Experiencias de la Confederación Hidrográfica Miño-Sil en Galicia en la ejecución de colectores de saneamiento mediante perforación en microtúnel con empuje simultáneo de tubería Ignacio Maestro Saavedra 1, Jose Piñeiro Aneiros 2, Benigno Antuña Álvarez 3 1 Jefe de Área de Gabinete de Dirección Técnica de la Confederación Hidrográfica del Miño-Sil 2 Unidad de servicios de dirección de proy. y obras para la DT de la CH Miño Sil Proyfe 3 Ingeniero técnico de la Confederación Hidrográfica del Miño-Sil imaestro@chminosil.es jpineiro@ciccp.es bantuna@chminosil.es Introducción La Confederación Hidrográfica del Miño-Sil, como heredera de extinta Confederación Hidrográfica del Norte, ha sido la encargada de la realización de muchos de los más importantes saneamientos ejecutados en Galicia desde el año 2000. En concreto aquellos que habían sido declarados de Interés General del Estado. Cuadro resumen de las obras de saneamiento ejecutadas por la C.H. Miño-Sil desde el año 2000 en Galicia. Dentro de los más de 150 kilómetros de tuberías, la mayor parte realizada en zanja, con el paso del tiempo ha ido ganando en importancia la colocación de tubería sin zanja en sus distintas variantes.
Objetivo El objetivo de esta ponencia es repasar las experiencias técnicamente más significativas en este tipo de actuaciones. Para ello se repasarán instalaciones de tuberías ejecutadas mediante: - Perforación dirigida. - Hinca de camisas de chapa: ejecutada mediante escudo abierto o con métodos mineros. - Hinca de tubería: con escudo abierto o cerrado Con trazados rectos o curvos, tanto planta como en alzado y ejecutados con muy diversos condicionantes externos (bajo el mar, bajo ríos, bajo vías de comunicación en servicio, etc.). Experiencia que en su conjunto presentan la evolución del estado del arte, en lo que se refiere a este método constructivo, en los últimos 10 años. Este resumen escrito recoge una ficha de cada uno de estos tajos más relevantes, con sus datos más significativos. Se trata de 17 actuaciones realizadas en las obras de Coruña, Ferrol, Santiago, Lugo y Ourense; que totalizan más de 4.500 metros de tubería, en diámetros interiores desde 250mm a. Finalmente, durante la presentación de esta ponencia se mostrará cómo se ha aplicado esta experiencia de manera práctica durante la redacción del Proyecto del Colector Interceptor General del río Sarela. Mejora del Saneamiento de Santiago de Compostela (A Coruña). En esta obra de los 2.700 metros de interceptor diseñados, 1.660 metros son en hinca; lo que representa más del 60% de su longitud y un cambio fundamental, las hincas ha dejado de ser un método constructivo secundario y han pasado a tomar un papel protagonista en las obras de saneamiento.
Mejora de la depuración y el vertido de Ferrol. Obra: Cruce e impulsión de A Malata TRAMO PR2 ESTACIÓN DE BOMBEO FCC Máquina empleada Escudo cerrado con presurización. Herrenknecht AVN 1800 502 m Nº estaciones intermedias 5 (separación 90 m) Recto Alzado Pendiente del 0,4% Inicio Enero 06 3,5 meses Pozo circular de 12 m de diámetro interior y 20 m de altura Pantallas de hormigón armado Relleno, arena, grava, fango y eluvial de esquisto Pozo circular de 25 m de diámetro interior y 30 m de altura Pantallas de hormigón armado y perforación y voladura Relleno, arena y granito Granito, esquisto, fango y arena Batimetría, once sondeos y ensayo compresión simple Las singularidades de esta hinca son las siguientes: cruce por debajo de la ensenada de A Malata y una gran alternancia en los materiales atravesados que dificultan enormemente la excavación. La hinca se desarrolla sin ninguna incidencia destacable
Mejora de la depuración y el vertido de Ferrol. Obra: Cruce e impulsión de A Malata TRAMO PR4 PR4 FCC Máquina empleada Escudo cerrado con presurización. Herrenknecht AVN 1800 96 m Nº estaciones intermedias 1 Recto Alzado Pendiente del 0,4% Inicio Octubre 05 1 mes Pozo circular de 9 m de diámetro y 8 m de altura Pantallas de hormigón armado Relleno, arena, grava y fango Pozo circular de 7 m de diámetro y 8 m de altura Pantallas de hormigón armado Relleno, arena y eluvial de esquisto Relleno, arena y fangos Dos sondeos y ensayo compresión simple Las singularidades de esta hinca son las siguientes: cruce por debajo de la carretera y una gran alternancia en los materiales atravesados que dificultan enormemente la excavación. En la parte inicial de la hinca se producen asientos en superficie (zona ajardinada)
Mejora de la depuración y el vertido de Ferrol. Obra: Cruce e impulsión de A Malata TRAMO PR4 PR5 FCC Máquina empleada Escudo cerrado con presurización. Herrenknecht AVN 1800 173 m Nº estaciones intermedias 1 Pozo circular de 9 m de diámetro y 8 m de altura Pantallas de hormigón armado Relleno, arena, grava y fango Zanja Retroexcavadora y martillo picador Relleno y esquisto muy fracturado Recto Alzado Pendiente del 0,4% GEOLOGÍA GEOTECNIA Inicio Noviembre 05 2 meses Arena, grava y esquistos muy meteorizados Tres sondeos y ensayo compresión simple Las singularidades de esta hinca son las siguientes: cruce por debajo de la carretera y una gran alternancia en los materiales atravesados que dificultan enormemente la excavación. En la parte inicial de la hinca se producen asientos en superficie (zona ajardinada)
Mejora de la depuración y el vertido de Ferrol. Obra: Emisario submarino de Cabo Prioriño TRAMO CÁMARA DE CARGA SALIDA A MAR UTE Acciona Infraestructuras - Acciona Agua Máquina empleada Escudo cerrado con presurización. Herrenknecht AVN 1800 528 m Nº estaciones intermedias 6 (separación 80 m) Pozo circular de 12 m de diámetro y 24 m de altura Perforación y voladura Granito Trinchera rectangular de 16 m de largo y 7 m de ancho Perforación y voladura Granito Dos curvas con radio de curvatura 500 m Alzado Pendiente del 5% y acuerdo vertical a la salida (pendiente 0%) Inicio Abril 09 6 meses Granito Batimetría, dos sondeos, ensayo cerchar y compresión simple Las singularidades de esta hinca son las siguientes: hinca submarina de gran longitud con salida al mar a la cota -30 m (para sacar la máquina tuneladora es necesario excavar una trinchera en el fondo del mar mediante perforación y voladura) y trazado complejo con cambio de alineación en planta y alzado. En la parte final de la hinca se produjeron problemas durante el empuje debido al rozamiento entre los tubos y las paredes perforadas
Mejora de la depuración y el vertido de A Coruña. Obra: Emisario submarino de Bens TRAMO CÁMARA DE CARGA SALIDA A MAR UTE Dragados - FPS Máquina empleada Escudo cerrado con presurización. Herrenknecht AVN 1800 Tramo Cámara de carga - Salida a mar 564 m Hormigón polímero Nº estaciones intermedias 6 (separación 80 m) Pozo circular de 12 m de diámetro y 14 m de altura Perforación y voladura Cuarzo - esquisto Trinchera rectangular de 16 m de largo y 7 m de ancho Perforación y voladura Ortogneis Recto Alzado Pendiente del 4,5% y acuerdo vertical a la salida (pendiente 0%) Inicio Enero 08 8 meses Cuarzoesquisto con distintos grados de meteorización y ortogneis Batimetría, tomografía eléctrica, tres sondeos, ensayo cerchar y compresión simple Hinca submarina de gran longitud con salida al mar a la cota -30 m (para sacar la máquina tuneladora es necesario excavar una trinchera en el fondo del mar mediante perforación y voladura). La hinca se desarrolla sin ninguna incidencia destacable
Saneamiento general de Santiago de Compostela. Obra: Interceptor general del río Sar. Tramo Pontepedriña EDAR Silvouta TRAMO PR12 PR11 Befesa Máquina empleada Escudo cerrado. Herrenknecht AVN 1800 140 m Nº estaciones intermedias 1 Característica Recto Alzado Pendiente del 0,4% Inicio Junio 2009 2 meses Rectangular de 10 m de largo, 6 m de ancho y 7 m de altura Retroexcavadora y martillo picador Suelo y esquisto fracturado Zanja de 7 m de largo, 4 m de ancho y 8 m de altura Martillo picador Suelo y granito Suelo y granito (sano y meteorizado) Dos sondeos, ensayo cerchar, tracción y compresión simple Las singularidades de esta hinca son las siguientes: cruce por debajo de dos carreteras y un río, y cambio de material pasando de granito meteorizado a suelo. Se relantiza el final de la hinca por problemas en el pozo de salida
Saneamiento general de Santiago de Compostela. Obra: Interceptor general del río Sar. Tramo Pontepedriña EDAR Silvouta TRAMO ALIVIADERO DE CONXO PR6 Befesa Máquina empleada Escudo cerrado. Herrenknecht AVN 1800 120 m Nº estaciones intermedias 1 Recto Alzado Pendiente del 0,4% Inicio Septiembre 2010 11 días Trinchera rectangular de 15 m largo, 7 m de ancho y 5 m de altura Martillo picador Granito meteorizado Zanja de 7 m de largo, 4 m de ancho y 4 m de altura Restroexcavadora Suelo Suelo y granito meteorizado Un sondeo, ensayo cerchar y compresión simple Las singularidades de esta hinca son las siguientes: proximidad a una edificación y a un río, y cambio de material pasando de granito meteorizado a suelo. La hinca se desarrolla sin ninguna incidencia destacable
Saneamiento general de Santiago de Compostela. Obra: Interceptor general del río Sar. Tramo Pontepedriña EDAR Silvouta TRAMO PR42 PR43 Befesa Máquina empleada Escudo cerrado. Herrenknecht AVN 1800 537 m Nº estaciones intermedias 6 (separación 80 m) Material exc avado Recto Alzado Pendiente del 0,6% Inicio Abril 11 3 meses Pozo rectangular de 12 m de largo, 8 m de ancho y 7 m de altura Martillo picador Granito meteorizado Trinchera rectangular de 10 m de largo, 6 m de ancho y 5 m de altura Martillo picador Granito meteorizado Granito (sano y meteorizado) Un sondeo, ensayo cerchar, tracción y compresión simple Las singularidades de esta hinca son las siguientes: paso por debajo de un río al inicio y gran longitud. La hinca se desarrolla sin ninguna incidencia destacable
Saneamiento general de Santiago de Compostela. Obra: Interceptor general del río Sar. Tramo Pontepedriña EDAR Silvouta TRAMO PR44 PR43 Befesa Máquina empleada Escudo cerrado. Herrenknecht AVN 1800 335 m Nº estaciones intermedias 4 (separación 90 m) Recto Alzado Pendiente del 0,8% Inicio Enero 2011 1 mes Pozo circular de 11 m de diámetro y 11 m de altura Pantalla de hormigón armado Suelo residual y esquisto Trinchera rectangular de 10 m de largo, 6 m de ancho y 5 m de altura Martillo picador Granito meteorizado Suelo residual y jabre Cinco sondeos, ensayo cerchar, tracción y compresión simple Las singularidades de esta hinca son las siguientes: proximidad a edificaciones y paso por debajo de varias carreteras. La hinca se desarrolla sin ninguna incidencia destacable
Saneamiento general de Santiago de Compostela. Obra: Interceptor general del río Sar. Tramo Pontepedriña EDAR Silvouta TRAMO PR44 PR45 Befesa Máquina empleada Escudo cerrado. Herrenknecht AVN 1800 198 m Nº estaciones intermedias 2 (separación 90 m) Recto Alzado Pendiente del 0,8% Pozo circular de 11 m de diámetro y 11 m de altura Pantalla de hormigón armado Suelo residual y esquisto Trinchera rectangular de 7 m de largo, 5 m de ancho y 5 m de altura Retroexcavadora Suelo residual Suelo residual y jabre Tres sondeos Inicio Marzo 2011 12 días Las singularidades de esta hinca son las siguientes: proximidad a edificaciones y paso por debajo de una carretera. La hinca se desarrolla sin ninguna incidencia destacable
Mejora del saneamiento de Ourense. Obra: Colectores generales e interceptores de la margen derecha del río Miño. Tramo Puente Nuevo - Balneario TRAMO PR2 PR1 Ferrovial Geosa Máquina empleada Escudo cerrado. Herrenknecht AVN 1200 202 m 1200 mm Nº estaciones intermedias 3 (separación 55 m) Material exc avado Pozo circular de 9 m de diámetro y 12 m de altura Pantalla de pilotes y perforación y voladura Relleno, aluvial de gravas y granito Pozo circular de 9 m de diámetro y 14 m de altura Martillo picador Aluvial de gravas y granito Recta Alzado Pendiente del 0,5% Inicio Junio 09 2,5 meses Granito Dos sondeos y ensayo compresión simple Las singularidades de esta hinca son las siguientes: paso por debajo de una carretera y cruce del río Miño. Al final de la hinca se produjeron problemas en el empuje de los tubos como consecuencia del elevado rozamiento de éstos con el terreno
Mejora del saneamiento de Ourense. Obra: Colectores generales e interceptores de la margen derecha del río Miño. Tramo Eiras Vedras - Tarascón Tipo de hinca TRAMO PR1 PR2 UTE Comsa - Proyecom Galicia Restitubo Perforación Horizontal Dirigida Dos tramos de 288 m 250 mm Polietileno En superficie mediante trinchera Retroexcavadora Relleno y aluvial de gravas En superficie mediante trinchera Retroexcavadora Aluvial de gravas y suelo residual de granito Recta Alzado Curva con pendiente de entrada de 30º Inicio Diciembre 08 5 meses Aluvial de gravas con matriz arenosa, suelo residual y granito (de moderadamente alterado a sano) Dos sondeos y ensayo compresión simple Las singularidades de esta hinca (perforación horizontal dirigida) son las siguientes: paso por debajo de una carretera, cruce del río Miño y gran alternancia en los materiales perforados. Durante el escariado se produjo un desgaste excesivo del escariador debido a la alta resistencia mecánica del terreno por lo que fue necesario paralizar la perforación y cambiar el escariador
Mejora del saneamiento de Ourense. Obra: Colectores generales e interceptores de la margen derecha del río Miño. Tramo Eiras Vedras - Tarascón Tipo de hinca Recta Alzado Pendiente 1% Inicio Noviembre 09 2 meses TRAMO P0 ALIVIO MIÑO UTE Comsa - Proyecom Galicia Restitubo/Hincas y trabajos mineros Hinca metálica 45 m 1000 mm Metálica (interiormente poliéster de 600 mm diámetro) Zanja de 4 metros de profundidad Retroexcavadora Relleno antrópico En superficie mediante trinchera Retroexcavadora Relleno antrópico Relleno antrópico y roca Un sondeo y ensayo compresión simple Las singularidad de esta hinca metálica es el paso por debajo de una carretera. A mitad de la hinca hay un cambio de material pasando de suelo a roca. Como consecuencia de ello, y ante la imposibilidad de continuar la excavación con esta máquina se finaliza la hinca por métodos mineros
Mejora del saneamiento de Ourense. Obra: Colectores generales e interceptores de la margen derecha del río Miño. Tramo Eiras Vedras - Tarascón Tipo de hinca Recta Alzado Pendiente 1% Inicio Febrero 09 1 mes TRAMO BOMBEO MIÑO EDAR PR9 UTE Comsa - Proyecom Galicia Restitubo/Hincas y trabajos mineros Hinca metálica 51 m 1000 mm Metálica (interiormente PRFV de 500 mm diámetro) Pozo de bombeo Retroexcavadora Relleno antrópico (grava con arenas) En superficie mediante zanja Retroexcavadora Relleno antrópico (grava con arenas) Rellenos antrópicos (gravas con arenas) Un sondeo, dos catas y ensayo compresión simple La singularidad de esta hinca metálica es el paso por debajo de dos carreteras. Cuando se llevan excavados 20 m el terreno atrapa la camisa metálica impidiendo su avance. Para solucionar este problema, se decide continuar la excavación con una camisa metálica de diámetro inferior (800 mm)
Mejora del saneamiento de Lugo. Obra: Colectores generales del río Miño. Tramo Nacional VI - EDAR Máquina empleada TRAMO PR5 PR9 Dragados Mecanotubo Escudo cerrado. Herrenknecht AVN 1600E 621 m 1600 mm clase V (L=3 m) Nº estaciones intermedias 7 (separadas entre 60 y 90 m) Pozo rectangular de hormigón armado. Profundidad: 3,67 m Retroexcavadora y martillo picador Relleno de tierra vegetal y bolos sobre esquistos inalterados Pozo rectangular de hormigón armado. Profundidad: 4,78 m Perforación y voladura Esquistos Curva de radio constante 850 m Alzado Pendiente 0,2 % GEOLOGÍA GEOTECNIA Inicio Agosto de 2007 7 meses Esquistos con betas de cuarcita Tres catas, ensayo cerchar y compresión simple La necesidad de acometer esta hinca, más larga y complicada (directriz curva en planta), surge debido a un fallo de interpretación del estudio geotécnico (geofísica), que identificó como roca la existencia de un relleno antrópico de bolos en el pozo de ataque, y que impedía su excavación y la propia ejecución de la hinca debido a la existencia de un nivel freático conectado con el río Miño. Durante la ejecución de la hinca se produjeron atascos por la presencia de finos