aspectos geológicos relevantes en la construcción de túneles
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INTRODUCCIÓN
Un túnel es una obra subterránea de carácter lineal que comunica dos puntos para el
transporte de personas o materiales. Normalmente es artificial, puede servir para
peatones, aunque generalmente sirve para dar paso al tráfico, para vehículos de
motor, para ferrocarril o para un canal. Algunos son acueductos, construidos para el
transporte de agua (para consumo, para aprovechamiento hidroeléctrico o para el
saneamiento).
También hay túneles diseñados para servicios de telecomunicaciones. Incluso existen
túneles para el paso de ciertas especies de animales.
Para la construcción de un túnel es de importancia capital el conocimiento del terreno
por el cual va a discurrir el mismo. De las características de la roca dependerá el
método de excavación, la cuantía de sostenimiento a colocar, las medidas de
impermeabilización que se empleen; incluso el trazado puede verse condicionado en
ocasiones por las características geológicas de los materiales atravesados.
Los objetivos básicos que debe cumplir un estudio geológico previo a la construcción
de un túnel son los siguientes:
Definir las características físicas del terreno que va a ser atravesado: litología,
estructura, presencia de agua.
Definir los parámetros que caracterizan el terreno: resistencia a compresión simple,
cohesión, rozamiento, permeabilidad.
Definir la aptitud del terreno en orden a la construcción de un túnel, generalmente en
base a la experiencia, y ofrecer criterios básicos a utilizar por el diseñador: método
constructivo, sostenimiento, medidas especiales.
Expresar el grado de incertidumbre que se mantiene después del estudio, en función
del grado de definición de éste, en relación con todo lo anterior.
Un estudio geológico completo consta o puede constar de varios métodos de
investigación. En general resulta conveniente empezar siempre con los más
económicos para obtener una idea general del problema, y pasar luego a los métodos
más precisos y más costosos para despejar las incertidumbres que hayan podido
plantearse.
ASPECTOS GEOLÓGICOS RELEVANTES EN LA CONSTRUCCIÓN DE
TÚNELES
Para todo tipo de obras en roca o suelo como túneles, presas, taludes, etc., la calidad
y detalle de los estudios, investigaciones e información geológica, hidrogeológica y
geotécnica disponible permite la realización de un diseño apropiado, una selección
optima de la tecnología de construcción, un proceso constructivo con menor riesgo e
incertidumbre y una obra de mejor calidad en un menor plazo y con un menor costo.
Las inversiones en estudios e investigaciones tienen una rentabilidad mayor a 10
veces.
I. TRAZADO DEL TÚNEL
El trazado del eje del túnel está condicionado fundamentalmente por las
características propias de la obra proyectada: por ejemplo, el ferrocarril de
alta velocidad es muy rígido en su trazado, con curvas de radios superiores
a 3.000 m.
Pero se debe analizar si, dentro de lo que permitan los parámetros de
trazado, se pueden evitar los terrenos más conflictivos, fallas de gran
importancia, zonas de karsts, grandes aportes de agua, etc. Especial
importancia tiene también la ubicación de las boquillas, debiéndose evitar
fundamentalmente las laderas inestables y los perfiles transversales
asimétricos.
Durante la fase del proyecto es cuando se debe estudiar este tema con
detenimiento, para lo cual se requiere un exhaustivo trabajo de geología,
con la ayuda de las prospecciones geotécnicas adecuadas. Poder evitar
terrenos muy conflictivos es la mejor manera de intentar hacer un proyecto
para que no haya problemas durante la construcción del túnel.
Si existen otros trazados alternativos, y aparentemente más económicos
(porque acortan la longitud de los túneles, etc.), se deberá dejar muy bien
argumentado en el proyecto las razones de la elección, para evitar en lo
posible que se cambie ese trazado durante la fase de construcción.
Para la definición del trazado de un túnel, deben considerarse
diversas características geológicas:
Tipos de roca y sus propiedades.
Orientación de discontinuidades respecto al eje del túnel, influye en
la dificultad para la de excavación y sus condiciones de estabilidad.
Condiciones favorables es que discontinuidades manteen hacia el
sentido de avance de la excavación.
Presencia de fallas, su orientación y espesor.
FOTOGEOLOGÍA – ESTRUCTURA GEOLÓGICA
Capas de diferente resistencia a la meteorización producen crestas y valles
los cuales pueden detectarse con el estereoscopio
Los lineamientos debidos a la estratificación se caracterizan por su
persistencia, paralelismo con otros, espaciamiento definido
Los afloramientos de capas horizontales siguen aproximadamente las
líneas de nivel y los de capas con buzamientos producen formas
características al cruzar colinas y valles
Los buzamientos de taludes pueden ser aparentes y dar una buena
indicación de la dirección del buzamiento y permitir su estimación
Cuando existe plegamiento, la variación de buzamiento a lo largo del
afloramiento de las capas puede evidenciar el trazado del pliege y permitir
una estimación de su inmersión
Las fallas pueden aparecer como lineamientos meteorizados o pueden
resaltar si se presentan diques resistentes. A diferencia de las diaclasas, se
caracterizan por presentar un desplazamiento relativo de las rocas situadas
a ambos lados
FOTOGEOLOGÍA – LITOLOGÍA
Los diferentes tipos de terreno tienden a mostrar diferencias por ejemplo en
relieve, red de fracturación y vegetación que puede reconocerse en la
fotografía aérea
Los sedimentos y meta sedimentos presentan una apariencia estratificada,
indicada por diferencias en tono, relieve y vegetación
El metamorfismo agrupa las capas de forma más uniforme en su resistencia
a la erosión, fuerte buzamiento, plegamiento apretado
Los afloramientos de caliza, arenisca, cuarzo esquistos y cuarcitas tienen
tendencia a tonos claros. Las rocas arcillosas, lutitas, pizarras y esquistos
micáceos dan tonos intermedios y las anfibolitas dan tonos oscuros
Las rocas ácidas presentan tonos claros y tienden a fracturarse
regularmente, mientras que las rocas básicas son oscuras y no es probable
que estén fracturadas en forma regular
Los depósitos superficiales pueden ser transportados o residuales. Los
transportados reflejan su modo de transporte. Los residuales reflejan la
geología infrayacente.
Influye tanto la geometría como el tamaño. Es en el proyecto donde se
debe estudiar con detenimiento y resolver este aspecto; durante la
construcción, habitualmente no se podrá modificar.
En cuanto a la geometría, es claro que las formas circulares trabajan
mucho mejor que las ovaladas y las rectangulares. Las formas de la
sección influirán en el estado tensional desarrollado alrededor del túnel; y
se deberá evitar que aparezcan zonas traccionadas, que descomprimen el
terreno y facilitan que se desprendan masas inestables de roca. En este
tema influirán también la cobertera, el coeficiente de empuje al reposo Ko y,
por supuesto, la calidad del terreno.
Por tanto, una vez fijado el gálibo de explotación, se ajustará una forma de
la bóveda lo más circular posible; a la vez que se optimiza el volumen de
excavación. Para ello se pueden tantear bóvedas de un único radio o
policéntricas. En este punto se tendrán en cuenta las necesidades de
ventilación, consideradas en las condiciones de seguridad adecuadas al
tipo de explotación que tendrá el túnel.
Si la estabilidad del túnel exige la construcción de una contrabóveda, ésta
aproximará más aún la forma del túnel al círculo.
Con terrenos de peor calidad, la forma del túnel influye más en la
estabilidad de la excavación; por lo que una mejor forma, minimiza los
elementos estructurales del sostenimiento y hace más seguros los trabajos.
En los últimos años se están construyendo túneles de mayor sección:
autopistas, AVE, estaciones de metro… El tamaño de la sección genera
unas dificultades que no son linealmente proporcionales: incremento de los
volúmenes de roca inestables, estados tensionales que se desarrollan,
longitud mayor de bulones, etc., hay que tener en cuenta que, cuanto
mayor sea la excavación, mayor será el volumen de terreno que se ve
implicado.
Con estas grandes secciones es problemático extrapolar exactamente las
experiencias de túneles menores; siendo imprescindible acudir a la
simulación numérica para comprobar el comportamiento del túnel en
general, como de los diferentes elementos o partes del mismo.
Cartografía geológica, hidrogeológica y geotécnica
Tipo de roca, estratigrafia, litología, textura, tamaño, forma de granos,
minerales principales, estructura, composición, tipo de plegamiento, escala
y simetría, meteorización, dureza, RQD, discontinuidades, numero y
distribución, orientación, tipo , persistencia, espaciamiento, forma,
rugosidad, relleno, presencia y cantidad de agua, etc.
II. CONDICIÓN DE AGUAS SUBTERRÁNEAS
La roca puede contener agua en su matriz o en las fracturas, a diversas
condiciones de presión que dependen de la profundidad.
Rocas muy fracturadas o permeables, como areniscas o calizas son
especialmente importantes. También pueden haber bolsones de gravas o
rocas más permeables.
Antes de la construcción se debe determinar la ubicación y cantidades de
agua. Los costos suben al menos 20% por necesidad de soporte
impermeable y drenaje.
Ante flujos altos, puede bajarse el nivel general del agua o tratar el suelo
(ej: congelamiento).
ASPECTOS HIDROGEOLÓGICOS
Disponibilidad de información como mapas hidrogeológicos y publicaciones
Condiciones generales: acuíferos, áreas con flujo artesiano, movimiento del
agua subterránea, química del agua, permeabilidad y límite entre agua
salobre y agua potable.
Niveles piezométricos, coeficiente de permeabilidad basados en
investigaciones in situ o ensayos de laboratorio, coeficientes de
almacenamiento y parámetros geoquímicos
Propiedades hidrogeológicas de rocas y suelos. Acuíferos, acuitardos,
acuicludos, acuífugos. Las formaciones geológicas se clasifican en función
de su capacidad de almacenar y transmitir el agua en los siguientes tipos:
Acuífero, es la formación que posee la facultad de absorber,
contener y transmitir agua, como pueden ser las arenas y gravas
Acuitardo, puede absorber y contener el agua, pero la transmite muy
lentamente, como las arcillas arenosas o limosas
Acuicludo, es la formación que puede contener agua, pero sin poder
transmitirla, como las arcillas
Acuífugo, no puede contener, absorber, ni transmitir el agua, como
el caso de un macizo granítico sin fracturamiento.
Fuentes y filtraciones. Fuentes permanentes e intermitentes, líneas de
filtración, corrientes periódicas y cuantificación de flujos.
Los parámetros hidrogeológicos más importantes son:
Porosidad, es la relación entre el volumen de los poros y el volumen
total del material. Muestra la capacidad de almacenar el agua.
Permeabilidad o conductividad hidráulica, es la propiedad del
material que permite la filtración y circulación del agua a través de
poros conectados entre sí.
Gradiente hidráulico, es la diferencia de carga hidráulica entre dos
puntos de la zona saturada en relación con la distancia que los
separa.
Transmisividad, cuantifica la capacidad que tiene un acuífero para
ceder agua.
La hidrogeología de una zona se encuentra determinada por los
siguientes factores:
Las características geológicas del área. El comportamiento de las
diferentes litologías es diferente con respecto al agua, en cuanto a
la capacidad de almacenarla y transmitirla.
La climatología, que se constituye en la principal fuente de agua y
condiciona la recarga de los acuíferos
La geomorfología, que también condiciona el comportamiento
hidrogeológico de la zona. Cuando la escorrentía superficial se da
con velocidades altas, la posibilidad de infiltraciones disminuye.
El origen de las aguas subterráneas puede ser de:
Aguas meteóricas procedentes de precipitaciones atmosféricas
Aguas metamórficas que se forman en los procesos físico químicos
de metamorfización de la roca
Aguas juveniles que se forman en procesos de diferenciación
magmática en el ascenso de rocas ígneas hacia la superficie.
Los mecanismos de almacenamiento del agua en formaciones
rocosas subterráneas son:
Agua libre, formando corrientes fluyentes con una superficie libre
Agua de retención en materiales granulares, retenida por fuerzas de
tipo polar
Agua capilar, se encuentra sobre el nivel piezométrico, retenida por
fuerzas de capilaridad
Agua de gravedad, que rellena los poros, fisuras y fallamientos
Agua de constitución, y hace parte de la estructura química de las
formaciones geológicas
III. SECTORIZACIÓN GEOTÉCNICA
Los estudios geotécnicos deben analizar cómo es el terreno, y cómo se
comportará cuando se haga la excavación del túnel y a largo plazo, durante
la explotación. También deberá estudiar otros aspectos como la presencia
de agua (presión y caudal dentro del túnel), tensiones residuales en el
terreno, afección de obras próximas, etc.
Estos estudios se apoyan necesariamente en los trabajos previos de
geología, como base para poder interpretar y extrapolar los datos puntuales
procedentes de la investigación geotécnica.
La investigación geotécnica suele realizarse al tiempo de la geológica,
aprovechando los sondeos mecánicos de reconocimiento. Pero es
aconsejable hacer esta investigación, al menos, en dos fases: reservando
una parte de los recursos disponibles para incidir, acotar, etc. Un problema
detectado en la primera fase. El diseño de la prospección geotécnica exige
saber qué parámetros se necesitan, y definirlos adecuadamente. Estos
parámetros serán los del macizo rocoso; pues la fracturación hace que un
macizo se comporte de forma absolutamente distinta a lo que se esperaría
de la matriz. Además, la posible heterogeneidad (por cambios litológicos,
diferente meteorización, etc.) obliga a tener muy en cuenta todos estos
aspectos, para poder caracterizar el terreno y abordar los diferentes
cálculos.
Normalmente partimos de ensayos de laboratorio y, cuando es posible, de
ensayos “in situ”. Con la ayuda de alguna clasificación geomecánica
(Bieniawski, Barton, etc.) homogeneizamos los datos de una sección para
un determinado tramo del túnel, y así asignamos parámetros concretos a
ese tramo. Además nos apoyamos en fórmulas empíricas de correlación,
fruto normalmente de la experiencia propia y ajena, para concretar algún
parámetro no deducido directamente de los ensayos.
Este proceso obliga al proyectista a tomar continuas decisiones, no siempre
sujetas a criterios objetivos únicos y claros, y por tanto no libres de posibles
errores. En función del grado de incertidumbre, se podrá acudir a los
estudios de sensibilidad de algún parámetro, pero al final deberá el
proyectista asumir unos valores concretos que introducirá en sus cálculos.
Por eso es importante que se definan los criterios del proyecto, para que
durante la construcción se pueda comprobar la validez de los mismos, a la
vista del comportamiento del terreno ante la excavación.
Los aspectos más importantes a estudiar son:
– Censado de discontinuidades y características de las mismas
En un macizo rocoso se deben estudiar en detalle las diferentes
discontinuidades existentes (planos de estratificación, familias de
diaclasas, fallas), analizando sus parámetros geotécnicos y los
volúmenes individualizados.
Es importante conocer el estado de estos planos: su apertura,
continuidad, relleno, etc. Por ello se deben hacer numerosas
estaciones geomecánicas a lo largo del túnel, siempre que haya
afloramientos que lo permitan.
– Resistencia.
La roca va a estar sometida a unas tensiones que deberá soportar;
de lo contrario se romperá y el túnel no será estable. La matriz de
roca se estudia mediante la resistencia a la compresión simple, pero
un macizo rocoso se comporta de forma más parecida a un suelo,
por lo que se deberá determinar su cohesión y ángulo de
rozamiento, bien con ensayos triaxiales si la muestra fuera
representativa, o bien con medios empíricos (Hoek).
– Deformación.
El terreno se deforma cuando se carga. Puede resistir sin romperse,
y a la vez tener una deformación inadmisible: no solo porque el túnel
se deforma, sino porque puede romper el terreno contiguo, al ser
más rígido y no poder acompañarle en esa deformación.
En los terrenos elásticos la deformación es proporcional a la carga,
y recuperan prácticamente la deformación al descargarse. En los
terrenos plásticos la deformación no es lineal, y según se van
cargando la capacidad portante disminuye. Todos los terrenos
tienen este comportamiento, aunque tengan una primera parte
elástica.
Normalmente, los macizos de roca no se pueden estudiar en el
laboratorio, sino con ensayos “in situ” (dilatómetro, placa de carga) y
empíricamente (retroanálisis, correlaciones); salvo que sea muy
homogéneo y las muestras sean representativas del macizo.
– Permeabilidad
Si hay agua, es fundamental conocer como afectará a la obra:
caudal, presión, alteración de la roca, etc. Los principales riesgos
durante la construcción son dos: que el agua arrastre al terreno, y
que un gran caudal a presión irrumpa en el túnel. En terrenos
cohesivos el primer problema puede llegar a desaparecer; mientras
que el segundo depende fundamentalmente de la existencia de
conductos, y de la permeabilidad de los terrenos granulares.
La permeabilidad debe estudiarse “in situ” (Lugeon); eligiendo las
zonas de más riesgo, y cuidando con esmero la ejecución de los
mismos.
El estudio de la permeabilidad es necesario también ante posibles
tratamientos del terreno con inyecciones.
– Hinchamiento
Hay terrenos que a medio o largo plazo presentan problemas que
no aparecen durante la construcción (arcillas expansivas,
anhidritas).
Es muy importante detectar estos materiales en el estudio
geológico, y analizar su hinchamiento con los ensayos oportunos
(hinchamiento libre, presión de hinchamiento).
– Excavabilidad
El proyecto debe estudiar también cómo se puede excavar la roca
(medios mecánicos o con explosivos), para lo cual hay que conocer
su dureza, tenacidad y abrasividad (Shimacer, Cerchar)
– Tensiones residuales
En túneles con grandes coberteras es muy importante conocer si
existen tensiones residuales, que puedan inducir un estado
tensional con valores superiores a los esperados en caso de no
existir dichas tensiones.
La experiencia demuestra que el coeficiente Ko puede ser inferior o
superior a 1. Esto puede condicionar la forma ideal de la sección
transversal, y por supuesto las cuantías de los elementos
estructurales (sostenimiento provisional y revestimiento definitivo)
Actualmente se están utilizando, cada vez con más frecuencia, los
ensayos de fracturación hidráulica, para la determinación del estado
tensional del macizo. Estos ensayos son de difícil ejecución y muy
costosos, por lo que en muchos casos habrá que seguir acudiendo
a métodos empíricos en el proyecto, e intentar confirmar esos
valores durante la construcción, mediante un retroanálisis que
maneje los resultados de la auscultación.
– Niveles piezométricos
Es importante diferenciar entre el nivel freático general y los niveles
colgados que puedan existir. Para ello es imprescindible una muy
cuidada ejecución de los sondeos de reconocimiento, evitando
conectar acuíferos diferentes
A partir de una sección en que se proyecta la geología de superficie, más
información de sondajes y ensayos de laboratorio, se asigna una
clasificación de macizo rocoso o calidad de roca a los distintos sectores a lo
largo del túnel (o porcentajes dentro de cada uno).
Luego se suman en km los sectores de igual calidad, determinando % de
calidades de roca.
Usualmente se usa el índice Q o la clasificación ISRM de resistencias
estimadas de roca (R0 a R6) Es importante conocer el estado de estos
planos: su apertura, continuidad, relleno, etc. Por ello se deben hacer
numerosas estaciones geomecánicas a lo largo del túnel, siempre que haya
afloramientos que lo permitan.
La sectorización geotécnica permite:
Identificar métodos de excavación más apropiados y su % del
trazado.
Identificar tipos de fortificación y su diseño.
Estimar costos de la obra.
Seleccionar zonas donde se requieran prospecciones adicionales.
Objetivos de los sondeos mecánicos
Recomendación de la Sociedad Internacional de Mecánica de Rocas
(ISRM) de 1 a 1.5 la longitud del túnel. Se deben realizar Sondeos cada
300 a 750 metros
– Estudiar los taludes, cimentaciones, portales, pozos y estructuras
subterráneas principales
– Detectar distintas litologías presentes en el macizo rocoso
– Obtención de muestras para ensayos de laboratorio
– Analizar las zonas con potenciales fallas o rocas de baja calidad
– Facilitar ensayos de campo
Testificación de los sondeos mecánicos
– Número del sondeo, lugar y fecha de realización, inclinación, tipo de
corona, diámetro de perforación, equipo, etc.
– Litologías y descripción gráfica
– Recuperación y RQD (Rock Quality Designation)
– Fracturación y alteración
– Nivel freático
– Muestras para ensayos de campo y laboratorio
Ensayos en las perforaciones o galerías
– Permeabilidad tipo Lugeon o Lefranc
– Permeabilidad, transmisividad y almacenamiento (bombeo)
– Diagrafías (logging): microsísmico, eléctrico, radioactivo
(gammagrafía), otros
– Esfuerzos in situ – Overcoring, Gato plano, Fracturación hidráulica,
Placa de carga, corte in-situ
– Temperatura
– Nivel freático
Investigaciones geofísicas
– Sísmica de refracción
– Sísmica de reflexión
– Gravimetría
– Magnetometría
– Sondeos eléctricos verticales (SEV)
– Radioactividad
– Registro termográfico
– Medición de esfuerzos y deformaciones en galerías
IV. EXCAVACIÓN DE TÚNELES
El método constructivo puede ser determinante, especialmente en aquellos
casos en que otros condicionantes pueden hacer crítica la construcción:
bien porque las características geotécnicas sean muy malas, por la
presencia de agua, o porque el equilibrio final puede verse afectado por las
fases anteriores.
En los métodos convencionales se suele excavar la sección en diferentes
fases, de manera que cada una de ellas sea estable y los problemas
durante la excavación sean fácilmente dominados. Si esto no ocurre, y los
avances se hacen con graves dificultades, se deberá considerar la
necesidad de técnicas especiales como paraguas de protección,
tratamientos del terreno, drenaje, etc.
Es fundamental también que los sostenimientos sean eficaces, es decir,
que estabilicen el túnel en un tiempo corto. Deben trabajar con unos
coeficientes de seguridad adecuados y confinar al terreno para que sus
posibles zonas de plastificación sean mínimas.
Por criterios de seguridad, pero también de rendimiento, e incluso a veces
económicos, se están construyendo cada vez más túneles con máquinas
tuneladoras. Habitualmente hasta ahora, estas máquinas se estaban
utilizando para rocas solamente en túneles hidráulicos, por su pequeño
diámetro. Actualmente se están estudiando en España grandes túneles
ferroviarios (Guadarrama, Pajares), que por su longitud, cobertera, etc. se
plantean construir con máquinas tuneladoras. Esta es también la situación
fuera de España: Canal de la Mancha, grandes túneles en los Alpes, etc.
En túneles para carreteras, las tuneladoras se están utilizando
fundamentalmente en suelos, o en terrenos con fuertes problemas de agua.
Hasta ahora, la longitud de estos túneles y su sección, hacían pocas veces
rentable la inversión de estas máquinas, utilizándose sólo allí donde los
problemas geotécnicos las hacían imprescindibles; es de esperar que cada
vez con más frecuencia se utilizarán máquinas tuneladoras en túneles más
cortos y con grandes secciones, aunque sean en roca, sobre todo si no es
de buena calidad.
En suelo, excavación es manual o mecánica, seguida rápidamente por
soporte para mitigar las deformaciones y prevenir colapsos.
En roca, se puede usar tronadura controlada, cortadores rotatorios o TBM
Tunnel Boring Machines (TBM)
Grandes cabezas rotatorias de hasta 12 m de diámetro, armadas con
discos o puntas, rotan a 2-10 rpm. Avance hasta 30 m/día.
Efectividad (y conveniencia económica) de la TBM depende de las
condiciones de la roca. Rocas de UCS > 150MPa tienden a ser muy
problemáticas.
Abrasividad de la roca es importante ya que gasta rápidamente los discos.
La abrasividad depende del contenido de cuarzo, tamaño del grano,
resistencia y porosidad de la roca.
Niveles de stresses sobre la roca son comparables a las de tronaduras.
Ventajas son la generación de paredes suaves con poca sobre-excavación,
lo que reduce necesidades de soporte.
V. GEOTECNIA DE PORTALES
Localización de portales debe considerar la topografía de superficie de
manera que sea factible la construcción.
Además se deben analizar los impactos en la estabilidad de las laderas al
realizar los cortes.
Calidad de roca es usualmente menor por estar cercano a la superficie.
Usualmente se requieren estudios a escala de mayor detalle, incluyendo
levantamiento estructural (discontinuidades) y un sondaje.
VI. GEOTECNIA DE OBRAS ANEXAS
Conjuntamente con el estudio del túnel, usualmente hay que hacer estudios
geotécnicos de obras anexas como caminos de acceso, puentes, sifones,
túneles auxiliares (ventanas), etc.
Estos estudios pueden ser en suelo o en roca, ya sea en superficie o
subterráneos.
a. Cambio de roca a suelo
El paso del túnel de roca a suelo debe ser previsto y medidas
especiales deben ser tomadas. Puede ser conveniente variar el trazado
para evitar esta situación.
Cambio drástico en condiciones y métodos de excavación y soporte.
Suelo puede estar saturado e inundar el túnel al pasar el contacto.
El contacto usualmente es una superficie de erosión, generalmente
irregular y por la tanto difícil de predecir en su localización exacta.
b. Túneles parietales
Excavados subparalelos y a poca distancia de una pared o ladera
rocosa en superficie. Falta de continuidad del macizo provoca
anomalías en las condiciones de esfuerzos.
Propiedades de la roca e inclinación de la ladera inciden directamente
en estabilidad del túnel. En algunos casos puede convenir reemplazar
la roca con materiales artificiales en vez de soportarla.
c. Túneles en Rocas Blandas y Zonas de Falla
Requiere soporte inmediato. Suelo tiende a deformarse rápidamente,
pudiendo producir deformación de las paredes y asentamientos.
Estabilidad depende de la resistencia del material y condiciones
hidrogeológicas. Suelos gruesos pueden ´fluir´dentro del túnel.
Otro problema es el “squeezing”, por deformación lenta (creep) y
plástica del material, común en arcillas, lutitas y granitos, esquistos o
gneisses altamente meteorizados.
En suelos expansivos, hay que dejar que se expanda antes de poner el
revestimiento.