Análisis en 3D de los movimientos del terreno causados por la excavación mecanizada de túneles (EPB)

Abstract

El progresivo incremento en la construcción de túnel es urbanos a poca profundidad, todo y que a largo plazo aportan evidentes ventajas desde el punto de vista urbanístico y ambiental, pueden crear a corto plazo proble mas significativos. Una de las principales preocupaciones, es la generación inevitable de movimientos en zonas cercanas al túnel durante el proceso de cons trucción y su afectación a estructuras y servicios cercanos. En los últimos años, se ha hecho un uso cada vez más frecuente de máquinas integrales para el proceso de ejecución de túneles urbanos, debido a sus importantesventajas en cuanto a mínima afección al entorno, la se guridad de operación yelevado rendimiento. En concreto, las máquinas tunelado ras se han afianzado como unas máquinas muy versátiles y seguras, para este tipo de ambientes urbanos. Un claro ejemplo, de ejecución de túneles con máquina tune ladora del tipo EPB es el caso de la línea 9 del metro de Barcelona. La futura línea de metro, será la más larga de Europa con aproximadamente 47.8 Km de longitud, la cual, discurre por suelo urbano casi en su totalidad. Otra de las características que la hacen aún más particular a la línea, son los dos grandes diámetros de excavación de 12 y 9.4 metros que se están utilizando. Además el trazado de la línea 9 transcurre bajo condiciones geológicas muy diversas como: Rocas Ígneas (granito con diferentes grados de meteorización), rocas blandas (conglomerados del Plioceno y Mioceno, arcillas sobre - consolidadas y gravas) y suelos de diferentes características (coberturas de materiales del cuaternario y depósitos de aluviales en las z onas deltaicas). La ejecución de estas excavaciones subterráneas puede ir acompañada de movimientos en el terreno. Estos movimientos pueden comportar graves daños en estructuras de diversa índole, siendo especialmente sensibles cuando estas excavaciones di scurren bajo zonas urbanas. En estudios previos, se han desarrollado herramientas para la modelización numérica en 2D de los movimientos del terreno producidos durante y tras el proceso de excavación de un túnel mediante tuneladora, con la finalidad de rep roducir estos movimientos. En la presente tesina se propone extender dichos estudios previos al dominio 3D y aplicar dicho modelo para el caso de una excavación real . El objetivo principal de la tesina es construir el modelo de elementos finitos con el pro grama de cálculo Plaxis en 3 dimensiones , y realizar el cálculo. Además de c omparar losresultados del modelo con los datos reales, y estudiar intensamente las simulaciones para ver la eficiencia de los resultados calculados por el programa.