3843 3.-Evolucion Metodos Constructivos Tuneles Metro - JHA Metro

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José Herrera Aliste

Subgerente OOCC, Túneles y EstructurasGerencia de Desarrollo de ProyectosMetro de Santiago

08 Nov 2013

Construction Methods Evolution in Metro Tunnels

Evolución Métodos Constructivosen Túneles de Metro



EvoluciónMétodos Constructivos <=> Sustentabilidaden Túneles de Metro

Evolución de Excavación en Trinchera a Excavación en Túnel

aporta en Sustentabilidad en los siguientes aspectos:

• Social Disminuye impacto sobre la comunidad

• Ambiental Disminuye emisiones al medio

• Económica Disminuye lucro cesante de locales ycomercios cercanos

Presentación



Hasta el año 1995 históricamente las Líneas de Metro se realizabande la siguiente forma:

Construcción de las interestaciones a tajo abierto con taludes y

con paredes entibadas utilizando puntales.Hubo una experiencia de muros con paredes moldeadas, elmuro Bachy, entre Ciudad del Niño y Lo Ovalle.

Construcción de las estaciones a tajo abierto, excavaciones con

taludes y con entibaciones utilizando puntales.

Evolución de las obras subterráneas



Para el desarrollo de estas obras se ocupaba mucho terreno eimplicaba complejas labores que demandaban de excesivotiempo y costo, y con muchas externalidades negativas (desvíos detránsito, demolición de vialidad urbana y parques, cambios deservicios, emisiones de polvo y ruido, lucro cesante, reconstrucción

de la vialidad y parques, etc.), y así fue en:Alameda.

Providencia.

Apoquindo.

Parque El Llano.

Gran Avenida.

Av. Balmaceda.




L1, CONSTRUCCION TUNEL

APOQUINDO-CRUZ DEL SUR



L1, EXCAVACION TUNELAPOQUINDO-E. LILLO



L1, SECTOR LUIS THAYEROJEDA- PROVIDENCIA



L1, CUBIERTA TUNELSECTOR HOLANDA



Vigas y losa de

cubierta

Mesanina

EXCAVACIÓN CON TALUDES

~35 m.

Andén


ESTACIONES



L1, ESTACION TOBALABAVISTA DESDE EL ORIENTE



L1, ESTACION EL GOLF VISTADESDE EL ORIENTE



Durante el Proyecto Línea 5:

Se impulsó la construcción de las interestaciones por tuneleadoadoptando el nuevo método austriaco N.A.T.M. (New Austrian

Tunnelling Method).

Se uso en el Parque Bustamante y San Esteban de Hungría.

Posteriormente en el Parque Forestal y en las calles Monjitas yCatedral para la extensión de la Línea 5 al centro.




Conceptos básicos del N.A.T.M.:

• El método N.A.T.M. se basa en aprovechar la capacidad del suelo detomar los esfuerzos que se generan durante la excavación de untramo de túnel.

• Requiere seguir una secuencia constructiva predefinida: bóveda,banco, contra bóveda, durante la cual el suelo redistribuye susesfuerzos internos.

•

Se debe controlar que las deformaciones del suelo, tanto a nivelsuperficial, como de la sección de excavación, se mantengan dentrode un rango aceptable.

• Para controlar lo anterior, a medida que se excava se coloca marcosde sostenimiento y un revestimiento de hormigón proyectado(shotcrete) que toma los esfuerzos que no toma el suelo.

•

Requiere suelos homogéneos y con regular o buena capacidad desoporte.

• La excavación se realiza con retroexcavadora convencional y seretira la marina en camiones, se utiliza bombas de shortcretemanuales o robotizadas, todos equipos de amplio uso en lasconstructoras nacionales.




METODO CONSTRUCTIVO EXCAVACIÓN Y REVESTIMIENTO PRIMARIOTÚNELES (NATM)

SECUENCIA EXCAVACIÓN TUNELES CICLO ESTANDAR:1. 1ª BOVEDA

2. 1er BANCO3. 2ª BOVEDA4. 2º BANCO5. CONTRABOVEDA

En general, 1 m. de distancia entre

marcos

hexc

8 m.

aexc.

9 m.




BOVEDA Y BANCO



ARMADURA BOVEDA Y MOLDEREVESTIMIENTO DEFINITIVO



La construcción de las estaciones continuó a tajo abierto,entibaciones con pilotes excavados a máquina, empleandopuntales primero en L5, Baquedano y Cola de Maniobras de

La Florida y luego en la extensión al centro mediante anclajes,Bellas Artes, Plaza de Armas, Santa Ana.

Se minimizó así el ancho de las excavaciones.


ESTACIONES



Pilotes

estructurales

Mesanina

Nivel de terreno

Tirantes

ENTIBACIÓN CON PILOTES Y ANCLAJES

Vigas y losa de

cubierta




ESTACION BELLAS ARTES



Nivel de terreno

Puntales

Mesanina

Andén

Pilotes

estructurales

ENTIBACIÓN CON PILOTES Y PUNTALES




BAQUEDANO

CONTENIDOS DEL DOCUMENTO




BAQUEDANO



PLAZA ARMAS





SANTA ANA



Las excavaciones de las estaciones de las extensiones de líneas

existentes y las de las nuevas líneas, incluyendo las actualmenteen ejecución, de la red de Metro, están siendo realizadas entúnel, método N.A.T.M.

Las secciones de los túneles de estación son del orden de 150 a180 m2 (tres veces la sección de las interestaciones).

Esto se aplicó para las extensiones de la L5 a Quinta Normal, L2Norte y Sur, Línea 4, Línea 2 Recoleta, L1 Oriente y L5 Poniente(Línea Maipú).


Y FINALMENTE HOY LAS ESTACIONESSE HACEN POR TUNELEADO



Construidos a partir piques laterales que servirán de acceso ala estación y para alojar los locales técnicos y de servicios.

TÚNELES ESTACIONES


Estaciones desde piques circulares

Estaciones desde piquesrectangulares

Métodos constructivos poco perturbadores.



(a) Túnel de Acceso Interestación A = 50 m2

(b) Túnel de Acceso Estaciones : A = 100 - 150 m2

(c) Túnel Andenes Estaciones Intermedias: A = 120 - 140 m2

(d) Túnel Andenes Estaciones Terminales: A = 160 - 180 m2

(a) (b) (c) (d)

SECCIONES DE TÚNELES




PIQUE Y GALERÍA



SECCIÓN DE TÚNEL ESTACIÓN



Método simple: usa maquinaria convencional y mano de obra

local. Proporciona flexibilidad para atacar por varios frentes los túneles

en la medida de tener puntos de acceso.

Programa de túneles de estaciones puede manejarseindependiente de los túneles de interestación.

Con 8 frentes de trabajo ( 4 piques y galerías) se logra avances deal menos 18 metros por día, similar a una tunelera.

Se puede construir por tramos y con más de un Contratista, adiferencia de un sistema con tuneleras en que sólo podría haberun contratista por tunelera.

Si hay atrasos por singularidades del suelo, debilidades de uncontratista de un tramo, se puede corregir mediante piquesadicionales, o el traspaso de obras a otro contratista con mejoresavances.

Porqué y cuándo usar el N.A.T.M.



Utilización del Shotcrete en túneles



En los recientes diseños de túneles, gracias al mejorconocimiento del comportamiento del suelo, y a los avancestecnológicos (softwares, hormigones, aditivos, etc.), se halogrado una importante optimización de los espesores de los

revestimientos de los túneles interestación, llegando a 30 cms.totales (revestimiento primario+secundario), lo que hadisminuido considerablemente los volúmenes de excavación,de hormigón proyectado, y toda la cadena de producciónasociada, etc.).

También, gracias a los avances tecnológicos, se ha mutadode hormigón proyectado por vía seca, a shotcrete por víahúmeda, con utilización de robots de proyección.

RESULTADOS EN TÚNELES




Evoluciónen los Diseños de <=> Sustentabilidadlos Túneles de Metro

Disminución de espesores de los túneles, del trabajo conjunto delos revestimientos, de la metodología de proyección delhormigón aporta en Sustentabilidad en los siguientes aspectos:

• Social Disminuye impacto sobre los operarios y la

comunidad• Ambiental Disminuye emisiones al medio

• Económica Disminuye los costos

Conclusiones

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