Las excavaciones en túnel

Transcripción

1 Entibaciones de túneles: el método tradicional de Madrid Después de haber trabajado muchos años en las distintas obras del metro de Madrid, utilizando diferentes métodos, el autor nos cuenta en este artículo su experiencia y los cambios más significativos que ha vivido. Antonio Moreno Ontañón, Ingeniero Técnico de Obras Públicas Las excavaciones en túnel para las obras del FC. Metropolitano de Madrid se han realizado con un sistema característico, que con las variantes que más adelante trataremos, se ha venido utilizando desde los primeros trabajos realizados. El sistema belga como fue conocido en sus orígenes -sin que se sepa por qué-, dio paso al método tradicional de Madrid, llamado así por su implantación y desarrollo en nuestra capital. Sin embargo, éstos no han podido abandonarse por diversas razones. Por un lado, la ejecución de túneles cuya longitud o sección no permiten realizar la fuerte inversión que una tuneladora requiere. Y, por otro, la realización de secciones inclinadas o en zonas urbanas de difícil ubicación o acceso para las complicadas instalaciones auxiliares. Como ejemplo de lo afirmado baste decir, que entre los años 1995 y 2007 se han construido 151 Km. de túnel, de los que en 17 ha sido utilizado el procedimiento tradicional. DIFERENTES ETAPAS Mis años de trabajo en obras subterráneas en Madrid me han permitido vivir tres etapas: La primera desde el año 1961 hasta 1969, en que la construcción de túneles urbanos se realizaba en su totalidad por procedimientos manuales siguiendo la tradición del ya citado sistema belga. Sección de túnel entibada únicamente con madera La segunda, a partir de 1969, cuando se introducen algunos cambios significativos en el sistema, junto a la utilización de las primeras tuneladoras de frente abierto. Y por fin, la tercera que arranca en el año 1995, cuando se inician los trabajos con las tuneladoras EPB que permitieron, y permiten, realizar longitudes de túnel para FC. Metropolitano con unos rendimientos impensables con nuestros sistemas tradicionales. Sección de túnel cerchada para ejecutar la bóveda de ladrillo 38

2 profundas de hormigón, estampidores a diversas alturas y losas de hormigón o vigas prefabricadas en el cierre superior), con lo que se evitan, en general, galerías o accesos realizados en mina, al inscribirse estos, dentro del recinto limitado por las citadas pantallas. Sección túnel según el método tradicional Madrid Los puntales centrales son de refuerzo hasta hormigonar el anillo SISTEMAS DE ENTIBACIÓN UTILIZADOS En el año 1961 comencé a trabajar en la línea de Metro de Ventas a Arturo Soria, hoy línea 5, continuando en 1964 con la prolongación de Ventas a Callao perteneciente a la misma línea. En ellas se emplearon sistemas de entibación con uso exclusivo de madera. El revestimiento en bóvedas y hastiales era de fábrica de ladrillo macizo tanto en el túnel de línea como en las estaciones, cuya ejecución se realizaba de igual forma. Actualmente estas últimas se ejecutan a cielo abierto (pantallas La sujeción del terreno excavado según el antiguo sistema, se inicia con la perforación manual de una galería de avance, configurándose la entibación con el empleo de longarinas de madera en rollizos de entre 20 y 24 cm. de diámetro, acodaladas con transillones (o tresillones) del mismo material y menor diámetro, entre 10 y 15 cm. Sobre aquéllos, descansaba la tabla de álamo negro de 2,5 cm. de espesor y 25cm. de anchura que constituye el forro de entibación en contacto con el terreno (Fig.1). Como puede observarse el sistema de excavación se realizaba

3 en secciones pequeñas, evitando terreno sin cubrir por la tabla y relevando el apeo de longarinas, de tal forma, que el brazo que queda en ménsula sea el menor posible y durante un breve espacio de tiempo. Al ejecutar la bóveda con fábrica de ladrillo, la tabla de entibación quedaba apoyada en la propia fábrica, relevándose longarinas y puntales mediante la transferencia del pase (centro de las tablas) a las cerchas, por medio de un tablón longitudinal de apeo y puntales (enanos) verticales (Fig. 2). Las fábricas se iniciaban simultáneamente en ambos lados, con lo que se trataba de equilibrar los esfuerzos transmitidos a cimbra y tablón de encofrado (apoyo de la fábrica). Mientras las bóvedas se ejecutaban con los materiales apuntados y, con mayor antigüedad, mampuestos o elementos colocados a mano, los sistemas de entibación únicamente con madera dieron un buen resultado. Era en aquellos momentos lo único posible. La madera era abundante y a ello se unía la existencia de un personal trabajador, los entibadores, que la manejaban con gran habilidad y oficio tanto en su preparación como en el montaje. Estos entibadores conocían los terrenos de Madrid donde habían desarrollado su actividad durante bastantes años y, aunque procedentes de zonas donde los terrenos eran distintos o incluso roca, su sensibilidad para advertir su comportamiento hacía de ellos hombres especialmente considerados. Concluido un anillo (2,50 m. de longitud) su trabajo consistía en el relevo indicado de longarinas, así como el control de la entibación ejecutada y su refuerzo en caso de que empujes del terreno no esperados lo requiriesen. En definitiva, la existencia de esta categoría laboral daba seguridad a 40

4 lizando el hormigón como revestimiento y abandonando la fábrica de ladrillo, de menor resistencia y mayor coste de ejecución. Con anterioridad a nuestro planteamiento, se habían construido túneles con hormigón utilizando el mismo sistema de entibación con madera empleado en la excavación de nuestros túneles de fábrica de ladrillo. El hormigonado, ejecutado con bombas o incluso a mano, tropezaba con el inconveniente del relevo de las longarinas para evitar su incorporación al espesor de la fábrica en construcción. Para ello, se ejecutó la entibación por la parte exterior de la bóveda propiamente dicha con el consiguiente aumento en la excavación, así como el necesario apoyo sobre el encofrado a través de puntales (enanos), de la parte posterior de la entibación para proceder al hormigonado. (Fig. 3). La madera en todo caso quedaba como material entre terreno y hormigón cuya putrición, con el paso del tiempo junto a la propia de la tabla, podría colaborar a ulteriores asientos del terreno, con reflejo en la superficie en túneles de profundidad inferior a los ocho metros, lo que posteriormente se consideró un diámetro en las máquinas tuneladoras. La ejecución de inyecciones de contacto envolvía en lechada de cemento la madera, lo que unido al relleno de huecos minimizaba el efecto de asientos antes indicado. En el año 1969 se nos planteó la necesidad de construir los túneles utilos trabajos en los túneles de Madrid, procurando las empresas cuidar a estos hombres, cuyo oficio ha ido desapareciendo con el paso del tiempo. El ascenso de algunos de ellos a encargados y capataces ha permitido mantener una enseñanza por parte de estos Figura 4 a aquellos que se incorporaban a este tipo de trabajo. REVESTIMIENTO DE CON HORMIGÓN Es evidente que con la ejecución con fábrica de ladrillo, el mortero se llevaba hasta la propia tabla con lo que se conseguía la nula existencia de huecos entre madera y fábrica, cosa bastante probable en el hormigón bombeado e incluso colocado manualmente. NUEVOS MATERIALES CONSTRUCTIVOS En el año 1969 Duro Felguera empezó la comercialización de los perfiles Omega que fueron ofrecidos a MZOV, Compañía de los 41

5 ferrocarriles de Medina del Campo a Zamora y de Orense a Vigo, a través de Eduardo Sánchez Várez y Enrique Pérez Galdós, director y jefe del grupo de obras de Metro respectivamente. Pensaron que sería conveniente su utilización como elementos de entibación y me encomendaron su encaje en las secciones de excavación como elementos de sustitución de las longarinas de madera. Por entonces se iniciaba la construcción del tramo de la línea 6 de Metro de Madrid entre Plaza de Roma (hoy Manuel Becerra), y Pacífico del que yo era jefe de obra. Junto a los entonces delineantes, posteriormente ayudantes de obra, Albino Moreira y Carlos Momblan empezamos a dibujar secciones y cabezas de puntales de entibación, con gran entusiasmo y mucho trabajo. Cuesta mucho encajar todo aquello que el continuado uso hace con el tiempo sumamente fácil. Comenzamos por situar las longarinas metálicas en la misma posición que ocupaban las de madera. Sin embargo, y después de muchas vueltas pensamos que la forma del perfil nos permitiría apoyarlo en los perfiles que situados en el anillo anterior, sobresalían de este en una longitud como mínimo de 25cm, con lo que el problema del relevo del puntal posterior de la excavación quedaba suprimido al no existir (Fig. 4). La excavación se prolongaba esos 25cm, que quedaban fuera de la bóveda hormigonada, apoyadas en los puntales correspondientes, siempre fuera del hormigón. Los puntales mencionados se coronaban con una cabeza metálica en su extremo, cuya rigidez nos aseguraba siempre la transferencia de esfuerzos a aquella sin que tuviéramos nunca problemas 42 de rotura o fisuras en la madera, así como de escapes laterales de la entibación longitudinal (longarinas) de su apoyo (Fig. 5). Hemos visto en alguna entibación que la coronación de los puntales se reducía a un biselado de su cabeza (Fig. 6). La debilidad de esta zona disminuye su resistencia como elemento de apoyo. Si bien es verdad que ahora la utilización de este sistema transcurridos 38 años desde su comienzo está generalizado, con el defecto en algunos casos apunta- do, no fue tan fácil al principio. Los entibadores a los que antes aludía, que manejaban con tanta soltura la madera, se mostraron tan reacios a cambiarla por los perfiles metálicos, que hubo que emplear mucha paciencia y algún grito hasta conseguir convencerles de que el sistema era imprescindible para hacer los túneles de hormigón. Por otra parte, y sin que se tuviera en cuenta en el cálculo, nos encontramos finalmente con una bóveda armada por unos perfiles metálicos y cosidas por esos mismos perfiles que sobresalían 25 o 30cm. al final de cada anillo, y principio del siguiente. Ambas circunstancias benefician estructuralmente al túnel, sin que ello fuera lo que movió al cambio de entibación. Los perfiles omega utilizados hoy obedecen a distintas características en peso de los que utilizamos en los primeros momentos. No obstante no se pretende justificar numéricamente la entibación, lo que se ha hecho en algunas ocasiones, sino mas bien queremos recordar, una primera vez en que tuvimos el privilegio de colaborar.