felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 1 Hinca de tubos Hincas de gran longitud en rocas duras Felipe Mendaña Saavedra; Dr. Ingeniero caminos, canales y puertos (SPICC / AETOS, Madrid) A continuación se resumen las características básicas de las dos tecnologías antes mencionadas, así como otras orientaciones generales que pueden servir al Proyectista para la elección de una u otra. Todo ello se resume en el Cuadro nº 1 siguiente. 1. Introducción La construcción integral mecanizada de túneles modernos de diámetros inferiores a unos 6 m en áreas urbanas se hace, en la práctica totalidad de los casos, empleando dos tecnologías diferentes según el diámetro del proyecto, ambas completamente desarrolladas en la actualidad: los Escudos de frente en presión con revestimiento de anillos de dovelas, o bien los Equipos de hinca de tubos, que sirven de revestimiento del túnel. 1.1. Escudos presurizados con revestimiento de anillos de dovelas Esta tecnología utiliza escudos de frente en presión, que pueden ser del tipo E.P.B. o del tipo hidro (“mixshield”) y de diámetro mediano o intermedio (3,0 m < Øexc< 6 m). Son máquinas tuneladoras que avanzan excavando el terreno por módulos de longitud entre 1,00 m y 1,5 m, colocando a continuación el revestimiento del módulo: un anillo prefabricado de dovelas, generalmente de hormigón armado convencional (H.A.) Así pues, en todo lo que sigue, no se consideran otros sistemas mecanizados o semimecanizados que se emplean en la construcción de túneles urbanos de longitud inferior a los 250 m, sea cual fuere su diámetro, ni aquellos otros que hacen la excavación con equipos puntuales, es decir por zonas y no de forma integral: son equipos no presurizados de tamaño medio, que suelen utilizarse todavía en algunos casos. Puede decirse que no hay límites en relación con el espesor de las dovelas (de peso reducido Cuadro 1: Métodos modernos de construcción integral mecanizada de túneles de diámetro mediano y pequeño junio 2013 72 felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 2 Hinca de tubos mayor de 250 mm, por lo que tampoco el peso del revestimiento limita el empleo del Sistema. Aunque pueden hacerse hincas de tubos de mayor espesor si lo pide el diseño, puede decirse que la longitud del tramo más largo junto con espesores e ≥ 0,30 m (que exigen empujes excesivos para la resistencia máxima requerida habitualmente de los tubos) son las condiciones que pueden hacer inviable la hinca, con los equipos convencionales. dado su tamaño); ni con la longitud máxima del túnel entre Boquillas o Pozos de ataque ni, por último, con el tipo de terreno, incluidas las rocas duras y abrasivas. Por el contrario, esta técnica requiere montar unas Instalaciones específicas que obligan a disponer de un área urbana no edificada de cierta extensión (como cifra mínima orientativa unos 2.500 m2) para situar en ella dichas Instalaciones contiguas a la Boca o Pozo de ataque, por lo cual el coste de la obra alcanza cifras que hacen económicamente desfavorable el método para construir túneles de longitud inferior a unos 2.000 m. Hay otro condicionante menor, pero importante, porque se cumple en todos los equipos de hinca modernos y es el de la longitud máxima, ya mencionada, de los módulos de 3,00 m de la tubería que sirve de revestimiento. Su objeto es limitar el tamaño de la Estación de hinca para que la aplicación del Sistema sea lo más universal posible en áreas urbanas edificadas. Dicha magnitud se viene estableciendo por los fabricantes de modo que la Estación de hinca pueda emplazarse en un Pozo de ataque que, habitualmente, tiene un Øint≤9 m, al igual que el resto de los Pozos intermedios de hinca, que se proyectan en aquellos casos en que la planta del trazado ha de ser poligonal, bien para evitar obstáculos puntuales importantes o, simplemente, por la limitación de la longitud máxima de hinca entre pozos (o “tramo más largo”) que viene impuesta, como ya se ha dicho, por el tipo de terreno a atravesar. La tendencia actual en algunos países europeos (Reino Unido e Italia principalmente) al empleo de dovelas de hormigón armado sólo con fibras de acero (H.A.F.), supone una reducción sensible del coste del revestimiento, lo que puede llevar la cifra anterior a un mínimo del orden de los 1.500 m en los casos en que se pueda adoptar con garantía este nuevo tipo de diseño. 1.2. Equipos de hinca de tubos La tecnología conocida como “Hinca de tubos” (“Pipejacking” en inglés) es la más empleada para construir túneles urbanos de pequeño diámetro (Øexc < 3,00 m) destinados a galerías de servicios o bien, en la gran mayoría de casos, a conducciones de aguas residuales. Es la técnica que se ha impuesto en los túneles de tamaño pequeño por razones económicas, hasta el punto que ofrece ventajas en aquellos casos en que es posible la aplicación de una u otra de ambas tecnologías. A ella está destinada esta Ponencia. 1.3. Tuneladoras no presurizadas y otros tipos de equipos Hemos excluido las TMBs no presurizadas o abiertas porque, aunque se trate de macizos muy competentes, en zonas edificadas no se debe admitir el riesgo de que un módulo de túnel se mantenga sin revestir, aunque sea solo durante un par de horas, como requieren los escudos de este tipo. Y más aún, si se trata de TMBs del tipo “topo”, que solo excavan el túnel, a revestir después. El sistema consta de una microtuneladora tipo hidroescudo (“mixshield”) que excava el terreno unida al revestimiento prefabricado formado por tramos de tubos de 2,40 m de longitud máxima, conjunto al que se aplica el esfuerzo necesario para el avance desde una Estación electro hidráulica de empuje, o “Estación de hinca”, situada en la Boca o Pozo de ataque. No obstante, deben mencionarse los túneles que discurren por un trazado no edificado. Es el caso de los emisarios de aguas residuales que, partiendo de la periferia del área urbana, las conducen hasta un punto, a veces muy distante, donde se depuran antes de verter el efluente al mar o a un lago. En ello se emplean estas TMBs no presurizadas, tanto si son mircoescudos abiertos, como “topos”. Así, por ejemplo, en el año 2010 terminamos la construcción del Túnel El espacio ocupado por las Instalaciones especificas más la obra del Portal o Pozo de ataque es muy reducido (unos 500 m2 puede ser la cifra mínima orientativa). Por otra parte el espesor de la tubería de H. A. no suele ser junio 2013 73 felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 3 Hinca de tubos resistencia a compresión simple de la roca matriz del macizo del trazado (R.C.S.). emisario de Ferrol, de unos 8 km de longitud y Øint = 3 m, excavado con un “topo” ROBBINS, a través de un macizo de granito extraduro, desde un punto de la bahía de la ciudad hasta Cabo Prioriño, en la costa atlántica. Está claro en dicho Cuadro, que los tramos más largos de hincas en suelos o rocas hasta de dureza media, pueden alcanzar cifras de algo más de 2000 m, mientras que los casos de rocas muy duras y abrasivas (generalmente granitos o gneises) no han pasado de los 600 m. A ello hay que añadir que los trazados con quiebros no son posibles casi nunca, porque la ejecución de los Pozos de hinca en roca dura encarece el Proyecto notablemente, al requerir el uso de explosivos, lo que no es fácil de aplicar en zonas edificadas. Una referencia final sobre la Perforación horizontal dirigida (“Horizontal Directional Drilling”). Los actuales equipos excavan conductos tan largos como los construidos con escudos de roca, pero no es fácil hacer un revestimiento final con tubería, ni sus ensanchadoras actuales pueden sobrepasar un Øexc ≈1 m. 2. Las hincas en zona urbana según el tipo de terreno Pero además, de acuerdo con nuestra experiencia y con el “actual estado del arte” de las microtuneladoras habituales para excavación en roca dura, este límite podrá llevarse, como mucho, a los 750 u 800 m, siempre que los accidentes geológicos del macizo no constituyan un riesgo alto de desviación del avance. Pues bien, para alcanzar estos límites en los casos favorables, deben seguirse las recomendaciones que se exponen en los apartados siguientes de esta Ponencia. De acuerdo con lo expuesto en el punto anterior, las referencias técnicas de la hinca para la construcción de un túnel urbano de pequeño diámetro, deben indicar cuál es la longitud máxima del tramo más largo entre estaciones contiguas de empuje, que se emplazan en los diversos Pozos de hinca intercalados a lo largo del trazado del túnel según un eje con quiebros. En este sentido puede decirse que la longitud máxima total no tiene límites, propiamente hablando, mientras que si la tiene la del tramo más largo. 3. Hincas en zona urbana en rocas duras y abrasivas Como puede verse en el Cuadro nº 2, que recoge datos de diversos túneles urbanos españoles que hemos construido por hinca, la longitud del tramo más largo depende, en último caso, del tipo de terreno a atravesar, que puede caracterizarse, en principio, por la 3.1. Sección y tipo de microtuneladora y sistema de transporte de escombro En cuanto a la sección tipo de excavación en roca dura y abrasiva lo recomendable es Cuadro 2: Datos correspondientes a diversos túneles urbanos españoles, construidos por hinca de tubos junio 2013 74 felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 4 Hinca de tubos Figura 1 Vistas de una microtuneladora tipo “mixshield” y de su Rueda de corte y herramientas n Además, pueden producirse incidentes diver- adoptar como mínimo un diámetro Øint = 1,8 m. La sección debe ser excavada en una sola etapa, es decir, que los sistemas de excavación con cabeza de corte de tamaño menor en su parte anterior y seguida de ensanchadora, no son viables en roca dura y abrasiva, por el riesgo de desvíos con empotramiento de difícil solución, al llegar a los nódulos duros de pórfidos, diques de cuarzo, u otros. sos: tendencia al desvío de la microtuneladora, que obligue a actuar directamente en los mandos de la misma para corregir el problema; averías en la bomba principal o en los tramos de la tubería de transporte de escombro por desgaste o, por último, filtraciones importantes que requieran la instalación de bombas y tuberías de desagüe en los casos de avance en contrapendiente. Todo ello recomienda adoptar secciones como la propuesta que aseguren un Øint≥1,75 m aproximadamente, para evitar la falta de seguridad debida a un espacio libre insuficiente, en el que han de realizarse estos trabajos. Por otra parte, hay que añadir que si la exigencia habitual de una sección mínima para los túneles urbanos largos (más de 250 m) significa simplemente que sean visitables, parecería suficiente para las hincas en roca dura la sección que se obtiene con los equipos Øexc=1.600 mm, que pueden construir túneles de Øint=1.400 mm, calificables de visitables. Pues bien, sobre este particular, hay que insistir en las razones siguientes, que avalan la recomendación antes indicada: Por lo que se refiere al tipo de tuneladora, en los túneles urbanos de pequeños diámetro, la microtuneladora suele ser teleguiada, es decir, sin necesidad de controlar el guiado desde el interior, lo que es usual en escudos de dovelas de 2,5 m de diámetro interior en adelante, es decir, de un Øexc ≈ 3,20 m, como mínimo. n En rocas duras y abrasivas hay que cambiar con frecuencia los cortadores de disco. (Ver Figura 1 siguiente). Aunque su tamaño no suele pasar de las 15” para limitar su peso, éste es importante y hace que el trabajo sea muy penoso, lo que recomienda, por razones de seguridad, y de acuerdo con nuestra experiencia, el espacio libre mínimo que ofrece la sección antes indicada.Y ello sin suponer que el trabajo haya de hacerse en ambiente hiperbárico, lo que puede ser necesario si se producen filtraciones importantes en el frente, o éste es inestable. Si a lo anterior se añade el inconveniente que supondría el transporte por cinta o vagoneta en secciones tan reducidas, se comprende que esta tecnología no se haya orientado a favor de las microtuneladoras tipo E.P.B., sino de los hidroescudos de diámetro máximo de excavación de hasta los 2,50 m. Por último, el sistema de transporte de escombro hasta el exterior es el que corresponde a la tipología de hidroescudo junio 2013 75 felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 5 Hinca de tubos unos 6 m y juntas de unión rápida, todo ello para facilitar su montaje. El desgaste de la tubería en las hincas en roca dura y abrasiva es muy importante, hasta el punto de que un montaje con tubería nueva puede llegar a sufrir perforaciones en los metros finales de una sola hinca de unos 600 m de largo. Para terminar, la mezcla de lodo arcilloso y escombro que se bombea desde el frente pasa a una planta de separación de capacidad del orden de los 50 m3/hora, del tipo de las utilizadas en la construcción de pilotes o de pantallas continuas de H.A de tipo convencional. En dicha planta se separa el escombro para su transporte a vertedero, recuperando el lodo arcilloso para su reenvío al frente (Figura 3). Figura 2. Sistema de transporte hidráulico del escombro. Bomba principal, tuberías y juntas (“mixshield”) adoptada para la microtuneladora: transporte hidráulico por bombeo del escombro mezclado con un lodo arcilloso (Figura 2). 3.2. Sistema de guiado de la máquina El hidroescudo que se emplea en la construcción por hinca de los túneles urbanos de pequeño diámetro debe ser teleguiado desde la cabina exterior del operador, que ha de llevar el control del conjunto del proceso, para lo cual debe poder visualizar desde ella todas las Instalaciones de la hinca. Por ello, cuando la hinca se hace desde un Pozo de ataque, la cabina suele instalarse en lo alto del brocal, para que sea posible ver, al fondo, la estación de empuje y, a la vez, la Planta de separación de escombro del exterior. En algunos casos, los finos producidos en el corte mecánico de la roca dura, junto con la presencia en el macizo de porcentajes de arcilla aunque no sean muy elevados, hacen posible el bombeo añadiendo simplemente agua al escombro; en caso contrario es preciso añadir una arcilla de préstamo o bien en forma de producto comercializado como sucede con la bentonita. La tubería metálica de acero, que se emplea para este transporte debe tener un diámetro mínimo de 6”, tramos de longitud no mayor de Este guiado a distancia, por otra parte, debe responder a las órdenes que emita el PLC de la microtuneladora, lo que equivale a decir que la hinca se debe hacer por medio de un sistema automático de guiado, que puede programarse previamente de acuerdo con los datos básicos de la geometría del trazado (orientación en planta y alzado). Figura 3. Planta de separación del escombro de la mezcla bombeada Por último, el sistema debe permitir controlar y, si es preciso, corregir las tendencias a la desviación, que el operador vea reflejadas en las pantallas de su cabina. Además del guiado automático a distancia, la cabina dispone de las pantallas de control de los parámetros de funcionamiento de la tuneladora, principalmente el Empuje en el frente y el Par de giro, con los mandos junio 2013 76 felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 6 Hinca de tubos Las Especificaciones del Proyecto que deben cumplir los tubos son las del tipo siguiente: n Esfuerzo máximo, que deben resistir los tubos, con el coeficiente de seguridad correspondiente. Este esfuerzo, que deberán poder resistir todos los tubos, es el que resulta del cálculo del esfuerzo que va a soportar el último tubo que se coloca en la Estación de hinca, al empujar el conjunto total de tubos hasta que la microtuneladora termine la excavación del tramo más largo de la hinca y salga al exterior del mismo. n El tubo debe resistir también el esfuerzo debido a la carga de “agua + terreno” que se estime, si bien lo usual es que esta condición se cumple sobradamente en rocas duras, si se cumple la del empuje. n Tipo de junta de unión de tubos que cumpla las condiciones de carga máxima de agua esperable en el macizo. Puede ser un tipo o marca avalado por una Instrucción existente en países de la U.E., o bien que sea conocido y aprobado por la Propiedad, por haberlo empleado con éxito en otras obras similares. Es frecuente que lleve una sufridera de madera como se puede ver en la Figura 6. n La tubería ha de ofrecer la misma impermea- bilidad exigida a la junta para las condiciones de trabajo. Como en el caso anterior, el fabricante puede tener acreditado el cumplimien- Figura 4. Cabina de control de una hinca desde Pozo y pantallas de control del proceso correspondientes para efectuar modificaciones que sean necesarias. las En la siguiente Figura 4 puede verse la disposición de una cabina de control en la hinca desde Pozo, así como las pantallas de control del seguimiento del proceso. 3.3. Los tubos de hinca Las tuberías de H.A. que se emplean en las hincas tienen que cumplir las especificaciones del Proyecto, lo que debe exigirse del fabricante al que el Contratista proponga hacer el encargo en firme del suministro. El fabricante debe acreditar su cumplimiento a la Propiedad, lo que suele hacer porque dispone de un SELLO DE CALIDAD que avala las Especificaciones que haya impuesto el Proyecto, Ver Figura 5. junio 2013 77 Figura 5. Tubería de H.A. de diámetro interior 1,80 m y espesor de pared de 0,20 m felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 7 Hinca de tubos Figura 6. Tipo usual de junta de unión de tubos obra, en cuyo caso el Contratista la mantendrá en la factoría del fabricante, o propondrá una parcela lo más próxima posible, de superficie suficiente y que se explanará, si fuese necesario, para que la totalidad del acopio pueda hacerse con las garantías habituales (Figura 7). to de esta condición, por un SELLO DE GARANTÍA DE CALIDAD referido al producto que ofrece. De no ser así, habría que someter a ensayos de tubería de acuerdo con las normas vigentes. Por último, aunque las acreditaciones de que disponga el fabricante justifiquen que se cumplen todas estas condiciones, la Propiedad debe establecer un CONTROL DE LA CALIDAD por tercera parte, que asista a la fabricación del 100% de los tubos que componen el encargo para la obra, que quedarán acopiados en su totalidad antes de iniciar la hinca. El CONTROL DE LA CALIDAD mencionado se extenderá también a la recepción de los tubos en el Acopio intermedio de obra, examinando si han sufrido algún daño, en cuyo caso se controlará también la reparación de los mismos, que se hará de acuerdo con un Procedimiento probado en otras obras y previamente aprobado por la Propiedad. Es frecuente, en las obras en zonas urbanas densamente pobladas, que el acopio no sea posible establecerlo en alguna de las zonas de Para terminar este apartado, hay que mencionar la utilización de tubos de hinca, fabricados con otros materiales diferentes del H.A. que es el que hasta ahora se ha venido utilizando con carácter general. Así, en la hinca del Emisario submarino de Bens (La Coruña), hemos utilizado tubos de “Polymer-concrete” (o “Polycrete”) utilizado en numerosas hincas en Alemania, un material sin armadura, con la resistencia exigible a flexotracción (y por supuesto, a la compresión del esfuerzo de la hinca), compuesto de polímeros y cemento. Los tubos, de 3 m de longitud, tienen un Øint = 1,80 m, y un espesor de pared de 180 mm, esto es, magnitudes similares a las de los tubos de H.A. convencionales. Figura 7. Vista de un acopio de tubería en obra junio 2013 78 felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 8 Hinca de tubos 3.4. Equipos auxiliares en las hincas en roca dura Este apartado se dedica a los equipos auxiliares, de importancia capital en toda hinca moderna, máxime en los casos de excavación del túnel en rocas extraduras y abrasivas. Se refiere, por una parte, a las Estaciones intermedias de empuje y, por otra, al Sistema de Lubricación del trasdós de la tubería. Estaciones intermedias de empuje Sobre estos equipos debe tenerse en cuenta, principalmente, lo siguiente: n Una Estación intermedia está formada por una serie de gatos de accionamiento hidráulico dispuestos en el perímetro de una virola de acero que se intercala entre dos tubos. Su cometido es complementar el empuje necesario, cuando el que se aplica desde la Estación de hinca tiende a agotarse (Figura 8). n Ya se comprende, por lo tanto, que la primera estación debe estar cerca de la microtuneladora (a una distancia de menos de 50 m de la misma), por lo cual, las estructuras de todas las estaciones previstas deben situarse en obra al mismo tiempo que los tubos de la hinca. Figura 8. Estación intermedia de empuje n El número de estaciones necesarias debe preverse inicialmente y deben ser colocadas en su totalidad. Por supuesto, en este caso, como en cualquier otro relativo a las hincas, la experiencia en macizos similares es un criterio prioritario a tener en cuenta, pero se debe huir de todo optimismo. de unos 3 a 4 cms mayor que el del trasdós de la tubería. Esto obliga a montar un sistema de lubricación del tubo que haga viable la hinca, sobre lo cual, a continuación se hacen las siguientes recomendaciones: n Por último, debe decirse que, al final de la hin- n La lubricación del trasdós es necesaria para ca se recuperan los gatos y sus conexiones, que es la parte principal del coste de una estación, e, incluso, ha sido frecuente no tener que llegar a usar las estaciones montadas, es decir, que es suficiente tener un juego de gatos siempre disponible. cualquier hinca, sea cual fuere el tipo de terreno, pero ya se comprende que es una necesidad esencial en las hincas en rocas duras que, además, suelen ser muy abrasivas. n El sistema, adoptado sin excepción de acuer- do con el “actual estado del arte” consiste en mantener el microhueco (“micro–gap”) entre tubo y terreno relleno de un lodo bentonítico inyectado a presión, con lo cual, además de lubricar el tubo, se mantiene su colocación de acuerdo con la precisión debida. n Como dato a tener en cuenta, para una hin- ca en roca dura de una longitud de hasta 700 m y diámetro de excavación entre 2,00 m y 2,50 m, debe preverse un mínimo de 7 estaciones intermedias de empuje. n El lodo bentonítico se bombea desde el exte- Sistema de lubricación del trasdós de la tubería La Rueda de corte de la microtuneladora realiza la excavación del terreno con un radio rior para alimentar una tubería, en la que se intercalan pequeñas inyectoras, de las que parten las conexiones con el microhueco junio 2013 79 felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 9 Hinca de tubos No obstante, dada la importancia de la lubricación en este tipo de terreno, un especialista debe vigilar continuamente el correcto funcionamiento de todos los componentes instalados en el túnel, una razón más en favor de secciones de tubería de diámetro interior no inferior a unos 1,75 m. 3.5. Trabajos finales de una hinca en roca dura Para terminar, se hace una referencia a dos trabajos finales a realizar en una hinca en roca: la Consolidación de la posición del revestimiento, por una parte y, por otra, la Recuperación de la TBM en hincas en aguas profundas. Consolidación de la posición del revestimiento El microhueco (“micro-gap”) existente entre la superficie de la excavación y el trasdós de la tubería, que se ha rellenado de lodo bentonítico a lo largo de la hinca se mantendrá así hasta que se termine el proceso de la construcción del tramo, pero, una vez finalizado éste, el lodo debe ser sustituido por una lechada de cemento, a fin de consolidar definitivamente la posición de la tubería con la pasta de cemento una vez fraguada. Respecto de esta operación, se procederá como sigue: Figura 9. Tuberías e inyectoras del sistema de lubricación n La lechada de cemento se debe inyectar por mencionado, a través de los orificios de los tubos. A tal fin, los tubos suelen tener 3 orificios (uno en clave y dos, a unos 120º a uno y otro lado del eje de la sección) Figura 9. tramos de 200 m de longitud como máximo, para ir comprobando su ejecución y se hace, a través de los mismos orificios de la tubería que sirvieron para inyectar el lodo bentonítico. n Aunque las conexiones suelen no hacerse en n La inyección se hará siempre de abajo hacia todos los tubos, sino solo cada dos en rocas duras (cada 3, como máximo, en otros casos) todos los tubos deben fabricarse con los 3 orificios mencionados, porque su sobrecoste es mínimo, comparado con el del problema que puede crear cualquier error al alimentar la Estación de empuje. arriba, es decir, en sentido contrario al de la pendiente de la hinca, pendiente -de al menos, un 1%- que siempre existe por necesidades funcionales del proyecto (drenaje de humedades si se trata de galerías de servicios, o bien diseño de canales en régimen lento, en casos de colectores de aguas residuales y/o emisarios finales de un saneamiento urbano integral). n Por último, en algunas hincas se ponen en marcha manualmente las pequeñas bombas de inyección del lodo, lo que siempre puede crear problemas, por lo que es práctica habitual, y absolutamente necesaria en macizos de roca dura y abrasiva, el funcionamiento automático del sistema. n Para independizar los tramos, ya que la pen- diente es muy pequeña, es suficiente inyectar previamente una resina agua reactiva de tipo bicomponente a través de los orificios de un solo tubo al final del tramo, para producir el tabique. junio 2013 80 felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 10 Hinca de tubos n En cuanto a la inyección de lechada puede utilizarse una mezcla, con relación A:C en peso de 1:2, añadiendo un catalizador para aumentar la velocidad de fraguado. La presión de la inyección debe ser igual a la carga de agua del macizo + 0,5 bar, si bien en los tramos finales de la hinca de un emisario que desagüe en aguas profundas (un lago o el mar), la carga a tener en cuenta será la del nivel del agua exterior sobre el tramo de tubería. n La operación se suele hacer con un circuito de bombeo de lechada desde el exterior, con doble tubería (ida y vuelta). Por una de ellas se bombea la lechada de cemento, y por la otra se va recibiendo el lodo bentonítico del tramo que se está tratando. El material de salida es inicialmente lodo bentonítico y agua, (con arenilla en las hincas en roca); pero enseguida pasa a ser una mezcla de lodo y lechada, en la que la proporción de lodo va disminuyendo al tiempo que aumenta la de lechada. n Pese a que esas mezclas han de tratarse como desechos que son, el proceso debe continuar hasta apreciar que el volumen de lechada es, por lo menos, el doble del de lodo bentonítico, es decir, que la parte de lechada ha alcanzado entre el 60% y el 70% del volumen total. n Por supuesto, la inyección final del tramo no es de un 100% de pasta de cemento, sino que tiene un reducido % de bentonita. Como su fraguado sería muy lento, es por lo que se recomienda hacer la adición del catalizador para acelerarlo. Recuperación de la microtuneladora en hincas en aguas profundas La recuperación de la TBM en tales casos necesita disponer, por una parte, de “hombres rana” para las maniobras de colocación de eslingas y otro medios de agarre de la máquina y, por otra, de un aparato flotante automotriz, de escasa potencia, para las ayudas a los “ranas” y el remolque de la máquina, una vez reflotada. − Para reflotarla se utilizan normalmente globos de plástico resistente que, una vez unidos a las eslingas que abrazan la máquina, se hinchan con aire a presión hasta elevarla hasta un par de metros de la superficie (Figura 10). − Se alcanza así un perfil del fondo de poca profundidad, o se aborda un muelle, (Figura 11) desde los que se carga la máquina al vehículo de transporte que la lleva al Parque de maquinaria. 4. Conclusiones y agradecimientos Conclusiones 1) Los diseños de túneles a realizar por hincas en rocas duras y abrasivas, debido a las diversas instalaciones de equipos y conducciones a montar en el interior, que han de revisarse en condiciones de seguridad máxima, requieren adoptar secciones de un felipe_102-105.qxd 16/07/13 20:28 Página 11 Hinca de tubos 5) Por último, especialmente en este tipo de hincas, es necesario consolidar la posición del revestimiento con lechada de cemento que se inyecta, sustituyendo el lodo bentonítico del trasdós de los tubos, a través de los mismos orificios utilizado para el lodo. Agradecimientos Queremos manifestar nuestro agradecimiento a los Ingenieros Alberto González Fernández y Benigno Antuña Alvarez, directivos de la Ingeniarla BALCE S.L. especializada en Ingeniería del subsuelo y Microtúneles, por su participación en la presente ponencia, de la que pueden considerarse verdaderos coautores, a la vez que han ejecutado las obras mencionadas en el Cuadro nº 2 de esta Ponencia. Figura 10. Globos usados para reflotar la TBM Figura 11. Microtuneladora recuperada Por último, hemos de agradecer también a los fabricantes de equipo y tubería de hinca, su autorización para utilizar las fotografías incluidas en la misma. 5. Referencias bibliográficas 1) Dr. Ing. Dietrich Stein (BOCHUM University) “PRACTICAL GUIDELINE FOR THE APPLICATION OF MICROTUNNELLING METHODS” Edit. STEIN & PARTNER (Germany). Junio 2005. diámetro interior mínimo de 1,75 m en la tubería de hinca que servirá de revestimiento. 2) Dr. Ing. Dietrich Stein (BOCHUM University). “TRENCHLESS TECHNOLOGY FOR INSTALATION OF CABLES AND PIPELINES”. Edit. STEIN & PARTNERS (Germany) Febrero. 2005. 2) Las microtuneladoras a emplear son del tipo hidroescudo (“mixshield”) con transporte hidráulico por bombeo de la mezcla de agua y material sólido hasta la planta de separación lo que re quiere con frecuencia la adición de un lodo arcilloso. 3) Dr. Ing. Martin Herrenknecht “20 YEARS OF MICROTUNNELING”. Edit. HERRENKNECHT AG D77963 Schwanau (Germany). 2006. 3) Usualmente la tubería de revestimiento es de HA. convencional, habiendo alcanzado un grado de alta calidad en los fabricantes españoles. Aparte de ello, se han hecho hincas en nuestra nación, con tubos de dimensiones similares, pero ensayando con éxito nuevos materiales como el mencionado “polycrete”. 4) Ing. Paz Navarro Gancedo Rodriguez. “HINCA DE TUBERÍA O EMPUJE DE TUBOS”. MANUAL DE TÚNELES Y OBRAS SUBTERRÁNEAS (Capítulo 53). Editor: Carlos Lopez Gimeno. ETSIM (Universidad POLITÉCNICA de Madrid). Edición 2011. 5) Autores varios. “MICROTUNNEL CONSTRUCTION”. Proceedings del “5th International Microtunnelling Symposium”. Editores: HERRENKNECHT AG Schwanau (Germany) / VGE. Essen. Abril 2001 4) En las hincas en roca dura y agresiva hay que montar un número suficiente de estaciones intermedias de empuje, así como un sistema automático de lubricación con lodo bentonítico, inyectado a presión en el trasdós de la tubería a través de orificios practicados en la misma. www.aetos.es junio 2013 82 n