Bienvenidos a este tema 32,
desarrollo de proyectos de túneles, que es enmarca
dentro de lo que es el módulo tres del máster,
de el proyecto de construcción de túneles realizados
por métodos convencionales y nuevo, método austriaco.
El tema tiene fundamentalmente tres partes,
las cuales las vamos a dividir en 4.
Vamos a hacer una pequeña introducción
que nos van marcar conceptualmente cómo se desarrolla un proyecto
de túneles con.
Vamos a ver luego después con ejemplos reales
vamos a posteriormente en una segunda grabación
ver los cómo se desarrolla el proyecto del túnel
respecto a su diseño, con un ejemplo, que es el túnel,
la pirámide en la ciudad de santiago de Chile y en las partes tres 4.
Veremos lo que corresponde al desarrollo de proyectos de túneles,
pero esta vez en la fase de construcción con dos ejemplos,
también la ciudad de santiago de chile.
En respecto a los proyectos autopistas urbanas, que es Santiago,
Centro Oriente y América, un espacio algo abono.
Por lo tanto, comienzo en este momento
a desarrollar lo que es la parte primera de introducción.
El proyecto de un túnel como concepto debe de desarrollar
y prever, de la forma más precisa posible,
cómo se va a comportar el terreno.
Hasta ahí podríamos ya decir que es un éxito,
si realmente predecimos de una manera correcta en cuanto a esfuerzos
y de formación es cómo se va a comportar el terreno,
pero además hay una,
colma después del terreno para un determinado método constructivo,
lo cual quiere decir que si yo trato al terreno
de manera distinta, este se va comportar
de manera distinta.
Por lo tanto, si yo lo construyó de una u otra forma,
de una u otra forma el terreno se va a comportar de una u otra manera,
pero, además dice.
Y para todas las fases de excavación,
es decir, que cada vez que yo hago una fase de excavación,
altero los esfuerzos que existen en el terreno
y, por lo tanto, res, solicitó la fase
anteriormente excavada.
En resumen, el proyecto del túnel,
como bien dice ahí debe predecir de la forma más precisa posible,
cómo se comporta el terreno para un método constructivo
determinado y para cada una de las fases de excavación
que se utilice estas figuras de un túnel real,
el túnel del corno la alta velocidad de la red españolas,
el túnel más largo, el nuevo método o casi nueve kilómetros de longitud,
tenemos en las dos figuras de la izquierda.
El túnel escalado es.
Sección completa es un túnel de alta velocidad
de 52 metros cuadrados,
seccionar o dinámica los 60 tantos metros cuadrados de excavación
y las dos figuras de la izquierda.
Repito, es si es cabalgamos el túnel a sección completa,
mientras que las dos figuras de la derecha
así lo hacemos en avance y destroza,
es decir, en dos fases.
Pues fíjense que las dos figuras de arriba lo que tenemos es
cómo se comporta el terreno
y en las dos figuras de abajo cómo se comporta el sostenimiento
y claramente vemos que el terreno se comporta distinto.
Si yo los cabo, sección completa o si yo lo hago a la balsa
y destroza porque las plastificación es en este caso que tenemos
en ambas figuras son distintas son relativamente parecidas
pero obviamente visualmente no podemos entrar en el detalle
pues se ve que el terreno se comporta distinto.
Aquí en avanci destroza a cómo lo hace a sección completa,
pero si las diferencias en el terreno son apreciables mucho más,
son las cargas sobre los sostenimientos,
en este caso, sobre los melones.
Solo están los bulos.
Tenemos los accesibles sobre los bulos
y vemos que mientras en el caso Izquierdo,
cuando estábamos en sección completa,
por ejemplo estos dos volúmenes de la destroza, están muy cargados,
pienso en los que tienen más solicitación asil.
En el caso de la abogacía destroza están prácticamente sin el tranca.
Por lo tanto, yo creo que es una manera muy visual
de con esto termino esta transparencia
de que el éxito de desarrollar un proyecto,
de un túnel, tanto en su diseño
como luego posteriormente su construcción,
que van unidas el diseño de construcción,
decía que el proyecto del túnel debe de predecir
de la manera más precisa posible.
Cómo se va a comportar el terreno para un determinado método
constructivo y para todas y cada una de sus las fases de excavación,
que siempre otra idea son cinco ideas las que quiero transmitir
en esta introducción es que es la que corresponde,
al riesgo geotécnico, el riesgo geotécnico,
existe siempre es inherente a la ingeniería
del terreno, porque no podemos controlar todos;
y cada uno de los aspectos que vamos a ver posteriormente necesarios
para hacer un diseño con 100 por 100 de certezas;
entonces, el método constructivo,
que escojamos debe de ser como se dice aquí;
suficientemente flexible y adaptado a la realidad del terreno
para que este túnel se construya segura
y sin desviaciones económicas.
Fíjese estas dos figuras que son de Junco y Palmer,
y del año 98 en un informe hecho
para el Banco Mundial respecto a a 125 proyectos de energía
que estaban subvencionados por el Banco Mundial
y se veía que siempre las desviaciones en la gráfica
de la izquierda, ven el tiempo de construcción,
el plazo estimado de la construcción y el plazo real,
y vemos que todos están por debajo del 1, 1,
es decir, salvo ocho puntos, una cosa así de los 125, todos los proyectos
se construyeron con una retraso sobre el plazo previsto,
y si vemos la figura de la izquierda, perdón, de abajo,
lo que vemos es el eje de ordenadas.
Cuál fue la desviación sobre el presupuesto
previsto en el proyecto desde cero hasta el 90 por 100 más altos este
que es el 80 por 100.
Es decir.
El proyecto.
Costó casi el doble o un 80.
Por 100.
Más de lo que estaba previsto y.
Como estaba investigado y como estaba.
Investigado la intensidad de esta investigación.
Está expresada en el ratio.
Entre la longitud de sondeos perforados
y la longitud del túnel es decir un uno significa
que se han hecho tanto sondeos como largos.
El túnel.
Si el túnel tiene 1.000 metros.
Disponemos de 1.000 metros de sondeos.
Si tú me tiene 5.000 metros.
Disponemos de 5.000 metros.
De.
Sondeo.
Pues bien cuando este ratio
efectivamente pasa aproximadamente de uno las desviaciones
son muy pequeñas están en todos acotadas a partir de tres
para ser precisos de uno con 5.
Es.
Decir.
Que.
Para un túnel de 1.000 metros.
Dispusiéramos de 1.500 metros de sondeo;
las desviaciones.
Son inferiores al 10.
Por 100;
mientras que cuanto más bajos;
este ratio entre los metros de sondeo.
En relación a la longitud del túnel mayores
son las desviaciones presupuesto para finalizar volvemos
al riesgo geotécnico porque podríamos el riesgo geotécnico
podríamos sacar a lo mejor de esta figura;
es decir que lo podemos evitar siempre.
Hacerlo 0, que es.
No existe la ingeniería del terreno;
y para de alguna manera sustentar esto
esta afirmación me gusta esta frase de Richard Wilman,
que es viejas, del año 93 en su libro de ingeniería yo lo que dice el.
La traducción dice.
Con suficiente tiempo y dinero
se pueden conocer todos los detalles geológicos
de un emplazamiento.
Hago un punto y seguido por suficiente tiempo
y dinero.
Yo creo que si alguno de ustedes o todos nosotros
y desde luego yo hemos hecho ingeniería del terreno yo creo
que casi nunca he dispuesto del suficiente tiempo y dinero.
Desde luego el tiempo se ha acotado porque hay unos plazos
para entregar el proyecto y hay unos límites económicos
de cuáles son los honorarios, ese proyecto.
Pero es decir, es difícil que para un proyecto
tengamos lo que sería suficiente tiempo y dinero,
pero vamos a suponer que efectivamente con suficiente tiempo
y dinero se pudieran conocer todos los detalles geológicos,
un emplazamiento me gusta más lo que viene a continuación.
De este punto y seguido que hemos hecho
y que está entre paréntesis, personalmente dice Richard Wilman,
estoy convencido que en algunos lugares esto no será posible jamás,
es decir, hay emplazamientos geológicos que son muy complicados
y que por mucho esfuerzo que hagamos en su investigación,
mediante sondeos técnicas, se geofísica etc.
Y muchos ensayos que hagamos no podremos conocer el 100 por 100
de ese detalles geológicos, cuáles son esos detalles geológicos
que necesitamos?
Pues esta transparencia muy resumidamente encuadra.
Lo que esos trabajos, de prospecciones y de ensayos,
tanto in situ como de laboratorio, deben de definir y deben de definir
lo que es la figurita que ven ustedes a la derecha, lo que es el modelo geo
-mecánico, de un túnel,
un túnel que hagamos en un determinado emplazamiento,
pues tiene una determinada geología.
Estas materiales
tienen unos determinados parámetros geotécnicos, técnicos o geomecánica;
existe agua, tal vez o el agua está por debajo del túnel;
existen unos esfuerzos en el terreno que me van a solicitar
de una u otra forma,
la excavación y finalmente en algunos contextos del planeta,
en algunos contextos dependientes de la geo
-tectónica, pues tenemos una sismicidad.
Por lo tanto, todos esos esfuerzos, evitar el riesgo geológico
-minimizaros
-riesgo geológico,
esos trabajos decía.
Tienen que definir cuál es la estratigrafía.
El teologías existen si existen, haré mixta,
si existen calizas y existen quitas, cómo están estructuradas,
y están plegadas si están falladas en una palabra
la actriz dimensionalidad de esa geología.
Respecto a qué materiales existen, qué litología es,
existen y cómo están estructuradas, pero esa citologías las tenemos que.
Dar números las tenemos que.
Dar los proporcionar los parámetros de resistencia.
Cuántos resisten, y de de forma habilidad su módulo
de su coeficiente de pasión,
para saber cómo se forman esos suelos y esas rotas,
esas citologías que estemos viendo, incluso las discontinuidades,
como dicen respecto al agua, tenemos que determinar su posición
porque esa posición me determina la pieza metería,
es decir, la presión de pueblo que va a existir
en el lazamiento debía realizar esa excavación
y la permeabilidad, que será la velocidad,
con la cual este agua va a crear un flujo,
va gradiente hidráulico,
que se va a determinadas expresar mediante un flujo de agua
hacia la excavación y una depresión del nivel freático,
por lo tanto, pieza, metería y permeabilidad.
Son elementos primordiales a la hora de acometer el proyecto de un túnel.
Finalmente decía los esfuerzos, como vemos en esta,
puede expresar los esfuerzos o bien en Sigma unos firmados
Inma tres esfuerzo principal, intermedio y mínimo
o esfuerzos verticales, que suele ser la carga electroestática
y esfuerzos horizontales que dependerá de ese ratio
de coeficiente de empuje, de empuje,
que existirá con relación a la entre las horizontales
y los esfuerzos verticales
y que obviamente no va a ser lo mismo que el túnel
esté solicitado con nunca, cero menor de 1,
en el cual las tensiones verticales son las máximas o nunca,
cero mayor de 1,
en el cual las tensiones horizontales van a ser superiores a las cargas
y a la carga hálito estática y finalmente, decía
para no extenderme más tengo que ver si mi túnel está en un contexto
sísmico de sismicidad,
porque en este caso existirá una aceleración horizontal
que de saldar des de esa angular al túnel
y que inducirá una abstracciones adicionales a todos los elementos
de sostenimiento y revestimiento,
que en este túnel exista bien.
Este era el segundo punto que hemos visto en relación
a que debemos predecir cómo se va a comportar el terreno,
lo cual no es.
Una cosa fácil,
todo lo contrario, es una cosa realmente que exige unos esfuerzos
para definir todos esos aspectos que estamos viviendo.
El tercer aspecto que quiero resaltar
es que todos los túneles se pueden hacer con más de un método,
una manera.
Evidentemente, lo que ocurre es que siempre existiera 1,
que en teoría será el óptimo,
que será aquel que proporcione un mayor grado de seguridad,
con un menor coste,
pero no es que ya se pueda elaborar, pues bueno,
como en este caso de la arteria central de Boston,
que es un ejemplo sacado de la revista tan delantal
el vemos que un túnel de apenas cuatro kilómetros
y medio pues emplean hasta seis métodos constructivos,
no vamos a entrar en detalle de todos y cada uno de ellos,
sino simplemente en esta imagen.
Lo que pretendo resaltar es que muchas veces pueden coexistir
el mismo túnel varios métodos constructivos.
Lo que más quiero resaltar en este tercer punto
es la figura de la derecha,
que se debe al profesor Oteo del 2010,
es que cuando yo escojo un método constructivo,
cuando me caso con un método constructivo,
tengo que ser consciente
de que estoy aceptando un grado de riesgo,
evidentemente este riesgo el profesor Ortega o no lo cuantifica,
pero si lo cualifica en 5º grados muy alto, alto medio bajo
y muy bajo para distintos métodos constructivos, como ven aquí
pues el método tradicional de Madrid,
el método alemán, el theremín,
un escudo presurizarlo luego método, austriaco.
estuvo abierto y bueno, pues ven que existen métodos,
que, como es el nuevo método hostia, tienen un grado de riesgo mayor que,
por ejemplo, los escudos, tanto abiertos como presuriza,
dados y existen dos colores con agua o sin agua,
lo hemos visto en la transparencia anterior.
El agua es un factor determinante, entonces está el asterisco
y al amarillo terreno, con algo tráiganlo,
sino entonces ven que lo que quiero siempre.
Lo que quiero resaltar es que siempre hemos de ser conscientes
de que cuando yo escojo un grado uno u otro método de constructivo
tengo que ser conocedor de cuáles son los riesgos que estoy adoptando
y evidentemente eso trasladado al punto anterior
es decir si yo tengo un método constructivo de mayor riesgo,
te va a hacer mejores porque, si no, evidentemente podría ser,
podría ser una ciencia bien.
El cuarto punto del cual no vamos a hablar tanto
en esta este clase por este tema,
porque estamos hablando ya de las funcionalidades
de las instalaciones, revestimientos acabados,
pero simplemente incluso lo que quiero llamar la atención
es que cuando estoy diseñando y construyendo un
tuve respecto a su excavación y sostenimiento,
no puedo tener.
No puedo hacerlo a espaldas de su funcionalidad.
No puedo hacerlo a espaldas de saber si por ahí van a pasar.
Vehículos.
Van a pasar trenes, va a pasar de un metro,
va a pasar agua porque eso me va a determinadas revestimiento.
Me va a determinar los acabados y las instalaciones,
y estas instalaciones o estos revestimientos
y estos acabados pueden condicionar la obra civil del túnel.
Por lo tanto, aunque no sea objeto de esta clase ojo,
que en todo lo que estamos hablando de desarrollo de proyectos de túneles
respecto a su construcción no podemos olvidar su funcionalidad
y el quinto concepto que quiero resaltar
en esta parte primera de este tema 32
es que el proyecto de un túnel termina
una vez que su construcción se ha finalizado solo utilizar
un de una manera muy coloquial para que se entienda
que al túnel al proyecto del túnel no se puede dar por muerto
hasta que no está metido en el cajón y enterrador,
es decir, hasta que no está finalizada su construcción,
el diseño y el desarrollo de un proyecto del túnel
hablando con más propiedad
no termina entregando un cajón cálculos de planos
y de pliego constructivo, presupuesto y, etc,
sino que se sigue haciendo ingeniería, como todos los ámbitos
y en todas las especialidades de la Ingeniería del terreno
durante la construcción, y en este caso
precisamente lo he mencionado antes, estoy hablando de su excavación
y de su sostenimiento.
El diseño del sostenimiento
como vamos a ver a continuación se basa en cálculos tres
o de forma nacionales.
Hoy en día existen herramientas de cálculo
muy avanzadas que nos permite durante la fase de ingeniería
a prever cuánto se va a cargar el sostenimiento
y sobre todo cuanto se va de formar ese sostenimiento.
Entonces, qué ocurre durante la fase de construcción,
que yo tengo que comparar mis previsiones
respecto a solicitaciones, y sobre todo, de formaciones,
mediante las medidas de convergencias para comprobar o en su caso
mejorar las previsiones de cálculos.
Los anglosajones hablan de un diseño vuelvo que no es una improvisación,
sino una optimización de los diseños adaptándolos a las condiciones reales
que se están encontrando en el terreno.
Esto es una evolución de lo que se comenzó con Ladoucer,
y el nuevo método austríaco, los 50 en los 60, que continúa en los 80,
con el método de convergencia, confinamiento del profesor panel,
y que hoy en día, insisto, se basa en cálculos
realmente mediante herramientas de cálculo potentes.
Pero, ojo, porque si las herramientas se tal pueblo
son potentes, no podemos alimentarlas con datos malos,
con el basura, porque nos darán basura.
Si tenemos que alimentar esas potentes herramientas de cálculo
con un conocimiento preciso del terreno
de los aspectos que hemos visto antes de geología geotermia,
agua, tensiones y sismicidad.
Esta figura o flujo carta de flujo de fuck,
un en su último artículo el año 2008,
ilustra este concepto.
Nosotros podemos gastarnos mucho dinero
y queremos gastar mucho dinero en hacer ensayos de laboratorio
para determinar las condiciones del arrojan tarta.
Tenemos que ir al campo, hacer estimaciones,
hacer sondeos, hacer estaciones mecánicas
para determinar cuál va a ser el Jesse y o el rm
-cul, y mediante las ecuaciones constitutivas,
pues determinan los parámetros mecánicos del terreno.
Estos parámetros, mecánicos del terreno,
serán los que utilicemos en estos métodos numéricos
para hacer los diseños de la excavación,
pero no es sino tras la implementación,
es decir, la construcción y el monitoreo;
es decir, medir cuántos está de formando el terreno.
Cuando yo puedo decir que mi diseño está bien hecho,
porque si estas previsiones no son las que estamos sacando
de los diseños tengo que hacer un análisis prospectivo
para ver cuáles son los parámetros que realmente representan
el comportamiento del terreno por una de 2.
Si yo lo que estoy midiendo las deformaciones que estoy midiendo
son inferiores a las que tenía previstas
o el terreno mejor de lo que yo preveía,
o estoy colocando sostenimiento de más o lo más probable,
ambas cosas, en cuyo caso yo puedo optimizar mis diseños,
eso es malo porque estoy utilizando sostenimiento de más,
pero todavía es peor.
Si lo que yo estoy midiendo las formaciones que estoy midiendo
son superiores a las previstas,
porque en ese caso quiere decir una de dos que el terrenos,
pero ahora lo que yo había previsto, o 2,
que estoy colocando, sostenimiento de menos,
y en este caso una combinación de ambas,
y en este caso el riesgo es el riesgo de estabilidad del túnel,
con lo cual de nuevo de hacer este análisis retrospectivo
para ajustar mis diseños a la realidad de una manera.
Tal vez algo más sintética y para resumir toda lo que hemos,
estamos intentando ver en esta introducción
el desarrollo del proyecto del túnel,
y con esto sería precisamente el título de la clase
sistematizaría.
De alguna manera esta clase se basa en tres fases.
Una fase de hacer un estudio geológico de detalle
cuyo objetivo es obtener el modelo geo
-mecánico, una segunda fase que es desarrollar
la ingeniería de detalle, el proyecto constructivo,
el proyecto básico en la etapa en que se encuentre,
que tiene como objetivo definir el método de constructivo,
definir los sostenimientos y definirlos res,
cimientos y una tercera fase, que es construirlo,
en cuyo caso el objetivo es auscultar,
monitoreo desde el punto de vista del desarrollo del proyecto.
Entonces, en esta primera fase yo haré mapas geológicos
prospecciones geofísicas sondeos ensayos insito
ensayos de laboratorio al objeto de definir esos cinco parámetros,
esos cinco aspectos que hemos visto del emplazamiento,
qué materiales hay,
cómo están estructurados, qué parámetros de resistencia
y de forma habilidad tienen dónde está el agua
y cuanto se mueve, cuáles son los esfuerzos naturales
que existen en ese emplazamiento y cuál es la aceleración horizontal
debida a la sismicidad con todo esto?
Yo haré mi proyecto constructivo.
Determinaré cuál es el perfil constructivo?
Los sostenimientos revestimientos?
Haré un plan de monitoreo y una previsión de convergencia
y con esto media a construir y estaban y sostendré
y me dieron la convergencia
y, si esa convergencia es la prevista, continúa adelante,
revestimiento acabados, aspectos funcionales,
pero si no están lo previsto, tengo que volver a calcular,
como hemos visto en la transparencia anterior,
esta metodología que estamos viendo,
como en este caso vemos respecto a en rojo,
a los momentos lectores sobre el hormigón proyectado
y en verdes respecto a la carga,
así de los balones para el avance y pla destrozado un túnel,
en este caso de la línea cinco del metro de Barcelona,
es una metodología que responde al comportamiento del terreno,
es una metodología que nos proporciona factores de seguridad,
como se ve aquí tanto en avance como en destroza,
es decir, para cada fase de excavación
y para cada elemento de sostenimiento,
pero, como hemos visto antes,
exige una instrumentación bastante sencilla,
simplemente basada en la medida de la deformación mediante secciones,
en convergencia con una mayor fiabilidad,
como una menor coste,
y con una menor interacción con los trabajos de construcción,
siempre el contratista.
Obviamente tiene obligación de mirar en una palabra.
Estamos adaptando nuestros diseños,
a los condicionantes que impone el terreno, que es el que manda
el nuestro.
Un ejemplo muy breve sería el túnel Sancristóbal
o el santiago de chile es un túnel doble,
básicamente de dos carriles.
Uno dirección norte de salida de la ciudad
o de entrada a la ciudad.
En dirección sur el saliera.
Tiene una parte ata en el emboquilles sus 3, tres carriles de circulación.
Este es el perfil, no vamos a entrar en el detalle,
pero sí quiero mostrarles ejemplos de cómo se real, inventor,
se optimizó los diseños en estas fallas en la parte norte
del túnel y en esta salida sur, en este moral naranja, que es este,
y amarillos que son estos coloniales y reuniones de ladera
que existen en el emboquilles.
Esta es la falla.
El 13, uno norte se atravesó hasta falla,
que tiene 115 metros de espesor aparente,
a 100 metros de profundidad, no a una gran profundidad.
La falla.
Entró por la parte derecha y salió en el parte izquierda
mirando desde el norte hacia el sur como hemos visto
en el perfil anterior y es un ejemplo en este caso de las convergencias
como cuando se excavó tenía una velocidad de tres milímetros
día, pues una velocidad apreciable de convergencia
se decidió la instalación de burlón es de nueve metros
que estamos viendo, luego con su comprobación,
mediante cálculos tridimensionales, utilizando en este caso flac
esto suavizó las convergencias, haceros 6,
pero no era suficiente.
Entonces se decidió la construcción de una losa estructural
que estabilizó finalmente todas las excavaciones.
Entonces, como ven, es un ejemplo,
como sobre un sostenimiento previsto debido a unas convergencias
más altas, valor absoluto,
y en términos de velocidad podemos optimizar los diseños,
adaptándonos a la realidad del terreno,
y el segundo ejemplo en este mismo túnel
es el el boquilla y que hemos visto sur.
En este caso, como les decía,
el de salida de la ciudad hacia el norte tiene tres carriles
y su túnel más grande.
Además hemos visto en unos rubios y coluciones de ladera
Luis, rubios de la economía iones es básicamente
un suelo que se llevaba casi a sección completa
con este manchón y, por supuesto, con protección de hormigón
proyectado, todo sellado,
frente de excavación con marcos hb y bastantes tesoros.
Volvieron proyectado,
pero lo que le quiero mostrar en este caso,
porque había una posible afección a unos estanques de aguas andinas,
que suministran agua a la ciudad potable,
pues, como estaba intensamente monitoreado,
mediante estas tres perfiles topográficos de nivelación,
en la superficie mediante extenso-
metros que están ahí en verde y mediante inclinómetros;
y por supuesto, mediante la convergencia,
que es la que vemos en esta gráfica, y como respondía decidiendo,
pues la excavación del la contrabóveda
y instalando la y haciendo un refuerzo final,
tanto en la caja izquierda,
en el hasta el izquierdo, con las del hecho,
como sobre todo como bien bóveda hasta conseguir su excavación.
Muy bien, pues con esto me despido de esta primera parte,
en la cual hemos visto un poco todos los conceptos
de cuáles son el desarrollo de las fases
y de los aspectos principales que debe tener el desarrollo del proyecto
de un túnel que, evidentemente, pasa por su diseño
y por su construcción en las partes posteriores.
Veremos estas estos aspectos con detenimiento.
Muchas gracias por su atención
y nos veremos en la próxima parte del tema.
Gracias.