Portada del Número 3557 (Monográfico)

2014 / Número 3557: Túneles (Monográfico)

Nuevo modelo Madrid para la estimación de asientos producidos en túneles ejecutados con tuneladoras EPB de gran diámetro

Díez Rubio, Fernando; Oteo Mazo, Carlos S.

Fernando Díez Rubio. Doctor ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Departamento Geotecnia en Typsa. Profesor de la Universidad Complutense de Madrid. Carlos S. Oteo Mazo. Doctor ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Catedrático de Ingeniería del Terreno

Fuente: 2014, 161 (3557): 55-68

Resumen en español

El presente artículo resume la tesis doctoral presentada por el primero de los autores en el año 2011 y dirigida por el segundo. La estimación de asientos en las diversas ampliaciones de la red de Metro de Madrid y otras obras singulares en la ciudad de Madrid se realizaba en una primera aproximación con los modelos existentes, principalmente con el modelo Madrid (Oteo et al, 1999). En general, se ha podido comprobar que los asientos medidos durante la ejecución de las obras son inferiores a los estimados. Por tal motivo y, disponiendo de los datos de la auscultación llevada a cabo durante la ejecución de la ampliación de la red de Metro de Madrid (periodo 2003-07, en la que se realizaron 41 km con tuneladora de los 83,5 km totales), se ha desarrollado un modelo empírico que complementa otro previo de 1999. El modelo relaciona el volumen de asientos (independiente del diámetro de la tuneladora) con el recubrimiento resistente relativo (espesor del sustrato terciario por encima de la clave del túnel dividido por el diámetro de la tuneladora). Para poder establecer dicho modelo, se ha llevado a cabo una metodología aplicada en diferentes fases (Fig. 1): - Estimación del volumen de asientos con los modelos de cálculo habitualmente empleados y se compara con el volumen de asientos deducido con los datos de la instrumentación dispuesta. - Tras un tratamiento estadístico de los datos, se establece una ley de variación basada en diversos criterios (por unidad geotécnica, presión de la cámara, etc.). Dicha ley se propone en dos tramos: logarítmico y constante, con un intervalo de variación. - Se comprobó y validó con los datos disponibles de la instrumentación de la ampliación de la red de Metro de Madrid (periodo 2007-11, donde se han ejecutado 10 km de túnel con tuneladora). - Por último, se establecen unas limitaciones al modelo y unas recomendaciones para minimizar las subsidencias producidas (peso del material excavado, aseguramiento de un gradiente de presiones en la cámara de la tuneladora, etc.).

Palabras clave:

Túnel, tuneladora en modo EPB, subsidencias, modelo empírico

Abstract

The article is a summary of the Doctoral Thesis presented by the first of the two authors in 2011 and directed by the latter. The estimation of settlement in the diverse extensions to the Madrid Metro network and other construction works in the city of Madrid was initially based on existing models and primarily the Madrid Model (Oteo et al, 1999). The settlement measured during the execution of these works was generally seen to be less than the estimated figures. For this reason an empirical model, supplementing an earlier model from 1999, has been developed on the basis of monitoring data obtained during the construction of the extension to the Madrid Metro (from 2003-2007 in which 41 km of the total 83.5 km extension were formed by TBMs). The model relates the volume of settlement (regardless of the diameter of the TBM) to the relative loadbearing surface cover (thickness of the tertiary substrata above the tunnel crown divided by the diameter of the TBM). A specific methodology applied to the different stages has been conducted in order to establish this model (Fig. 1): - An estimate of the settlement volume was made using standard calculation models and compared with the settlement volume provided by available monitoring data. - Following the statistical processing of the data, a law of variation has been established based on a series of criteria (geotechnical unit, chamber pressure, etc.). The law is proposed for both logarithmic and constant variance, with a variation interval. - The model was checked and validated against data provided by monitoring equipment during the extension to the Madrid Metro network (2007-2011, in which 10 km of tunnel were build by TBM). - The limitations of the model have been duly established and a series of recommendations provided to minimize subsidence (weight of excavated material, control of pressure gradient in the tunnel chamber, etc.).

Key words:

Tunnel, EPB tunnel boring machine, subsidence, empirical model

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