TEMA 14 TÚNELES. Sistemas constructivos

Transcripción

1 Túneles TEMA 14 TÚNELES 1. Sistemas constructivos 2. Métodos tradicionales de excavación n de túnelest 3. Excavación n en terrenos blandos 3.1. Método tradicional 3.2. Nuevo método m austriaco 3.3. Método del precorte mecánico 3.4. Ejecución n a cielo abierto 4. Excavación n con rozadoras 2 Túneles Sistemas constructivos 5. Excavación n con máquinas m integrales 5.1. Topos 5.2. Escudos 5.3. Hidroescudos 5.4. Escudos de presión n de tierras 5.5. Dobles escudos 6. Excavación n con perforación n y voladura 7. Equipos de desescombro 8. Sostenimiento de túnelest 9. Ventilación n de túnelest 3 Los sistemas constructivos de los túneles t pueden ser: Técnicas a cielo abierto: falsos túneles. t Excavación n subterránea Excavación n con explosivos Excavación n mecánica con máquinas m puntuales: rozadoras, excavadoras, tractores y cargadoras... Excavación n mecánica con máquinas m integrales no presurizadas Topos Escudos Excavación n mecánica con máquinas m integrales presurizadas Hidroescudos Escudos de presión n de tierra Doble escudo 4

2 Métodos tradicionales de excavación n de túneles t Métodos tradicionales de excavación n de túneles t Los métodos m clásicos de excavación n de túneles t son: Método Inglés: : recibe su nombre por haber sido aplicado en túneles t a través del tipo de terreno que usualmente se localiza en Inglaterra, como son las arenas y areniscas. Su principal característica es proceder el avance de la perforación n a sección n completa del túnel, en una sola operación. Método Belga: : Se empieza con la galería de clave y a continuación n se acaba la bóveda. Posteriormente se excavan los hastiales. Método Alemán: : En este método m se abren dos galerías as en los hastiales y a continuación n la de clave. Método Austriaco: : Los austriacos desarrollaron un plan de trabajo basado en la utilización n de puntales de madera formando un sistema de entibación. n. Método Italiano: : Es un método m similar al belga, se diferencia en que lo último a ejecutar son los muros. 6 Excavación n en terrenos blandos Existen dos sistemas: Ejecución n subterránea nea: : sin afectar a la superficie y muy condicionada por lo que existe por encima. En todos ellos debe tenerse presente que uno de los problemas a resolver es el acceso al frente, para lo que deben construirse rampas de ataque o pozos verticales. Existen diversos métodos: m Método tradicional Nuevo método m austriaco Método del precorte mecánico del terreno Escudos. Ejecución n a cielo abierto: : requiere abrir el terreno desde la superficie, alojar en su interior lo que luego será el túnel t y restituirlo a su estado original. Entre pantallas como elementos auxiliares Entre pantallas utilizándolas como parte de la estructura. 7 Método tradicional Se inicia la excavación n realizando la galería a de avance (más s o menos de 1 metro de ancha), en el eje del túnel t y en la clave de la sección, con entibación n continua. A medida que avanza la excavación n se van colocando las tablas apoyadas en el propio terreno forrando la parte superior de la galería. a. Una vez concluida la galería a en toda su longitud de avance (entre 1 y 2,5 metros) se colocan las longarinas que son perfiles metálicos que sirven de apoyo a las tablas y que apoyan sobre pies derechos. 8

3 Método tradicional Método tradicional Una vez finalizada la galería a de avance se comienza a abrir la excavación n a ambos lados de ésta en pases. Las ejecución n de estos pases se realiza de forma análoga pasando tablas acuñadas adas contra la longarina ya colocada y en el otro lado apoyada en el terreno hasta que finaliza la excavación n del terreno y se coloca una nueva longarina. Una vez ejecutada la excavación n se procede al encofrado y hormigonado de la sección n de la bóveda, b con lo que se impide la deformación n del terreno. La excavación n de la bóveda b se realiza con martillos neumáticos y la evacuación n mediante cintas transportadoras hasta camiones o tolvas. Una vez hormigonada la bóveda b y con un desfase de varios anillos, se empieza la destroza, que consiste en excavar una caja central dejando un resguardo de 1 a 1,5 metros en los hastiales. La destroza se realiza con excavadora y las tierras se retiran con cinta transportadora. terreno y se coloca una nueva longarina Método tradicional Método tradicional Finalizada la destroza se ejecutan los hastiales por bataches al tresbolillo, teniendo en cuenta dos precauciones: la junta de los anillos debe caer en el centro del batache y no deben excavarse dos bataches enfrentados. La excavación n de los hastiales se realiza con la misma máquina que la destroza y se refina posteriormente a mano. Por último, se realiza la excavación n correspondiente a la contrabóveda en una longitud de unos cinco anillos, hormigonándola ndola posteriormente

4 Método tradicional Método tradicional Método tradicional Las ventajas del método m tradicional son: Mínima inversión n inicial en instalaciones. Posibilidad de arranque en varios frentes. Estabilidad del frente. Adaptabilidad a casi cualquier tipo de terreno. Buen control de asientos. Los inconvenientes son: Dependencia de mano de obra especializada. Elevada proporción n entre mano de obra y materiales. Provoca muchas juntas de construcción. n. 15 Nuevo método m austriaco La ejecución n del frente de avance, cuya sección n comprende la totalidad de la bóveda b más m s un metro de altura de los hastiales, se excava mediante medios mecánicos: retroexcavadoras, rozadoras o palas cargadoras, en una longitud de avance de 1 ó 2 metros e inmediatamente se coloca un sostenimiento primario constituido por p cerchas de acero. La instalación n del sostenimiento primario como mucho lleva un desfase de dos metros respecto de la excavación, que en los casos en los que ha sido necesario previamente se ha sellado y regularizado con hormigón n proyectado. La destroza, los hastiales y la contrabóveda se ejecutan de forma similar al método m tradicional. El método m es adecuado en materiales rocosos, pero en suelos se debe tener mucho cuidado porque se producen grandes deformaciones. 16

5 Nuevo método m austriaco Método del precorte mecánico Para la ejecución n de este sistema se necesita disponer de un equipo de precorte que consiste en un gran bastidor muy robusto dotado de un equipo de traslación n longitudinal mediante gatos hidráulicos. Sobre el bastidor se desplaza un equipo de corte que produce en el terreno una ranura perimetral de 15 a 25 cm de espesor y de unos 3 metros de longitud. La ranura perimetral se hace por bataches a un lado y otro de la sección n rellenándolos ndolos inmediatamente con hormigón proyectado Método del precorte mecánico Método del precorte mecánico Una vez completada la sección n de sostenimiento se excava el núcleo de tierras que queda en el interior. Normalmente los anillos se refuerzan con cerchas metálicas que se fijan a la base con vigas metálicas o riostras de hormigón n que quedan embebidas en la contrabóveda definitiva. A continuación n se ejecutan los muretes laterales que empotran las bases de los anillos y se excava y hormigona la contrabóveda que cierra la sección. Finalmente sobre los muretes discurre el carro de encofrado para el hormigonado del revestimiento definitivo

6 Método del precorte mecánico 21 Las ventajas son: Método del precorte mecánico Al existir un presostenimiento se limitan las deformaciones. Es un método m mecanizado por lo tanto menos sujeto a errores humanos. Si el terreno es autoestable (terrenos cohesivos o rocas blandas) su ejecución n es muy sencilla. Los inconvenientes son: Un problema en el frente paraliza la obra sin posibilidad de atacar otros frentes. Se requiere un drenaje previo y efectivo de la zona. La excavación n en arenas con agua puede plantear problemas de estabilidad. 22 Ejecución n a cielo abierto Entre pantallas como elementos auxiliares Se empieza con la construcción n de las pantallas de hormigón armado, con profundidades que varían an entre 10 y 30 metros. Se excava el terreno hasta el nivel de arriostramiento disponiendo codales provisionales a dicha altura y se prosigue la excavación n hasta el nivel de la solera, hormigonando la contrabóveda veda. Apoyándose en la contrabóveda y con un equipo de encofrado convencional se hormigona la sección n completa del túnel, t previa colocación n de la armadura. Finalmente se rellena la sección n recuperando los codales del arriostramiento provisional y se restituye la sección n natural del terreno. Ejecución n a cielo abierto Entre pantallas como elementos auxiliares

7 Ejecución n a cielo abierto Entre pantallas como parte de la estructura Las pantallas y la excavación n del terreno se realizan igual que antes, salvo que ahora sólo s se excava hasta el nivel de la bóveda. Se pica la pantalla para empotrar la bóveda b en ella. La bóveda b puede construirse sobre el propio terreno o con un encofrado que se apoya en el terreno. Una vez construida la bóveda b se rellena encima de ella recuperando los codales. La excavación n de la sección n del túnel t se realiza bajo el amparo de la bóveda b desde el propio túnel. t Por último se construye la contrabóveda empotrándola en las pantallas. Ejecución n a cielo abierto Entre pantallas como parte de la estructura pantallas Rozadoras Rozadoras Las rozadores son máquinas m excavadoras que constan de: Cabeza de corte: : es giratoria y va provista de herramientas de corte. Brazo: : es donde va montada la cabeza de corte. Puede ser monobloc o articulado. Dispositivo de giro: : realiza los movimientos del brazo y actúa a como elemento de unión n del brazo con el chasis. Sistema de recogida y carga del material que lo evacua desde el frente de arranque hacia la parte trasera de la máquina. Chasis: : sirve de soporte y elemento de ensamblaje del resto de elementos. Tren de rodaje de orugas Tren de rodaje de orugas

8 Rozadoras La cabeza de corte puede ser: De eje longitudinal o axial: : el eje de giro es perpendicular al frente de excavación n estando las picas montadas sobre una hélice. h La fuerza de corte se aplica lateralmente por lo que no se aprovecha todo el peso del equipo como fuerza de reacción. Las velocidades oscilan entre 20 y 65 rpm. De eje transversal: : las cabezas giran alrededor de un eje paralelo al frente. Casi no existe empuje lateral ya que se limita con el peso de la máquina. m Las velocidades oscilan entre 45 y 100 rpm. 29 Rozadoras Comparación n entre las cabezas transversales y las axiales: Las cabezas transversales son más m s estables ya que casi no tienen empujes laterales. Con cabezas axiales las fuerzas laterales de corte exigen una reacción n mayor del equipo que hacen que en ocasiones deban anclarse o sino tener mayor peso. El perfilado de las excavaciones es más m s preciso con las cabezas axiales que con las transversales. El rendimiento es mayor en los equipos con cabezas axiales al no ser que sea necesario anclarlos. 30 Rozadoras Las ventajas de las rozadoras frente a las tuneladoras son: Flexibilidad y maniobrabilidad: pueden efectuar distintas secciones, cambios de trazado, excavaciones transversales a la principal,... No se precisan grandes espacios para el montaje y el desmontaje. En el frente son más m s accesibles para el mantenimiento. Menor coste de capital. El frente queda ventilado más m s rápidamente. r Rozadoras Las ventajas frente a la perforación n y voladura son: Mayor mecanización. n. Perfilado exacto de la sección n de excavación. Menor afección n a la roca ya que no es agrietada por las voladuras. Ausencia de vibraciones generadas por el uso de explosivos. Menores necesidades de sostenimiento que con el uso de explosivos. Mejor adaptación n a la construcción. n

9 Máquinas integrales Son máquinas m capaces de excavar un túnel t a plena sección n a la vez que colaboran en la colocación n de un sostenimiento provisional o en la puesta en obra del revestimiento definitivo. Normalmente a estas máquinas m se les llama T.B.M.. (Tunnel( Boring Machine). Existen dos grandes grupos: Topos: se diseñan para excavar rocas medias y duras, sin grandes necesidades de soporte inicial. Escudos: se utilizan en rocas blandas y suelos, frecuentemente inestables o por debajo del nivel freático, necesitan la colocación n inmediata del revestimiento definitivo. 33 Topos Los topos constan de una cabeza giratoria dotada de cortadores, que se acciona mediante motores eléctricos y que avanza en cada ciclo mediante el empuje de unos gatos que reaccionan sobre las zapatas de los grippers,, los cuales a su vez están n anclados contra la pared. 34 Topos Los principales elementos de los topos son: Cabeza Grippers Cilindros de empuje Back-up Guiado Topos La cabeza es la parte móvil m que realiza la excavación n de la roca, para ello está dotada de discos de corte que son aros de metal duro que giran libremente sobre su eje y cuyas carcasas se fijan sobre la rueda de corte. Los cortadores se colocan de forma que al girar la rueda de corte describan círculos c concéntricos ntricos equidistantes. Se colocan mayor número n de discos en el centro de la rueda de corte para forzar la rotura de la roca en esa zona

10 Topos El proceso de corte mecánico se produce inicialmente mediante un proceso de rotura frontal originado por la presión que el cortador ejerce sobre la roca. Este proceso se divide en las siguientes fases: 1. Presión n inicial sobre la roca. 2. Penetración n por punzonamiento. 3. Aparición n de fisuras. 4. Aumento de la fisuración. 5. Rotura de la roca A este proceso de rotura puntual que se produce en cada uno de las superficies de contacto de los discos, se añade a ade el efecto que se produce entre dos discos próximos y que crea un escombro lajoso típico de este tipo de excavación. 37 Topos 38 Topos Los codales o grippers: : son las zapatas que apoyan la máquina contra la roca durante el avance. Deben de soportar la fuerza de empuje necesaria para el avance del topo, proporcionada por los cilindros de empuje y transmitirla a las paredes del túnel. t Los cilindros de empuje (2 ó 4) son los que proporcionan a la máquina el empuje necesario contra el frente para realizar la excavación. Su recorrido oscila entre 1,5 y 2 metros y marca la longitud de cada ciclo de avance. Topos El back-up es el conjunto de plataformas que arrastra el topo que incorpora los siguientes equipos: Transformadores y carretes de mangueras eléctricas. Captadores de polvo. Tuberías de ventilación. n. Polipastos para manejo de vías v y dovela de solera. Sistema de evacuación n de escombros

11 Topos El ciclo de avance de un topo se compone de cinco fases: Fase 1: la máquina m es acodalada en el túnel. t Comienza la excavación. Fase 2: los cilindros de empuje del cabezal de corte llegan al final de su carrera. Se para la excavación. Fase 3: los soportes delanteros y traseros se extienden y se retraen los codales. EL cuerpo principal de la máquina m se desliza suavemente hacia delante. Fase 4: la máquina m se alinea usando el soporte trasero. Fase 5: los codales son extendidos y los soportes recogidos. La máquina está lista para iniciar un nuevo ciclo. 41 Escudos Los escudos se componen de una cabeza giratoria accionada por motores eléctricos que avanza mediante una serie de gatos perimetrales que se apoyan sobre el revestimiento ya colocado y que además s coloca el revestimiento definitivo retrayendo los gatos después s de cada ciclo de avance. 42 Escudos Los principales elementos de un escudos son: Cabeza Cuerpo de mando y controles Cilindros de empuje y erector de dovelas Back-up Escudos La cabeza normalmente incorpora picas y en ocasiones puede llevar también n discos. En terrenos muy variables puede incorporar discos y picas a la vez, de forma que los cortadores trabajan en el terreno duro sin intervención n de las picas y en los blandos los discos se embotan y trabajan las picas. Las cabezas disponen de una serie de aberturas a través s de las cuales el escombro arrancado pasa a una cámara c interior

12 Escudos El cuerpo de mando y controles, al igual que los motores, están n ubicados en el segundo cuerpo de la coraza. Los cilindros de empuje y el erector de dovelas están n ubicados en el tercer cuerpo de la coraza. Los cilindros de empuje están n repartidos por todo la periferia de la máquina m y están n equipados con zapatas articuladas que permiten un apoyo uniforme sobre la dovelas de revestimiento. Su recorrido marca el ciclo de avance, normalmente entre 1,2 y 1,5 metros. Cuando ha finalizado el ciclo de avance los cilindros se retraen y al amparo del tramo de coraza que queda libre se procede a colocar un nuevo anillo de revestimiento con la ayuda del Escudos Cuando el anillo está completamente cerrado se puede iniciar un nuevo ciclo de excavación n apoyando los cilindros de empuje contra el nuevo anillo colocado. El back-up es similar al de los topos. erector de dovelas Escudos Revestimiento por dovelas Hidroescudos Los hidroescudos o escudos de bentonita utilizan los lodos bentoníticos ticos para conseguir la estabilización n del frente del túnel. La inyección n de lodos además s de estabilizar el frente, ayudan al transporte mediante bombeo de los productos de excavación. Son máquinas m adecuadas para trabajar en terrenos difíciles, constituidos por arenas y gravas u otros materiales blandos y fracturados. El espacio de sobrecorte que realiza la tuneladora con relación al diámetro exterior del anillo se rellena con mortero inyectado, para evitar desplazamientos, roturas de las dovelas y asentamientos

13 Hidroescudos Escudos de presión n de tierras Estos escudos abarcan la totalidad de los terrenos que pueden presentar inestabilidades. Son especialmente recomendables en terrenos cohesivos debido a: su elevado rendimiento de extracción, la rentabilidad de su funcionamiento y su respeto al medio ambiente. Los escudos de presión n de tierras (EPB) utilizan la tierra excavada como medio de sostenimiento del frente. El material excavado se transfiere a una cinta transportadora a través s de un sinfín. n. El transporte del material al exterior se realiza mediante vehículos sobre raíles o camiones Escudos de presión n de tierras 51 Dobles escudos Los dobles escudos son tuneladoras con características mixtas entre el topo y el escudo. La característica principal es que está dotado de dos sistemas de propulsión n independientes donde el primero de éstos corresponde al sistema de propulsión n del escudo y el segundo con el del topo. El doble escudo es un escudo telescópico articulado en dos piezas que proporciona un sostenimiento continuo del terreno durante el avance del túnel. t Las distintas posibilidades de trabajo que ofrecen los dobles escudos permiten conseguir unos rendimientos próximos a los de los topos, que los escudos para roca dura no podrían conseguir. Al igual que los escudos para roca dura los dobles escudos permiten realizar túneles t a través s de terrenos con geología a cambiante e inestable que los topos no podrían realizar.

14 Dobles escudos El escudo delantero: : Sirve como estructura soporte de la cabeza de corte, contiene el rodamiento principal, la corona de accionamiento y los sellos interno y externo. El escudo trasero: : o escudo de anclaje, incorpora las zapatas de los grippers operables a través s de ventanas. En su parte posterior incorpora el erector de dovelas y los cilindros de empuje para la propulsión n en modo escudo normal. Excavación n con perforación n y voladura El sistema de perforación n y voladura se utiliza mucho ya que tiene ciertas ventajas frente a la excavación n con minadores o tuneladoras como: Es válido v para todo tipo de roca. Puede ejecutar todo tipo de secciones. Adaptabilidad a otros trabajos. Movilidad de los equipos. Reducida inversión n inicial Excavación n con perforación n y voladura El ciclo básico b en esta excavación n es: Perforación n de barrenos Carga del explosivo Voladura Evacuación n de humos y ventilación Saneo de los hastiales y bóvedab Carga y transporte de los escombros Sostenimiento Replanteo de la nueva voladura Equipos de desescombro La operación n de desescombro consta de tres fases: Acopio y carga Retirada del material del frente Transporte definitivo a vertedero Para la carga de material los equipos utilizados son: Palas cargadoras de volteo Cargadoras LHD Cargadoras convencionales Excavadoras de brazo corto Excavadoras convencionales

15 Equipos de desescombro Para el transporte de escombros se pueden utilizar: Sobre víav Dúmper y camión n convencional Camión n de perfil bajo Cintas transportadoras Transportadores de racletas Transporte por tubería Los factores que influyen en la selección n son: Sección n del túnelt Perfil longitudinal: pendientes y distancias. Material a transportar: fragmentación, n, granulometría, a, abrasividad, producción n de polvo, etc. Vertedero: localización y capacidad. Cargadoras de volteo Se componen de un bastidor montado sobre ruedas o cadenas. Sobre la plataforma horizontal del bastidor bascula la cuchara descargando por la parte trasera de la máquina m sobre el elemento transportador. Para distancias cortas es una máquina m muy efectiva. n y capacidad Cargadoras LHD Son equipos de carga, transporte y vertido. La principal característica de estas palas es su diseño compacto tanto en anchura como en altura. Su radio de giro es mínimo m (son articuladas) lo que le permite una gran maniobrabilidad en zonas estrechas. Son muy productivas en recorridos cortos o medios (hasta 1000 metros). Palas cargadoras y excavadoras En túneles t de sección n media y grande los equipos de volteo se sustituyen por palas cargadoras y excavadoras hidráulicas

16 Transporte Comparación n del transporte sobre vía v a y sobre neumáticos: El transporte sobre vía v a tiene un alto coste inicial (infraestructura ferroviaria). Los gastos de funcionamiento sobre vía v a son menores que los de los vehículos sobre neumáticos. El transporte sobre vía v a da mayores rendimientos ya que las vagonetas, guiadas por los raíles pueden ocupar mayor parte de la sección n y se pueden formar grandes trenes. El transporte sobre neumáticos se adapta mejor a las pendientes y si la sección n es grande pueden utilizarse maquinaria no específica de obras subterráneas. El transporte sobre vía v a es más m s ventajoso para secciones pequeñas y grandes distancias. Transporte sobre víav El transporte sobre vía v a se emplea en túneles t de secciones pequeñas y medianas y para longitudes de más m s de 1000 metros. Cuando en el frente del túnel t se completa la carga de un vagón n hay que desviarlo para dar paso al resto de los vagones vacíos, para esto se pueden emplear varios procedimientos: as y grandes distancias Ramal secundario: : un vagón n vacío o se coloca en el ramal secundario mientras los vagones cargados son retirados. Doble vía: v : se coloca al final de la vía v principal y se desplaza a intervalos regulares, en una vía v a se colocan los vagones vacíos y en la otra los llenos. Transporte sobre víav Elevador de vagones: : eleva el vagón n vacío o mientras el cargado pasa por debajo. Camión n de perfil bajo Cuando la distancia de acarreo supera los 800 metros es conveniente separar las operaciones de carga y transporte. Los camiones de perfil bajo se adaptan perfectamente a la sección n del túnel. t Cambio lateral: : se mueve un vagón n vacío o a un costado del túnel mientras son retirados los vagones cargados

17 Cintas transportadoras Las cintas transportadoras cada vez se utilizan más m s debido a la necesidad de asegurar altos rendimientos. En túneles t largos con métodos m de excavación n clásicos y sobre todo con máquinas m integrales, el empleo de las cintas siempre puede ser contemplado. Las principales ventajas son: Altas capacidades de transporte. Operación n continua. Adaptables a cualquier tamaño o de túnel t y pendiente. Necesidad de poco espacio para su instalación. n. Bajos costes de operación n y mantenimiento. Accionamiento eléctrico. 65 Cintas transportadoras Los principales inconvenientes son: Fuertes inversiones iniciales. Limitación n en el tamaño o máximo m de roca a transportar. Precisa de un sistema de almacenamiento en el frente de avance. Necesidad de diseños especiales en tramos curvos. Aparición n de problemas si en el material de carga tiene agua. 66 Transportador de racletas Consta de unos canales de chapa soldada sobre la que se desliza el material arrastrado por racletas de acero transversales unidas por una, dos o tres cadenas. Lateralmente los canales disponen de unas guías tanto superiores como inferiores, que además s de contener el material, controlan las trayectorias de las cadenas y las racletas. Los canales pueden doblarse varios grados en sentido horizontal y vertical, permitiendo una mayor adaptabilidad al suelo del frente de avance. El motor de accionamiento puede ser eléctrico o de aire comprimido. 67 Transportador de racletas Suele utilizarse entre el equipo de excavación n y el sistema principal de transporte. 68

18 Transporte por tubería El transporte por tubería a se utiliza trabajando conjuntamente con una máquina m integral. Los materiales arrancados por la máquina m de avance llegan a través s de un transportador helicoidal a una parrilla cribadora y el material pasante al depósito de carga. Desde allí una cinta lo transporta al equipo de machaqueo, que suele ser un molino de impactos, donde se tritura y posteriormente se mezcla con agua. Esta masa se bombea sin dificultad a la tubería a de transporte. La instalación n completa se desplaza arrastrada por la máquina m de excavación. 69 Sostenimiento de túneles t El sostenimiento es el conjunto de elementos que se colocan en una excavación n subterránea para contribuir a su estabilización. Existen varios procedimientos de sostenimiento: Con bulones Con hormigón n proyectado Con entibación n metálica El bulonaje es una técnica t de sostenimiento que consiste en anclar en el interior de las rocas una barra de material resistente, que aporta una resistencia a tracción, y confinar al macizo rocoso. Ventilación n de túneles t La necesidad de mantener dentro de los túneles, t en su construcción n o explotación, una atmósfera respirable, no tóxica y en condiciones ambientales óptimas obliga a renovar el aire mediante los sistemas de ventilación, n, para impedir que los gases y humos generados en las distintas fases de construcción n o por los vehículos de motor alcancen unas concentraciones límite l predeterminadas. Las diferencias entre la ventilación n en la fase de construcción y de explotación n son que en la fase de construcción n se emiten más s contaminantes, principalmente en la zona del frente de avance y que los operarios están n allí durante toda su jornada de trabajo. Ventilación n de túneles t El sistema de ventilación n de un túnel t en explotación n será permanente mientras que durante la construcción n se debe ir adaptando a los cambios que se vayan produciendo al ir avanzando el proyecto o a lo largo de una jornada. Otra diferencia importante es que en la fase de construcción el túnel t sólo s tiene una entrada por lo que la ventilación n debe conseguirse asegurando la circulación n de aire desde la entrada hasta el frente de avance. La ventilación n puede ser: Soplante Aspirante

19 Ventilación n en construcción Ventilación n en construcción Ventilación n soplante Se instala una conducción n a través s de la cual circula aire desde el exterior hasta el frente de avance. El tapón n de humos, gases y polvo que ocupa el fondo del túnel es removido por el aire fresco soplado por la tubería siendo así diluido y empujado a lo largo del túnel t hasta su emboquille por donde es expulsado hacia el exterior Ventilación n en construcción Las ventajas de la ventilación n soplante son: Fácil instalación. n. Permite tuberías de lona de fácil f manejo. Es más m s económica. El aire se conduce rápidamente r y llega al frente en buenas condiciones. El chorro de aire que sale del conducto es capaz de remover los gases y humos del frente. Menor potencia instalada. Menor pérdida p de carga. Los inconvenientes son: Los gases de voladura han de circular por el túnel. t El polvo puede crear problemas de visibilidad El polvo puede crear problemas de visibilidad. Ventilación n aspirante Ventilación n en construcción Se aspira el aire que ocupa el frente de avance mediante una tubería a de ventilación. n. El aire entra por la boca del túnel t y atravesando toda su sección n llega hasta el frente de avance mezclándose así con los distintos contaminantes que puedan existir. Un ventilador acoplado a la tubería a hace que el aire del frente entre en ésta y sea expulsado por su otro extremo al exterior del túnel. t

20 Ventilación n en construcción Las ventajas de la aspiración n aspirante son: Los gases y el polvo retornan por la tubería a evitando que los respire el personal. Tras el disparo de las voladuras los gases y humos se eliminan rápidamente. r Los inconvenientes son: Requiere una tubería a rígida r o si es de lona deben estar armadas con espiral de acero. El aire entra por el túnel t lentamente a lo largo del túnel. t La ventilación n aspirante deja algunas zonas del frente mal ventiladas. Mayor potencia instalada. Mayores pérdidas p de carga. Ventilación n en construcción Ventilación n por aspiración n e impulsión n sucesivas Primero se realiza una fase de aspiración n durante la cual se elimina la fracción n de humos situada cerca de la tubería. A continuación n se sopla por la misma tubería a de forma que se pueda limpiar la zona comprendida entre el extremo de la tubería a y el frente. Ventilación n aspirante y soplante simultáneas En esta caso son necesarias dos tuberías provistas cada una de un ventilador. rdidas de carga Ventilación n en construcción Existen dos tipos de ventiladores: Ventiladores centrífugos fugos: : el aire entra por un oído o central y es aspirado por centrifugación n en una rueda de álabes, de donde es impulsado a la voluta cuya sección n va creciendo hasta alcanzar el orificio de salida, llamado difusor. Ventiladores axiales o helicoidales: : consta de un conducto cilíndrico en el que hay una hélice h construida con unas paletas fijadas sobre un cubo. El aire entra y sale paralelamente a la máquina. m Ventilación n en explotación Normalmente la ventilación n debido al tiro de aire natural no es suficiente por eso debe disponerse ventilación n forzada. Existen tres esquemas: Ventilación n longitudinal: se instalan ventiladores en la bóveda o hastiales que impulsan aire a lo largo del túnel. t 79 80

21 Ventilación n en explotación Ventilación semitransversal: el aire fresco se distribuye a lo largo del túnel t mediante un canal paralelo al mismo provisto de toberas a intervalos regulares. El aire viciado corre a lo largo del túnel t saliendo por sus embocaduras. Ventilación n en explotación Ventilación n transversal: además s del canal de inyección n del aire fresco, se coloca otro también n con toberas que aspira un volumen de aire viciado igual al inyectado