2011 I ENCUENTRO SOBRE TÚNELES Y OBRAS SUBTERRÁNEAS LA TUNELIZACIÓN DEL SIGLO XXI - CLAUSURA

I ENCUENTRO SOBRE TÚNELES Y OBRAS SUBTERRÁNEAS. Madrid, España, 14 de abril de 2011

CLAUSURA

Manuel Arnáiz Ronda

Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos

Presidente de AETOS Madrid, España. 14 de abril de 2011

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INDICE

1. Agradecimientos 2. Actividades de AETOS

•

Jornadas

•

Máster

•

Transmisión de información

•

Nuevos desarrollos

•

Participación en los comités de la ITA

3. Grandes ejemplos de Tunelización en España en el siglo XXI •

Alta Velocidad

•

Metro de Madrid

•

Soterramiento de la M-30

•

Conclusiones y lecciones aprendidas

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1. ALTA VELOCIDAD AVE – PASADO, PRESENTE Y FUTURO

LONGITUD DE LA RED

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AÑO

LONG. (Km)

1992

541

2003

867

2004

1008

2005

1082

2006

1167

2007

1543

2008

1682

2010

2120

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1. ALTA VELOCIDAD AVE – PASADO, PRESENTE Y FUTURO

En servicio Construcción

Proyecto Estudio

1500 km en construcción o en fase de redacción de Proyectos Constructivos

•

2010: Con la inauguración de la línea de Alta Velocidad de Levante (Valencia, Albacete y Cuenca) la red de Alta Velocidad Española se ha convertido en la más extensa de Europa

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1. ALTA VELOCIDAD CARACTERÍSTICAS GEOGRÁFICAS DE ESPAÑA •

La mayor parte de Europa está constituida por amplias llanuras que son perfectas para la construcción de Alta Velocidad.

•

Los Alpes siempre han supuesto una

barrera importante. Los principales proyectos de túneles a nivel mundial se encuentran ahí. •

La mayoría de los polos económicos europeos se encuentran en las llanuras y zonas bien comunicadas.

•

Las líneas de AV, con sus exigentes parámetros de trazado, se adaptan con relativa facilidad a estas condiciones.

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1. ALTA VELOCIDAD CARACTERÍSTICAS GEOGRÁFICAS DE ESPAÑA •

Dos mesetas a 700 -1200 m sobre el nivel de mar y varias cordilleras dificultan mucho las comunicaciones.

PERFIL MADRID – PARIS

•

FRANCIA ESPAÑA Las LAV necesitan un trazado con pendientes reducidas y curvas de amplios radios. La pérdida de velocidad en España está limitada por normativa a menos del 10%. La consecuencia es el gran número de túneles que requieren las líneas españolas

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1. ALTA VELOCIDAD PRINCIPALES TÚNELES EN LAS LAV ESPAÑOLAS

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1. ALTA VELOCIDAD - GUADARRAMA TÚNEL DE GUADARRAMA– DATOS PRINCIPALES

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•

Longitud:

•

Diámetro de excavación:

9,45 m

•

Diámetro interior:

8,50 m

•

Cubierta máxima:

992 m

•

Galerías de conexión:

•

Velocidad de diseño:

•

Volumen de excavación:

•

Anillo de dovelas: 7 dovelas – 32 cm espesor

•

Pendientes:

•

Radio en planta:

28.377 m

Cada 250 m 350 Km/h 4 Millones m3

Mínima 2 ‰ – Máxima 15 ‰ 15.000 m

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1. ALTA VELOCIDAD - GUADARRAMA TÚNEL DE GUADARRAMA – MÉTODO DE CONSTRUCCIÓN TBM – ESCUDO SIMPLE

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•

Costes másTBM altos – DOBLE ESCUDO

• •

Más averías– más mantenimiento La mayor longitud del escudo aumenta la posibilidad de atrapamiento

•

Par y empuje más elevados

•

En buenas condiciones de terreno, permite la excavación e instalación simultánea de las dovelas.

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1. ALTA VELOCIDAD - GUADARRAMA TÚNEL DE GUADARRAMA – MÉTODO DE CONSTRUCCIÓN TBM DOBLE ESCUDO ROCA DE BUENA CALIDAD GEOTÉCNICA

ROCA DE MALA CALIDAD GEOTÉCNICA

Excavación y colocación

Excavación. Los grippers

de dovelas al mismo

no pueden apoyarse

tiempo

contra el terreno

Reajuste. Los grippers se

retraen hasta el escudo

Regripping. Los grippers

Reajuste de los gatos

Colocación de dovelas

se colocan en su nueva posición El ciclo comienza de nuevo. Excavación y colocación a la vez

El ciclo vuelve a

empezar. Excavación con los gatos apoyando contra el anillo anterior

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1. ALTA VELOCIDAD – ATOCHA - CHAMARTÍN TÚNEL ATOCHA – CHAMARTÍN

•

El túnel de Atocha – Chamartín atraviesa el corazón de la ciudad de Madrid. Permitirá la

comunicación directa entre las LAV del norte y el resto de la red. •

El túnel se excava en una zona urbana muy densa. Los servicios, túneles y edificios existentes condicionaron mucho el trazado. La velocidad de diseño se limita a 120 km/h, con radios < 250 m

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1. ALTA VELOCIDAD – ATOCHA - CHAMARTÍN TÚNEL ATOCHA –CHAMARTÍN MADRID

Longitud total: 6,8 km

Museo del Prado

El túnel cruza bajo la Puerta de Alcalá, uno de los símbolos más representativos de Madrid

Puerta de Alcalá

El trazado se desarrolla a lo largo de la calle Serrano, un gran centro financiero y comercial, cruzando

ESTACIÓN DE ATOCHA

bajo 9 túneles existentes Túneles existentes de cercanías y líneas convencionales N

Nuevo túnel de conexión AVE ESTACIÓN DE ATOCHA Líneas AVE Valencia – Sevilla - Barcelona Madrid, España. 14 de Abril de 2011

ESTACIÓN DE CHAMARTÍN Líneas AVE Valladolid – Norte Manuel Arnáiz Ronda-

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1. ALTA VELOCIDAD – ATOCHA - CHAMARTÍN TÚNEL ATOCHA –CHAMARTÍN Tuneladora EPB para controlar la presión en el frente y limitar la subsidencia inducida Túnel para doble vía – Gran diámetro de excavación: 11,5 m

Amplia experiencia en Madrid (más de 200 km de túneles de metro construidos con EPB en 12 años Grandes rendimientos: 1000 m/mes

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1. ALTA VELOCIDAD – PAJARES TÚNEL DE PAJARES •

La Cordillera Cántabrica es una formidable barrera

•

natural La línea actual, construida entre 1868 – 1884 con 83

•

km tiene 85 túneles que totalizan 28 km Vía simple con un radio mínimo de 300 m y

•

velocidad comercial de tan sólo 60 km/h La nueva línea supone una gran mejora de las comunicaciones entre Asturias y el resto del país

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•

Longitud del nuevo By-Pass

50 km

•

Longitud total de túneles:

40 km

•

Radio mínimo:

•

Velocidad de diseño:

350 Km/h

•

Número de vías:

Doble vía

•

Ahorro de tiempo viaje:

3550 m

1 hora, sólo en el by-pass

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1. ALTA VELOCIDAD – PAJARES TÚNEL DE PAJARES – DATOS PRINCIPALES

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•

Longitud:

•

Diámetro de excavación:

9,90 m

•

Diámetro interior:

8,50 m

•

Máxima cobertera:

1005 m

•

Galerías de comunicación:

24,5 Km

Cada 400 m

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1. ALTA VELOCIDAD – PAJARES GEOLOGÍA – ÁREAS DE ESPECIAL INTERÉS ZONA CÁRSTICA: POLA DE GORDÓN - FOLLEDO

SINCLINAL DEL PANDO

Grandes inundaciones – carstificación y fallas arenizadas Pizarras de Formigoso - Atrapamientos

UNIDAD SOBIA – BODÓN. MANTO DE BODÓN

Pizarras de San Emiliano - Gases en contacto con calizas Madrid, España. 14 de Abril de 2011

ANTIFORME DE CUETO NEGRO

Fenómenos de Fluencia - Gases de naturaleza orgánica Manuel Arnáiz Ronda

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1. ALTA VELOCIDAD – PAJARES LOTIFICACIÓN LOTE 1

LEÓN

LOTE 4 LOTE 2

ASTURIAS LOTE 3

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1. ALTA VELOCIDAD – PAJARES MÉTODO CONSTRUCTIVO LOTE 1

•

Dos Escudos simples excavando en sentido descendente con una pendiente de 17 ‰

•

Galería de acceso intermedio de Folledo excavada por métodos convencionales de más de 2 km

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1. ALTA VELOCIDAD – PAJARES MÉTODO CONSTRUCTIVO LOTE 2

•

Galería de acceso de Buiza excavada con doble escudo, de 5,5 km de longitud y pendiente

•

descendente de 6,13% El doble escudo continuó excavando completando la ejecución del tubo Este

•

Los retrasos en la galería de Buiza obligaron a que el tubo Oeste fuera finalmente ejecutado con uno de los escudos simples del lote 1

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1. ALTA VELOCIDAD – PAJARES MÉTODO CONSTRUCTIVO LOTE 3

LOTE 4

•

Lote 3 incluyó la excavación con escudo simple del tubo Este

•

Al lote 4 le correspondió la ejecución, también con doble escudo, del tubo Oeste y

•

las galerías de conexión entre tubos (NATM) Ambos tubos se excavan en sentido ascendente

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2. METRO DE MADRID AMPLIACIÓN DE LA RED

De 1919 a 1995 De 1995 a 2007 De 2007 a 2011 350

327

318 300

250

235 200

176 150

110,2 100

64,3

120

27,6

50

3,5 0 1915 1920 1925 1930 1935 1940 1945 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 Madrid, España. 14 de Abril de 2011

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2. METRO DE MADRID AMPLIACIÓN 1995 2003 –– 1999 20071995 RED AMPLIACIÓN DE METRO DE MADRID: 1999 2003 Km Km construidos: construidos: 56,0 83,5 59,2 Metro pesado: 55,738 km Nuevas estaciones: 36 Metro ligero: 27,8 km Nuevas estaciones: 80

Longitud Longitud red: de dered: red: 176,0 318,7 235,2 Longitud 120,0 km km km Estaciones: Estaciones: 164 202 318 238 Estaciones: Madrid, España. 14 de Abril de 2011

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2. METRO DE MADRID METROSUR – DESCRIPCIÓN

METROSUR – DATOS PRINCIPALES •

Longitud total: 40,8 km – todo subterráneo

•

Número de estaciones: 28

•

Cocheras: 2

•

Conexión con cercanías: 4 líneas, en 6 estaciones

•

Conexión con la red principal de Metro mediante prolongación de la línea 10 (8 km)

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2. METRO DE MADRID METROSUR – CONSTRUCCIÓN •

Métodos constructivos:

TBM: 27 km

•

Falso túnel: 13 km

Método tradicional de Madrid: 0,5 km

Estaciones – cut and cover:

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3. SOTERRAMIENTO DE LA M-30 DESCRIPCIÓN DE LAS SOLUCIONES Mejoras en enlaces y otras actuaciones By-Pass Sur. Nuevo túnel bitubo. Casi 4 km de longitud. 15,2 m de diámetro Nuevos túneles: conexiones directas con el centro Tramos de soterramiento de la M-30 existente

M-30 – DATOS PRINCIPALES

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•

Más de 70 km de túneles, incluyendo ramales

•

Presupuesto inicial de casi 3.000 M€

•

Financiado mediante un PPP (Public Private Partnership)

•

80% del PPP en manos del ayuntamiento

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3. SOTERRAMIENTO DE LA M-30 OBJETIVOS

•

Mejora de la seguridad del tráfico. Reducción drástica del número de accidentes.

•

Mejora de la funcionalidad de la M-30, reduciendo atascos, haciendo los viajes más seguros y confortables para el usuario.

•

La M-30 debe convertirse en un anillo protector para el centro de la ciudad. El objetivo es reducir el tráfico en la almendra central.

•

Generación de nuevas áreas verdes y recuperación de zonas inaccesibles y deterioradas, tales como la ribera del río.

•

Eliminación del efecto barrera causado por la M-30, que separa áreas próximas en la ciudad.

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3. SOTERRAMIENTO DE LA M-30 M-30 – DATOS SIGNIFICATIVOS •

Planeamiento:

•

Planificación y diseño: Septiembre 2003 – Abril 2004

•

Construcción comenzó el 24 de Septiembre de 2004

•

Tramos abiertos al público desde finales de 2006. El último tramo inaugurado fue el ByPass Sur, el día 8 de Mayo de 2007

•

Presupuesto final:

• •

Coste final de las obras 3.700 M€

Objetivos alcanzados: •

Recuperación de la ribera del Manzanares. Nuevas áreas disponibles para el desarrollo del proyecto M-Río, un parque urbano de más de 1.000.000 m2

•

Reducción de las emisiones de CO2 emissions en más de 35.000 t/año

•

Ahorro de más de 700 millones de horas en viajes en los próximos 30 años

•

Reducción de accidentes en la M-30

•

Resultado: El túnel urbano más largo del mundo. El tramo entre la A-5 y A-3 tiene 12 km

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3. SOTERRAMIENTO DE LA M-30 M-30 – CONSTRUCCIÓN

POZO DE ATAQUE DE LA TBM – BY-PASS SUR

POZO –BY-PASS SUR Madrid, España. 14 de Abril de 2011

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3. SOTERRAMIENTO DE LA M-30 M-30 – CONSTRUCCIÓN

COLOCACIÓN DE DOVELAS

MONTAJE DE LA LOSA

DESVÍOS PROVISIONALES – RIBERA DEL RÍO Madrid, España. 14 de Abril de 2011

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4. CONCLUSIONES CONCLUSIONES Y LECCIONES APRENDIDAS

•

Los túneles de gran longitud son generalmente la obra singular de mayor importancia en una infraestructura lineal. Requieren un planeamiento y diseño muy detallado.

•

“El proyecto de un túnel sólo acaba cuando concluye su construcción”. Siendo cierto, el dinero invertido durante el diseño supone ahorros muy sustanciales durante la obra.

•

La clave del éxito es la elección del procedimiento constructivo más adecuado y el establecimiento de los criterios de diseño.

•

En cualquier obra hay imprevistos. Resolver los problemas requiere la cooperación del Contratista, el Diseñador, la Supervisión y la Propiedad. Es preferible que las disputas se mantengan a nivel técnico.

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4. CONCLUSIONES CONCLUSIONES Y LECCIONES APRENDIDAS

•

La seguridad siempre debe estar por delante de coste y plazo. La monitorización es esencial sobre todo en zonas urbanas.

•

La tuneladora más avanzada del mundo no sirve de nada si no está respaldada por un equipo muy experimentado. El éxito sólo se consigue si, tanto durante la fase de diseño como la de construcción, participan ingenieros altamente cualificados.

•

La contratación por precio en estas obras tan singulares es un grave error. Deben pagarse precios razonables tanto para la ingeniería como para la construcción.

•

El compromiso decidido de todos los organismos implicados es fundamental para el éxito.

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN Madrid, España. 14 de Abril de 2011

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