AGREGADOS PÉTREOS.

MAQUINAS PARA PETREOS DUROS

La multiplicidad de las condiciones geológicas en un trazado de túnel es casi ilimitado, y hace que el detenido análisis geológico entre ya en el concepto de una máquina tunelera.  Debe considerarse todos los tipos que puedan investigarse: macizos estables, friables o sanos, zonas meteorizadas con elevadas presiones de agua o cavidades subterráneas.  Las herramientas y los cabezales se amoldan a los diferentes grados de dureza y de abrasión de las rocas sedimentarias, metamórficas o magmáticas.

El proceso de excavación en la roca dura se produce en el estado límite de la resistencia al corte, a la compresión y a la tracción del macizo.  Para alcanzar los rendimientos máximos posibles, diferentes profesionales deben desarrollar el concepto de la máquina: mecánicos de roca, constructores de máquinas, ingenieros de procesos y otros.

Así, por ejemplo, puede encontrarse un gneis muy duro, granito, pizarra medianamente dura, brecha y piedra arcillosa, como caliza blanca (Figura 1 a 6).

Para la obra del túnel base Lôtschberg/Suiza 17.684 m de longitud se han diseñado 2 máquinas Gripper (de un solo Gripper), de φ 9,43 m, las cuales ya permiten fortificaciones mecánicas a sólo 4,2 m detrás de la cabeza perforadora.

El rendimiento de una máquina Gripper depende principalmente de las medidas necesarias de fortificación.  En base a la presión de montaña, de fluencia o de aflojamiento no pueda excluirse deslizamientos aún en roca sólida.  Por ello, las nuevas generaciones de máquinas-gripper traen un nuevo concepto seguridad, el cual permite, ya a 4,2 m detrás de la cabeza perforadora, extensas medidas de fortificación.

[pic 1]

Principio de Avance

[pic 2]

Figura 7.  La máquina con gripper sencillo se aprieta atrás con 2 placas tensadoras contra la roca.  Adelante, segmentos móviles del escudo garantizan la conducción de la máquina.  Ventaja: un amplio espacio de trabajo para la construcción de medios de contención en el sector L1.  (Túnel Tscharner, φ 9,53 m).

[pic 3]

En roca sólida, el principio del Gripper es simple e imbatible (Figuras 7 y 8).  Aquí es determinante el más pronto aseguramiento de la roca y una automatización de los procesos de trabajo.

En caso de roca friable o de pétreos blandos, la máquina de escudo sencillo (Figura 9) es la más adecuada: en el avance con escudo se construye un tubo de túnel con segmentos prefabricados de hormigón armado (dovelas).  Para avanzar, la máquina se apoya por medio de prensas hidráulicas de empuje, sobre el último anillo de dovelas montado.

Las máquinas tuneleras de escudo doble (Figura 10) – también conocidas como escudos telescópicos – reúnen ambos principios de avance en una máquina, permitiendo así elevados rendimientos de perforación en formaciones alternantes de roca.

Figura 8.  La máquina con gripper doble posee un rotal de 4 placas de agarre accionadas hidráulicamente.  En comparación con la máquina con gripper sencillo, posee un espacio libre menor para la aplicación de los medios de contención. (Túnel Zurich φ 3,0 m)

[pic 4]

Figura 9. En la máquina de escudo se realiza un revestimiento del túnel con dovelas.  Por medio de gatos de empuje se apoya –durante el avance- sobre el último anillo de dovelas instalado.  Se la emplea en caso de roca poco estable.  (Túnel Sôrenberg φ 4,56 m).

[pic 5]

Figura 10.  Las máquinas de escudo doble poseen ambos dispositivo de avance y pueden ser cambiados del modo del gripper a modo del escudo.

Con una geología alternante pueden alcanzarse así grandes avances.  La colocación de las dovelas se hace en forma paralela al avance de la perforación (Reunión φ 3,9 m).

Máquinas con Escudo

Es característico para la construcción de grandes túneles con el método del escudo el revestimiento del túnel con dovelas (1), las cuales son colocadas con ayuda de un erector (3) al amparo del escudo (2).  Para perforar, la máquina de escudo se apoya mediante gatos de avance (4) sobre el último anillo colocado de dovelas.  La cuadrilla que construye el túnel está protegida durante todo el proceso de avance y construcción por medio del escudo o bien del túnel ya revestido (Figura 14).

[pic 6]

Mucho Espacio para Amplias Fortificaciones[pic 7]

El sector de trabajo L1* (Figura 15) entre escudo pensionado y placas de gripper fue concebido como “espacio de aseguramiento”: Aquí se hallan para la fortificación un erector anular, 2 perforadoras de anclajes maniobrables independientemente más un dispositivo de colocación de malla.

[pic 8]

La colocación del hormigón proyectado y de la dovela de solera se realiza en el tramo del acoplado.  La moderna realización de los avances de la máquina permite elevados rendimientos.

Las experiencias con la tunelera gripper para el túnel Tscharner y el túnel base Lôtschberg muestran que las modernas máquinas gripper ofrecen gran seguridad y eficiencia.  Durante la perforación y fortificación con la máquina del Tscharner   (φ 9,53 m), el equipo de 16 personas pudo alcanzar rendimiento relativamente constante de 60 m/semana en turno único y 5 días de trabajo.

Desde los 2 portales de ataque en Steg y en Ravon se comienza a excavar el nuevo túnel base del Lôtschberg avanzan 2 máquinas de iguales características tipo gripper (φ 9,43 m), la longitud del túnel alcanza 7.684 m, y 10.000 m, respectivamente.

...