CASO REAL DE UNA OBRA SUBTERRÁNEA

TÚNELES DE ABDALAJÍS

Ramón Naz del Hoyo

5º ICCP, Nº Matrícula 24525

TÚNELES DE ABDALAJÍS

1. Situación.

Los Túneles de Abdalajís pertenecen a la línea de Alta Velocidad Córdoba-Málaga. Están situados dentro del tramo Antequera-Arroyo de las Cañas, tramo en el cual se sitúan las mayores obras de ingeniería de esta línea de Alta Velocidad.

Los túneles discurren por los términos municipales de Antequera y Álora, en la provincia de Málaga. Los túneles están situados entre el P.K. 800+000 y el 808+970 (tramo “Gobantes-Salida del Túnel de Abdalajís”). Siguiendo la línea de Alta Velocidad, entraremos en ellos poco después de la estación Antequera-Santa Ana, y atravesaremos la zona del Desfiladero de los Gaitanes, también conocido como “El Chorro”, al oeste del embalse del Guadalhorce. Transcurren en paralelo al Valle de Abdalajís, y, en un marco más general, atraviesan la sierra de mismo nombre.

Detalle del tramo Antequera-Málaga. Se puede observar el elevado número de túneles y viaductos.

Detalle del enclave de los túneles.

2. Geología y características geomecánicas del terreno.

El túnel de Abdalajís, al estar situado en la cordillera Bética, tenía una alta complejidad desde el punto de vista geológico. Por ello, incluso se decidió la realización de una campaña complementaria de los sondeos de proyecto compuesta por 9 nuevos sondeos de hasta 600 m. de longitud, con el fin de completar la definición de algunos tramos y la localización de algunos contactos de falla. Se buscó tener un sondeo de reconocimiento, al menos, cada 500 m. de trazado.

Geológicamente, la Cordillera Bética se divide en Unidades Internas y Externas, encontrando complejos paleozoicos (Alpujárride y Maláguide) y mesozoicos (complejo Penibético). Así, tenemos, por un lado, materiales de tipo metamórfico, muy replegados y tectonizados, como filitas, pizarras, areniscas, liditas y conglomerados (paleozoico). Por otro lado, nos encontramos materiales de naturaleza calcárea: calizas, dolomías y margas, con niveles arcillosos, yesíferos y anhidríticos intercalados. En el contacto entre ambas unidades, y hacia el final del tramo podemos encontrar materiales de composición arcillo-margosa con niveles de areniscas intercaladas.

Respecto a la estructura de la zona, podemos decir que es una sucesión de cabalgamientos, de directrices tectónicas Norte-Sur y orientación subvertical de las capas.

Es importante destacar la presencia de varias unidades de acuíferos, que podrían tener una afección importante en la excavación del túnel. Éstos son de naturaleza calcárea, cuya permeabilidad se debe, en gran medida, a la fisuración y a la gran karstificación del material. A pesar de ello, se demostró que no había importantes conexiones entre las capas y los acuíferos (escamas). De todas formas, había que tener especial cuidado con grandes columnas de agua existentes hacia la mitad del túnel. Y, como veremos más adelante, todo esto supuso un problema adicional importante.

Todas estas características hicieron necesario dividir el túnel en cinco tramos correspondientes a diferentes secciones tipo según la geología y las correspondientes necesidades de sostenimiento. Cabe destacar la necesidad de emplear cemento sulforresistente en algunos anillos. Aquí tenemos los tramos:

Dibujo (baja calidad) del perfil geológico.

En resumen, teníamos un macizo muy heterogéneo, y en algunos puntos difícil de excavar para una tuneladora (arcillas y margas). Las tuneladoras se diseñaron de forma concreta para esta obra. Además se tuvo que recurrir a pantallas de micropilotes en las entradas de los túneles.

3. Exponer una sección construida.

Esta obra fue diseñada por la tipología bitubo, consistente en dos túneles gemelos de vía única de sección circular, de diámetro libre interior 8.80m. Como es lógico, según las características del terreno teníamos una sección diferente, dado que las necesidades de sostenimiento varían. Como tenemos un túnel excavado mediante tuneladora, el sostenimiento/revestimiento consistió en anillos formados por siete dovelas prefabricadas de hormigón armado de 45 cm de espesor y 1.5 m de ancho (más unas fibras de acero para mejorar la resistencia a tracción en las esquinas y bordes, en los tramos en los que se han de soportar los empujes máximos). Lo que podía variar según las secciones era la cantidad de armadura y resistencia del hormigón de las dovelas.

En la última figura podemos observar los distintos tipos de anillo que podíamos tener, así como la forma en la que la tuneladora iba colocando el sostenimiento (orden), siendo la última dovela una de las que están situadas junto a la clave. Además, a otra escala, vemos un esquema de avance del túnel y cómo se irían situando las dovelas.

El espacio existente entre las dovelas y el terreno se rellenaba a posteriori mediante una mezcla de gravilla y mortero de cemento.

Es importante señalar también la existencia de una serie de galerías transversales de seguridad, cada 350 metros.

4. Exponer la técnica de excavación usada. Describir la máquina usada.

La ejecución de los dos tubos que componen el túnel se realizó desde la boca sur, mediante el empleo de dos máquinas tuneladoras para roca, tipo doble escudo, con un diámetro de excavación de 10 metros.

Antes de comenzar la excavación con las tuneladoras se construyeron dos túneles por el método tradicional. El diámetro de dichos túneles es el de la máquina y sus longitudes son 28 metros en la boca Oeste y 38 metros en la Este. Como mencioné antes, fue necesario ayudarse de un paraguas de micropilotes de 30 metros de longitud por boca. El sostenimiento de estos túneles se realizó con una combinación de cerchas, chapas tipo Bernold y hormigón proyectado. La solera se construyó con la misma forma que el trasdós de la dovela base, para que la tuneladora se pudiera deslizar al entrar para comenzar a excavar.

Una vez introducida la máquina se utilizó una estructura de reacción auxiliar situada en el exterior del emboquille para avanzar hasta el frente, colocando anillos en modo de escudo simple. A partir de ahí ya trabajaron de forma normal, en modo de doble escudo, excavando y revistiendo.

Al ser dos túneles, se utilizaron dos tuneladoras de doble escudo TBM de la empresa MHI-Robbins. La tuneladora del tubo Este fue bautizada “La Alcazaba”, mientras que la del túnel Oeste recibió el nombre de “La Mezquita”. Cada una de ellas tiene un diámetro de 10m. y una longitud de 11.89 m. Pero su longitud total, incluyendo el back-up, alcanzaba los 110m. Ambas fueron fabricadas en Asturias y, como ya dije, están especialmente indicadas para construir túneles de gran longitud en los que la excavación atraviesa terrenos de muy distinta naturaleza, como vimos que es el caso del macizo que atraviesan estos túneles.

Como ya hemos visto en clase, son las propias tuneladoras quienes realizan tanto la perforación como el sostenimiento de la excavación y el revestimiento definitivo de los túneles. Ambas labores son simultáneas cuando operan en el modo de doble escudo, unidos mediante gatos hidráulicos, que permiten el movimiento telescópico entre ellos.

Veamos cuales son las partes principales de estas tuneladoras:

- Cabeza de corte. De 10 metros de diámetro, accionada mediante 14 motores eléctricos con una potencia total instalada de 5 MW. En la rueda de corte tenemos instalados 69 cortadores de disco de 17 pulgadas, recambiables desde el interior, estando 5 de ellos en el perímetro de la rueda. Cada cortador soportaba un empuje de 27 toneladas.

- Escudo principal o delantero. De 9.930 mm de diámetro, en cuya parte superior se sitúan los grippers auxiliares o estabilizadores. Soporta la cabeza de corte, y es la parte móvil cuando funciona como doble escudo.

- Escudo telescópico. De 9.830 mm de diámetro, permite el movimiento relativo entre los escudos.

- Escudo de grippers o trasero. Igual diámetro que el anterior, se alojan en éste las zapatas que sirven para fijar la TBM contra el terreno, así como el erector de dovelas, que las agarra por vacío.

- Empuje principal. 16 cilindros que unen ambos escudos- Empuje auxiliar. 27 cilindros que pueden dar un empuje auxiliar necesario

a los 16 cilindros del empuje principal.

Además de estos componentes, las tuneladoras tienen una serie de elementos auxiliares, como sondas de perforación, sistemas de detección de gases, etc. Y, por supuesto, no nos podemos olvidar del back-up. Es en éste donde tenemos:

- Cabina de mandos- Transformadores eléctricos, armarios de conexión y bobinas de cables.- Sistemas de ventilación.- Sistemas de relleno del trasdós de los anillos con gravilla y mortero. - Instalaciones de transporte de material (cinta transportadora,

importantísimo para la evacuación de escombros).- Instalaciones de enfermería, comedor y aseos.

Por último, tenemos las instalaciones auxiliares, localizadas junto a la boca Sur sobre una superficie de 81018 m2. Tenemos en esta zona el parque de dovelas, un vertedero, y una subestación eléctrica con una potencia de 22 MW para el abastecimiento de energía al túnel. Al final nos queda un paisaje un tanto brutal para una obra de tales características:

5. Rendimientos conseguidos.

En un primer momento, la elección de este tipo de excavación fue con la idea en la cabeza de que se consiguieran unos rendimientos aproximados de 16m/día. Los túneles tienen una longitud (de túnel) de unos 7000 metros. La excavación duró 26 meses, lo cual nos dejaría con un rendimiento de unos 9 metros diarios (suponiendo que se trabajó los 7 días de la semana). Sólo en algunas ocasiones llegaron a esos 16m/día para los cuales se habían diseñado.

Este bajón del rendimiento esperado vino dado por varios problemas. Por un lado tenemos el problema de la geología, que dada su heterogeneidad, las TBM’s sufrieron tal vez más retrasos y parones de los previstos.

Por otro lado, tenemos dos problemas muy concretos.En primer lugar, los túneles atraviesan, como hemos dicho, zonas de acuíferos.

Así, debido a la excavación de este túnel, se produjeron grandes filtraciones, dejando a los vecinos de la comarca casi sin agua. Toda el agua que se filtraba y se evacuaba de los túneles entorpecía la labor de excavación.

En segundo lugar, los trazados atravesaban zonas donde podía haber bolsas de gas metano. Y así, en uno de los dos túneles, una explosión de una bolsa de gas metano, en mayo de 2004, causó heridas a cinco obreros y daños psicológicos a otros tres trabajadores. Ello provocó el parón de la obra durante varias semanas.

En conclusión, al parecer se trataba de un terreno complicado, y como tal, no faltaron los problemas. A pesar de todo, y aunque todavía a día de hoy existen problemas con la cantidad de agua que pierden los acuíferos y las quejas de los vecinos de la zona, estos túneles se pudieron acabar para terminar la línea de Alta Velocidad Córdoba-Málaga. Tal vez, con perspectiva de lo ocurrido, se podrían discutir otras posibles soluciones.

BIBLIOGRAFÍA.- Revista de Obras Públicas, Diciembre de 2004:

http://ropdigital.ciccp.es/pdf/publico/2004/2004_diciembre_3450_01.pdf- Información del ADIF:

http://www.adif.es/es_ES/infraestructuras/lineas_de_alta_velocidad/cordoba-malaga/tunel_abdalajis.shtml

- Artículos de prensa (intentando contrastar):http://elpais.com/diario/2006/04/12/andalucia/1144794131_850215.htmlhttp://ave.diariosur.es/las_obras

- http://www.eesye.gr/uploads/71/73/R._Grandori.pdf