harán a la edad de deSencofrado para-deducir la resistencia a tracción, que deberá alcafl.lar como mlnlrno los 1,3 N/mm• o la.necesaria para soportar eJ peso propio con un coeficienle oo seguridad de 1,25. En el caso de que se eslablezca la validez de alguna fOrmuta para deducir fa resistencia a trocción a partir de la de comprestOn, se apticar3 como altemallva a los onsayos de rotura a lracx:IOn. Tras al desencofrado resistencia

de cada móduto.

una vez alcanzada la

anteriormente definida, se precederá a su curado regando con

&QUB

'ª

superficie desencofrada. Los p
de esta la<ma que el revestimiento quede

solidario oon el sostenimiento y pa< tanlo, con el terreno.

Debe tenerse en cuenta que en muchos casos alcanzar el recorte de excavación teórico no es poslble, ya que las juntas, pequel\Os dasprGl>dlmientl>S y nsuras del 1etreno Implican perimeuos lrtegul&res. Es1as lrreguJat!CJades en la bóveda

y h.aslfales del hlnel,

sobre todo cuando no se colocan cercl1as en el sostenimiento, provocan que el canto neceseño del re-lirnlonto para alcanzar la linee de géllbo interior sea basíaníe mal'Qf al 1e6rico, en algUJ1<)s casos entre un 50 y 100% superior.

Diferencia dé canto en una anillo hormtgonado

2.7 RELLENOS DE TRASDÓS La Inyección de una leclla
que

rnm quedado

como sumideros y conducclones

entre ambas parios, y que podrlat1 actuar

de 119uo.

por lo que so conlrlb<Jye

a le

lmpormoablUdad del líinel •

Dotar al reveslimlento de una continuidad natural con el propio terteno, de tal manera quo actúen como un link:o ektmento estructural e impidiendo el desarro41o de presiones asimétricas. Esta lnyección so efectúa mcdlanlo tubos prcvlan1ente dlspoestos en el

hormigón o m!'(fiante laladros efocluados a tal fin, en el caso de no existir lámina de lmpermeablllzaclón. Estas Inyecciones deben-abarcar toda la suparfic:iBinterior del túnel, k>calizándose una cada 6 m' aproxlmadaments, realrzándose oon una bomba de· 70.kPa de presión mllxlma, Uno vez terminada la Inyección, los !aladros o tubos deben rellena1se a su vez con molleros y enra$i>rlos co1reotamente con la pared del t6nel. La Inyección de la perle superior de la bOveda se deberé ejecutar de manera muy culdadosa, ya que es una zona se~slble a tener carencia de hormigón, PO' lo que la dotación en lechada o 1110llero debe ser stdlciente. Debe cuidarse la limpieza de los elementos de lnyecclóa, ast como de los taladros o lubos, para evitar arrastrar polvo o delrilus que podrían deterlOf'ar el revestfmiento. Una vez oonclulda la Inyección de toda una zona. se procederé a su comprobación mediante agua a preslón, que mostraré las zonas de posibles rugas, requiriéndose entonces una nueva Inyección que garantice la es1anquektad del révesUmlento.

2.8 REVESTIMIENTO EN EMBOQUILLES, TÚNELES ARTIFICIALES La bocas del túnel o emboquilles se suele terminar con una estruclura de transición entre el tune! en mino y el resto de plataf0<ma de obra oxterl0<. El inicio de.la excavación del tune! en mina requiere lln8 cobertera mlnlma de terreno de buena caliOad geolécnlca, lo que puede impficar en a~unos casos un desmonta Importante, que por motivos medloamblentales es necesario restituir al méxlrno. La protongaciOO del túnel con una estructura artificial y su posterior so1mramiento, restrtuyendo el terreno natural mirúmiza el impacto ambiental. OIra runción de los túneles artiftei.a!es o j)ioos de nauta", por ser nOl1ll81mente de geometrla seudo cllllldrica biselada. as adernáa de estética. de protección frente algun hipotético desprendimiento en talud frontal donde el túnel em~quma.

(¿. coñstruClc16n de tünel artificial

En este caso. el revestimiento es un el9""'nto estructural desde el primer momento ya que lieoo que soportar la carga da tlerm qoo en cada caso sea necesaria para alcanzar la Integración ambiental. Po< esta razón. para la constnJcclón de esta oslructura y su correspondiente oinientación se ijOOle emplear hotmlg_6n armado. La geometrla lntellor es la misma que ·el túnel en mina. por Jo que se wele emplear el mismo carro de encolrado, el resto de encoíradOs que se utilizan son 106 hablloales empieados elementos estructurales de honnlgón armado.

Tanto las canalJz.aciones

d& d~naje como las de lns1alaclones de expfolac!ón

llenen su conUnulclad a lo largo dol lúnel attlflciaL la impermeabilización, al igual que en ol lúnel en mina, se consigue con una membrana estructura, slendo

que envue-1\reel trasdós de la

e• malerlal omploodo de Upo asfálllco, slmllar al ~e airas obras do

ho1T11lg6n de obra exterlor.

2.9 ACABADOS Y ELEMENTOS COMPLEMENTARIOS 2.9.1 REVESTIMIENTOS ORNAMENTALES Como complemento del anillo de rewstlmlenlo de hormigón, generalm"'1\e eo tüneles con alta

densidad. de

tráfico. se pueden Instalar unos paneles

omemenreses o decorollvos que mejoretl la lunclooalldad.

En Apartado n• 7 de este

documento se estudian y analizan en profundklad este tipo de revestimientos, contlnu.atl6n

A

se resumen tas mejoras que aportan al reveslifnientode hormigónin

situ. Mayor efectividad de la flumlnaci6n. •

Mejor paroepclóh sobre la geomelrla del trazado y sobre la seMllzaolón.

•

Mejora,¡cClslk:a que impOoa un mayor ooofort paro el oooductor.

•

fll1ayoreftcacia

del

sistema

de

ventilación

el

disminuir-c-1

rozamientosobre las paredes por su acabado supeñtcialliso. • y

Funcl6n decorañva, que contribuye además a romper ta monotonla visual hacer monos hostfl ef ambiente del propio túnel,

•

Reduoen los costes de limpieza y reparaclóo, al tratarse de eJeme~tos lécllmenle suslllulbles, y ouya superficie suele edmlllr tratamiento$ de limpieza eficaces.

TClnol con f't'\IOStlmtonto d• hormlg6n In sltu y pinoles docoraUvos

2.9.2 TRATAMIENTOS FRENTE AL FUEGO Existen dos criterios básicos que permlten ceraeterlzar el comp0
fuego de los materiales y eremen1os de conslrucci6n; La reacOl6n el

•

ruego

La resistencia al fuego

Roacclón al fuogo Las eJ
de reaoci6h al

fuego de los maleriales se definen fijando la clase que

deb•m alcanzar conforma a Ja norma UNE 23 727. !:$tas clases se denominan:

MO, M1, M2, M3 y 1\14. La clase MO índica que un

mat01ial es rlo combusllble ante la acción tmmlca normalizada del ensayo correspondiente. Un material de Clase M1 es combustible pero no Inflamable, lo que Implica que su combuslf6n no se manlíene cuando cesa la aporiaclOn

d•

calor desde un roco ext01jor. Los

materiales de clase M2, M3 y M4 pueden considerarse, de un grado de lnllamabílldod rnoderoda. me
Los materiales ernpteadoe para el revesünliento interior del túnel deben ser de clase Mil cuando se encuentran en I~ bóveca, Se admíllrAn materiales de clase M1 en

los rovasUmlentos laterah¡s si se justiftcaadecuadamente fa ausencia de riesgo de

propagación

dol incendio en las condiciones de utilización d.el túnel. Se permíllrft la clase M1 para diversas instalaciones, en particular en el tendido cables. de Resl.staocla al fuego Las exigencias del resistencia ante el fu"90 de un elemento constructivo se definen por los tiempos durahte ros cuales dldios

elementos daba mantener aquellas de las

condiciones siguientos qua le sean aplicables, en el ensayo normaflZB(lo confonne a UNE

2S 093: a}

Estabilidad o capacidad portante;

b) Ausencia do emisión de Q'OSOS Inflamables por la cara no éxpuesle;

c) Eslanquldad al paso do llamas o gases catienlos; d) Re$lstencia 1érmlca suficiente para Impedir que se produzcan en la cara no expuesta temperaturas sopertores a '3s que se establecen on la citada

norma UNE. Es aplicable la coodición a) cuando so exija estabilidad al foogo (EF) que deberán cumpllr fos revestlm1entosde Jos túneles para permitir los labores de ex:UnciOny safvamente durante un periodo suñcíente. Las cllncliclones a), b) y c) en el caso de parallamas (PF). y todas cuondo so exija resistencia al fuego (RF). Esta norma báslca establece sus ex;gencias conforme a la siguiente escala de tiempos: 15. 30, 60. 90, 120. 180 y 240 min, En túneles de baja doosldad do trafico os reoomendabto alcanzar EF 120 y EF 240 en los de alla capacfdad d• trafico. Un rove5tlmlenlo d• 16nelos podemos deflnlf1o como crllioo OtJando se cumplen las siguientes oondlclones: •

Su destrucción puede causar una cata.stróflcapérdida de vidas.

•

Su destrucción supone una pérdida económica Inaceptable,

•

su destrucciónrapidadificulta las operaciones de rescate.

•

Su degradación puede Impedir las-operaciones-de recuperación.

En la siguiente tabla se resume el comportamiento flsloo-quhnioo del hormigón [rento al fuego: Ton1pH111tu111C-CJ

Ef•c:lo• Fftlc:o Qufmlcoa aobr• eJ h01n1fgón

0- IOO'C

Sin efecto

100- 150' e

~ dé agua cap!tary de adson:lón

300'C

COOllOOlOdo P+<(5tf1JC
4-00'C

o¡S<>Ciái:lón do 1o$ 1~1tJo•Uo ~Ido,

OOO'C

Fi.ltde Q:remenlo do ta IM!f>(;ia

700'C

OiQOc:t.aclón lo~ del,carbonato célclco

800' e

~
1200•c

C0fll!oll20 11) tü&tón

Desde el punto de vísla de la. resistencia mecánica, la evolución de la misma con la

ternperatura del inoendio se desarrotJa de Ta1npo1alura toC)

le siguiente manera:

Ef•tt
o-1oo•c

Sin efecto

too- uso•c

Comlellla ol dasoonchaOO wperficbt dol llO(mlgOn (spnlllito)

1so·c

Conoont:o B dOCIUOlWf\l t0$1$1(1tldau lmoc:ldn CJOI hOtmlOÓfl

sec-c

Aporooon ptl"*'8ll O.ffetat, Cofli!on:ru O dOOfGoet IO te$15lencilt o C(l(nproalOn llórmUO(t

il§O•c

El acere do laá armoduraa no rocupore fnt-agramonte sua proplodadea mocánlcss

600"C

O&a"I)&rooelo ieelslencloo lraoclón del homllgón

ooo·c

OesC1paroco ro fG811U4JAClaa rompros»n <1e1 hOtmlQOO

Este desconchado, presOinle en todOG los lnosndtos de los que se llenen datOG, se debe a la aC(:IÓ/1 combll\OOa y slmul1ánea de dos elec1os: •

Un Incremento de las tonslooes de comp<esi6n deblclo a la dYataclón térmica.

•

Un aumento de la presión intefstlcial por la vaporlz~dón del agua de

hidratación dol oomonlo y del agua capilar. El proceso se acllw sr ta velocidad de calentamtenlo excede de 2 - 3 "C/mln. y es más acusado on hormigones do alta resfstencla (más compactos}.

adelante, esta degradación

se reduce

notablemente si

se alla
comoveremos

más

al h0<mtgOn una pequena

cantidad do nb
• 1

c o··- ~ c . •

. . ... .. .·. . •..· •.. .;

.... . :.;. .-..·.,· . . ,. . . . •

•

.

11 . •

-;,.. ·

•

.

. ·. ..·,'!':.,...·

. .. ..

• • .,_'f

:

..:• 1

• •• ••

• • 1 • l!'r,1J+IHf&1t ftl 19H

••

,. . .......f

cutmiuentKJ.. s

.. , . . . . ..:..:.... . :··"..... ·.. _.

.. .

' .: ,'

. . ·.. :

)

':

48~6JPllll•flUl•l ltl\l~pu

J,.lilnQfft .. ,.1 lt!1itCMfl

Mecanismo do spalllng por acclc)n de ra presión lnterstlcl11I de v11por

TBANSFERENCIA PE CALOR HACIA EL REVESTIMIENTO Para estudiar el comportamiento del hormlg&i !rente al ruego se reallzM siempre simulaciones numéricas definiendo

un ·1noendlo Upo aJ que

simplemente se le

lmpOfleuna potencia térmica determinada. El flujo lle calor se obtiene como un producto del ftujo másico de humos por la temperatura alcanzada en estos. Sin embargo, para un incendio dado. estas dos canlldades estt\n corrclaclonadas 'I ademas el tamnn.o del Incendio no es lndeptjf1dfente del Oufo de calor. En los simulacros reales do ruego y sobre todo oon las hAframiet\tas de sortware basadas en la dirútmk:ade llukfos computacional. al simular el luego de un vehlrulo es Inviable. Luego entonces se recurro a slmular locos do una potencia Igual a la del Incendio real medido experlmentalmente llaciendo quemar un oombuslible en une pila de un cierto tamallo. Es llabllual u6!1zar neptano y para esto oblondfemos a continuación uria estlmacl6n de las ca1acterlst1cas del Incendio de diseno a utilizar para estimar la reslstoncla del soslenlmíento al En primot lugar,

ÍU«.JO.

se plantean lo
modelo paro una 11e2 jusll(lcedas obtener de ellas el lama/lo de la pila de combustible para oblaner una potencia de ln<:endlo detetmlnaremos la lemperatura de

de

15

ros humas

MW y

a part11

de estos valores

y el volumen(!< rel="nofollow"> humos gonetado desde el

rooo. La temperalura de los humos en la zona de ciioque con la clave seré la tempe¡alura a la que deberá ser capaz de soporler el revesfomlenlO y para la que deberá cumplir con las el\lgencias de la norrnativa.

•::

••••.•. .

. . ••

••

-

.. .

'"

•• Una vez, cuantificada

la temperatura que aleciará a la estructura del túnel en la

slluaclón de lnoondlo, se procede a reaRzar un cillculo estructural del lilnol en el que se contemplan en un primer paso las tensiones ¡lrmente

se anade el erecto del incremento

ife lempMaturas

provocado

por al Incendio. El resulllldo es ufta slnlUlaclOn de la a1t9rac10n del reveslfmlenlo en lunclOn de la

-. . ··

duracióndel Incendio:

t..

-"

....

- · -.... ..· .-...... ::.:;.. :..::.:.::"''' .:.:.·' "

" " '

.·-... -· -•~: : .· .

:=!:'""

M

!

r:::::; .... 11.

:::"'

~

;

1

.-

,

. ..

.. ...,. , ,. .

.

:::"'

,., ... .

:

·-

.-

. .....

M"

.....

lll'lt

. . .. .. . ..

; : ; : .: ...... . ''· ' º ....... ¡"'"71' . . .. •"' ..

~

_

-.".=..'.~. •..":.:.•¡ '"

Slmutaclón p:ira dottrmlnar el efecto do un Incendio en el revestlmlento

El calculo numérico simula un Incendio de 15 MW. coo el fin de estimar la profundidad del desooncharnlento (spalling) del reveslimionlo de honnig6o. Debido a la baja conductividad létmica del ha<migón. oon las duraciones del fuego esUrnadas. la zona tl
mlnulos

do duraclOO

del incendioa la máxima temperatura. OurO!lte las etapas somelldas a arias lem¡waluras.

se desarroflM lonslonos muy

elevadas en el hormigón, suparl0<es a su 1eslslencia carl.\Cle!lsUca, PO< lo que es dé prever un desconchamienlo supeñiclal de la zona sometida a estas temperaturas. El calcuto

no liene en oonsider&ción la edición de fibras de pollprop¡Jano

al

hormigón (diliciles de slmular mediante elementos llnilos). que llmltarirn la profundidad del deklrla9 calcoJad05.

MATERIALES PARA MEJORAR EL COMPORTAMIENTO DEL REVESTIMIENTO

DE

HORMIGÓN FRENTE AL FUEGO

Respecto a las diferentes allemallvas de protección para el revesllmlonto

de los

túneles, la nonnatlva Indica que on general, la proteccón frente al fuego de los elementos consltucllvos (estructurales y separadores)

del tunal y de sus dependencias

anejas podrá realizarse colocando sobro las superficies

expuestas al fuego, un

olemonlo a'8&ante. o lnoarpoJcJndoen la masa del hormigón, olomentos, como las ribras·de po1Jprop•leno1 que limiten los danos derivados de las acciones lérmlcas. La op<;lón de sobredlmenslooar los elementos 0s1ructuraJ0s do 11onmgon para soportar las acciones térmicas,

no es ac;onseJable, pues

obDga

a

realizar reparaciones

Importantes leas el Incendio. En el apartado qou se Incluyo a con1tnuac!ón, se van a revisar los diferentes productos existentes en el me
Flbras do Pollproplleno. que se anaden al hormigón. y slrwn para minimizar tos efectosdeslruclivos del fuogo, colaborando con el hoonigón para qua éste alcance caraoterlslleas EF-120.

• Barreras Térmicas, que son producios que se aplican sobre la cara vIBla del hormigón. y son capaces de superar los requerimientos EF-120. Fibras de pollpropllono Se han desacroUado ensayos para verificar el erecto que las fibras de pollpcoptlono ejercen sobre el honnlgón, cuando este os sometido a las

severas

condlclonos de temperatura do un lnoendro. Tal oomo se aptecla fue,go a

uno

en la

figura adjunte,

tas pruebas oo.nslsten en la aplicación de

losa
a

caJgas estéticas tanto

verticales como horfl:onlales. EJ Incremento de temperetura del luego aplicado se desarrolló de acuerdo o la curva de evolución de temperatuM• en un Incendio. Et ho<mlgón se ensa)/6 lanto con fibras de poOproplleno como sin ellas.

.J · ·~ !.. ,,

Es.q.l.ioma dol onsayo do hormlgOñ con flbras

En los e<1Sa)'OS raalitados con Obras dil potlpropllono. se miden dosooncllamlentos de 1 - 2 cm en el hormigón y aparecen tan solo on un 20 % do la zona expuoslo al fuego. Asimismo. a una PfO!Ull
Su apllceclón llmila en gran medida ID

profundidad del desconcllado

del hormigón, mantenléndota por de~)o de los 2 cm, y limitando la superficie a lo largo de la cual se extiende.

•

La a~lca<:lón de fibras de pollproptleno consigue mantener una temperatura menor de 300 •e las zortas mas profundas del hormigón, doode se aloja la a<madura, en el caso da hormigones armados, Hay que recordar, que la atmadura no pierde sus proplodedes rnecánlcas hasta los 450 •c.

Por tanto. la apllcac;()n da Obras de pnllpropileno, sin e•1itar completamente los daños al hormigón, consigue Umltarlos en gran medida. y mantoner su integr!Qad estructural. De este modo, las reparaciones son de poca cuantia económica. SI a esto re 1lilac!lmos el bajo costo de estas fibras se comprende que sea un matarla! muy empleado en la provenclón de daños del fuego al h0<mlg6n de túneles. De acuerdo a ~!culos. el hormfgón de revesllmiento del lúnal somolldo a le acción del fuego durante dos horas (120 minutos), maotendria su capacidad portante, lo que en definitiva supooo eJcenzar una earaclerlstlcas EF· 120, pero
oentimelros de cento, lo que en

ta

práctica_ supone una serle de ventajas respecto

al horm;g6n sin fibras; •

M·antener 1a <:opacidad portante del revestimiento del honnlgón, con un factor

de seguridad superior, ya que la perdida de canto ser(! meoor. •

Reducir el cosle do reparación del revesllmie:nto, ya que, como se ha

mencionado, el espesor de canto de nornligoo a restaurar es menor.

Flbta-s de pollpropllono Barretas

tllrmlca-s

En el mercado existen otra serie de productos, deaomfnados "BaP'eras Térmicas"

y que 9<1neralmenw

se Jrata de morwos o pinturas especlatos. Son prndudos que

llmltan totalmente los danos al hormigón, por un determinado Intervalo de tiempo. Entre elfos. podel!lOS destacar tres Upas:

•

Morteros lgnlfugos d• perlita-varmlculila

•

Placas de silicatos cafcicos

•

Pinturas Intumescentes

En general se trata de productos diseñados para la- Industria de 18 cons~rucclón de

edHl~aclones. Su empleo en la conslrucclón de túneles es Incipiente, de modo que muchos de estos productos aun no están st1ficientemeote adaptados para" su aplicac!ón en obra-s sobtorraneas. Morteros

los morteros lgnlfugos constituyen probablemente fa protección más eficiente contra el fuego. Est~n constituidos por una base ligante de yeso o cemento, árido pertilioo.

y

wtrmlcuDta (mineral mldlceo resistente al fuego). L,os mQftoros da yeso

+

vormiculila son los más e.oonómicos. No son muy

recomendables para su aplicación en tóneles, pues presentan baja resistencia mecéoíce y

alta senslbffldad a la hume
Los mo
•

"

"

.

'"fJDl!l~S"(mm1 "

Curva-. do establltdad ~I fuego del mortttro do vol'mlcullt3

Placas de sillcato Las placas de sfllcafos cAldcos son produclos muy-eflclenles. Se trata, como su nombre Indica. de placas pt;inas ptefabrícadas, con espesores que generalmente oscilan entre 2,5 y 6 cm. Presei'ltan algunas dBSventajas, que hacen que este producto sea menos recomendable. En p~mer lugar, al iratarso de placas, su colocación se reanza en base a anclajesmeeánlcos (tornillos y tacos. splts. atc.), lo que ralentiza mucho sus rendimientos. En segundo lugar. la r>e00$ldad do adaplarto a las formas curvas del l(mel, requiere la labrlcacl6n de partldas de producto •speclales, más caras que las placas planas estándar.

pínturas jntumes99ntes-

Otra allernallva son las pinturas lnlumescentes. Se írata de sustancias que se apllcan sobra el revesUmlenlo y que el entrar en contacto con la llama reacciona hinchándose

y IO<mahdo

E&te d96arrollo

un aislamiento mulllcelutar que Impida la propagación del calor,

progresivo de

la lntumescencla

relarda la acción destructora

del

looendlo sobre el hormigón del revestimiento.

Ensayo ccn pln(ura. lnlumeacente

Se lfata de una pintura, de unos 3 - 5 mm da espesor. con un acabado liso. No requiere, p0< lanto, incremento en la potencia de los ventilad0<es. Esté homologada para estabilidades EF-180. Sin emt>ergo, no stl(ia aplicable en limeles de alla capacidad, que requieren EF·240. No obsfanle. ante la perspectiva come
Es conocido el efecto que el ruego tiene

sobre los revestimientos de

hormigón convencionaJas, el llama.do spalling o explosión del revestimiento. que afecta de manera muy notable a sus condiciones estructurales y que r.aga a inut!lizarlo y requerir su sustitución

en muchos casos. En tUneles de nueva construcción es recomendable el ompleo de fibras de poUpropiteno, quo mejoran al comportamiento del revesllmlento frente

a las alias temperaturas. En cambio, en lUneles ya construidos, es necesario tomar medfdas que adecuen el túnela las exigencias actuales.

Otras solucionos es ol empleo de placas de silicato cálcico. Estas placas, deben

poseer una adecuada reslstenda a flexión para soportar las COfldiciones estructuralesde los túneles, asl oomo buen comportamiento en ambientes agresivos (gases, humos, sales), y por supueslo, ser eslables a Interior de Jos ~Un~es.

tas efevadas temperaturas que suelen generarse en el

aislando térmicamente al revestimiento,

y

1nanteniéndose

correctamente unidas e los elementos de-soporte.

Los morteros Jgn!fugos foonan una segunda opción muy eJi~ienle en la protecci6n superñdal frente a Incendios, estando constituidos por mortero convencional con áridos petlllicos, Su resetencíamecaotcay estabilidad fronte a la humedad Jos haoenldéneos para su utilizaciOO en túnel.es, aunque suelen gene~r problemas de desconctlamlento qua deben ser tratados oonvenlenlemente. EJ acabado superficial no es e1 idóneo, ya que ofrece una superficio muy rugosa. que aumenta DI rozamientodel aire. Las Plnh.Kas lntumescenfos que se- aplican sobre ol reve$timíento y quo on contacto con ol

luego so

hincllan y rarman un alslamlanlo mullloolular, lo qua reirasa la acát\n

destructiva del fuego. Su acabado supoñlclal es liso, stJ colocación ráJ)kla y sencllln, y su coste basta11te reducido en comparacióncon los olros sístomas,

2.9.3 TRATAMIENTOS IMPERMEABILIZANTES SUPERFICIALES Es posible que en algunos túneles no se alcance un grado de Impermeabilidad suficiente y haya que recurrri a condiciones de

tratamientos destinados a

mejorar tas

;mperrneabilidad de los revestimientos en lÓnelcs. Estos 1ratamion1os. pueden actuar dtreelamente sobre el conjunto del revestlrníénto

(morteros

y pinturas). o

aplicarse sobre zeoas de debilidad locaüzadas,corno grietas, fisuras o punlos de anclaje. En primer lugar tenemos Jos morteros plásticos, compuostos en g8fleral por un mortero de cemento al quo se ha añadido algún tipo do resina para dotarla do mejores condiciones elaslo·plAstlcas e Impermeabilizantes. Ofrecen en general una mayo< ftexlbllldad on In reparación do grietas y fisur.¡s QlJe el mOltero convencional,

lo qua las permite absorber una cierta cantidad de

t.enslones do carácter Superficial, debidas a da!Ofmaclones diferidas o a gradientes térmicos. Suelen aplicarse en capas de reducido espesor (2-3mm), sobra grietas de peque~a anchura (-1mm). dotándolas de impermeabilidad

y roslstencla a nuevos

esfuerzos de ttaccl6n, y prolegioodo al mismo tiempo la zona donde ha sido apllcado de la formaclóo1 de nuevas fisuras. Debon aplicarse sobre supertlr.les llmplas de grasa, polvo u otros elementos, secas,

y que hayan alcanzado una resistencia wllclente. Existen dos tipos fundamen1ales dentro de IOS morteros plAsUcos: tos que emplean resina epoxl, y tos que emplEld ofrecen una muy buena adhesión con el hormigón

y

excelente resistencias qulrnlca y meeénlca. Se trata de un malerlal de fraguado Mpido que permite actuaciones de carácter urgen1e. Exisle una amplia gama_ de resinas que ofrecen resistetlclas muy dispares, po¡ lO que su cemoo de apUcaci6n es muy diverso. Pres~nta una eievada eslabl/ldad en presencia de ,agua, y frente a disolventes, hldrocarburoo cales.

y

Los morteros poliméricos se rorman por dispersiones acr1licas mezctadas

k> que se obtiene un mortero de Importantes apllca a modo de pintura, y presenta &levada carbonatacióny una elevada alcalinidad. que pasiva al acero y lo

con mortoro convencional, con caractcrfsllcas antioxidantes. reslstencfa a la

Se

ptotege de la oxidación. Presenta ba)a retracción de fraguado, baja permeabilidad y buena resistencia a ta abrasión.

Los morteros son una solución óptima los

para mejoras supeñidalos

en

revestimientos de horml¡¡6n. Preoentan el Inconveniente de requerir una importante y

cuaRflcada mano de obra, ya que su aplicación debe ser manual, y especialmente cuidadosa en aquenas zonas que pudleran verse más detelioradas. En segundo lugar estt>n las pinturas.

La caracterlstlca primordial exlglbla a las

pinturas empleadas en los tCinoles es su earáctar lgnlfugo. El empleo do cualquier pintura no lgnlfuga esl.A prolilbkfo en el lntorlor de ros timoles, p0< lo que tedas aquellas que empleen disolventes estén excluldastotalmente: Enlre las ploturas uUllzadas, so l/eoon las pinturas slltcatacfas. So aplican mediante riego o con brocha sobra la superficie oondlciones

a tratar. orraclenc!o

elevadas

da impermeabilidad y durabllldl)d al hormigón sobre el que se aplica, al

penetrar en él y en sus fisuras

y poros, y reaccionar con el C
fornwndo una flnlsíma capa crlstallzada, qué desarrolla todas las caractertstlcas antes clla,Oas. Sella añcazmente las juntas y íl&uras. debido a su baja permeabllldad. mejorando la.resistencia a la abrasión de la superficie.

Es un tratamiento totalmente lgnlfugo, aplicable en juntas de dlfalaclOn, resallos expuestos. entrantes, etc. Requiere un curado mínimo de 3-7 dlas medlanla adlci6n de agua, no precisando capas protectoras o lmpermeablll1.antes. 2.9.4 EQUIPAMIENTOS COMPLEMENTARIOS Se dispondrán aceras en los tlllleles para uso en emergencias u opereciones <Jo cons9fVación. Las aceras tendrán una anchura mlnlme de O, 75 m en aquellos túneles en los que el transito

sea fundamentalmente

de manten""'ento. El
en

túneles urbanos se disp.ondránaceras pata lrénslto pea1onal, oon una anchura mlnima de 1,5. en aquellos cesos en que sea necesario aumentar el despeje para aumentar la vlslbílldad, se lncrementaté la anchura de fas aceras en vez del aroén. la altura líbre sobre las aceras no sor(I inlerlor a dos metros y treinta oontfmetros (2,30 m), Las barreras de laterates reducen las consecuencias de una colJsfOn con el hastial dol tOOeJ. devolviendo al vahlculo que impacta contra ellas con un éngulo peque~o a la caJzada. Es recomendable la ins.talaci6nen lodos tos tüneles barreras tipo New Jer~ey en la parte Inferior de los hastiales.

2.10 COMPORTAMIENTO

DURANTE LA EXPLOTACIÓN

Entro las ventajas de colocar un ••vesümienlo de hormigón In sítu se onooentran las mejoras que aporía al l6nol durante la fase de explo1aclón. Se han considerado una serle de crilorlos que permitan valoro< los ventajas y las deílclenclas quo ofrece ceda Upo de revesllmiento, tanto desde el punto de v!sla de conservación como de explolaclOn. Esl¡is soo: •

Durabilfdád del propio revesllmlenlo y de los elemonlos eslructuroles del túnel. Evitar o retrasar las reparaciones o rehabllilaclooes que suponen, además de un coste elevado, la penatizaclón deJ lrálico

por len81 que

cortar, parcial o totalmente la clrcutación. •

A!~eracl6n a to &argo deJ Uempo de los paramentos del revestimiento por tos contaminantesatmosférioos y los delivados del lrBfico,

•

lmpermeabilided. Mentehér el llllerior del tunal sin goleas y flllraclooes apOtle mejoras en la seguridad del lláflco rodedo.

•

Facltlded de men1enlmlen10 y limpie.ta de los pa<emenl<>s vistos del reveslimlenlo.

•

Mejora de la eflcecla de las Instalaciones de ilumfnacl6n y ventllaciOn.

•

Acabado suparHcfal, homogeneidad y estética.

•

Mejora de la percepción deltrazado y el confort del conductor.

•

Comportamientoen caso de fncendio, Afecciónestructufal y reparación. illVersiOn hllcial.

En fa.siguiente labla se recogen todos estos crltertos.

R&veatimJento

de anillo de hormigón

Mejora esliuctural del túnet

Ourabí!ldad liornogeneldad y acab.adO superflclal

EoléHoe

Motora do 11"1>11\aclón Mejoravantiadón

Altoracl6natmosférica

F"oCll!Clad de llmpteza

FoclUclad de reparaciónde datkis t.iéjOl'8 pérCGpCIOn dOI trat.8dO Me)ora é11 al confort del conduclOr

Comportamientoen ceso do tnoondlo lratamle1110$s1,1perllcl•s.

lmpermoabaldaCI ~nversiOn inietal

In a.ltu: Comportamfento

durante la explotación

2.11 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES De lo oxptJesto anlerkxmonte se ooncluya que, además de la mejora estructural del túnel a largo plazo. e1 revestinlienfo do: anillo do hormigón tn sl!u apotla otras muchas ventajas a los túneles de carretera. La lnvorsi6n lnlclal que supone. revierte en unos

menores costes de oonservaclón y mejo
convencionales debieran tenef un acabado da hormigón en mas.a ancofrado In sltu. Incluso en algunas ocasiones. se ha empleado este revesllmiento como acabado de un túnel revestido con dovelas prefabricadas da hotm!góh corno cefoorzo esl1uctural y para n1eJorar el acabado interior, Otro aspecto a tener en cuenta es aislar el lnterlQr del túnel de filtraciones y goteos de agua qua puodan al&Clar a la callada, a tos componentes <Je las lnstalaclOl'eS y a ros matorlales que COO$tltuyon al rovosllmlonlo. Pooos SQn los túneles que atraviesen terrenos sin presencia de agua en todo su recorMo. la mayor parte de enos ttensmlten a su Interior caudales de agua de eusnua muy \'Arlable, en puntos tocelizados o en otras ~s-da forma sistemática,

Con la lmpermoablnzaclón prtmatle y después con la principal que

es el conjun!o lmpermeablllzaoión - revesbmlento, se consigue un oonjtinto impermeable que mejora las condiciones de seguridad del Kmel. Como complemento

esléllco y mejora del acabado superficial, los paneles

decorativos y ornamentales y las pinturas colaboran en la percepeón del lrazado y en el confort de los oonduclores y por eonsl~ulente, en una mayor seguridad. La lnllefsión es mayor pero altamente recomonclable en !6noles oon alta densidad de tráOoo, donde el riesgo de accidente es mas etevado. Otto lecior de gran importancia es el lnctemento de ségurldad eslruclural lrente a un lncendío, B carácter aislante del hormigón hace 'que.no se transmita el calor a los elementos portantes del túnel, SI además

se incorporan

dosificación del hormigón o se adhieren

a su paramento barreras de materiales

-1gnlfugos

(placas

fibras de pollpropileno en la

de sílicatos. morteros o pinturas) se oonsfgue una olla proltlcción

conlrainoeodlo, mejorando ta seguridad estructural y miUgando los danos- y por tanto. los costes de reparación y

rehabilitación.

2.12 MATERIALES Y TÉCNICAS DE NUEVA GENERACIÓN 2.12.1 NUEVOS MATERIALES En un lugar destacado do estos nuevos materitas d& polioleflna que conlieren a los hormigones onoofrados un cornportomlonto"straln~hardenlnQ."st&ndo capaces de.absorber una lmportantoonergla do deformac(ón, Las fibras de Basalto, por sus propiedades resistentes, por su establlk11>d qulmF<:a en ambientes agresilfos. por su elevada resistencia a las attas temperalt.1ras. tíenen un futuro prometedor en los revestimientos encoíredos. La ullHniclón da estas fibras hace s los hormigones mas· durablos, reduciendo muy nolablemente 10$ ooSIO$ de reparación y manten;mie·nto. Las fibras metáffcas do nuo'IO diseno, por su excelenle llllbaz6n con el hormigón, 9()flfie<en a éslo unas prQplOOatfes muy superlores, desarrollando una notable capetjded de absorclcln de energla, haciendo a los revesfimlentos más capaces y adecuados pera reslsur presiones y derormaclones a largo plazo. las libras de pollproplleno de altas plestaciones, permllen eliminar o reducir muy nolabtemente la 11StJracl6n en el hormigón. haciéndolo mas impermeable

y de

mayor durabilidad, a la vez que le propotcionan una mayór resistencia paslva coníra el fuego.

Slnléllc:a• PVA Pollpropllo"o

Basalto

Polloteflna

Mot~Jlcas

Mereoon una mencíón especial 1amblén otros nuevos

1nateriales come:

los

oompueslos cemenllllcos, los hormigones aulocompaetanlos y los h0rmlg00es da alta resistencia. Estos materiaSCS

onumotados

tracfJcionalesque so han venklo utilizando u11Uzacl6n de la nuev~ tecnoll>gla

son BI esfabón

y

enlre tos

rnateriaJes

los nuevos malerlales que surgirán de la

llamada Nanolecnolog!a

que ap0<1aJén

prople
nuevas

2.12.2 NUEVAS T~CNICAS Hormigones autocompaciant&! Los hom>lgooes ttadk:kmalmenlo,

auio-oompactantes o auto·nlvolanle's

se vienen ulffi;ando

en la construcción de pUOntas y elementos prefabricados. En

ra11$sllmlento de ttíoeles se han empezado a ul!lizsr reáenteme-nte. Varias son las veniaJas que ofrece la utlllzacl6n

de este tipo de liormlgones;

entro afias destacan las siguientes: •

Autocompaclaci6n,autooebenado sin necesidad 00 vibrado.

•

fv1á.s denso y oompa<:to. Mejor calidad del hormigón,

•

Mayor durabllldact

•

Textura suparflclal uniforme.

•

Reduce el Uempode colocación.

•

Reducción de costes de mantenimiento y repo.racfones.

En el apartado nº 6 de este documento se estudia más en detalfe este tipo de

hormtgcln. Homilgones comonUtlcos (ECC> Se viene desam:>llandoy utilizando un nuevo tipo de hormigón, disetlado mk:romooanlcamante, que llene unas propiedades muy superioras a ta do los moriero~ y hormigones de uso habttuat. M&dtanto et conocimiento de la mk:roestructura de sus

componentes

y su control mlcromeéánlco,

es posible

f~bJfcar hormigones oon

unas caracterlstlcas det•rflll!Wfas. Sus prlnclpales.componantes son: •

Matriz (camama Pot11and y áridos finos). AdlUvós: cenizas volantes, aditivo muy reductor de a9ua. aluminato cálcico. Hfdroxlpropll Motilcelulos• (HPMC).

•

Fibras (PVA); 2% 011 volumen.

Parn su fabricación se sigue un cootrol mk:rornecánloo de sus ccmponentes (matri>.. aditivos y fibras) y de la interacción de sus superllcles do oonlacto utilizando un fTlodelo mlcromocánloo de elementos finitos. De esta forma se aleéJlza un hormigón con las siguientes propiedades:

•

Más ligero: (un 40% monos qua un h0<mlgón notmaf). Propiedades- muy superíoree a In de los morteros y horrnls_:)C)nashabituales: 500 veces más resistente a la flsuracfónque un h.ormlgónnormal.

•

Reslstendas a oompresión y Ll!loclón similares a la de ros hOrmlgones de sna resistencia, o,,>50 MPa.

•

Comportamiento deformación-tensión (straln·har<Jenlng).

•

Tanaclda
•

Muy dl)ctll (3% • 7%). Proptedadeslsolrópicas;no presenta planos débíles. Durante la fase. de deíormao16n se forman microfJSuras que no afectan a la permeabilidaddel hormigón.

•

Alla durabilidad y más econémíco a lar¡¡o plazo.

•

Más Impermeable.

• s.. ól~ena un hormtg6n con las caracte
Alta resislencia friccional enlre el hormigón y las ílbras (J.6MPa). Deformable a Hexión.

• Cuando lli deformaci6n as excesiva fas fibrvs daslitan dentro do la malrlt haciéndolo más nexlble. Outmicamente estable resistente a ta eorroslón. Sé consiguen revesllrnlenlOS de gran dumbllldod. slsmicamente reslslenles y con menores costes de rep¡¡racloo y mantenimiento.

2.13 NORMATIVA Y BIBLIOGRAFIA •

Instrucción de Carreteras. Norma 3.1-IC. Trazado

•

Normas UNE

•

Instrucción de HonnigOn Estructural. EHE lnsWcclOn RC-03 pata la recepcl6nde cemenlOS.

• Directiva 2004154/CE del Parlamento Europeo y del Consejo, de 29 do abcll de 2m, sobre requisitos mlnlmos de seguridad para tuneros de ta red lranseuropea de carreteros (DO L 167 de 30.4.2004) •

Circular lntormlnlstOllal N' 2000-63 del 25 de Agoslo de 2000 relaliva a la seguridad en los túne!BS de Ja red nacional de carreteras (FRANCIA)

•

CETU· Dossier pDote·des lunnels, (FRANCIA)

•

RETC Pt<><:fidlng 20Qt, Exl/uded Concrete Unlng

•

"Theme ol plalfl concrete In tunnels", G. Cotombei (A.F.T.E.S).

•

"Seií·Compactlng Concrete•. H. Okumura y M. Okum
•

N° 1.5-15, April 2003)

"Waterproollng and drainage of underground slructures·, A.F.T.E.S •• J.L. Mehuet- Chairman, GT9

°'' Waterprooling of Underground Sttuctures.