JORNADA TÉCNICA SOBRE TÚNELES EN LA L.A.V. A GALICIA

Túneles de Vilariño ‐ CampobecerrosFelipe Mendaña Saavedra ‐ SPICC S.L.

Carlos Pindado Carrión ‐ ADIF

JORNADA TÉCNICA SOBRE TÚNELES EN LA L.A.V. A GALICIALa Coruña, 20 de Noviembre de 2013

Túneles de Vilariño – Campobecerros. 2ª ParteFelipe Mendaña Saavedra ‐ SPICC S.L.

Carlos Pindado Carrión ‐ ADIF

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Túneles de Vilariño ‐ CampobecerrosFelipe Mendaña Saavedra ‐ SPICC S.L.

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─ El material primeramente empleado para el relleno del “gap” de los anillos fueron los morteros de cemento portland y arena.

─ Es imposible mantener estos morteros en condiciones  de ser bombeables durante cierto tiempo,  lo que con frecuencia sirve para justificar colocaciones de los anillos  rápidas y defectuosas.

─ Consecuencia de todo ello son los defectos siguientes:

• “Cejas” o salientes entre dovelas contiguas.• Impermeabilidad deficiente de los anillos.• Atascos en las tuberías de bombeo o líneas interiores de la TBM.

─ Estas fueron las razones principales que recomendaron  investigar otros tipo de materiales para el relleno del “gap” de los ESCUDOS.

(1)

PROBLEMAS DEL MATERIAL DE RELLENO DEL “GAP” DE LOS ESCUDOS.

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─ Aparecen en Japón (1980‐1990) los primeros ensayos materiales bicomponentes:

Comp. 1 Lechadas densas, mezclas de

•Agua•Cementos lentos (o con puzolanas /o arcillas)•Arenas finas (D < 1,8 mm)

Comp. 2 • Solución en agua de unAcelerante de fraguado

La  unión  del  Comp.  (1)  + Comp. (2) rellena el “gap” en unos pocos segundos

(3‐5 segundos)

en forma de GEL

─ Las  dificultades  encontradas  retasaron  la aplicación de la nueva tecnología hasta los años  2000‐2005  en  que  se  inicio  una nueva vía de ensayos basada en:

• SUPRESIÓN TOTAL DE LAS ARENAS 

PRIMEROS TIPO DE NUEVOS MATERIALES PARA RELLENO DEL “GAP”DE LOS ESCUDOS.

• MEZCLAS COMP. (1) DE TIPO COLOIDAL

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CEMENTO       AGUA       BENTONITA

VÁLVULAS DE MARIPOSA

RECIRCULACIÓNTANGENCIAL

SALIDA

Q ≈ 1.500 lpm1 bar p < 2bar

AGUA

MOLINOCOLOIDAL 2

CARCASA

DISCO

MOLINOCOLOIDAL 1

TANQUE DEAGITACIÓN

SPRAYSPARA AGUA

Mezcladora coloidal

─ NUEVO MATERIAL “BICOMPONENTE DE RELLENO DEL “GAP” DE LOS ESCUDOS

● MEZCLAS TIPO:

COMPONENTE  A  :  Mezcla  en  suspensión coloidal de:

─ Agua─ Cemento portland─ Bentonita─ Aditivo/s (estabilizador + retardador)

COMPONENTE B:

─ Acelerador de fraguado

(usualmente: Si O4 Na)

● EQUIPO MEZCLADOR

─ Mezcladoras coloidales (dealta turbulencia)

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APLICACIÓN DEL BICOMPONENTE EN LOS ESCUDOS NO PRESURIZADOS.● Hasta ahora,  la aplicación del Bicomponente en  las TBMs del  tipo Escudo  simple, o bien Doble escudo  se  viene 

haciendo a través del orificio central de las dovelas, empezando por las de la sección inferior y terminando por las de la semisección superior, generalmente dos, a uno y otro lado del eje del túnel.

● Los  Componentes  A  y  B  se  inyectan  por  líneas separadas,  uniéndose  en  la  proximidad  del orificio de la dovela.

● Realmente, el  relleno de  las  secciones  superiores se hace a lo largo de varios anillos a partir del que acaba  de  colocarse  porque  no  se  dispone  en  el “gap” de sistema alguno que permita rellenar los anillos uno a uno, evitando que el relleno pase a los mecanismos de la TBM.

● Por  otra  parte,  el  talud  del  relleno  no  puede aproximarse  más  a  la  vertical  lo  que  obliga  a afectar  a  unos  4  o  5  anillos,  como  se  ve  en  la Figura.

● El  sistema presenta grandes dificultades,  sobre  todo en  las  secciones de diámetro mayor de unos 6 m, dado el número de  líneas que hay que colocar y retirar. La consecuencia suele ser un volumen  importante de  inyecciones secundarias para asegurar el completo relleno de la clave.

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APLICACIÓN DEL BICOMPONENTE EN LOS ESCUDOS PRESURIZADOS.

● En  los escudos  tipo “Mixshield” y “EPB” el Bicomponente se aplica a presión para rellenar por completo el “gap” de cada  anillo  colocado.  Los  distintos  componentes  del sistema se ven el la Figura.

● La inyección se hace a través del escudo de cola de la TBM por una línea para cada componente en todos los puntos de salida de  la  inyección al “gap”.   El punto de unión de ambas líneas se sitúa muy cerca de su salida al “gap”.

● La  presencia  en  el  “gap” del  lodo  bentonítico  en  un Mixshield, o de  la mezcla de tierras y  lodo en un escudo EPB  impiden  que  el  Bicomponente  se  desplace  hacia  los mecanismos de la TBM.

● Para hacer el relleno a presión al mismo tiempo, el escudo de cola  lleva  tantas  líneas de ambos componentes como salidas o puntos de inyección tiene la cola.

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ADAPTACIÓN DEL ESCUDO NO PRESURIZADO S-805 HK PARA RELLENO DEL “GAP” CON BICOMPONENTE INYECTADO POR COLA.

● Equipo HK para ensayos previos

Proceso de relleno del “gap”

Ensayo de los (2) Sistemas de Operación

Elección previa tipo de mezclas

Muestras para ensayos finales de laboratorio

Entrenamiento de Operadores

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ADAPTACIÓN DEL ESCUDO NO PRESURIZADO S-805 HK PARA RELLENO DEL “GAP” CON BICOMPONENTE INYECTADO POR COLA.

● El  ADIF  aprobó la  propuesta  de hacer  un  ENSAYO  A  ESCALA  REAL del  proceso  con  los  materiales diversos  ya ensayados en el Banco de pruebas.

● El modelo fue del tipo MESA PLANA con  posibilidad  de  variación  de  la inclinación  permitió reproducir  las condiciones de entrada al “gap” en cada  una  de  las  6  salidas  del bicomponente  con  que  la  cola  del escudo  se  diseño  para  la adaptación.

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ADAPTACIÓN DEL ESCUDO NO PRESURIZADO S-805 HK PARA RELLENO DEL “GAP” CON BICOMPONENTE INYECTADO POR COLA.

● Las Fotografías corresponden al modelo del ENSAYO REAL, que se llevó a cabo tres veces para evaluar cambios de materiales, condiciones ambientales o parámetros del proceso de llenado del “gap”

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ADAPTACIÓN DEL ESCUDO NO PRESURIZADO S-805 HK PARA RELLENO DEL “GAP” CON BICOMPONENTE INYECTADO POR COLA.

● Los resultados de los ENSAYOS DE LABORATORIO fueron plenamente satisfactorios, lo mismo que los últimos realizados en obra previos al comienzo del trabajo del escudo.

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ADAPTACIÓN DEL ESCUDO NO PRESURIZADO S-805 HK PARA RELLENO DEL “GAP” CON BICOMPONENTE INYECTADO POR COLA.

● Instalaciones de Bicomponente en el exterior del túnel (Comp. A)(Bicomponent Installations outside the tunnel)

2 ∅ 4” PIPES TO THE INTERIOR OF THE 

TUNNEL

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ADAPTACIÓN DEL ESCUDO NO PRESURIZADO S-805 PARA RELLENO DEL “GAP” CON BICOMPONENTE INYECTADO POR COLA (Remolques 5 a 7).● Instalaciones especificas de interior

R-5 R-6 R-7

AVANCE

Lado

der

echo

Lado

izqu

ierd

o

A: Tanque de lechada espesa C: Tanque Comp. A E: Bombas Comp. AB: Bombas KSB D: Tanque Comp. B F: Bombas Comp. B

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ADAPTACIÓN DEL ESCUDO NO PRESURIZADO S-805 HK PARA RELLENO DEL “GAP” CON BICOMPONENTE INYECTADO POR COLA.

● Bombas para Componente A

Material a bombear: Cemento + Bentonita

Peso especifico ≈ 1,3 kg/dcm3

Caudal ≈ 4 – 115 lit/min

Presión maxª salida: 16 bar

Velocidad: 320‐100 l/dm3

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ADAPTACIÓN DEL ESCUDO NO PRESURIZADO S-805 HK PARA RELLENO DEL “GAP” CON BICOMPONENTE INYECTADO POR COLA.

● Bombas para Componente B

Material a bombear: Acelerante

Peso especifico ≈ 1 kg/dm3

Caudal: 1 – 17 lit/min

Presión maxª salida: 18 bar

Velocidad: 50 – 90 lit/dm3

Potencia necesaria ≈ 1,5 kW

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● Bombas para inyección del Componente A

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● Instalaciones de Bicomponenteen el interior

Tanque Componente A

Tanque Componente B

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ADAPTACIÓN DEL ESCUDO NO PRESURIZADO S-805 HK PARA RELLENO DEL “GAP” CON BICOMPONENTE INYECTADO POR COLA.

● Vista  del  nuevo  escudo  de  cola construido para la adaptación de la TBM  S‐805,  pendiente  solo  de colocar las líneas de inyección.

● La  TBM  ha  iniciado  la  excavación del  TÚNEL  VÍA  DERECHA  en  la pasada  semana,  segunda  del  mes de Noviembre 2013.

NADA MÁS

GRACIAS POR SU ATENCIÓN