ANEJO 10. TÚNELES ESTUDIOS INFORMATIVOS PARA EL DESARROLLO DE LA RED DE ALTA VELOCIDAD EN ASTURIAS. TRAMO OVIEDO-GIJÓN/AVILÉS

ANEJO 10. TÚNELES

ÍNDICE 1 INTRODUCCIÓN ....................................................................................................... 1 2 CONDICIONES DEL TERRENO ............................................................................... 5 2.1

Descripción Geológico–Geotécnica de los materiales ................................... 5

2.2

Condiciones hidrogeológicas generales ......................................................... 8

2.3

Labores Mineras ........................................................................................... 10

3 DISEÑO DE TÚNELES ............................................................................................ 12 3.1

Normativa Aplicable ..................................................................................... 12

3.2

Tipología de Túneles .................................................................................... 13

3.3

Sección tipo .................................................................................................. 13 3.3.1

Condicionantes geotécnicos ............................................................... 13

3.3.2

Condicionantes aerodinámicos .......................................................... 14

3.3.3

Condicionantes constructivos ............................................................. 14

3.3.4

Condicionantes funcionales ................................................................ 14

3.4

Método constructivo ..................................................................................... 15

3.5

Proceso de excavación ................................................................................ 16 3.5.1

Métodos de excavación ...................................................................... 16

3.5.2

Fases de excavación .......................................................................... 17

3.5.3

Longitudes de pase previstas ............................................................. 18

3.6

Sostenimientos provisionales ....................................................................... 18

3.7

Revestimiento definitivo................................................................................ 20

3.8

Riesgos potenciales a lo largo del trazado de los túneles ............................ 21

3.9

Tratamientos especiales............................................................................... 21

3.9.5

Fuertes infiltraciones de agua hacia el interior del túnel .....................24

3.9.6

Otras medidas.....................................................................................25

3.10

Impermeabilización y drenaje .......................................................................25

3.11

Auscultación interior de los túneles ..............................................................26

3.12

Auscultación exterior de los túneles - Control de voladuras .........................27

4 DISEÑO DE GALERÍAS DE EMERGENCIA ............................................................32 4.1

Normativa aplicable y criterios de diseño......................................................32

4.2

Sección tipo ..................................................................................................35

4.3

Método constructivo ......................................................................................35

4.4

Proceso de excavación .................................................................................36

4.5

Sostenimientos provisionales .......................................................................36

4.6

Revestimiento definitivo ................................................................................36

4.7

Impermeabilización y drenaje .......................................................................36

4.8

Entronque con túnel principal .......................................................................37

4.9

Conclusiones ................................................................................................37

5 DISEÑO DE EMBOQUILLES ...................................................................................38 5.1

Introducción ..................................................................................................38

5.2

Diseño del talud frontal de emboquille ..........................................................38

5.3

Diseño de falsos túneles ...............................................................................39

5.4

Diseño de los sostenimientos de emboquille ................................................40

6 ACTUACIONES RECOMENDADAS ........................................................................40 6.1

Introducción ..................................................................................................40

6.2

Actuaciones recomendadas por alternativas ................................................40

6.3

Tratamientos especiales ...............................................................................69

3.9.1

Tratamientos para aumentar la estabilidad del pase .......................... 21

3.9.2

Tratamientos de estabilización del frente ........................................... 22

3.9.3

Tratamientos de cierre de sección o hundimientos de la base de los hastiales ............................................................................................. 23

APÉNDICE 1. DISEÑO Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS PARA LAS GALERÍAS DE

Tratamiento de relleno de huecos ...................................................... 24

EMERGENCIA

3.9.4

7 RESUMEN DE ACTUACIONES Y CONCLUSIONES ..............................................72

ESTUDIOS INFORMATIVOS PARA EL DESARROLLO DE LA RED DE ALTA VELOCIDAD EN ASTURIAS. TRAMO OVIEDO-GIJÓN/AVILÉS

ÍNDICE

ANEJO 10. TÚNELES

1

INTRODUCCIÓN

:ALTERNATIVA 1A

El presente anejo forma parte del estudio informativo realizado para la evaluación técnico-económica de las distintas alternativas de trazado de la Red de Alta Velocidad

P.K INICIO

P.K FIN

LONG. DEL TRAMO (m)

ELEMENTO CONSTRUCTIVO

CARACTERÍSITCAS

2+000

3+230

1.230

TÚNEL 1A-1. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

4+265

4+760

495

TÚNEL 1A-2. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

5+920

6+750

830

TÚNEL 1A-3. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

6+920

7+090

170

TÚNEL 1A-4. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE 320

1+090

1+300

210

TÚNEL 1A-5. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA.

EJE 321

0+390

0+556

166

TÚNEL 1A-6. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA.

1+950

2+140

190

TÚNEL 1A-7. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

2+230

4+470

2.240

5+670

6+143,58

473,58

EJE

en Asturias, Tramo Oviedo-Gijón/Avilés. El objeto específico de este texto es analizar las distintas alternativas consideradas como viables en cuanto a los túneles se refiere, con el fin de poder seleccionar la mejor de ellas a efectos de obras subterráneas. Este estudio se realizará en base a un detallado conocimiento geológico-geotécnico de

EJE 202

los materiales que conforman el sustrato del trazado, pues el grado de precisión del análisis de los túneles es directamente proporcional al conocimiento del medio en el que se excava. Actualmente se contemplan ocho (8) alternativas de trazado para la red de Alta Velocidad en Asturias, tramo Oviedo-Gijón/Avilés, las cuales incluyen los siguientes elementos subterráneos principales: EJE 322

EJE 323

TÚNEL 1A-8. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

TÚNEL 1A-9. VIA DOBLE (Longitud total 650 m)

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE TELESCÓPICA

6+143,58

6+320

176,42

6+950

7+950

1.000

TÚNEL 1A-10. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 327

0+280

1+026,40

746,40

TÚNEL 1A-11. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 328

1+480

2+368,14

888,14

TÚNEL 1A-12. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 330

0+330

0+550

220

FALSO TÚNEL 1A-13. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO FALSO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 324

ESTUDIOS INFORMATIVOS PARA EL DESARROLLO DE LA RED DE ALTA VELOCIDAD EN ASTURIAS. TRAMO OVIEDO-GIJÓN/AVILÉS

PÁGINA 1

ANEJO 10. TÚNELES

ALTERNATIVA 2A

EJE

ALTERNATIVA 3A

P.K INICIO

P.K FIN

LONG. DEL TRAMO (m)

ELEMENTO CONSTRUCTIVO

CARACTERÍSITCAS

2+000

3+230

1.230

TÚNEL 2A-1. VIA DOBLE

4+265

4+760

495

TÚNEL 2A-2. VIA DOBLE

EJE 400

P.K INICIO

P.K FIN

LONG. DEL TRAMO (m)

ELEMENTO CONSTRUCTIVO

CARACTERÍSITCAS

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

2+000

3+230

1.230

TÚNEL 3A-1. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

4+190

4+760

570

TÚNEL 3A-2. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

5+920

6+750

830

TÚNEL 3A-3. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

6+920

7+090

170

TÚNEL 3A-4. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE

EJE 274

5+920

6+750

830

TÚNEL 2A-3. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

6+920

7+090

170

TÚNEL 2A-4. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

1+070

1+340

270

TÚNEL 2A-5. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 278

1+530

3+920

2.390

TÚNEL 3A-5. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

2+150

4+470

2.320

TÚNEL 2A-6. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE 279

0+270

0+984,56

714,56

TÚNEL 3A-6. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

4+640

5+250

610

TÚNEL 2A-7. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE 282

0+330

0+550

220

FALSO TÚNEL 3A-7. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO FALSO TÚNEL VÍA ÚNICA

5+680

6+450

770

TÚNEL 2A-8. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

7+050

8+220

1.170

TÚNEL 2A-9. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE 404

0+270

0+984,56

714,56

TÚNEL 2A-10. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 410

0+330

0+550

220

FALSO TÚNEL 2A-11. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO FALSO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 401

EJE 403

ESTUDIOS INFORMATIVOS PARA EL DESARROLLO DE LA RED DE ALTA VELOCIDAD EN ASTURIAS. TRAMO OVIEDO-GIJÓN/AVILÉS

PÁGINA 2

ANEJO 10. TÚNELES

ALTERNATIVA 4A

ALTERNATIBA 1B

P.K INICIO

P.K FIN

LONG. DEL TRAMO (m)

ELEMENTO CONSTRUCTIVO

CARACTERÍSITCAS

2+000

3+230

1.230

TÚNEL 4A-1. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

4+190

4+760

570

TÚNEL 4A-2. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

5+920

6+750

830

TÚNEL 4A-3. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

6+920

7+090

170

TÚNEL 4A-4. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

1+290

1+550

260

TÚNEL 4A-5. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

1+940

4+040

2.100

TÚNEL 4A-6. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

4+500

5+270

770

TÚNEL 4A-7. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

5+870

7+040

1.170

TÚNEL 4A-8. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE 382

0+580

0+710

130

TÚNEL 4A-9. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 396

0+170

EJE

EJE 395

EJE 378

EJE 397

0+330

0+500

0+550

330

TÚNEL 4A-10. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA

220

FALSO TÚNEL 4A-11. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO FALSO TÚNEL VÍA ÚNICA

P.K INICIO

P.K FIN

LONG. DEL TRAMO (m)

ELEMENTO CONSTRUCTIVO

CARACTERÍSITCAS

2+040

3+500

1.460

TÚNEL 1B-1. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

4+050

4+660

610

TÚNEL 1B-2. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

6+120

6+840

720

TÚNEL 1B-3. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE 245

0+730

1+250

520

TÚNEL 1B-4. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 246

0+660

0+970

310

TÚNEL 1B-5. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

2+605

2+795

190

TÚNEL 1B-6. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

2+885

5+125

2.240

TÚNEL 1B-7. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

6+325

6+800

475

EJE

EJE 216

EJE 247

EJE 248

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE TÚNEL 1B-8. VIA DOBLE (Longitud total 650 m)

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE TELESCÓPICA

6+800

6+975

175

7+605

8+605

1.000

TÚNEL 1B-9. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 252

0+280

1+026,40

746,40

TÚNEL 1B-10. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 253

1+480

2+368,14

888,14

TÚNEL 1B-11. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 249

ESTUDIOS INFORMATIVOS PARA EL DESARROLLO DE LA RED DE ALTA VELOCIDAD EN ASTURIAS. TRAMO OVIEDO-GIJÓN/AVILÉS

PÁGINA 3

ANEJO 10. TÚNELES

ALTERNATIVA 2B

EJE

P.K INICIO

P.K FIN

LONG. DEL TRAMO (m)

ELEMENTO CONSTRUCTIVO

CARACTERÍSITCAS

2+040

3+100

1.060

TÚNEL 2B-1. VIA DOBLE

3+240

3+500

260

TÚNEL 2B-2. VIA DOBLE

EJE 415

P.K FIN

LONG. DEL TRAMO (m)

ELEMENTO CONSTRUCTIVO

CARACTERÍSITCAS

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

2+040

3+100

1.060

TÚNEL 3B-1. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

3+240

3+500

260

TÚNEL 3B-2. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

4+050

4+680

630

TÚNEL 3B-3. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

6+120

6+840

720

TÚNEL 3B-4. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE 304

4+680

610

TÚNEL 2B-3. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

6+120

6+840

720

TÚNEL 2B-4. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

0+115

0+400

285

TÚNEL 2B-5. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 305

0+115

0+280

165

TÚNEL 3B-5. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

1+025

1+500

475

TÚNEL 2B-6. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 307

0+100

0+210

90

TÚNEL 3B-6. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

0+760

0+850

90

TÚNEL 2B-7. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 308

1+830

4+220

2.390

TÚNEL 3B-7. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

2+320

4+640

2.320

TÚNEL 2B-8. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE 309

0+270

0+984,56

714,56

TÚNEL 3B-8. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

4+810

5+420

610

TÚNEL 2B-9. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

5+850

6+620

770

TÚNEL 2B-10. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

7+220

8+390

1.170

TÚNEL 2B-11. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

0+270

0+984,56

714,56

TÚNEL 2B-12. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 418

EJE 419

P.K INICIO

EJE

4+070

EJE 416

EJE 417

ALTERNATIVA 3B

ESTUDIOS INFORMATIVOS PARA EL DESARROLLO DE LA RED DE ALTA VELOCIDAD EN ASTURIAS. TRAMO OVIEDO-GIJÓN/AVILÉS

PÁGINA 4

ANEJO 10. TÚNELES

ALTERNATIVA 4B

EJE

P.K INICIO

P.K FIN

LONG. DEL TRAMO (m)

ELEMENTO CONSTRUCTIVO

CARACTERÍSITCAS

2+040

3+120

1.080

TÚNEL 4B-1. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

3+240

3+500

260

TÚNEL 4B-2. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

4+050

4+680

630

TÚNEL 4B-3. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE 375

6+120

6+840

720

TÚNEL 4B-4. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

1+290

1+550

260

TÚNEL 4B-5. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

1+940

4+040

2.100

TÚNEL 4B-6. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

4+500

5+270

770

TÚNEL 4B-7. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

5+870

7+040

1.170

TÚNEL 4B-8. VIA DOBLE

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA DOBLE

EJE 378

EJE 382

0+580

0+710

130

TÚNEL 4B-9. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

EJE 379

0+130

0+550

420

TÚNEL 4B-10. VIA ÚNICA

SECCIÓN TIPO TÚNEL VÍA ÚNICA

Longitud Túnel Vía Doble

Longitud Túnel Vía Única

Alternativa 1A

5.805

3.011

Alternativa 2A

7.595

985

Alternativa 3A

5.190

715

Alternativa 4A

7.100

460

Alternativa 1B

5.870

3.465

Alternativa 2B

7.520

1.565

Alternativa 3B

5.060

970

Alternativa 4B

6.990

550

Tabla 1.2.- Longitudes de tramo en túnel para cada alternativa de trazado Por su parte, en las bocas de entrada y salida de los túneles se ejecutarán falsos túneles convencionales, a modo de estructuras abovedadas de hormigón armado (HA30), para permitir la correcta transición entre tramos de túnel en mina y tramos a cielo abierto. Estos falsos túneles se recubren posteriormente mediante un relleno de tierras superior con suelos seleccionados, con una altura de 10 m sobre clave de túnel, compactado al 95% del P.M; el talud frontal de tierras se dispone con una pendiente de 3H:2V.

Tabla 1.1.- Situación y longitud de túnel para cada alternativa de trazado La tabla siguiente resume la longitud asociada a los túneles de vía doble y vía única para cada una de las ocho (8) alternativas de trazado que componente el presente estudio de soluciones de la conexión Oviedo-Gijón-Avilés (Triángulo de Villabona):

2 2.1

CONDICIONES DEL TERRENO Descripción Geológico–Geotécnica de los materiales

En el anejo correspondiente (Anejo 4. Geología y Geotecnia), se incluye una descripción detallada de los materiales que componen el sustrato rocoso atravesado por el conjunto de túneles que integran cada alternativa. De acuerdo a las características geológicas de los terrenos atravesados por el trazado objeto del estudio, y según el perfil geotécnico elaborado, una vez agrupados los materiales por su comportamiento geotécnico similar, se han diferenciado las siguientes unidades geotécnicas tipo:

ESTUDIOS INFORMATIVOS PARA EL DESARROLLO DE LA RED DE ALTA VELOCIDAD EN ASTURIAS. TRAMO OVIEDO-GIJÓN/AVILÉS

PÁGINA 5

ANEJO 10. TÚNELES

y 10,3 MPa. La densidad seca media obtenida es del orden de 1,66 g/cm3 y la

-

UG-A: Rellenos antrópico.

-

UG-Qa: Aluviales.

-

UG-T: Unidades Terciarias.

-

UG-K: Unidades Cretácicas.

-

UG-J: Unidades Jurásicas.

-

UG-PT: Permo-Triásico.

humedad del 21,8%. Presentan un grado de meteorización III y un RMR estimado de 40. (*) Suelo de alteración del Terciario: Las alteraciones de los materiales terciarios dan suelos arcillosos. La plasticidad es variable con LL de 43-70 e IP de 18-35. La densidad seca de los suelos es baja con un valor medio de 1,29 g/cm3. La humedad está sobre el 40%. En cuanto a los ensayos de resistencia, se alcanza un valor de resistencia a compresión simple de 0,16 MPa. Las pruebas de penetración estándar dan valores de entre 8 y 23 del valor N30. Se ha recopilado un ensayo de corte directo que da una

a) Unidades Terciarias (UG-T):

cohesión de 0,043 MPa y un ángulo de rozamiento de 31,5°. Los depósitos Terciarios se componen de dos conjuntos fundamentales: el inferior, b) Unidades Cretácicas (UG-K):

siliciclástico (T1), y el superior con episodios de calizas lacustres (T3). (T1) Sucesión heterogénea de unos 45 a 50 m de espesor constituida por calizas margosas con intercalaciones de margas arcillosas, junto con algunos niveles de

Se trata de una unidad en la que se disponen una serie de tramos de calizas que alternan con otros de arcillas, margas o arenas; en general podríamos hablar de Calizas Margosas. A partir de los ensayos de laboratorio realizados sobre las

yesos.

muestras obtenidas en los sondeos, en esta unidad se tienen los siguientes parámetros (T3) Su espesor se estima del orden de los 75 m. Alternancia de areniscas calcáreas,

margas

y

margas

limo-arenosas,

conglomerados

geotécnicos:

y

microconglomerados de cantos mayoritariamente silíceos; calizas, calizas margosas y margo arenosas. Los materiales terciarios afloran, en el tramo correspondiente al trazado Oviedo-Gijón, en el sector occidental de la Depresión Central Asturias, en la denominada “Zona de

GRANULOMETRÍA: % Gravas: 100-56 %, con un valor medio de 91 % - % Arenas: 99,1-42,3 %, con un valor medio de 82 % - % Finos: 98,4-33%, con un valor medio de 65,95 %. ENSAYOS DE IDENTIFICACIÓN

Llanera”. Esta limitado al norte, en la parte más occidental, por la Falla de Llanera, que lo pone en contacto con afloramientos paleozoicos (areniscas y pizarras westfalienses) y en la más oriental por la Franja Móvil Intermedia, con el Cretácico. Los ensayos de penetración estándar dan valores de rechazo en más de la mitad de los casos. En el resto los golpeos N30 son muy variables superando el valor de 33, excepto en un caso que se obtuvieron 24 golpes. Se han realizado ensayos de compresión simple en los que se han obtenido resistencias de roca intacta de entre 4,8

Densidad seca: 2,28 t/m3 - Humedad natural: 5 % RESISTENCIA A COMPRESIÓN SIMPLE: Resistencia qu: 0,29 MPa para el suelo residual y 31,25 MPa para la roca sana. CORTE DIRECTO Cohesión: 2,4 MPa. Angulo de rozamiento interno: 28º

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ANEJO 10. TÚNELES

ENSAYOS ESPECIALES

En algunas zonas de los sondeos perforados se han cortado zonas fracturadas que se han podido ensayar como suelos. Las muestras tomadas dentro del jurásico en zonas

Módulo de deformación: 40 MPa.

fracturadas se clasifican como gravas limosas con contenidos en finos del 13 al 20%.

En general, presentan un grado de meteorización III y un RMR estimado de entre

La fracción fina de estas muestras es NO plástica. Estas zonas son minoritarias y poco

40-60.

continuas. (*) Suelos de alteración del Jurásico: En general arcillas producidas por los procesos de

c) Unidades Jurásicas (UG-J):

disolución del sustrato calizo. Presentan plasticidades altas con LL de 60-110 e IP de Esta serie, que aparece por encima de la unidad de transición o Permo-Triásica (UG-

30-50, con lo que se obtienen clasificaciones CH y MH.

PT), está formada por calizas y dolomías tableadas del Liásico, de la formación ‘Gijón’ (JG). En general es un terreno rocoso con una resistencia a la compresión de la roca intacta de entre 50 y 100 MPa. La estructura de la roca es tableada con un buzamiento subhorizontal. La red de diaclasado es ortogonal a la estratificación. Se puede estimar una calidad media del macizo rocoso con RMR = 48. Los ensayos de penetración estándar dan valores de rechazo habitualmente.

d) Permo-Triásico (UG-PT): A esta unidad pertenecen los depósitos margosos de color gris negruzco que aparecen en la secuencia sedimentaria mesozoica entre las calizas jurásicas y las arcillas rojas del trias. Son margas grises muy compactas, que en ocasiones presentan aspecto pizarroso. Intercaladas entre las margas aparecen una serie de capas de arcillas y

Entre las capas superiores del jurásico aparece la formación ‘La Ñora’ (JÑ), que se

margas rojizas similares a las del triásico subyacente. Este aspecto condiciona la fuerte

corresponden con conglomerados silíceos y areniscas, conocidos localmente como

variación de los ensayos granulométricos en los que se obtienen contenidos en finos

"piedra fabuda". El comportamiento de este material pudiera ser en ocasiones más

que van desde el 99% al 12,4%.

propio de suelos que de rocas, en función, claro está, del grado de cementación de la matriz que envuelve los cantos silíceos. En el ámbito de las obras subterráneas, este material puede llegar a excavarse con medios mecánicos; si bien cuando la

En cuanto la plasticidad de los finos, se obtienen algunas muestras no plásticas y otras con valores muy homogéneos dando principalmente suelos CL y ML.

cementación es apreciable, las resistencias a compresión son altas y es de esperar una

Los ensayos de penetración estándar dan habitualmente valores de rechazo pero

gran abrasividad, dado el carácter silíceo de los clastos y matriz. Aunque este material

algunos de ellos rondan los 30 golpes del valor N30. La resistencia a compresión

presenta valores de cohesión y ángulo de rozamiento altos en las primeras fases de la

simple de la roca intacta oscila entre 20-60 MPa.

deformación (valores aparentes o de pico), estos parámetros pueden sufrir decrementos

significativos

a

mayores

deformaciones

(valores

residuales),

comportándose como un “running ground” si además existe agua. Por ello es necesario evaluar el grado de cementación local, para distinguir aquellos tramos que se comportarían como una grava ligeramente cementada a corto plazo (esto es, donde domina la resistencia al corte de la masa), de aquellos que se comportan como una roca de gran dureza, cuyo comportamiento se rige por su fracturación.

Se puede estimar una calidad media del macizo rocoso con RMR= 40-60. Presentan un grado de meteorización II, salvo en zonas brechificadas pertenecientes a tramos tectonizados. Finalmente, indicar que en algunos casos se atravesarán zonas de falla en las que aparecen materiales milonitizados muy fracturados, cuyas pésimas propiedades

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ANEJO 10. TÚNELES

obligan al uso de sostenimientos pesados y elementos de presostenimiento, para

La tramificación geológico-geotécnica del trazado de los túneles que componen cada

posibilitar la excavación.

alternativa, así como los puntos de paso a través de zonas de falla y demás zonas con

La tabla siguiente agrupa y describe los materiales en base al grado de meteorización alcanzado:

Grado

etc) que impliquen algún tipo de medida especial de sostenimiento, se describirán en posteriores apartados (6.2 Actuaciones recomendadas por alternativas).

Denominación

% de alteración

Descripción Sin signos visibles de alteración en la roca

Ia

matriz Roca sana

Débil decoloración en las discontinuidades

Ib

II

geologías complejas (materiales de alteración, contactos discordantes entre litologías,

principales Ligeramente alterada

< 10 %

Con decoloración general, indicando la alteración de la roca matriz y discontinuidades

2.2

Condiciones hidrogeológicas generales

En el Anejo 4. Geología y Geotecnia, se incluye una descripción detallada de las condiciones hidrogeológicas generales de la zona objeto de estudio. En este texto pondremos especial énfasis en la posible repercusión que podrían tener los trabajos de construcción de túneles en los sistemas acuíferos y aprovechamientos de agua subterránea de los términos municipales que atraviesan (Llanera, Corvera y Gijón), así como la posible incidencia de estos acuíferos en la ejecución de los túneles. Para ello asignamos unas condiciones hidrogeológicas específicas a cada unidad geotécnica:

Menos de la mitad de la roca esta III

Moderadamente alterada

descompuesta, pueden presentarse zonas de 10- 50 %

roca sana y decolorada, bien formando un marco continuo o bien como bloques o núcleos sanos Mas de la mitad de la roca esta descompuesta, pueden presentarse zonas de

IV

Altamente alterada

50- 90 %

roca sana y decolorada, bien formando un marco continuo o bien como bloques o núcleos sanos

V

VI

Completamente alterada

Suelo residual

> 90 %

Los materiales terciarios presentan un comportamiento, en conjunto, de muy baja permeabilidad debido al alto contenido en materiales arcillosos, aunque existen algunos niveles, principalmente T3, que

puede presentar una permeabilidad secundaria

desarrollada por fisuración y karstificación, estando considerado, en general, de muy reducido interés desde el punto de vista hidrogeológico. Las interferencias con las alternativas de trazado son mínimas debido a la baja permeabilidad de este acuífero en los depósitos Terciarios inferiores (T1), los únicos

Toda la roca esta descompuesta pero la

atravesados por los túneles proyectados (Primer túnel del eje Oviedo-Gijón, a la salida

estructura del macizo está todavía

de la estación de Lugo de Llanera). No obstante, aproximadamente en el P.K 3+000 se

fundamentalmente intacta 100 %

Unidades Terciarias (UG-T):

Todo el material rocoso se ha convertido en

cruza un tramo de falla en el que pudieran existir infiltraciones de agua desde los niveles superiores T3.

suelo, se ha destruido la estructura del macizo

Tabla 2.1.1.- Escala de meteorización del macizo rocoso

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ANEJO 10. TÚNELES

Unidades Cretácicas (UG-K): Se trata de una unidad en la que se disponen una serie de tramos de calizas que alternan con otros de arcillas, margas o arenas. En los materiales cretácicos se pueden diferenciar dos zonas, cada una asociada a un sistema “Acuífero Inferior del Cretácico”, una formando una franja, en dirección noroeste-sudeste, al noreste del trazado y otra situada al sureste, en dirección este-oeste. Se considera que el “acuífero inferior” del Cretácico, a nivel local, se comporta como un acuífero multicapa de arenas y calizas separadas por niveles de arcillas y limos con poca continuidad lateral, mientras que a escala de cuenca funciona como un único acuífero. Constituye en conjunto, un nivel acuífero de importancia regional a ser protegido frente a posibles afecciones. Las obras subterráneas incluidas en el trazado de cada alternativa no intersectan este acuífero. Unidades Jurásicas (UG-J):

Acuífero de la Fm La Ñora y Vega: Se dispone en algunas zonas sobre la Fm Gijón y en otras directamente sobre el Permotrías. Estas formaciones están constituidas por niveles de conglomerados con lentejones areniscosos (Fm La Ñora) y por areniscas (cuarzoarenitas) con algún tramo arcilloso (Fm Vega). Sistema de acuíferos independientes

asociados

a

materiales

permeables.

Las

fuertes

variaciones

estacionales que presentan denotan bajo coeficiente de almacenamiento y una baja transmisividad. Todas las alternativas de trazado pudieran verse afectadas por la situación del Acuífero de la Fm Gijón, en su eje hacia Avilés. Aunque el trazado de los túneles discurre, por regla general, por debajo de esta formación carbonatada, podrían existir importantes conexiones hidraúlicas túnel-acuífero en zonas de falla con elevado grado de fracturación. Existe la posibilidad de que los túneles asociados a las alternativas 2, 3 y 4 corten algún sistema de acuíferos aislados de la Fm La Ñora y Vega, con mínimas afecciones

En el conjunto de la serie jurásica del tramo estudiado se pueden distinguir dos

(En el sector centro, en la parte norte del triángulo de Villabona, al inicio de la variante

grandes secuencias sedimentarias separadas por una discontinuidad. Una inferior,

hacia Avilés).

carbonatada y margosa, que incluye la formación Gijón, y una superior, terrígena, constituida por las formaciones: La Ñora y Vega, en el tramo estudiado. En este conjunto jurásico se pueden diferenciar varios niveles hidrogeológicos, uno asociado a los materiales carbonatados y el otro asociado a los materiales detríticos. Ambos sistemas acuíferos se pueden considerar independientes entre sí, por la existencia de arcillas de decalcificación en el techo de los materiales carbonatados. Acuífero de la Fm Gijón: Aunque los parámetros hidrogeológicos de la Fm Gijón presentan acusados cambios laterales, consecuencia del grado de densidad de fisuración y karstificación, puntualmente se alcanzan valores de permeabilidad, transmisividad y coeficientes de almacenamiento elevados. Constituye uno de los

Permo-Triásico (UG-PT): Son margas muy compactas entre las que aparecen intercalaciones de arcillas y margas rojizas. En conjunto, la serie permotriasica es impermeable debido al alto contenido de materiales arcillosos y margosos, aunque existen niveles o tramos de litologías areniscosas o calcáreas con comportamiento hidrodinámico diferente. Los acuíferos que aparecen en estas formaciones constituyen sistemas aislados (Acuíferos aislados del Permotrías), asociados a los niveles areniscosos. Los manantiales que afloran en sedimentos triásicos son, en general, de escaso caudal y con fuertes variaciones estacionales.

niveles acuíferos más importantes de la zona, explotado a nivel regional, y que debe

Las alternativas de trazado que pudieran verse afectadas por la situación de dichos

ser considerado, con vistas a una protección frente a posibles infiltraciones hacia el

acuíferos aislados son la 4A y 4B (En su variante hacia Avilés, en las inmediaciones del

interior de los túneles. ESTUDIOS INFORMATIVOS PARA EL DESARROLLO DE LA RED DE ALTA VELOCIDAD EN ASTURIAS. TRAMO OVIEDO-GIJÓN/AVILÉS

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ANEJO 10. TÚNELES

triángulo de villabona). No obstante, no parece probable que las afecciones sean

encargado de la explotaciones, en el momento en que la capa es interceptada se

significativas.

produce una surgencia de agua cuyo caudal va decreciendo con el tiempo, sin llegar a

2.3

Labores Mineras

A modo de introducción nos gustaría indicar que las concesiones de explotación de fluorita situadas en el entorno del trazado pertenecen a la compañía ‘Minerales y Productos derivados, S.A. (Minersa)’ que, en el concejo de Corvera, explota la mina Moscona (y mina Gloria) y en el de Llanera, la mina de Villabona. También es propietaria de la concesión de la mina actualmente inactiva denominada Cucona (en Llanera).

desaparecer totalmente hasta que no se explota un nivel inferior. Respecto al trazado en planta de la Alternativa 4A y 4B, el emboquille del plano de acceso a las labores de fluorita (bocamina) se sitúa a unos 200 m al sur del trazado, al inicio de la variante hacia Avilés. En esa zona, las labores se encuentran a una cota de unos 130 m.s.n.m, a aproximadamente 20 m de profundidad bajo la cota del terreno natural. No obstante, a pesar de su cercanía, no existirá interferencia alguna entre las labores mineras y el trazado de las alternativas mencionadas.

Este apartado lo destinamos a describir las labores mineras que se sitúan en la zona de estudio (Villabona, Moscona y Cucona), su profundidad y extensión, así como el método de explotación seguido. Posteriormente, en base a estos datos, trataremos de conocer los posibles riesgos derivados de la situación de estas minas sobre las distintas alternativas de trazado. MINA DE FLUORITA DE VILLABONA La explotación de la Mina de Villabona se encuentra en el denominado “Distrito de Villabona-Arlós” (Inventario Nacional de Recursos de Fluorita. IGME, 1982) situado en la zona central de Asturias. Este distrito está ubicado en el área suroccidental de la cuenca permotriásica, en el entorno de las dos localidades de las que recibe la denominación. La explotación se realiza por el método de cámaras y pilares, mediante el establecimiento de niveles

Figura 2.3.1.- Labores mineras ‘Mina Villabona’. Situación en planta y alturas sobre nivel de mar

descendentes. La capa explotada presenta una dirección E-O, una inclinación de 1020º al norte y una potencia de entre 2 y 5 m.

MINA DE FLUORITA CUCONA

La zona explotada (y por lo tanto la mineralización en esta zona) se encuentra entre las

La explotación de la mina Cucona data de 1944, aunque no fue hasta el año 1975

cotas 25 y 125 m.s.n.m.

cuando comenzó su despegue real formando parte ya de la ‘Sociedad Minerales y

Según un estudio realizado por el ITGE en el año 1995 para la mina de Villabona, durante el desarrollo de las labores mineras, según indicaciones del personal

Productos Derivados (MINERSA)’. Esta mina se sitúa en la prolongación noreste del yacimiento de Villabona. Ambas explotaciones se separan por una falla que hunde el bloque septentrional un centenar de metros.

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ANEJO 10. TÚNELES

Todo el campo minero de Cucona está afectado por varios accidentes con saltos

9,00 y 14,00 m. Posteriormente analizaremos si este hecho limita la viabilidad

métricos que han dificultado el desarrollo de un laboreo uniforme. El método de

técnico-económica de esta alternativa.

explotación, al igual que en Villabona, es de cámaras y pilares. En las inmediaciones de los trazados ferroviarios estudiados, la zona explotada se encuentra a una cota entre los -28,75 y 128 m.s.n.m. Actualmente esta mina está inactiva, aunque la empresa MINERSA está realizando sondeos exploratorios con el fin de reabrir su explotación.

Figura 2.3.3.- Perfil longitudinal Túnel 4A-10 y labores mineras de Cucona -

En relación a los tramos de vía en superfície, las labores mineras de Cucona se sitúan a escasa profundidad, aproximadamente 15 m, en ciertas zonas del trazado de las alternativas A, en particular a la salida del primer túnel (Del P.K 3+230 al P.K 3+400 del eje principal de la vía Oviedo-Gijón). Al igual que se comentón en el párrafo anterior, analizaremos con posterioridad si este hecho

Figura 2.3.2.- Imagen aérea de Mina Cucona (Gutiérrez Claverol et al, 2009) Con respecto a la posible influencia que esta mina pudiera tener sobre las distintas

limita la viabilidad técnico-económica de las alternativas en cuestión. MINA DE FLUORITA MOSCONA

alternativas de trazado, debemos indicar que: Esta mina se sitúa entre los concejos de Corvera, Lanera y Carreño y comprende la -

En lo referente a las obras subterráneas, las labores mineras de la Cucona

mineralización aprovechable más septentrional del Distrito de Villabona-Arlós.

afectan a una pequeña parte del trazado de la Alternativa 4A. En particular al Túnel 4A-10, de vía única, que se localizará por encima de dichas labores

Comenzó su explotación en el año 1968 y pasó a formar parte del actual grupo

mineras entre el P.K 0+170 y P.K 0+450. Según se muestra en la siguiente

MINERSA en el año 1977. En 1978 construyó un plano inclinado con pendiente de 15º,

figura, la distancia entre la base del túnel y el techo de la mina estará entre los

de acceso a la concesión de Villabona.

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ANEJO 10. TÚNELES

La mina aprovecha la capa bautizada como Moscona, con una dirección N130ºE y un

Tanto en el caso de Cucona como de Moscona, el trazado en superficie de ciertas

buzamiento medio de 16º al NE, alcanzando una potencia media de 4,5 m. El criadero

alternativas discurre por encima de las labores mineras, no obstante, dado que la

se encuentra afectado por una serie de fallas listricas de orientación NO-SE que

profundidad de la mina es superior a los 60 m, despreciamos las posibles afecciones

hunden el nivel mineralizado hacia el nordeste, con anticlinales de tipo “roll-over”,

que sobre el trazado pudieran tener dichas labores.

complicando las labores estractivas los saltos que se producen. 3 El principal método de explotación es el de cámaras y pilares. Comenzó con la realización de un plano inclinado que dio acceso a los primeros talleres a cotas (+45 y

3.1

DISEÑO DE TÚNELES Normativa Aplicable

+11 m.s.n.m.) donde se crearon pilares de 5x5 m. A partir de ahí se profundizó

Los túneles ferroviarios requieren una atención especial durante la explotación, para la

extrayendo el mineral a través de un plano-rampa.

protección y seguridad de los viajeros y el personal a bordo. Por ello, se debe actuar

A continuación resumimos brevemente el conjunto de alternativas que pudieran sufrir las influencias de la mina Moscona: -

Alternativa 1A: Túnel 1A-10 (Vía Única) – Interferencias con labores mineras del P.K 7+000 al P.K 7+400 – Este túnel, tras la zona de boquilla (P.K 6+950), se sitúa bajo las cámaras mineras a una profundidad (Clave de túnel-Base de mina) de aproximadamente 8 m; dado que la inclinación de la mina es superior a la del túnel, posteriormente, el túnel atraviesa completamente el cuerpo de la mina. Alternativa 1A: Túnel 1A-10 (Vía Única) – Interferencias con labores mineras del P.K 7+550 al P.K 7+600 – El túnel se sitúa sobre las labores mineras a una distancia (Clave de mina-Base de túnel) de aproximadamente 1,5 m.

-

Alternativa 1B: Túnel 1B-9 (Vía Única) – Interferencias con labores mineras del P.K 7+655 al P.K 8+055 – Este túnel, tras la zona de boquilla (P.K 7+605), se sitúa bajo las cámaras mineras a una profundidad (Clave de túnel-Base de mina) de aproximadamente 8 m; dado que la inclinación de la mina es superior a la del túnel, posteriormente, el túnel atravesará completamente el cuerpo de la mina. Alternativa 1B: Túnel 1B-9 (Vía Única) – Interferencias con labores mineras del P.K 8+205 al P.K 8+255 – El túnel se sitúa sobre las labores mineras a una

desde fases iniciales, desde el estudio previo hasta la entrada en explotación del túnel, ya que ciertas medidas, especialmente de obra civil o equipamiento, pueden ser muy difíciles de aplicar posteriormente si no han sido previstas adecuadamente. El presente estudio se ajusta a la Especificación Técnica de Interoperabilidad Sobre Seguridad en los Túneles en Los Sistemas Ferroviarios Transeuropeos Convencional y de Alta Velocidad, aprobada por la Comisión Europea el 20 de Diciembre de 2007 (20/12/2007 (ETI-TUN)). Esta normativa agrupa las medidas consideradas por la Unión Internacional de Ferrocarriles (UIC) y la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas (UNECE). Además, se han considerado como referencia las siguientes normas, directivas o guías de aplicación: − Seguridad en túneles ferroviarios; versión 2.0 de marzo 2007 (Propuesta de documento, en borrador) (STF-2007). − Instrucciones y recomendaciones para la redacción de proyectos de plataforma. IGP-2011. ADIF. − Ficha de la Unión Internacional de Ferrocarriles UIC 779-9, Edición 1. Agosto 2003: Seguridad en Túneles ferroviarios (UIC 779-9).

distancia (Clave de mina-Base de túnel) de aproximadamente 1,5 m.

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ANEJO 10. TÚNELES

3.2

Tipología de Túneles

3.3

Sección tipo

La línea proyectada está diseñada para la circulación de trenes en vía doble, tanto a lo

Para optimizar la funcionalidad del túnel debe realizarse un análisis detallado de los

largo del eje principal Oviedo-Gijón, como a través de la variante dirección Avilés. La

condicionantes que afectan a la geometría y dimensiones de la sección tipo. Para

conexión entre ambos ejes se materializa mediante ramales secundarios de vía única.

definir dicha sección, deben tenerse en cuenta, al menos, los siguientes aspectos

En el caso de los túneles, el número de tubos está condicionado por el análisis de la

clave:

seguridad, además de por condicionantes de trazado. La STF recomienda que los

− Condicionantes aerodinámicos: Principal factor que afecta al tamaño de la

túneles de doble vía sin estaciones subterráneas intermedias, sean proyectados con

sección interior en los túneles ferroviarios de alta velocidad. Este factor no es

sección bitubo cuando la longitud sea mayor a 6.000 m, con objeto de facilitar la

limitante en este caso, pues los itinerarios se definen para tráfico mixto, de

evacuación y la actuación de los equipos de intervención, además de eliminar el riesgo

viajeros y mercancías, y velocidades de diseño bajas.

de choque por descarrilamiento o cargas desplazadas, y facilitar la ventilación.

− Condicionantes geotécnicos: Limitación fundamental para la elección de la forma

En el caso específico que nos ocupa, dado que la longitud de los túneles de vía doble

de la sección transversal. Preocupa significativamente el grado de fracturación y

no alcanza en ningún caso los 6.000 m, tomaremos secciones de túnel monotubo.

deterioro

del

macizo

rocoso,

orientación

y

características

de

las

discontinuidades, composición y grado de alterabilidad de la roca, condiciones Por otro lado, la normativa vigente referente a la seguridad en los túneles ferroviarios

hidrogeológicas, posibles afecciones al macizo rocoso derivadas del método de

exige que, salvo en zonas urbanas, para túneles de longitud superior a 1 km es

excavación, etc.

necesario la ejecución de salidas de emergencia. Estas salidas deberán estar separadas un máximo de 1.000 m en caso de salidas que conectan directamente con el exterior.

− Condicionantes constructivos: La elección del método constructivo condiciona el tamaño y sobre todo, la forma de la sección transversal. Se debe considerar, por ejemplo, la accesibilidad de la maquinaria de construcción al lugar de las obras

En caso de pasillos transversales a otro túnel o a una galería auxiliar, la separación

así como las características de los medios disponibles.

entre ellos debe ser como máximo de 400 m. − Condicionantes funcionales: Estos condicionantes influyen en el tamaño de la Siguiendo lo establecido en la STF-07, a los efectos de este análisis, se considera

sección, en cuanto a la necesidad de espacio para la circulación de los trenes

como longitud del túnel, la distancia entre sus bocas a cielo abierto. Además, los

(sección tipo de la plataforma y gálibo ferroviario) y la colocación de las

túneles consecutivos se consideran como un túnel único si NO se cumple uno de los

instalaciones necesarias, tanto para la explotación del túnel como para asegurar

dos requisitos siguientes:

la seguridad en el interior del mismo, de acuerdo con la normativa vigente.

− La separación entre ellos al aire libre es mayor de 500 m.

3.3.1 Condicionantes geotécnicos

− Existe una instalación de entrada/salida a un área segura dentro de la sección

El estado tensodeformacional del terreno en el que se va a realizar la excavación, así

abierta.

como las características geotécnicas del mismo, es un factor importante que afecta en gran medida a la forma geométrica del túnel.

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ANEJO 10. TÚNELES

La adopción de secciones de perforación “favorables”, dependientes de las condiciones geotécnicas de los materiales a excavar, permite que las medidas de sostenimiento diseñadas trabajen de manera adecuada optimizándose, por tanto, el refuerzo del túnel. La elección de formas geométricas adecuadas se realiza tratando de buscar que se desarrolle la máxima capacidad del terreno para trabajar como autosoporte. 3.3.2 Condicionantes aerodinámicos Dado que en este caso específico el túnel se diseña para posibilitar el transporte ferroviario de mercancías y viajeros a reducida velocidad, la aerodinámica del túnel deja de ser un condicionante a la hora de definir la geometría de la sección transversal del mismo. Velocidades de diseño bajas hacen que las presiones de aire en el interior

3.3.4 Condicionantes funcionales La sección tipo definida, debe cumplir con una serie de condicionantes funcionales, entre los que destacan: − La sección permite instalar la catenaria de diseño; o dejar previsto el espacio necesario para su futura instalación. − La sección permite instalar ventiladores, en caso de que se opte por un sistema de ventilación forzada. − La sección tipo satisface las necesidades mínimas de gálibos, tanto el cinemático como el de implantación de obstáculos (En este caso GEC 16).

del túnel no sean significativas, pues se permite una adecuada y progresiva disipación de aire tras la entrada del tren al túnel, y por tanto no se comprometen las condiciones de salud y confort para los viajeros. 3.3.3 Condicionantes constructivos

− La sección tolera el giro de peraltes de la vía. Según se especifica en IGP-4.4 Guía para inclusión de medidas de seguridad en los túneles de los proyectos de plataforma, con respecto a aceras:

La elección del método constructivo, que depende a su vez de los condicionantes

− En túneles de vía doble se dispondrán a ambos lados, dejando libre el gálibo de

geotécnicos, determina en buena medida la geometría de la sección tipo del túnel. Esto

obstáculos, considerando como idóneo un ancho mínimo de 1,50 m (1,20 m +

ocurre especialmente en el caso de utilizar máquinas tuneladoras, donde la sección

0,30 m de canal de agua) y se elevarán a 55 cm sobre la cota del plano de

será transversal de radio único. En estos casos, si la sección de túnel debe ser de vía

rodadura. Altura libre de 2,25 m. Tubo pasamanos anclado al hastial, a 1,0 m

doble, se producen excavaciones muy importantes por debajo de cota de rasante que

aproximadamente por encima de la acera.

no son útiles y deben rellenarse posteriormente con hormigones en masa.

− En túneles de vía única, se respetarán las mismas características, a un solo

En túneles ejecutados con métodos convencionales suele tenderse a una sección

lado. En el lado opuesto, se considerará la sustitución de la acera elevada por

superior con bóveda curva de radio único que suele prolongarse hasta cota de carril,

una zona de paso pavimentada de 0,90 m de ancho mínimo.

definiendo así una sección completamente circular a excepción de la zona baja, en la que se define una solera con contrabóveda (en terrenos de mala calidad) o plana (en rocas sanas, generalmente con un índice RMR mayor de 50). Tanto el tamaño como la forma de la sección del túnel se disponen de manera que se permita la accesibilidad hasta el punto de trabajo, de los equipos requeridos para la

El diseño de la sección transversal es un aspecto clave a la hora de optimizar la funcionalidad del túnel. Esta sección debe definirse en base a un acuerdo geotécnico, constructivo y funcional. Los criterios de salud y confort vinculados a las restricciones aerodinámicas de la infraestructura solo resultan críticos en túneles con tráfico de viajeros y explotación en alta velocidad, por encima de los 220 km/h (No es el caso).

perforación y ejecución de las medidas de sostenimiento.

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ANEJO 10. TÚNELES

En general, se atiende a una definición de la sección tipo de un túnel lo más circular SOSTENIMIENTO e= VARIABLE

posible, recurriéndose a otras geometrías únicamente cuando el terreno presenta

LÁMINA IMPERMEABILIZANTE

tensiones residuales muy importantes. Así, cuando las tensiones horizontales en el

REVESTIMIENTO e= VARIABLE GÁLIBO DE IMPLANTACIÓN DE OBSTÁCULOS

terreno son considerablemente mayores que las verticales (valores del coeficiente de

GÁLIBO CINEMÁTICO

4 R4.1

empuje al reposo (K0) mayores a 1,0), se suele recurrir a secciones achatadas, con una

6.68

mayor luz que la altura de la sección. En conclusión, en base a todas las recomendaciones anteriores, se define la sección

HORMIGÓN EN ACERA. HM-20 DREN PREFABRICADO, RANURADO SUPERIOR

LÁMINA IMPERMEABILIZANTE REVESTIMIENTO e= VARIABLE

6.06

COLECTOR

3.4 2.19

2.15

2.15

BALASTO

1.50

CONTRABÓVEDA HA-30 HORMIGÓN DE

Figura 3.3.2.- Sección tipo túnel vía única

7.83

R6 .0 6

0.55 1.50

CUNETA "IN SITU"

GÁLIBO CINEMÁTICO

SOSTENIMIENTO e= VARIABLE

0.33 0.40

TUBO DREN PVC RANURADO

GÁLIBO DE IMPLANTACIÓN DE OBSTÁCULOS

1.26

0.55

ACOMETIDA A CUNETA

1.00

tipo de los túneles de la siguiente manera:

2.54

PASAMANOS

Método constructivo

2.19

1.00

PASAMANOS

Se definen a continuación los principales métodos de ejecución de túneles que

2 Ø100

ACOMETIDA A CUNETA

pudieran ser admisibles y viables en este caso específico:

0.55

1.77

1.40 (1,2 mín)

TUBO DREN PVC RANURADO

2%

2%

− Nuevo Método Austriaco de Construcción de Túneles (NATM): El Método CANALETA DE COMUNICACIONES

HORMIGÓN EN ACERA. HM-20 ACOMETIDA A ARQUETA DE REGISTRO c/50 m

Austriaco se basa en la aplicación inicial de sostenimientos ligeros y flexibles tras la excavación, los cuales permiten la disipación de gran parte de la energía

BALASTO HORMIGÓN DE RELLENO HM-20 SOLERA PLANA HA-30

2.01

CUNETA "IN SITU"

0,40

0,40

0.33

DREN PREFABRICADO, RANURADO SUPERIOR COLECTOR ARQUETA DE REGISTRO c/50m

SECCIÓN CON SOLERA

CONTRABÓVEDA HA-30

HORMIGÓN DE RELLENO HM-20

SECCIÓN CON CONTRABÓVEDA

Figura 3.3.1.- Sección tipo túnel vía doble bidireccional

potencial generada en el macizo, que se libera tras la apertura de la cavidad. Es decir, se hace posible la plastificación controlada del terreno alrededor del túnel, liberando tensiones. El resto del terreno no plastificado colabora con el sostenimiento para lograr la estabilidad del conjunto. Dicho sostenimiento, aplicado en el perímetro de excavación actúa aportando una presión interior en el túnel, produciendo un estado de confinamiento radial sobre el terreno, el cual debe ser suficiente para conseguir la estabilidad de la sección de excavación.

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PÁGINA 15

ANEJO 10. TÚNELES

− Método de ejecución con Tuneladora (TBM): Esta metodología se concibió inicialmente con el objetivo de realizar la excavación mecanizada del túnel al

La ejecución de los túneles se realizará en base a las siguientes fases del proceso constructivo:

amparo de una estructura rígida y resistente que, introducida dentro del túnel en

− Ejecución de una entibación provisional inmediatamente después de excavar

ejecución, proporcione un área estable y segura en la zona del frente de trabajo.

(Sostenimiento Provisional).

En zonas urbanas, la excavación con tuneladora TBM, incluso en materiales poco competentes bajo el nivel freático, asegura el desarrollo de mínimas

− Auscultación detallada del comportamiento del túnel, midiendo desplazamientos

subsidencias y daños en superficie, mediante el control preciso de la presión en

mediante convergencias y topografía convencional, y deformaciones y tensiones

el frente, el ritmo de extracción de materiales sin pérdida de dicha presión y la

en el terreno.

velcidad de giro de la cabeza de corte compatible con dicho ritmo de extracción,

− Construcción del revestimiento definitivo tras alcanzarse la estabilidad del

acondicionando si es necesario el terreno en el frente para mantener un “tapón”

conjunto terreno-sostenimiento.

de terreno mejorado que facilite la operación en presión de tierras. Por otro lado, el uso de tuneladoras permite rendimientos de excavación muy elevados, sobre

Como posteriormente veremos, al margen del sistema constructivo general, pudieran

todo cuando las propiedades del terreno se mantienen constantes a lo largo del

plantearse sistemas especiales de entibación en algunas zonas singulares del trazado

trazado del túnel. No obstante, dado que el transporte y montaje de la máquina

(paso de zonas de falla, paso bajo vaguadas a poca profundidad, cruce con estructuras

demora algunos meses, este sistema comienza a ser viable frente a los métodos

subterráneas existentes, etc). No obstante, todos estos sistemas siguen implícitamente

convencionales en lo que a plazos se refiere, cuando la longitud del túnel supera

la filosofía del Nuevo Método Austriaco.

los 4-5 km. Las condiciones del terreno en las que se realizará la excavación de los túneles,

3.5

Proceso de excavación

3.5.1 Métodos de excavación

principalmente en materiales que se van a comportar como suelos con cierto grado de compactación y rocas con diversos grados de meteorización (gran heterogeneidad de

En el año 1994 el profesor Romana realiza una clasificación de los terrenos respecto a

los materiales), así como la forma y dimensiones de la sección transversal, y la

la excavabilidad mecánica en túneles (Ver figura siguiente).

reducida longitud de los túneles (entre 100 y 1.500 m, excepcionalmente se llega a 2.400 m), hacen que se opte por la técnica del Nuevo Método Austríaco de Construcción de Túneles (NATM). Esta técnica es mucho más versátil y segura cuando las condiciones de excavación son altamente variables, como pudiera ser el caso, en una zona con geología compleja. Así mismo, la excavación mediante métodos convencionales tipo NATM, en contraposición al uso de tuneladora TBM, permite un mayor ajuste de la geometría de la sección transversal del túnel, optimizándose los volúmenes de excavación y las medidas de sostenimiento.

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PÁGINA 16

ANEJO 10. TÚNELES

compatibles cuando se trabaja con rozadoras que cuando la excavación se realiza con tuneladora TBM abierta o por voladuras. Por eso pueden utilizarse rozadoras con roca de mala calidad (20 < RMR < 30) aunque puede resultar más económico el uso de métodos más simples de excavación. − Fresado (RMR < 30). Cada vez es más frecuente la excavación por fresado con máquinas que montan una fresa de potencia media sobre un brazo de retroexcavadora, tanto para el perfilado final del gálibo, como para la excavación de toda la sección. Su campo son las masas rocosas de calidad media baja a baja (30< RMR < 50). − Escarificación / Pala (RMR < 20). Los macizos de calidad muy mala pueden excavarse

prácticamente

como

suelos,

con

palas

convencionales

y/o

escarificarse (método especialmente práctico para la destroza). El método puede utilizarse, con algunas dificultades, hasta la subclase 20 15cm Grimstad, Barton 16 a 24 cm / 20 a 30 cm (Reforzado con fibras) Romana > 15 cm (Reforzado con fibras) - Grimstad, Barton y Loset

Voladuras controladas con explosivos específicos para rocas blandas y Medios Mecánicos

Medios Mecánicos

Observ. -

8m (Des)

NO

40 60

Suelos y litotipos deleznables

RMR (Bieniawski, 1989)

Cerchas

4 m (Av)

Voladura 3 + 7 cm

Expansión Sost.

Pase

1,0x1,0 m

2-3 m (Av)

Destroza partida en 2

4-6 m (Des)

3 + 17 cm

TH-29 cada 1 m

Destroza partida en 2 – Bulones de refuerzo de acero corrugado ocasionales

HEB-180 cada 1 m

Destroza + Contrabóveda por fases. Paraguas de micropilotes al avance

1 m (Av) 2m (Des) Autoperf. en base de avance

-

3 + 22 cm

Tabla 3.6.2.- Medidas de sostenimiento en base a experiencias similares SI

En la fase de análisis en la que nos encontramos, se plantea el uso de 3 diferentes tipos de sostenimientos básicos, los cuales, como posteriormente veremos, serán complementados mediante una serie de tratamientos especiales, en caso de que las SI

30 a 40 cm (Reforzado con fibras) - Romana Capa de hormigón encofrado convencional / Sistemas especiales

condiciones de excavación así lo recomienden: − ST-Ligero. Sostenimiento en roca sana o poco fracturada. RMR > 30. Condiciones geotécnicas favorables. Bulonado sistemático en malla 1,5x1,5 o

Tabla 3.6.1.- Predimensionamiento de medidas de sostenimiento según

1x1 m, L=4 m para túnel vía doble y 3 m para túnel vía única (Bulón de

recomendaciones en base a clasificaciones geomecánicas

expansión tipo Swellex de 150 KN). 10-15 cm de Hormigón Proyectado

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ANEJO 10. TÚNELES

reforzado con fibras (HP-30). Cerchas metálicas ligeras (30