Revista Tcnica CEMENTO HORMIGN N 949 MARZO-ABRIL 2012ISSN: 0008-8919. PP.: xx-xx40

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Las labores de reparacin de tneles y obras subterrneas incluidas en la fase deno-minada `Impermeabilizacin Posterior son un campo complejo de la Ingeniera Civil. A los habituales costes derivados de estos trabajos (equipos, personal especializado, materiales, etc.) se deben aadir las limitaciones y las exigencias de circulacin de este tipo de vas, que en muchos casos, se encuentran en servicio durante los trabajos. En cualquiera de sus fases, la impermeabilizacin de tneles y galeras contribuye a la calidad fi nal y a la durabilidad de las obras. Por este motivo, es fundamental la eleccin de los materiales y sistemas a emplear. En esta ponencia se analiza en detalle el hormign proyectado como uno de los ele-mentos fundamentales del Nuevo Mtodo Oberhasli. En concreto, al margen de la funcin estructural tradicional del hormign proyectado como sostenimiento en labores subterrneas, se considera y profundiza en su contribu-

cin como elemento activo en la imper-meabilizacin de la obra. El diseo de este tipo de hormigones, sus constituyentes, su puesta en obra, y su fabricacin debe adecuarse al uso fi nal para el que ha sido preparado. A continuacin, se detallan todos estos aspectos, aportando argumentos para cada una de las particularidades de dise-o de estos hormigones proyectados de baja permeabilidad.

1. Sistema Oberhasli de imper-meabilizacin Atendiendo a las recomendaciones habi-tuales en labores de reparacin e imper-meabilizacin de labores subterrneas, ser necesario tener en cuenta los facto-res siguientes:

Condiciones del terreno y tipo de construccin.

Condiciones del agua y en qu estado se encuentra.

Grado de impermeabilizacin requeri-do segn el uso del tnel (CIRIA).

Elementos necesarios y especfi cos del sistema de impermeabilizacin.

Acciones a las que puede estar ex-puesta la impermeabilizacin.

Un sistema de impermeabilizacin es un conjunto de capas, caracterizado por la naturaleza, el nmero, la forma de colo-cacin y el dimensionamiento de cada una de ellas.

El sistema propuesto estar constituido por todos o algunos de los elementos indicados en la fi gura que se muestra a continuacin.

La calidad de los materiales a utilizar, las condiciones de trabajo, y por ltimo, el equipo empleado, infl uyen en la calidad fi nal de la impermeabilizacin.

2. campo de aplicacin y materia-les del Sistema Oberhasli

Las tcnicas y procedimientos descritos en esta ponencia estn basados en mu-chos aos de experiencia, desde su pri-mera aplicacin en 1940 en Suiza.

Alberto Rey. Sika, S.A.U.

Empleo de hormign proyectado de baja permeabilidad en el Nuevo Mtodo Oberhasli. Caractersticas, diseo de la mezcla y puesta en obra*.

Figura 1. Esquema del Nuevo Sistema Oberhasli.

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Sin embargo, los procedimientos de aplicacin pueden variar de una zona a otra, siendo necesario realizar ajustes en ellos para ceirse a las necesidades reales de cada obra. Los campos de aplicacin comprenden los tneles de carretera y ferroviarios, as como las galeras hidrulicas y cavernas, y en general, las obras subterrneas. Tneles con revestimiento estructural mediante mampostera Generalmente son tneles antiguos para ferrocarril, realizados sin sistema de impermeabilizacin y que presentan problemas de glibo. En este caso, la impermeabilizacin la integran un drenaje sis-temtico, alojado en rozas perimetrales, con recogida de aguas de fi ltracin en la cuneta longitudinal y un revestimiento, como mnimo en bveda, a base de hormign proyectado impermea-ble de 4 cm de espesor mnimo. Tneles con revestimiento estructural de hormign La mayora de los tneles con revestimiento estructural de hor-mign encofrado o proyectado, carece de un sistema de imper-meabilizacin apropiado, segn los mtodos subterrneos de trabajo usuales (escasamente presentan un sistema de recogida de fi ltraciones puntuales o membranas temporales clavadas en el soporte). La impermeabilizacin cosiste en un drenaje sistemtico sobre el soporte con recogida de aguas de fi ltracin en la cuneta lon-gitudinal y un revestimiento, como mnimo en bveda, a base de hormign proyectado impermeable con un espesor mnimo de 4 cm. Tneles con sostenimiento por dovelas o segmentos

Un campo importante de la impermeabilizacin de tneles son los construidos con segmentos o dovelas, es decir, elementos prefabri-cados en hormign armado, empleados habitualmente en labores excavadas a seccin completa con mquinas tuneladoras. Se dispondra un drenaje sistemtico sobre el soporte con re-cogida de aguas de fi ltracin en la cuneta longitudinal y un re-vestimiento, a base de hormign proyectado impermeable de 4 cm de espesor mnimo. Aplicaciones especiales Las galeras de presin o de desage hidrulicas, son imper-meabilizadas del mismo modo, aunque en este caso se hace contra las aguas de fi ltracin en roca contra una presin interior, y no contra la presin hidrosttica exterior (en especial en los casos de perdida de agua de explotacin). Otra aplicacin especial se refi ere a los pozos de ventilacin frecuentes en los tneles de carretera y los nichos, donde las deformaciones pueden ser particularmente grandes.

A la hora de defi nir el tipo de impermeabilizacin en labores subterrneas, es muy importante defi nir y garantizar las fi ltra-ciones mximas admitidas y su durabilidad. A continuacin se enumeran algunas de las patologas y problemas asociados a la fi ltracin del agua. La penetracin de agua por las fi suras del revestimiento es-

tructural, de hormign o de mampostera, amenaza su com-portamiento y el de las instalaciones.

El agua de fi ltracin permite en invierno la formacin de hielo

en la calzada, con el consiguiente peligro para la circulacin de vehculos. Este fenmeno se hace especialmente patente tanto en las zonas de emboquille, como en tneles cortos.

A su vez, las fi ltraciones dan lugar a efl orescencias y concre-

ciones calcreas sobre la superfi cie interior del revestimiento, con la consiguiente lixivacin del hormign o la destruccin de la mampostera.

Los tneles insufi cientemente impermeabilizados necesitan una importante inversin posterior en mantenimiento, debido a la formacin de hielo, la lixivacin y los desperfectos, tanto de las instalaciones, como de las paredes de hormign del tnel. Materiales empleados Los materiales bsicos a utilizar en el Sistema Oberhasli son: Morteros de fraguado rpido (Ska 4) y masillas expansivas

(SikaSwell) para el sellado de las juntas entre la Media Caa y el cajero.

Aditivos acelerantes de fraguado libres de lcali (Sigunita L

53 AF / Sigunita L 93 AF) y aditivos superplastifi cantes de alta reduccin de agua para el hormign proyectado (Gama Vis-coCrete).

Como productos complementarios o auxiliares se pueden con-siderar: Adiciones a base de humo de slice o slices coloidales (Gama

Sikatell). Aditivos reductores del rebote (Gama Sikatell). Fibras sintticas estructurales (Sika Fiber T 48) como alternati-

va al mallazo metlico, y las tradicionales fi bras metlicas. Una alternativa que mejorara el funcionamiento del Sistema, basado en una impermeabilizacin principal a base de hor-mign proyectado de baja permeabilidad, consiste en incluir membranas de PVC-P termosoldadas. En el caso de emplear este tipo de lminas de PVC-P se reco-mienda dimensionar adecuadamente los solapes y cubrir su-fi cientemente la zona afectada, de forma anloga a como se ejecuta el Sistema Paraguas de impermeabilizacin de tneles.

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3. Fases de ejecucin del sistema Oberhasli El Sistema Oberhasli incluye una serie fases bien diferenciadas y se emplean los elementos y materiales que se describen a con-tinuacin. 3.1 Fase de drenaje Una vez evaluados los caudales y naturaleza de la fi ltracin, se realiza una `Impermeabilizacin Primaria a base de drenajes con Media Caa. El objetivo es recoger y conducir las aporta-ciones de agua a los drenes o cunetas longitudinales de la labor. Este primer sistema de canalizacin se efectuar sistemtica-mente, adecundose a las zonas de mayor fi ltracin, o de forma puntual. La misin de los drenes es, adems de recoger el agua, presen-tar un soporte adecuado para la aplicacin posterior del hormi-gn proyectado. Los sistemas de impermeabilizacin primaria (drenaje) ms usuales en el Nuevo Sistema Oberhasli son: Media Caa de material plstico, adosada al contorno o per-

metro, en forma generalmente de espinas de pez. Se pueden proteger en su colocacin mediante pasta de cemento con acelerante ultrarrpido, capaces de fraguar en presencia de agua.

Media Caa de material plstico, colocada en roza perimetral

de dimensiones apropiadas al caudal, selladas en bordes con masilla.

Drenaje autoformado mediante hormign proyectado im-

permeable sobre mangueras retiradas o Medias Caas, para dar forma al drenaje.

El acceso a los conductos de drenaje en su parte inferior debe fi gurar en el `Proyecto Constructivo a fi n de permitir los contro-les posteriores de mantenimiento del tnel.

Preparacin de superfi cies Se debern eliminar partculas mal adheridas o sueltas limpiando la superfi cie a tratar convenientemente con agua a alta presin. Drenajes La geometra de `las espinas de pez vendr determinada por las fi ltraciones de agua, con una frecuencia de: Filtraciones altas: 2 m.

Filtraciones medias: 3 m.

Filtraciones bajas: 5 m. La disposicin de los drenes principales en el tnel ser trans-versal desde la bveda a la solera, y se conectarn ramales incli-nados en funcin de las aportaciones de agua. Todos los