La Revista Vial compartió con sus lectores nuestro proyecto de mejoramiento de la Ruta Nacional 75 a partir de la inclusión de dos túneles viales expuesto en las Jornadas de AATES.
El Ing. Ramiro Suárez Taboada explicó las obras que actualmente se están llevando a cabo en la provincia de La Rioja. La ponencia se desarrolló en el marco de las 8° Jornadas de Túneles y Espacios Subterráneos, organizada por AATES (Asociación Argentina de Túneles y Espacios Subterráneos) los días 4, 5 y 6 de septiembre.
Las obras en la Ruta Nacional 75, ubicada en el sector Oeste de la ciudad de La Rioja, están actualmente en ejecución. El proyecto, que tiene inicio a la altura de la Av. Circunvalación y termina en proximidades del Dique Los Sauces recorre 6 Kilómetros aproximadamente, incluye dos túneles viales excavados en roca, además de obras que mejoran la calidad y seguridad de circulación a lo largo la Quebrada del Río los Sauces, sector perteneciente al cordón montañoso de la Sierra de Velasco.
La creciente población del lugar, el incremento de actividades comerciales en ciudades cercanas y el atractivo turístico del valle y el dique tuvieron como consecuencia un aumento en el volumen de vehículos que utilizan la ruta. Con un alto tránsito y un ámbito urbano, la oferta de la infraestructura del camino existente fue superada por su contexto. Es por esto, que surgió la necesidad de mejorar las condiciones del tramo.
El valle del Ríos Los Sauces, presenta un ancho medio de 250 m, limitado a ambos lados por la Sierra de Velasco. El área comprendida entre piedemontes se encuentra ocupada por viviendas, tornándose este tramo en una travesía urbana, con el tránsito y fricciones al flujo vehicular característico de este tipo de uso. La ruta actual presenta características de diseño del tipo rural, en contraste con el entorno en el que está inmersa. Por lo tanto, el siguiente proyecto surge como respuesta de la demanda de un cambio en el diseño y en la traza para mejorar el nivel de servicio de la vía e incrementar la seguridad vial, tanto de los usuarios como de los locales.
Paolini Hnos. desarrolló un proyecto ejecutivo que plantea el diseño de una traza completamente nueva ubicada sobre el faldeo Norte del valle, ámbito rural y topografía de montaña, con la ejecución de dos túneles y el diseño de dos intersecciones a nivel para la vinculación de la ruta proyectada con el camino actual, incorporándose a lo largo del nuevo trazado muros de sostenimiento y dispositivos para la seguridad vial, defensas vehiculares rígidas y flexibles, señalización vertical y demarcación horizontal, entre otros. Se realizaron estudios hidrológicos e hidráulicos para el adecuado diseño de las obras de arte y tratamiento de las escorrentías hasta su desembocadura en el río Los Sauces.
Las características del nuevo trazado, permitirán fomentar el turismo brindando un acceso directo y seguro hacia el dique Los Sauces, brindando una mejor accesibilidad a Villa Sanagasta, punto de partida para la travesía hacia Chilecito, (segunda ciudad de La Rioja). A la fecha, para movilizarse desde la capital provincial hasta allí hay que atravesar las Rutas 38 y 74, circulando por más de 200 km, mientras que cuando esa obra se concrete, esa distancia va a reducirse de manera sustancial a unos 80 km.
ALTERNATIVAS
Se analizaron diferentes alternativas de trazado, desde la repavimentación de la ruta existente, la intervención en algunos tramos del actual camino, hasta opciones totalmente fuera del valle. En este sentido, se consideraron los ítems principales de la obra básica (movimiento de suelos, paquete estructural, señalización, demarcación, obras de arte y túneles), así como un valor de referencia de las posibles expropiaciones. Además, se abarcaron aspectos como: mejora en la seguridad vial, mejora en el nivel de servicio, impacto ambiental, impacto social (local), riesgo geológico y dificultad constructiva.
Se estudiaron inicialmente dos alternativas básicas de trazado orientadas a la mejora de algunas curvas y mejoras sobre el trazado existente. Luego, se definió una tercera alternativa de cualidad mixta, que incluía la construcción de túneles y viaductos. Pero, al existir algunas zonas donde el trazado era compartido entre la vieja traza y la nueva, no se daba solución total a la independencia de tránsitos necesaria.
Finalmente, la cuarta alternativa fue la que se adaptó mejor a las finalidades del proyecto. Esta opción desarrolla el trazado de forma mucho más rectilínea e incluye la construcción de dos túneles viales, uno de 560 m y otro de 890 m de longitud; así como la incorporación de intersecciones al inicio y al final del trazado. De esta manera, se logró el objetivo de diferenciar los tránsitos, quedando el viejo camino como acceso vecinal.
PERFILES TIPO
La traza seleccionada se emplaza en su totalidad sobre el faldeo Norte del valle.
El perfil tipo convencional, de excavaciones y terraplenes se utilizó en todas aquellas zonas donde no suponía grandes intervenciones sobre las laderas y donde la proyección de los terraplenes no afectaban a propiedades en la zona. El componente geológico-geotécnico fue condicionante para el desarrollo del trazado debido a que existen porciones del macizo rocoso que se encuentran en procesos activos formando zonas de inestabilidad mecánica de la roca y zonas de derrumbes. Esto crea que la necesidad de ejecutar cortes y terraplenes propios del diseño de caminos de montaña resulten de dificultad desde el punto de vista constructivo y en algunos casos resulte hasta estructuralmente inviable.
Por ello, se definieron distintas tipologías de muros de sostenimiento para contener la nueva traza. En casos donde el nuevo trazado estaba muy cerca del anterior, se recurrió a estructuras combinadas de muros prefabricados con hormigón armado, que permitieron la materialización de muros de gran altura, con la inclusión de voladizos de hasta 2m.
TÚNELES
ESTUDIOS PRELIMINARES
En líneas generales, los estudios preliminares realizados consistieron en un mapeo geológico superficial y sondeos geotécnicos con recuperación de testigos en los portales de ingreso y salida de los sectores preseleccionados para ambos túneles. En las perforaciones, se realizaron ensayos geofísicos mediante sondas acústicas y ópticas, así como también sobre los testigos recuperados se determinaron propiedades geotécnicas a través de ensayos de laboratorio. Para el caso del túnel N° 1 se realizó un sondeo por portal, y para el caso del túnel N° 2, dos sondeos por portal.
Los resultados de estos relevamientos permitieron tener mayor información del entorno geológico de ambos túneles, definiéndose el granito con mayor predominancia y sectores con mantos de tipo coluvio en zonas de portales.
Los portales de ingreso y de salida del túnel N° 1, luego de realizadas las excavaciones previstas, fueron fortificados mediante se incorporaron anclajes galvanizados por su exposición a factores climáticos, en combinación con mallas de acero y hormigón proyectado o shotcrete.
En el caso del túnel N° 2, el portal de ingreso se trata de una ladera de gran altura –cuasi vertical–, sobre la cual no se prevén realizar intervenciones de excavación, por tanto se proyectó su fortificación sin excavación.
En cuanto el portal de salida de este túnel, al momento de hacer las perforaciones de auscultación, se presentaron muchas dificultades en el proceso de excavación y extracción de testigos y no se evidenció roca competente en la ubicación preliminar prevista, por lo que fue necesario realizar nuevas determinaciones complementarias para la búsqueda del techo de roca competente. Por ello, se encomendó un estudio de tomografía sísmica y nuevas perforaciones.
Entre los resultados de estos estudios, el más representativo indicaba que el techo de roca competente para plantear la ubicación del portal se encontraba a unos 50 m de profundidad respecto a la superficie de la ladera. Esta situación conllevaba a tener que efectuar grandes excavaciones en términos de volúmenes (90.000 m³), produciendo su vez, grandes superficies potencialmente colapsibles debido al nivel de exposición de estos materiales con poca cohesión. Con el fin de encontrar una solución a esta dificultad, se planteó la posibilidad de modificar la ubicación del portal planteada inicialmente, obteniéndose, en base a los resultados de los estudios mencionados, una nueva localización a una distancia relativa al portal anterior de 35 m medidos horizontalmente y 10 m en forma vertical. Esto llevó al rediseño geométrico y su correspondiente fortificación en función de esta nueva ubicación, que describió alturas de corte del orden de los 20 m de altura.
CLASIFICACIÓN DE TIPO MACIZO ROCOSO Y SOSTENIMIENTO
Continuando con el diseño de los túneles, el equipo de Paolini Hermanos realizó, conjuntamente con la consultora especialista, la clasificación de tipos de macizos rocosos de la zona, denominados bajo seis términos diferenciales. Cada uno de estos a su vez se asocia a una caracterización y a un comportamiento esperado, y para cada uno de ellos se aplica un tipo de sostenimiento. Por ejemplo, el sostenimiento “Tipo 1” incorpora pernos eventuales y se combina siempre con proyección de hormigón.
El procedimiento de excavación previsto, implica en una primera etapa la excavación de la calota y posteriormente el banco en segunda etapa. Se establecieron las distancias mínimas entre la excavación de ambos frentes. En la fortificación del sostenimiento “Tipo 2” el perno ya no es eventual, sino que se dispone de una cantidad mayor, colocados a tres bolillos a distancias y separaciones determinadas. De esta forma, cada tipo de macizo rocoso y su comportamiento previsto requieren de distintos niveles y cantidades de elementos de fortificación.
Los sostenimientos “Tipo 4 y Tipo 5”, son utilizados para materiales en el frente de excavación que presentan muy poca cohesión y que probablemente pueden ser excavados sin técnicas de voladura. Para estos casos, la excavación es muy controlada y la fortificación incorpora cerchas metálicas como elemento adicional de soporte e incluye un “paraguas” con pernos tipo Marchavanti.
El mapeo y la clasificación de tipo de macizo rocoso que realizamos en el frente de avance es llevado a cabo por especialistas. El software TUGIS contribuye a definir y tomar decisiones respecto del tipo de fortificación a aplicar en cada caso.
FALSO TÚNEL
Para el caso de los falsos túneles se realizaron ensayos de trayectoria crítica de caída de bloques, que determinaron la longitud en cada portal.
MONITOREO GEOTÉCNICO
Con el objeto de controlar distintas magnitudes geotécnicas, su permanente evaluación y comportamiento durante la fase constructiva, se dispuso la colocación de miniprismas, que combinados con una estación total de gran precisión angular, permiten la determinación de divergencias y convergencias de la excavación. Este seguimiento, hace posible la toma de decisiones que otorguen mayor seguridad; no sólo al proceso constructivo, sino también a la etapa de operación del túnel. Para tal fin, el equipo contratpo también el software Eupalinos, que controla el procesamiento de los datos de medición de la red, el cálculo de los datos de replanteo, la evaluación y la presentación de mediciones de desplazamiento.
Dado que la obra está inmersa en un marco urbano, también se realizaron mediciones de movimiento de las partículas de suelo, producidas por la onda sísmica de las voladuras, a través de un sismógrafo, arrojando como resultado, velocidades por debajo de lo establecido por la norma vigente. Además, se midieron los niveles sonoros cuyos valores resultaron más cercanos al límite tolerable de ruido, por lo que se trata de evitar realizar voladuras en determinados horarios.
INTERIOR TÚNEL
En cuanto a los elementos que conforman el interior del túnel, en el nivel inferior se construye una base drenante, pavimentos de hormigón, con dos calzadas de 3,50 m de ancho, más veredas de 0,75 m. A los laterales, hay un hormigón de revestimiento definitivo hasta una altura de 1,10 m, sobre la cual se coloca una placa prefabricada de 4,10 m de altura, propuesta para este proyecto con el fin de dar una terminación estética. Los túneles serán provistos de iluminación con tecnología LED y sistema contraincendios.
La placa premoldeada, tiene la ventaja de ser fácilmente desmontable para etapas de mantenimiento futuro. En el estudio de experiencias previas se ha advertido en numerosos proyectos que durante el proceso constructivo no aparecen problemas de humedad, pero sí después durante la etapa de operación. De esta manera, se puede alargar la vida útil de los túneles en lo que hace a problemas hidráulicos o estructurales mediante la accesibilidad a las zonas de filtraciones o fallas con el desmonte de las placas.
DRENAJES
Para el caso de los drenajes, se disponen cañeros longitudinales con sifones y cámaras de inspección. Asimismo, para el caso de la impermeabilización se ha previsto la incorporación de membranas proyectables en caso de que sean necesarias. Se trata de una membrana impermeabilizante que se coloca entre dos capas de shotcrete, cuyo diseño, otorga buenas competencias desde el punto de vista de la adherencia. Por último, para el caso de los sectores donde existieran zonas de humedad más concentrada, se prevé la aplicación de medias cañas de PVC convenientemente dispuestas para que conduzcan el agua hacia la zona de drenaje.
ILUMINACIÓN
El sistema de iluminación de ambos túneles está basado en tecnología LED. A lo largo de los recorridos, se proyecta la instalación de luminancímetros, cuya función es limitar el deslumbramiento y el encandilamiento al ingresar o salir de los mismos.
OBRAS EN EJECUCIÓN
Las obras en ejecución actualmente consisten fundamentalmente en la ejecución de excavaciones y terraplenes, construcción de muros de sostenimiento con voladizos materializados combinando elementos prefabricados con ménsulas estructurales, muros de hormigón armado, cunetas revestidas, defensas new jersey, obras hidráulicas, construcción de portales y excavación y fortificación de túneles.
CONCLUSIONES
La empresa Paolini Hnos. cuenta con una larga trayectoria y una vasta experiencia en obras de camino de montaña. El contrato presentado en esta ponencia fue su primera experiencia en lo referente a túneles excavados en roca. Tanto en el proceso de diseño, como durante la etapa de construcción contamos con el apoyo y acompañamiento de la consultora especialista Geoconsult.
Según el Ing. Suárez Taboada, “durante todo el proceso de diseño y construcción de este tipo de obras se destaca la intervención permanente de múltiples profesionales y especialidades. A diferencia de las soluciones más generales que se aplican en caminos de montaña regulares, para el caso de la excavación subterránea el planteo de escenarios, evaluación de alternativas y aplicación soluciones se trata metro a metro, evaluando en forma permanente las múltiples variables y entorno”, explicó el ingeniero. “Por esta razón, entendemos que la construcción responsable y segura, requiere del acompañamiento de cada uno de los especialistas”, aseveró.
Desde la empresa consideran que “el objetivo de este proyecto se cumplió gracias a la adopción de túneles como alternativa de solución para el nuevo trazado propuesto en la ladera del valle. Posibilitando sortear accidentes geográficos y minimizar la intervención de macizos rocosos inestables. Caso contrario, no se hubiese logrado la independencia de los trazados ni el objetivo propuesto por la obra”, concluyó Ramiro Suarez Taboada.
Fuente: Revista Vial