Comparación numérica de métodos tradicionales de excavación para túneles en dos tipos de suelo

Abstract

The choice of the method of excavation of a tunnel depends on several factors that include the type of land to be excavated and its length, to name a few, really in the field there are many more situations that we must take into account when to carry out the excavation, as the soil is well known, it is changing from one section to another and that is why a numerical method only helps us to understand the behavior of the soil a bit. Until now, the construction of highway tunnels in Mexico has been carried out with conventional excavation methods with drilling and blasting using explosives and mechanical excavation by means of point attack machines such as graders, hydraulic hammers, etc. Another tunnel excavation method corresponds to the use of TBM tunnel tuning machines (Tunnel Boring Machine), to date in Mexico no road tunnel has been built with this method. It is important to mention that each excavation method has advantages and disadvantages, so an analysis and evaluation of each particular project should be done to determine the most convenient one. An excavation of small dimensions presents less problems in terms of stability of the land than another one of greater size. Therefore, if a first phase of small dimensions is excavated but sufficient for the equipment to enter or the staff can work in the case of traditional methods, the problems that the material can give will be minor and easier to solve. In addition to digging the remaining phases, the poor quality areas of the rock massif or soil will have been mapped, so that the appropriate type of support for each case (coating) can be implemented.

La elección del método de excavación de un túnel depende de varios factores dentro de los que destacan el tipo de terreno a excavar y su longitud, esto por mencionar algunos, realmente en campo se presentan muchas más situaciones que debemos de tener en cuenta a la hora de realizar la excavación, como bien se sabe el suelo es cambiante de un tramo a otro y es por eso que un método numérico únicamente nos ayuda a entender un poco el comportamiento del suelo. Hasta ahora la construcción de túneles carreteros en México se ha realizado con los métodos de excavación convencional con perforación y voladura utilizando explosivos y la excavación mecánica mediante máquinas de ataque puntual como rozadoras, martillos hidráulicos, etc. Otro método de excavación de túneles corresponde con la utilización de máquinas tuneladoras TBM (Tunnel Boring Machine), a la fecha en México no se ha construido ningún túnel carretero con este método. Es importante mencionar que cada método de excavación tiene ventajas y desventajas por lo que se deberá hacer un análisis y una evaluación de cada proyecto en particular, para determinar el más conveniente. Una excavación de dimensiones pequeñas presenta menos problemas en cuanto a estabilidad del terreno que otro de mayor tamaño. Por lo tanto, si se excava una primera fase de dimensiones reducidas pero suficientes para que entren los equipos o bien pueda trabajar el personal para el caso de los métodos tradicionales, los problemas que puede dar el material serán menores y más fáciles de solucionar. Además, al excavar las fases restantes, se habrán mapeado las zonas de mala calidad del macizo rocoso o del suelo, por lo que se podrán implementar el tipo de sostenimiento adecuado para cada caso (revestimiento).