Método de Excavación de Túneles

Revisemos en forma esquemática los diversos métodos clásicos empleados en la perforación de túneles y que se centran fundamentalmente en diferentes secuencias de excavación:

Método Inglés:recibe su nombre por haber sido aplicado en túneles 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 a sección completa del túnel, en una sola operación.

Método Belga:Se basa en los principios que permitieron la construcción, en 1828, del túnel del Charleroi en el canal que enlaza Bruselas y Charleroi.

Método Alemán:En este método se procede siguiendo el sistema de núcleo central, ver figura.

Método Alemán Modificado:Se aplica en el caso en que durante la operación de perforación del túnel a través de un terreno bastante firme, surja la aparición de agua, lo que origina una alteración en el método Clásico Alemán en cuanto a las etapas sucesivas de ataque del frente.

Método Austríaco:Los austríacos desarrollaron un plan de trabajo basado en la utilización de puntales de madera formando un sistema de entibación. La excavación se realiza como indica la figura.

Método Italiano:Consiste en extraer solo el medio arco más la galería central por la cual se retira la marina, luego se concreta el medio arco, luego se extrae el resto del material por zonas y se van concretando los muros (método similar al método belga).

Métodos Constructivos

Los métodos constructivos se clasifican en cuatro grupos, que se describen a continuación:

Excavación con explosivos:Durante muchos años ha sido el método más empleado para excavar túneles en roca de dureza media o alta, hasta el punto de que se conoció también como Método Convencional de Excavación de Avance de Túneles. La excavación se hace en base a explosivos, su uso adecuado, en cuanto a calidad, cantidad y manejo es muy importante para el éxito de la tronadura y seguridad del personal, generalmente se usa dinamita. La excavación mediante explosivo se compone de las siguientes operaciones:

• Perforación
• Carga de explosivo
• Disparo de la carga
• Evacuación de humos y ventilación
• Saneo de los hastiales y bóveda
• Carga y transporte de escombro
• Replanteo de la nueva tronadura

Excavaciones mecánicas con Máquina:Se consideran en este grupo las excavaciones que se avanzan con maquinas rozadoras; con excavadoras, generalmente hidráulica – brazo con martillo pesado o con cuchara, sea de tipo frontal o retro-; con tractores y cargadoras (destrozas) e, incluso, con herramientas de mano, generalmente hidráulicas o eléctricas.

Excavación mecánica con máquinas integrales no presurizadas:Esta excavación se realiza a sección completa empleando las máquinas integrales de primera generación o no presurizadas. Otro rasgo común es que, en general, la sección de excavación es circular.

Excavación mecánica con máquinas integrales presurizadas:La baja competencia del terreno suele asociarse a casos de alta inestabilidad y presencia de niveles freáticos a cota superior a la del túnel la primera solución aplicada a los escudos mecanizados abiertos para trabajar en estas condiciones fue la presurización total del Túnel.

Sección Transversal de un túnel

La figura muestra un esquema de la sección transversal de un túnel.

• Calzada bidireccional con pistas de 4m c/u
• Veredas peatonales de 0,85 m. a cada lado
• Canaletas de drenaje de filtraciones y derrame de líquidos
• Canaletas para ductos
• Gálibo útil vertical mínimo de 5m., en todas las pistas de circulación vehicular
• Pendiente longitudinal mínima, la que permita un adecuado drenaje.
• Zonas de aparcamiento en túneles de más de 1.000 m.

- Sección transversal de un túnel