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Asentamiento Repentino durante la Construcción de un Túnel


Un evento que ocurrió hace poco más de dos semanas en Alemania, es el motivo de este documento que compartimos con nuestros clientes más cercanos. Nos gustaría aclarar que la información que utilizamos proviene de fuentes públicas, es decir entrevistas de involucrados, periódicos locales, conferencias prensas etc. Lamentablemente nuestras fuentes son en alemán, por lo que sí las compartimos al final de la nota, sin embargo entendemos que no todos estarán en condiciones de entenderlas.

Antecedentes

la línea ferroviaria en el cual se suscitó el evento el 12.08.2017 tiene una edad de 150 años y ha estado siendo modernizada de acuerdo al avance tecnológico. Ya desde 1980 llegó a la saturación de su capacidad y las actividades de modernización se han incrementado. El tramo forma parte hoy en día de un corredor ferroviario de carga muy importante europeo que conecta el puerto de Rotterdam en Holanda con el puerto de Génova en Italia. A nivel de comunicación de masas su importancia se recarga en el muy transitado tramo entre las ciudades de Karlsruhe, Alemania, y de Basilea, Suiza.


El evento ocurrió en Alemania un total de 377 trenes cruzan el tramo diario

En el contexto de las más recientes obras de modernización de todo el corredor ferroviario, en el tramo que cruza la ciudad de Rastatt se planeó un túnel de 4.3 km por debajo de ciudad. El trazo nuevo implicaba un cruce por debajo de la línea de tren superficial que actualmente forma parte del corredor, mismo que es utilizado por unos 200 trenes de carga por día y 177 trenes de pasajeros entre trenes de alta velocidad, trenes regionales y suburbanos. El consorcio encargado para los trabajos es compuesto por dos empresas de ingeniería civil de renombre en Alemania.


El Evento

El 12.08.2017, durante las obras de excavación del túnel, precisamente cuando las excavaciones con una tuneladora Herrenknecht cruzaban por debajo de las líneas del tren, la superficie presentó un hundimiento repentino de unos 50 cm, causado por un asentamiento dentro del túnel en construcción. Desde esta fecha la importante línea ferroviaria se encuentra interrumpida con una probable fecha de reinicio de operaciones planeada para el 7.10. 2017.

Se puede apreciar el hundimiento en las vías del tren

El proyecto

La obra consiste en la construcción de un túnel de dos tubos con una longitud de 4,3 km por debajo de la ciudad de Rastatt, Alemania. El trazo, por permitir el paso de trenes de alta velocidad, es mucho más recto que el de la línea existente, y cruza por debajo de la línea existente con una cobertura de 5 metros.


El portal de una de las entradas al túnel de dos tubos

Las excavaciones se llevan a cabo con dos tuneladoras Herrenknecht con una longitud de 90 metros y un diámetro externo de excavación de 11 metros con un valor de Euros 18 Mio cada una. Lo complejo de este proyecto – reconocido desde los estudios iniciales – es la composición geológica del subsuelo, conformado en su mayoría por arena y grava. Para obviar esta adversidad, en los tramos más delicados, el procedimiento de construcción preveía

• Congelar el subsuelo alrededor de la excavación desde la superficie con un complejo sistema de lanzas de inyección de un refrigerante que bajaba la temperatura del subsuelo a -18ºC • Avanzar en la excavación con la tuneladora • Recubrir la excavación con un anillo de dovelas de 2 metros de ancho y un espesor de 50cm, que en su totalidad pesaba 80 to. • Descongelar el subsuelo

Precisamente este procedimiento estaba previsto para el cruce del túnel por debajo de la línea ferroviaria superficial existente. Cabe mencionar que otra circunstancia de este proyecto es su cercanía al Valle del Río Rin, por lo que los trabajos de excavación se realizan por debajo del nivel freático.


Esquema de la tuneladora y la congelación del subsuelo

Cabe mencionar que las dovelas fueron fabricadas por un proveedor externo en su propio taller y transportadas al sitio de construcción.

El Siniestro: 12.08 2017, casi terminando la excavación de un cuerpo de 4.3 kilómetros, se presentó un problema: un hundimiento repentino a lo largo de 150 metros y de hasta 50 cm de profundidad en las vías del tren en superficie indicaban que por debajo las cosas iban a ser peor. Y efectivamente el hundimiento superficial fue provocado por un colapso dentro del túnel en una sección que ya tenía colocadas las dovelas, pero todavía dentro del rango de operación de la tuneladora.

Representación gráfica del colapso involucrando la tuneladora


Desde luego el tráfico ferroviario sobre la línea superficial se interrumpió. Las versiones iniciales indican que la causa fue un fallo en una o más dovelas que colapsaron y causaron el ingreso al túnel de cantidades mayores de agua y tierra. Debido a la importancia del corredor ferroviario, la primera prioridad fue la búsqueda de soluciones para re-establecer el tráfico ferroviario. Se acordó proceder a estabilizar el subsuelo para reparar la línea de tren existente. Para esto se rellenó con 10.500m3 de concreto el túnel dañado a lo largo de los 150 metros, aceptando la pérdida total de la tuneladora (18 Mio Euro). En los próximos días se colocará una placa de concreto armado de 100 metros con un espesor de 1 metro por encima del concreto de relleno para que sirva como soporte a los rieles del tren superficial existente.


Relleno de concreto para el túnel Placa de Concreto como Soporte para las vías del Tren


Colocación del Concreto

Causas

En una conferencia de prensa de las Autoridades Ferroviarias Alemanas tres días después del evento, se aclararon los siguientes aspectos:

• Se puede excluir como causa una colisión o un malfuncionamiento de la tuneladora • Tampoco fue el paso de un tren por arriba de la zona de trabajo que causó el accidente • La causa – sin adelantarse a las conclusiones de un equipo de expertos – fue el desplazamiento, causado por “movimiento de tierras”, de varias dovelas que permitió el ingreso de gran cantidades agua y tierra al túnel provocando un asentamiento “a embudo” en la superficie. Desde nuestra perspectiva, para fines una discusión académica y con base a los elementos que hemos podido obtener de fuentes públicas, deberíamos considerar lo siguiente:

• Para un proyecto de tuneleo en un terreno en el cual se reconoció que es compuesto por grava y arena, dejar una cubierta de solo 5 metros entre la clave del túnel y la superficie del terreno puede ser cuestionado. Tal vez una obra de “cut and cover” y una estabilización en la zona del cruce con la línea existente hubiera sido mas, sobre todo considerando un subsuelo muy frágil y las aguas freáticas presentes en el sitio de obra.

• Un procedimiento de construcción que prevé la congelación del subsuelo para después perforar y colocar las dovelas, para después descongelar el subsuelo es una tecnología que requiere cierta experiencia. ¿Hay antecedentes de esta tecnología y es un procedimiento probado? Cabe mencionar que en Alemania antes de proceder con procedimientos de construcción novedosos, es necesario recaudar todo una serie de permisos con el involucramiento de muchas instituciones especializadas y expertos de la construcción.

• No tenemos noticias detalladas del otro cuerpo del túnel. Seguramente formará parte de las investigaciones que se realizarán para cerciorase que haya sido afectado por el evento. Aparentemente se está estabilizando ya la cubierta entre el galibo del segundo cuerpo del túnel y la plataforma en superficie.

• Habría que analizar porqué se habla de “movimientos de tierra” como causa del desplazamiento de las dovelas. Una vez colocadas las dovelas estas son muy estables, tanto que el anillo de las dovelas se utiliza para empujar todo el tren de la tuneladora hacía adelante para seguir con la excavación. Tal vez hubo una falla de material en un lote de las dovelas?

• Otro aspecto que valdría la pena analizar es la operación de avance de la tuneladora. Un avance repentino – el empuje se da con gatos hidráulicos – puede haber causado un esfuerzo demasiado alto para el diseño de las dovelas o sus elementos de anclaje.

¿Qué nos deja este siniestro?

No cabe duda que los siniestros ocurren en el momento más imprevisto y en los lugares en donde uno menos se lo espera. El seguro es precisamente una forma para superar las catástrofes financieras que un evento del tipo que analizamos conlleva.

En nuestras regiones de Latinoamérica es ya usual la utilización de tuneladoras en las excavaciones de túnel. El evento ocurrido en Alemania hace dos semanas es sumamente interesante no solo por la dinámica del evento, sino también porque nos deja enseñanzas:

• También un subsuelo analizado detalladamente desde el punto de vista geológico no nos previene de siniestros súbitos e imprevistos. • La presencia de agua freática es una complejidad adicional que no se debe subestimar. • Los cruces especiales (carreteras, vías del tren, poliductos) deben ser analizados con el debido detalle. • Tecnologías de vanguardia no son garantía para un proyecto libre de siniestros. Es importante averiguar experiencias pasadas con métodos similares. • Vías de comunicación estratégicas que no tienen redundancia, incrementan la presión para restablecer la comunicación en caso de siniestro, sin considerar posibilidades de mitigación de daño perdidas que en un caso con menos presión pública se hubieran podido adoptar. • Presión de tiempo para terminar una obra es una agravación de riesgo. Aquí el Latinoamérica es muy común que en las semanas antes de la culminación de un proyecto hay actividades aceleradas y caóticas – incluyendo en el periodo de pruebas – para permitir la inauguración del proyecto en presencia de las Autoridades Gubernamentales en fechas predeterminadas.

Para concluir: La evaluación de riesgo de proyectos de tuneleo implica toda una serie de conocimientos y experiencia que se pueden adquirir solo realizando inspecciones a este tipo de obra. No me queda que invitar a las cedentes a enviar su cuerpo técnico a visitar este tipo de obras.

THB México

Intermediario de Reaseguro

+5255 55436345

www.thbmexico.com

Presidente

Octavio Careaga Gutiérrez


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