Portada del Número 3557 (Monográfico)

2014 / Número 3557: Túneles (Monográfico)

Operación de tuneladoras de frente cerrado: influencia de las presiones del frente en los asientos inducidos

Simic Sureda, Davor

Davor Simic Sureda. Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Jefe de Área de Geotecnia de Ferrovial-Agroman. Profesor asociado Universidad Politécnica de Madrid

Fuente: 2014, 161 (3557): 95-106

Resumen en español

Un aspecto relevante de la operación de las tuneladoras de frente cerrado es el control de la presión del frente con el fin de minimizar las afecciones en el terreno circundante debidas a los movimientos. Los modelos disponibles en la bibliografía, basados en la aplicación de la teoría de la plasticidad y ensayos en centrífuga, para correlacionar los asientos en superficie con la estabilidad del frente del túnel resultan muy limitados por cuanto no estudian adecuadamente el mecanismo de rotura del frente, siendo sólo aplicables para terrenos homogéneos de comportamiento cohesivo, sin componente friccional de la resistencia. Con este motivo, se ha puesto en marcha un proyecto de investigación descrito en este artículo con el fin de elaborar una herramienta adecuada para estimar la influencia de la presión del frente de la tuneladora en las subsidencias del terreno. Para ello se modeliza el comportamiento del frente mediante las formulaciones de equilibrio límite, habituales en otros campos de la geotecnia, que tienen la ventaja de su relativa sencillez de aplicación. Ello permite además introducir en el análisis la heterogeneidad del perfil geotécnico, la existencia de un nivel freático o la presencia de suelos granulares. Finalmente, se comparan los resultados obtenidos con modelos numéricos tridimensionales y con datos de la instrumentación de túneles reales.

Palabras clave:

Túneles, presión de tierras, estabilidad frente, asientos, pérdida de suelo

Abstract

A relevant aspect of the operation of closed-face tunnelling machines is the control of the pressure at the face in order to minimise the effects in the surrounding soil due to the movement. The models available in literature, based on the application of the theory of plasticity and centrifugal testing, to correlate the settlement at the surface with the stability at the tunnel face are very restrictive as they do not provide any adequate study of the mechanism of failure at the face, and are only applicable to homogeneous cohesive soils without frictional resistance. For this reason a research project was carried out to prepare a suitable tool to estimate the influence of the pressure at the face of the TBM in soil subsidence. This entailed the modelling of the behaviour of the face by standard limit equilibrium formulas used in other areas of geotechnology, that offer the advantage of relative ease of application. This also allows the introduction in the analysis of the heterogeneity of the geotechnical profile, the presence of a phreatic level or the presence of granular soils. The results obtained by these means were finally compared with three-dimensional numerical models and with the instrument recordings of real tunnels.

Key words:

Tunnels, earth pressure, face stability, settlement, loss of soil

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2014, 161 (3557): 95-106

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