Tesis:
Nuevo modelo Madrid para la estimacion de asientos producidos en túneles con tuneladoras EPB de gran tamaño.
- Autor: DIEZ RUBIO, Fernando
- Título: Nuevo modelo Madrid para la estimacion de asientos producidos en túneles con tuneladoras EPB de gran tamaño.
- Fecha: 2010
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS
- Departamentos: INGENIERIA Y MORFOLOGIA DEL TERRENO
- Acceso electrónico: http://oa.upm.es/6215/
- Director/a 1º: OTEO MAZO, Carlos S.
- Resumen: Partiendo de una situación actual (desarrollo de trabajos de ejecución de túneles con tuneladora en el ámbito de la ciudad y alrededores de Madrid), se realiza un planteamiento del “problema”: la estimación de asientos con los modelos existentes (principalmente el Modelo Madrid, Oteo et al, 1999) da valores, en general, superiores a los reales. Para poder dar solución a este “problema” se han realizado una serie de estudios y trabajos cuyo fin último es lograr un modelo más ajustado a la realidad. Para ello se ha llevado a cabo: Descripción del encuadre geológico de Madrid (capital y alrededores) y análisis de las propiedades geotécnicas, principalmente las relacionadas con la deformabilidad in situ de los suelos. Descripción de las diferentes ampliaciones llevadas a cabo en el Metro de Madrid, para entender la importancia de establecer un modelo futuro (aunque se haya ejecutado una de las redes de metro mejores del mundo, se seguirá realizando obra subterránea), y analizar tanto los métodos constructivos empleados como su evolución (donde las tuneladoras alcanzan un importancia singular, aunque se siguen utilizando otros métodos). Establecimiento de la metodología para poder implantar un nivel de control determinado en una obra subterránea, donde el análisis de subsidencias es determinante. Dicho nivel de control condicionará el seguimiento de las subsidencias provocadas por la ejecución de la obra subterránea. Se destacan algunas medidas para la limitación de tales movimientos: Diseño de un plan de avance de la tuneladora: establecimiento de la presión en el frente y control de la misma, peso o volumen del material excavado y relleno del “gap”: presión, volumen, tiempo de fraguado, etc Posibles tratamientos preventivos del terreno. Repaso de algunos de los métodos posibles para la estimación de la subsidencia: analíticos, semiempíricos y numéricos, centrándose en los utilizados habitualmente en el área de Madrid: métodos de Peck, Sagaseta y Oteo y Modelo Madrid. Con los modelos normalmente utilizados, se realiza una estimación de la subsidencia (volumen de asientos) de las obras de metro del periodo 2003-2007 ejecutadas con tuneladora, trabajando en modo EPB (líneas que son descritas). Recopilación de todos los datos de la instrumentación dispuesta (sólo se analizan aquellos que puedan considerarse de “campo libre”: no en edificios ni en infraestructuras ni en zonas en donde se haya realizado un tratamiento del terreno), obteniendo el volumen de asientos real, calificado como “medido”. La comparativa entre ambos valores: el volumen de asientos esperable y medido, justifica la necesidad de un nuevo modelo. Se analiza en términos de volumen de asientos por ser adimensional y no depender directamente del diámetro. El manejo de los datos recopilados de la instrumentación dispuesta conlleva una serie de fases para obtener la ley finalmente propuesta: Análisis preliminar para depurar los valores considerados anómalos: distancia al eje del túnel (se eliminan los registros de los instrumentos a más de 20 m), incompatibilidad de datos en una misma sección (en horizontal o vertical) y levantamientos (o asientos negativos) Una vez considerados los datos como válidos, se analizan desde diferentes criterios con el objeto de establecer la ley que mejor se adapte a los mismos. Para ello se ha tenido en cuenta: Variación del volumen de asientos respecto al recubrimiento resistente relativo, esto es, cobertera resistente dividida por el diámetro de la excavación. Se adopta, por la “bondad” presentada (coeficiente de regresión y facilidad de aplicación), una ley de variación logarítmica. Adopción de unos rangos de valores acordes con los esperados (aunque los datos proporcionen una magnitud del volumen de asientos, éstos deben estar dentro de unos intervalos “lógicos” y contrastados con la experiencia). Los criterios establecidos para el análisis son: Por formaciones (detrítica, yesífera y de transición) Por posición del punto de medida respecto al punto de inflexión (menor de i/2, entre i/2 y 15 m y más de 15 m) Por presión en la cámara de tierras (mayor del 20% de la presión vertical total, entre el 10 y el 20% y menor del 10%) Por cobertera total (mayor o menor de 2 diámetros) Considerar la globalidad de todos los datos. En todos los criterios indicados, además se ha diferenciado entre cobertera resistente relativa superior o inferior a dos diámetros. El criterio finalmente adoptado ha sido el de considerar la globalidad de los datos, que aún sin presentar el mejor coeficiente de regresión, está muy próximo al mismo. De esta forma, se presenta una única ley de variación del volumen de asientos en función de la cobertera resistente relativa, en dos tramos: El primero de ellos, logarítmico, hasta un determinado valor de Hp/D El segundo, constante a partir de dicho valor. Se presenta un intervalo de variación, esto es un máximo y un mínimo. Por último, se ha comprobado y validado la ley propuesta, comparándola con los valores obtenidos en tres obras de ampliación del Metro de Madrid realizadas recientemente, entre los años 2009 y 2010. Se establecen, por último una serie de limitaciones al modelo propuesto (básicamente para la ciudad de Madrid y sus alrededores, con una posible aplicación a entornos con un esquema geológico-geotécnico similar, introduciendo un coeficiente corrector que podría ser el conciente entre los módulos de deformación en descarga). Las investigaciones futuras se basan fundamentalmente en tener la certeza de que la tuneladora funciona correctamente, esto es: control de volumen excavado, control de la presión y del volumen de relleno del gap y sobre todo control de la presión en la cámara de la tuneladora, no solo en la clave sino tener la certeza de la existencia de un gradiente de presiones en la misma, lo que implica necesariamente un correcto trabajo en modo EPB.