GALERÍA SUBTERRÁNEA DE CONEXIÓN EN COMPLEJO VINÍCOLA

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1 GALERÍA SUBTERRÁNEA DE CONEXIÓN EN COMPLEJO VINÍCOLA Fco. de Asís Ramírez (P), Andrés Seco, Víctor López Universidad Pública de Navarra Campus de Arrosadía, s/n PAMPLONA (ESPAÑA) RESUMEN Las obras de ampliación de unas bodegas en la comunidad autónoma de La Rioja implicaban la construcción de un nuevo edificio aislado, separado del resto de las instalaciones por una carretera abierta al tráfico general y que constituye el acceso desde el núcleo urbano donde se localiza la bodega a la N-232. Para un adecuado funcionamiento del conjunto de las instalaciones se hacía necesaria la conexión interna e independiente de todo el complejo sin necesidad de interrumpir o crear interferencias con el tráfico del vial. Con estos condicionantes de partida se adoptó como solución una conexión subterránea que comunicara las instalaciones por debajo del vial de modo que posibilitara los movimientos internos independizándolos del tráfico general exterior. Básicamente las obras han consistido en la excavación en mina de una galería de conexión entre los dos edificios a nivel de sótano y la construcción de una estructura de sostenimiento para evitar derrumbes que a largo plazo pudieran producirse por la disgregación de la arenisca que forma la roca matriz. Desde el punto de vista estructural se ha diseñado un marco de hormigón armado de 20,89 m de longitud con pendiente ascendente hacia las nuevas instalaciones del 4,31% y con unas dimensiones interiores de 2,00 m de anchura por 2,50 m de altura. La decisión adoptada de efectuar una conexión subterránea entre edificios independiza los movimientos internos del establecimiento de cualquier tipo de afección presente o futura sobre su entorno inmediato. La elección del sistema constructivo (excavación en mina) ha permitido ejecutar la obra sin producir afecciones al tráfico de la carretera. Las obras de ampliación de unas bodegas en la comunidad autónoma de La Rioja implicaban la construcción de un nuevo edificio aislado, separado del resto de las instalaciones por una carretera abierta al tráfico general y que constituye el acceso desde el núcleo urbano donde se localiza la bodega a la N-232. El Plano nº 1 recoge la posición relativa de las edificaciones a conectar así como la afección sobre la carretera mencionada

2 Plano nº 1: Localización en planta Para un adecuado funcionamiento del conjunto de las instalaciones se hacía necesaria la conexión interna e independiente de todo el complejo sin necesidad de interrumpir o crear interferencias con el tráfico del vial. Con estos condicionantes de partida se adoptó como solución una conexión subterránea que comunicara las instalaciones por debajo del vial de modo que posibilitara los movimientos internos independizándolos del tráfico general exterior. En el Plano nº 2 se incluyen la sección longitudinal de la galería (indicando cotas y pendientes), y una sección transversal donde se representa esquemáticamente el marco que constituye la estructura resistente. Plano nº 2: Sección longitudinal y transversal

3 Básicamente las obras han consistido en la excavación en mina de una galería de conexión entre los dos edificios a nivel de sótano y la construcción de una estructura de sostenimiento para evitar derrumbes que a largo plazo pudieran producirse por la disgregación de la arenisca que forma la roca matriz. Desde el punto de vista estructural se ha diseñado un marco de hormigón armado de 20,89 m de longitud con pendiente ascendente hacia las nuevas instalaciones del 4,31% y con unas dimensiones interiores de 2,00 m de anchura por 2,50 m de altura. La decisión adoptada de efectuar una conexión subterránea entre edificios independiza los movimientos internos del establecimiento de cualquier tipo de afección presente o futura sobre su entorno inmediato. La elección del sistema constructivo (excavación en mina) ha permitido ejecutar la obra sin producir afecciones al tráfico de la carretera. GEOLOGÍA GEOTECNIA Como paso previo e indispensable se efectuó un completo estudio de caracterización del suelo al objeto de determinar la naturaleza de los terrenos: estado de los mismos, Nivel Freático, resistencia característica, etc., como datos básicos condicionantes en el proceso de excavación y para el diseño del sostenimiento de la galería a construir. Plano 3. Plano geológico de situación y corte estratigráfico El Plano nº 3 reproduce el mapa geológico del área donde su ubica la obra y el corte estratigráfico correspondiente a dicho enclave. La realización de una serie de catas y sondeos en la zona inmediata a la traza de la galería a ejecutar, permitió una caracterización completa del terreno del que como datos más significativos cabría citar: Materiales de origen continental con edades que oscilan entre el Paleógeno (Terciario Basal) y el Holoceno (Cuaternario)

4 Afloración extensa de sustrato rocoso con relieve escalonado en graderíos. Estratificación subhorizontal con buzamientos suaves. Sistema de diaclasado muy poco desarrollado y cerrado, sin presencia de agua ni rellenos. Resistencia característica en torno a Kp/cm 2. En consecuencia, a tenor de los resultados contrastados, desde el punto de vista geotécnico se extraían las siguientes conclusiones: Nivel freático: No existe nivel freático. No hay posibilidad de aparición de nivel freático. En el talud esta presencia de rezumes de agua de cuantía mínima según juntas en el nivel más superficial (alterado). Calidad del macizo: Los índices de calidad del macizo rocoso permiten definirlo como de tipo muy bueno. RQD del orden de % y RMR de Bienawski de (Clase I). Condiciones de excavación: Voladura. En su defecto uso de rozadura de gran potencia o uso continuado de martillo picador. Excavaciones: Estables, ausencia de agua. Excavaciones y avance estable sin sostenimiento. Recomendable control geomecánico durante el avance. Sostenimiento. Clase RMR I. Excavación a sección completa, con avance continuo a 3.00 metros. No necesidad de bulonado. No gunitado. No cerchas de sostenimiento. Se recomienda gunitado en clave para impermeabilización, debido al pequeño espesor de macizo (6.00 metros y vía con tránsito en superficie). Según Bienawski, para una longitud de pase de 15 metros, el tiempo de permanencia estable sin soporte para la galería considerada es de 1 a 2 años. Geométrica es posible, si bien remoto, un colapso en chimenea de la clave, después de la gradual descomposición del macizo por el efecto dren de la galería y la vibración inducida del tránsito en superficie (carretera). El peso en clave se ha calculado en Tm por metros de galería y en los dos emboquilles

5 ELECCIÓN Y CÁLCULO DEL SISTEMA ESTRUCTURAL Los informes geotécnicos señalaban en sus conclusiones que si bien la arenisca que conformaba el terreno era estable a corto plazo y por tanto no eran de esperar problemas en fase de excavación, a largo plazo podía originarse una gradual descomposición del macizo rocoso. Ante esta situación (susceptible de agravarse por el efecto vibratorio producido por el tráfico de la carretera), se optó por proyectar un elemento de sustentación consistente en un marco de hormigón armado al que por necesidades puramente funcionales de las propias instalaciones, se le dio una sección útil de 2,00 x 2,50 m. Para el cálculo estructural del marco de sostenimiento de la galería se ha utilizado el Método de los Elementos Finitos, considerando para el cálculo 4 módulos. Las acciones tenidas en cuenta para el cálculo han sido: De paso sobre la losa inferior. Sobre la losa superior: Dos cargas en superficie que han consistido la primera de ellas en una banda de 1 KN/m 2, y una segunda consistente en un carro de cargas (en tres posiciones diferentes) que representa el paso de vehículos pesados por la carretera que discurre en superficie. (Croquis 1 y 2) Croquis 1 Croquis 2 Método de Cálculo El modelo de cálculo utilizado es por elementos finitos triangulares tipo lámina gruesa tridimensional, que considera la deformación por cortante. Están formados por seis nodos, en los vértices y en los puntos medios de los lados,

6 con seis grados de libertad cada uno. Se realiza un mallado del marco en función de las dimensiones (espesores y luces). En cada nodo se obtienen, mediante un análisis elástico y lineal, ocho esfuerzos con los que se comprueba y dimensiona la sección de hormigón y el armado. A partir de los desplazamientos se comprueba la flecha, tensiones sobre el terreno, despegue de la losa de cimentación, etc. Como resultados más característicos cabría citar que el espesor de marco de los módulos varía entre 35 y 40 cm. ELECCIÓN DEL SISTEMA DE EJECUCIÓN La afección ambiental al entorno (ruido, polvo, etc.) como aspecto a considerar dada la proximidad de la obra al núcleo urbano, añadido a consideraciones de comodidad y seguridad del tráfico de la carretera afectada por las obras, hizo desechar en primera instancia cualquier sistema de excavación a cielo abierto. Quedaba por tanto por decidir como sistema constructivo el proceso en túnel más adecuado a la realización concreta de la obra. La elección del sistema constructivo a desarrollar entre los diversos sistemas clásicos adoptados en obras del tipo similar al que nos ocupa (voladura, avance por rozas o tuneladoras y avance a sección completa con martillo neumático y destroza), vino notablemente condicionada tanto por la ubicación concreta de la obra como por la elevada resistencia ( Kp/cm 2 ) del macizo rocoso a perforar. En efecto, la proximidad de un casco urbano y el escaso espesor del recubrimiento desaconsejaban el empleo de voladuras que pudieran ocasionar efectos indeseados como pudieran ser hundimiento de un tramo de carretera, vibraciones en los edificios del núcleo urbano, etc. Por otro lado, la elevada resistencia del macizo rocoso implicaba, caso de efectuar el proceso mediante tuneladora, la disponibilidad de un tipo de maquinaría específica, de la que era de esperar bajo rendimientos y por consiguiente encarecía de modo importante la ejecución de los trabajos. Con estos condicionantes, se adoptó como solución constructiva un sistema de avance a sección completa con martillo neumático y destroza sin sostenimiento temporal. La naturaleza y estado del terreno lo permitía y simplificaba sin duda la maquinaria y equipos a emplear en los trabajos. Las fotografías 1, 2 y 3 muestran distintos detalles del proceso de excavación de la galería. A pesar de las buenas características resistentes del macizo rocoso, y para mejorar la seguridad de la obra, se previó un gunitado en clave que sirviera como refuerzo en fase de ejecución de la obra

7 Fot 1. Boca de ataque Fot 2. Túnel de avance Fot 3. Detalle de avance y destroza CONCLUSIONES La organización funcional y la movilidad interna en instalaciones donde se desarrolla una determinada actividad, deben planificarse de modo que sean independientes de los sistemas generales de comunicaciones y minimicen las afecciones al entorno. En este sentido, la conexión subterránea constituye una solución a considerar y valorar a la hora de proyectar la comunicación interna en edificios separados. Como ventaja adicional se libera un espacio en superficie que puede ser acondicionado de modo que se mejore el entorno paisajístico y ambiental del conjunto de la instalación La realización de un estudio geotécnico previo permite, mediante un conocimiento exhaustivo del terreno, mayores posibilidades en la elección del sistema constructivo más idóneo al caso. La tecnificación progresiva (en medios humanos y materiales) de las empresas constructoras de tipo medio, permite hoy día emplear en obras cotidianas sistemas constructivos singulares que en el pasado solamente se llevaban a cabo en obras singulares y/o con fuertes presupuestos. La elección de sistema de ejecución de excavación en mina ha permitido realizar la obra sin afectar al tráfico de la carretera y minimizar las afecciones medioambientales al entorno durante el transcurso de los trabajos