Estación de metro Marienplatz de Múnich, ampliación de andenes Avance bajo hielo

Transcripción

1 Estación de metro Marienplatz de Múnich, ampliación de andenes Avance bajo hielo

2 Visualización de la estación de metro Marienplatz visualización: Lang Hugger Rampp GmbH Architekten

3 La estación de metro Marienplatz es, sin duda, el punto de intersección más frecuentado de la red de trenes suburbanos de Múnich. La posibilidade de hacer transbordo entre las líneas de metro U3/ U6 y los trenes suburbanos que circulan por el trayecto troncal así como su ubicación en el centro de la ciudad, le aseguran un enorme flujo de pasajeros. Después de que, en el año 2001, se decidiera construir un nuevo estadio de fútbol en Fröttmaning que debía estar unido al centro de la ciudad por la línea de metro 6, quedó claro que, puntualmente antes del inicio del Mundial de Fútbol 2006 de Alemania, era necesario efectuar una ampliación considerable de la estación de metro Marienplatz, la cual hacía bastante tiempo que había alcanzado su límite de capacidad.el objetivo era lograr una desconcentración efectiva del flujo de pasajeros. Después del análisis de varios proyectos diferentes se definió una solución en la que la superficie de los andenes casi se duplicaría por medio de dos túneles de descongestión paralelos a los andenes y conectados con estos a través de once pasajes similares a galerías. La obra implicaba trabajar en el terreno de fundación apenas diez metros par debajo del ayuntamiento de Múnich. La delicada sustancia histórica de este edificio no podía sufrir problemas de asiento bajo ninguna circunstancia. La ejecución se efectuó empleando un proceso de perforación apoyado por la congelación parcial del suelo que permitió minimizar considerablemente los trabajos en el terreno de fundación y aportó grandes ventajas desde el punto de vista de la seguridad. SSF Ingenieure asumió la responsabilidad de la planificación continua de la ejecución de esta propuesta, que fue presentada como oferta adicional, y en 2005 recibió el premio de ingeniería otorgado por la Colegio de Ingenieros Civiles de Baviera por la ampliación de la estación de metro Marienplatz. El terreno de fundación La capa superior está formada por gravas arenosas finas y gruesas. No existe un acuífero cerrado, por lo que se pudo contar solamente con algunas aguas cuaternarias debido a la filtración de las precipitaciones en la tierra. En las arcillas y limos subyacentes se encuentran dos capas de arenas finas y medias de espesores de 7,5 m a 12 m que embalsan agua subterránea. Esta agua subterránea soporta en parte presiones muy altas ( agua a presión ). No fue fácil resolver el problema de los restos de las primeras obras del metro de los años 1966 a Los pozos de drenaje y los niveles de agua subterránea en aquel entonces no se restablecieron conforme al estado actual de la técnica y no fue fácil localizarlos.

4 Procedimiento de construcción Detrás del ayuntamiento se construyeron dos pozos iniciales de forma oval: dos pilotes intersectados de un diámetro de 1,2 m que alcanzaban una profundidad de hasta 30 metros y a la altura del inicio del túnel estaban reforzados por un aro de hormigón armado adicional para resistir la futura presión de tierra. Posteriormente, se fabricaron dos galerías piloto para la congelación del suelo. Estas galerías, de unos cien metros de largo, tenían un diámetro interno de dos metros y estaban formadas por aros de hormigón armado prefabricados que fueron prensados unos contra otros desde el pozo inicial hacia la tierra. La cámara de trabajo de la máquina de extracción al frente del avance se mantuvo a sobrepresión a fin de mantener a distancia el agua subterránea de la capa de arena, cuyo espesor variaba entre 2 y 5 metros. La congelación del suelo Originalmente se había planeado ampliar la estación de metro utilizando técnicas mineras convencionales con drenaje de aguas subterráneas. Para ello, se tenía previsto drenar el terreno de fundación por medio de múltiples pozos horizontales. También hubiera sido necesario compensar las depresiones del terreno causadas por esta técnica mediante numerosas inyecciones sólidas (compensation grouting). El proceso de avance bajo la protección del suelo congelado, elaborado por SSF Ingenieure junto con la empresa constructora en el marco del proceso de licitación y propuesto como alternativa para los métodos objeto de la licitación, resultó favorecido por la adjudicación debido a sus ventajas económicas y técnicas. Mediante la congelación del suelo se puede prescindir de los costosos Sección transversal del andén de las líneas de metro U3/U6 en dirección sur 1 Andén existente 2 Nuevo andén en túnel de descongestión Elementos necesarios para construir el túnel de descongestión utilizando técnicas mineras de avance: 3 3 Galerías piloto para instalación de pozos y congelación 4 Cañerías de congelación 5 Tierra congelada para proteger el avance 6 Pequeño pozo de drenaje del terreno de fundación 7 Arcos de entibamiento 8 Capa externa de hormigón proyectado de 30 cm 9 Drenaje de planta 10 Borde inferior de calota gráfico: ediundsepp

5 Avance de las galerías piloto 2+3 Avance del túnel 4 Perforación de la infraestructura existente 5 Sección transversal del andén 5 créditos de las fotos: 1-4 Max Bögl GmbH & Co. KG / 5 SSF Ingenieure AG

6 1 2 pozos horizontales. Al mismo tiempo, aumenta la estabilidad del terreno de fundación debido a la capa de hielo que cubre el techo de la galería, lo que facilita significativamente el posterior avance del túnel de descongestión de andenes, permitiendo lograr una mayor reducción de riesgos respecto de los asientos en la zona de la sustancia histórica del edificio del ayuntamiento. Comenzando a partir de las galerías piloto se realizaron 654 perforaciones de congelación con forma de abanico, de un diámetro de 88,9 milímetros y con una longitud total de unos metros. El suelo fue congelado mediante dos sistemas de refrigeración con dióxido de carbono y amoníaco de 275 KW de potencia cada uno, y una solución de cloruro de calcio a 38 grados bajo cero como agente refrigerante, en forma intermitente, dependiendo de la situación del avance. Este proceso fue controlado en forma permanente a través de 180 sondas de temperatura, lo que permitió controlar la temperatura a fin de evitar mayores elevaciones por helada (el agua se dilata hasta un nueve por ciento al congelarse). 3 4 Materiales de reposición Grava Arena seca Arena saturada con agua Marga (mayormente impermeable) Tierra congelada Los túneles de descongestión Bajo la capa de hielo se construyeron los dos túneles empleando la técnica minera del hormigón proyectado. La velocidad del avance cíclico (calota, banco, planta), con una sección de excavación de 50 metros cuadrados uniformes, fue de unos dos metros cada 24 horas. Una particularidad de la obra era la posición tangencial respecto de los andenes existentes. Para poder conectarlos, era necesario quitar los antiguos elementos de encofrado de acero que se encontraban en el suelo. Posteriormente, se extrajeron 15 centímetros de la capa de hormigón exterior existente. Se emplearon espigas especiales para poder conector las armaduras a la estructura existente. Con once perforaciones, respectivamente, se unieron los nuevos túneles al andén existente. También eran necesarias dos perforaciones más en los frentes meridionales. Estas perforaciones en la doble capa de hormigón armado de 2,5 m de espesor del túnel existente se efectuaron con una sierra de hilo diamantado y en múltiples pasos por razones de estática. Los bloques de hormigón extraídos pesaron unas 40 toneladas. Se emplearon dispositivos hidráulicos especiales para arrastrarlos hasta el túnel de descongestión, donde se los trituró para después extraerlos a través del pozo inicial. 1 Obra de los dos pozos iniciales 2 Avance de las galerías piloto 3 Congelación del piso y alivio de la presión del agua subterránea 4 Avance del túnel gráfico: ediundsepp nach SSF Ingenieure AG / Max Bögl GmbH & Co. KG

7 Capa interna y uniones estancas Dado que los andenes se encuentran totalmente en el agua subterránea, la unión entre la parte nueva y la ya existente se construyó en forma estanca. La capa externa de hormigón proyectado se completó con una capa interna estanca de hormigón armado de 50 centímetros de ancho. Toda la obra se llevó a cabo sin interrumpir el funcionamiento del metro. Los pasajeros prácticamente no sufrieron ningún inconveniente durante toda la construcción de los túneles de des-congestión. Sólamente en la fase de la perforación hasta al andén no se pudo evitar reducir el ancho del andén y de los pasillos de conexión. Datos del proyecto Marienplatz Daten Marienplatz Propietario Ciudad de Múnich, Departamento de Obras, Obras del Metro Longitud de túneles 103 m / 95 m Sección de excavación 50 m 2 Duración de la obra Bauzeit Tipo de obra Túnel ejecutado con técnicas mineras con galerías transversales a la infraestructura existente. Galerías piloto, congelación del terreno de fundación y alivio de la presión del agua subterránea SSF Ingenieure Oferta adicional y planificación de ejecución N Calle Weinstrasse Calle Landschaftstrasse Sin que se efectuaran cambios en el plano, durante la licitación europea se definieron las siguientes modificaciones basadas en una oferta adicional de SSF: Nuevo ayuntamiento Calle Dienerstrasse - Pozos iniciales ovales - Galerías piloto adicionales para congelación del terreno de fundación sobre el techo de cada túnel - Congelación del terreno de fundación y alivio del segundo nivel de agua subterránea Túnel de descongestión Marienplatz Andenes existentes y caminos hacia los trenes suburbanos y la superficie gráfico: ediundsepp Las vias de las líneas de metro U3/U6 Pozo inicial con galerías piloto para el avance con técnicas mineras Conexión con trenes suburbanos

8 título: Carsten Kykal - Fotolia.com