DESARROLLO E INTEGRACIÓN DE UN PRODUCTO-PROCESO PARA LA COLOCACIÓN DE HORMIGÓN EN ZONAS SIN ACCESO.

Transcripción

1 Desde 1952 hasta hoy, pioneros en nuestra actividad PROYECTOS REALIZADOS: Proyecto GALERÍAS DESARROLLO E INTEGRACIÓN DE UN PRODUCTO-PROCESO PARA LA COLOCACIÓN DE HORMIGÓN EN ZONAS SIN ACCESO. Objetivo: Los objetivos específicos del Proyecto GALERÍAS se detallan a continuación. Los objetivos económicos y de mercado:» Aumentar la competitividad y ahorrar costes en la colocación hormigón en obras de difícil acceso como túneles y galerías, al poner en valor el producto. Los objetivos de seguridad y prevención:» Garantizar la seguridad del túnel. Los objetivos técnicos específicos han sido:» Validar el uso de dicho producto en un tramo de prueba in situ.» Desarrollar un prototipo especializado para la colocación de hormigón polivalente en zonas de difícil acceso e integrar y validar el producto-proceso en una obra in situ. Actividad desarrollada: El Proyecto ha comprendido casi la totalidad de 2010 (de enero a octubre de 2010). En este caso, se determinaron unas condiciones de partida para zonas con una accesibilidad muy limitada, de manera que se pudiesen compatibilizar los siguientes trabajos:» Colocación de tubos.» Encofrado.» Hormigonado mediante bombeo. El equipo se determinó que debía ser tal que se adecuase a las dimensiones que se reflejan en la FIGURA 2.En galerías de servicio para túnel angostas, se suele disponer de un espacio bruto máximo del orden de 1,85 metros; si bien el espacio disponible para trabajar es muy inferior, puesto que el espesor del encofrado puede significar hasta unos 5-6 cm, y durante el proceso, además, debe apuntalarse y anclarse para ser capaces de resistir el empuje que produce el hormigón fresco al verterse en dicha zona. Por ello, el espacio libre para la maniobra de hormigonado es mucho menor, alrededor de 80 cm. Es éste uno de los factores, que provoca que estas tareas sean complicadas. FIGURA 1. DIMENSIONES DE GALERÍA DE SERVICIO ANGOSTA

2 Con estas condiciones de trabajo, consideradas altamente restrictivas, se procedió a contactar con el fabricante de bienes de equipo, CIFA, para el desarrollo de un sistema distribuidor de hormigón que pudiese operar de manera competitiva en dichas condiciones, ante la inexistencia de soluciones de dicho tipo. El equipo formado por OSSA y CIFA, constató la existencia de distribuidores comerciales de hormigón para encofrados de túneles de secciones medianas o altas (alrededor de 100m 2 ), no siendo viables ni técnica ni económicamente su empleo para galerías de servicio de reducida dimensión y/o con difícil acceso. FIGURA 2. DISEÑO CONCEPTUAL DEL PROCESO DE HORMIGONADO PARA GALERÍAS ANGOSTAS De la cooperación entre ambas entidades, se realiza un diseño conceptual (prototipo de nivel 0) tal y como se muestra en la siguiente figura. FIGURA 3. DISEÑO DE DISTRIBUIDOR PARA EL PROYECTO GALERÍAS Una de las labores a ejecutar en la obra de construcción de la Galería de Servicios del Túnel de Envalira en Andorra, era la obra civil necesaria para instalar todo el equipamiento necesario, tanto de transporte de servicios: agua, telefonía, energía eléctrica, etc., como el de control operacional del túnel principal durante las obras en servicio. La galería discurriría prácticamente paralela al túnel carretero, conectando con él en 11 puntos, mediante 11 galerías transversales de comunicación y escape, sirviendo de elemento de seguridad del túnel en servicio, así como de modo de conexión de las instalaciones de control que se trasladarán a la galería en construcción.

3 FIGURA 4. UBICACIÓN DE LA GALERÍA DE SERVICIO DE ENVALIRA. La sección transversal de dicha galería es la que se adjunta a continuación, en la que se pueden observar las dimensiones, así como el conjunto de canalizaciones que albergarán posteriormente los servicios antes mencionados. FIGURA 5. SECCIÓN TRANSVERSAL DE LA GALERÍA La sección transversal de dicha galería es la que se adjunta a continuación, en la que se pueden observar las dimensiones, así como el conjunto de canalizaciones que albergarán posteriormente los servicios antes mencionados. Teniendo en cuenta todos estos condicionantes, se diseñó un sistema que tomando como base elementos empleados en encofrados usados en túneles de dimensiones mayores hicieran viable la ejecución de estos trabajos. Debido a la imposibilidad de llevar hormigón por medios convencionales del tipo camión hormigonera o dúmper,

4 se consideró como única opción viable el bombeo por tubería del hormigón, hasta el lugar de vertido. En el lugar de vertido se debe disponer de un dispositivo que facilite la colocación del hormigón a ambos lados del espacio central y que a su vez permita el movimiento en sentido longitudinal de la galería. Con este planteamiento se decidió desarrollar un nuevo distribuidor de hormigón. FIGURA 6. DISTRIBUIDOR DE HORMIGÓN PARA GRANDES SECCIONES Este equipo se mueve en el sentido longitudinal de la plataforma sobre la que descansa montado sobre vía, y a su vez de mueve en sentido transversal en un plano perpendicular al eje de giro paralelo a la sección longitudinal del túnel. Estos dos movimientos permiten alcanzar todos los puntos de los prismas en los que se alojan los tubos de las instalaciones de la galería, al igual que en el encofrado permite alcanzar todos los puntos de entrada del hormigón a través de trompetas. FIGURA 7. DISPOSITIVO DISTRIBUIDOR DE HORMIGÓN

5 Como se aprecia, el movimiento transversal del brazo permite llevar el hormigón en una misma sección a ambos lados del hueco central, y el conjunto de tubería en codos ( acordeón ), permite mover el hormigón en una distancia de unos 15 metros de galería sin tener que retirar tubería rígida, lo que facilita la operación. De no existir este acordeón, cada 3 metros de túnel se tendría que retirar un tubo de hormigón, acoplar un tramo flexible y continuar bombeando, lo que retrasaría enormemente el rendimiento y conllevaría una carga de trabajo físico inviable. Se trata de una aplicación de un elemento diseñado para este problema concreto (reducida sección del túnel y accesibilidad muy restringida). Para otros entornos similares, OSSA cree que puede hacerse una transferencia interna de este desarrollo puede emplearse este tipo de diseño, ya que lo limitado del espacio frecuentemente hace difícilmente superable los rendimientos que permite obtener por otros medios. Con el fin de validar la potencialidad del mecanismo, se planteó un rendimiento medio de unos 120 metros de galería por día, previendo la finalización del conjunto del hormigonado del túnel usado a modo de tramo-prueba en 24 días de trabajo. FIGURA 8. VISTA LATERAL DEL DISPOSITIVO DISTRIBUIDOR FIGURA 9. VISTA FRONTAL DEL DISPOSITIVO DISTRIBUIDOR Como se aprecia, el movimiento transversal del brazo permite llevar el hormigón en una misma sección a ambos lados del hueco central, y el conjunto de tubería en codos ( acordeón ), permite mover el hormigón en una distancia de unos 15 metros de galería sin tener que retirar tubería rígida, lo que facilita la operación. De no existir este acordeón, cada 3 metros de túnel se tendría que retirar un tubo de hormigón, acoplar un tramo flexible y continuar bombeando, lo que retrasaría enormemente el rendimiento y conllevaría una carga de trabajo físico inviable. Con este sistema se considera que se puede llevar a cabo este trabajo con un equipo reducido de 7 personas, compuesto por las siguientes personas y funciones:» 1 bombero + 1 ayudante para atender la descarga de las cubas de hormigón.» 1 manipulador del distribuidor.» 2 operarios para vibrado y terminación del hormigón.

6 » 2 operarios de apoyo para labores auxiliares de retirada de tubería, limpieza de tubos, retirada de carril, etc. El hormigón se bombea desde las galerías de conexión con el túnel, ocupando la bomba y grupo un tramo de estas galerías de conexión, situando las cubas un apartadero del túnel carretero o bien en un carril del propio túnel, para lo cual se tiene que restringir la circulación a un solo carril. En este caso, los trabajos se trasladan a horario nocturno para reducir las molestias sobre los usuarios. El esquema operativo es el que se refleja a continuación. FIGURA 10. INTEGRACIÓN DEL PROCESO DE TRABAJO Las distancias de bombeo estándar serán de 120 metros de galería (desde cada conexión se trabaja en un tramo correspondiente a la mitad entre dos conexiones), pudiendo en caso de necesidad acometer todo el tramo entre dos conexiones desde un mismo emplazamiento. Con esta segunda opción, se hormigonaría desde la galería correspondiente unos metros de galería (por ejemplo, desde la conexión nº7 a la nº9). Con estas distancias de bombeo, se hace especialmente sensible cuidar la calidad del hormigón, tanto en su dosificación, como en su trabajabilidad y el tiempo disponible para su puesta en obra. La bomba tiene que tener capacidad y potencia suficiente para llevar a estas distancias con cierta garantía el hormigón, y disponer de la reserva de potencia necesaria para en caso de alguna parada motivada por pequeños atranques o problemas, ser capaz de mover la masa de hormigón existente en la tubería. La bomba a emplear es la que expone en la siguiente figura, modelo PC 709/415 cuyas características técnicas y dimensiones se adjunta: Con conclusión, para obras similares (galerías angostas y de difícil acceso) se recomienda emplear este sistema desarrollado, puesto lo limitado del espacio hace difícilmente superable los rendimientos que permite obtener por otros medios. Se ha conseguido, preliminarmente, y en una obra in situ un rendimiento medio de unos 120 metros de galería por día. A continuación se muestran unas fotos que evidencian la realización de las últimas fases del Proyecto con buenos resultados y esperanzadores para su transferencia a otro tipo de entornos, obras y galerías subterráneas.

7 FIGURA 1. TRAMO PROTOTIPO PREVIO COLOCACIÓN TUBERÍAS EN TUNEL ENVALIRA FIGURA 2. HORMIGONADO DE TRAMO PRUEBA DE INTEGRACIÓN VALIDACIÓN. PRODUCTO-PROCESO FIGURA 3. RESULTADO FINAL DEL TRAMO PRUEBA IN SITU Calle Aragoneses 2-A, 3ª planta. Pol. Industrial Alcobendas Alcobendas, Madrid. España. T / T