DRENAJE EN TÚNELES Y ERRORES HABITUALES.

Este post está muy enfocado a detectar e intentar arreglar errores en la ejecución de túneles que son muy habituales:

En fase de excavación, la presencia de agua en un túnel ocasiona graves problemas de avance, la disminución de la resistencia del macizo, el aumento de presiones en el sostenimiento, hinchamientos y reblandecimientos, disoluciones de materiales salinos, etc.

En fase de explotación y dependiendo de la tipología de la estructura ejecutada surgen problemas de filtraciones de agua, humedades, colmatación de drenajes, asentamientos de edificaciones cercanas, que dependiendo del número de instalaciones que deba poseer el túnel (Catenaria, fibra óptica, …) pueden causar graves problemas de mantenimiento.

Las investigaciones hidrogeológicas se basan en modelos matemáticos que intentan evaluar las presiones y caudales a lo largo del túnel.  Entre otros factores, el anejo de cálculo hidrogeológico del túnel debería evaluar las variaciones de nivel freático previstas, zona de influencia, estimación de los caudales previsibles, etc.

Debido a la orografía donde he desarrollado mi experiencia profesional indica que en 95% de los casos ha habido que realizar obras complementarias, de reposición de abastecimientos y captaciones de agua a núcleos rurales o bien expropiaciones y/o reposiciones de pozos de agua.

Para el dimensionamiento del drenaje en túneles hay que tener en cuenta una serie de premisas básicas, algunas de ellas recogidas en la propia normativa de ADIF:

•  En el caso de túneles, se procurará reducir en lo posible la entrada de escorrentía procedente de las trincheras de acceso, en especial estudiando soluciones alternativas (p.e. obra elevada ODE) para dar continuidad a las “vaguadas colgadas”.

En este caso, mi recomendación es prohibir directamente la entrada de aguas de escorrentía en el túnel. En el caso de emboquilles desfavorables al drenaje del túnel, se pueden ejecutar perfectamente obras de drenaje complementarias, como p. ej. la ejecución de colectores en contra-pendiente que evacúen el agua hacia fuera de la red de drenaje del túnel.

• En túneles no se proyectará un punto bajo en acuerdo cóncavo, ni tampoco una rasante inferior a 5 milésimas, salvo donde exista un acuerdo convexo o cuando se adopten medidas específicas para garantizar la escorrentía longitudinal.

En obras ferroviarias en España, y normalmente, el drenaje en túneles se dispone a través de un colector longitudinal central dispuesto a lo largo del mismo.

En el párrafo anterior se indica “normalmente” porque en el caso de obras ferroviarias ejecutadas por el Ministerio de Fomento en ciertas direcciones se exigía la construcción de dos colectores dispuestos bajo las aceras, en sustitución del colector central.

 COLECTOR CENTRAL.

Este colector es fundamental en la construcción de un túnel, en su vida útil y en su mantenimiento. Dada la disposición del mismo, y debido a que sobre él se ejecuta el relleno de la contrabóveda y la supraestructura de la vía su correcta definición es básica para garantizar la durabilidad y funcionalidad de la obra ejecutada.

El error (1) más habitual en la ejecución de este colector consiste en no verificar su anejo de cálculo en el proyecto. Por norma habitual, el cálculo establece un diámetro interior de tubo necesario. En cambio, tanto en los cuadros de precios como en el presupuesto dicho tubo se define como tubo coarrugado de diámetro “xxx” mm.

Los tubos de hormigón se denominan siempre por su diámetro interior y los de plástico por su diámetro  exterior, lo que simplifica la gama de accesorios para los tubos de plástico. Cogiendo al azar las características técnicas de un tubo de este tipo, se obtiene:

En este caso, si se coloca un tubo de diámetro exterior 600mm aproximadamente se obtiene un diámetro interior de 545,20, es decir, un 13,46% inferior al diámetro “teórico” exigido en proyecto.

El segundo error (2) para mí más común en intentar ahorrar dinero en este colector. De este tubo depende la red de drenaje completa del túnel, y debido a la enorme dificultad y complejidad de los cálculos que se deben realizar a efectos de evaluar los caudales previstos en proyecto, por pliego debería prohibirse en un primer lugar dicha modificación ,a la baja, y en segundo lugar exigir la realización de un aforo de los caudales drenados por el túnel durante su construcción a efectos de evaluar la posibilidad del incremento de su diámetro. Hay que recordar que los acuíferos se recargan en función de las precipitaciones, las cuales son variables de un año a otro por lo que dichas resoluciones se deben adoptar tomando un período de retorno adecuado.

Para la “Sección en vías generales. Sección tipo túnel. Vía única recta” de las normas de ADIF para secciones tipo del año 2011 me he llevado una sorpresa, puesto que la disposición del colector interfiere directamente con la contrabóveda ejecutada.

La ejecución de contrabóveda depende de las características geotécnicas del terreno. Como en algún otro post hablaremos sobre la ejecución de contrabóvedas y/o soleras adelantaré que como norma general se proyectan contrabóvedas en aquellas partes del túnel donde haya suelos, y teniendo en cuenta valores de RMR, altura de montera y otros valores. En el resto de los casos se ejecutan losas planas armadas o soleras de hormigón, de menor coste.

La función de la contrabóveda es “cerrar el anillo” permitiendo soportar mayores tensiones que con una disposición en forma de losa que funciona arriostrando los paramentos laterales del revestimiento.

Como podéis comprobar en la sección definida, la disposición del colector interfiere con la misma, por lo que el espesor de hormigón en dicha zona se reduce considerablemente disminuyendo seriamente la capacidad del revestimiento para soportar tensiones. Este sería el error (3).

ARQUETAS, CUNETAS Y TUBOS AUXILIARES.

Normalmente  cada 50 metros se disponen unas arquetas de registro, en las cuales entroncan unos tubos de diámetro inferior provenientes de los hastiales del túnel y que permiten el drenaje de la impermeabilización instalada entre el sostenimiento y el revestimiento.

Un error (4)  “habitual” consiste en ejecutar la sección tipo estricta definida en proyecto. Como se puede comprobar en el detalle B, en los hastiales del revestimiento se ejecutan unos tubos pasantes al revestimiento que ,como hemos indicado, drenan el agua acumulada o proveniente de la impermeabilización instalada.

Debido a que como hemos indicado, cada 50 metros aproximadamente se instalan conexiones al colector central, dicha agua debe discurrir a lo largo de la “cuneta” existente entre la canaleta y el revestimiento.

En este detalle B, nos encontramos otro error (5) habitual del cual se procedió a informar a través de una nota informativa del Ministerio de Fomento, indicando que el tubo de drenaje a instalar en la impermeabilización del túnel no podía interferir con el revestimiento del túnel, por lo que se debía ejecutar un sobreancho suficiente en la excavación para su instalación.

Como se comprueba en la sección, esa “cuneta” está al mismo nivel que  la canaleta de instalaciones, consistente normalmente en piezas prefabricadas de hormigón. Al encontrarse  en muchos casos por encima  o al mismo nivel, lo más  habitual es que esa agua se filtre y provoque que la misma circule por la canaleta (Con el consiguiente riesgo de electrocución y/o  mantenimiento de las instalaciones).

Por ello, siempre he recomendado a las Direcciones de Obra que dicha cota se baje, tal y como indico en el detalle D, de forma que dicha cuneta se baje, normalmente por debajo de la junta de hormigonado existente entre la zapata/murete y las aceras de forma que se evite la surgencia de agua por la misma.

Si no se baja por debajo de la cota de la junta de hormigonado, e incluso cuando queda por encima, suele ser habitual que haya filtraciones por la misma (error 6)

 

CONTROL DE CALIDAD

A mayores de los detalles constructivos que hemos indicado, y dentro de las prácticas constructivas, nos encontramos que durante el proceso de hormigonado del revestimiento, esos tubos embebidos en el mismo queden taponados.

Los operarios encargados de la ejecución suelen sellarlos a efectos de que no se rellenen, de forma que se debería estar pendiente de que los mismos queden operativos una vez acababa la fase de revestimiento.

Otro error habitual suele ser no ensayar ni realizar pruebas en los tubos que discurren hacia las arquetas, por lo que también suele ser habitual ensayarlos (a través del vertido de agua) para comprobar que realizan su función.

SUMINISTRADO:

El articulo que observo fue suministrado por la siguiente pagina, para mayor información contacte la misma:

• Pagina: http://construblogspain.wordpress.com/2014/05/28/drenaje-en-tuneles-errores-habituales/

Created By: Ing. Nestor Luis Sánchez –  Tw: @NestorL