Análisis del comportamiento de un túnel excavado en rocas altamente expansivas

Abstract

El túnel de Lilla pertenece a la línea de ferrocarril de alta velocidad Madrid- Barcelona-frontera francesa y está situado cerca de Montblanc (Tarragona). Con una longitud de 2034 metros, está excavado en arcillitas sulfatadas Eocenas de la Cuenca Terciaria del Ebro. Durante su construcción se produjeron hinchamientos de la roca encajante, registrándose levantamientos en solera superiores a 50 centímetros en algunos puntos. La magnitud de los hinchamientos obligó a cambiar la sección inicial en forma de herradura por una sección circular. El objetivo principal de este trabajo ha sido construir un modelo numérico que sirva de punto de partida para el futuro desarrollo de un modelo completo para el diseño de túneles en rocas sulfatadas altamente expansivas. En primer lugar se ha hecho una recopilación de los diferentes trabajos y artículos publicados sobre la problemática del túnel de Lilla hasta la fecha, en base a los cuales se presenta un modelo conceptual de lo sucedido. Posteriormente, y partiendo del modelo conceptual, se ha construido un modelo numérico para la simulación de los hinchamientos. Se presenta una descripción detallada de las diferentes características del modelo. El código de elementos finitos utilizado ha sido el CODE_BRIGHT. El modelo se ha aplicado primero a un caso ideal 1D con dos objetivos principales: entender mejor su funcionamiento y analizar la sensibilidad de parámetros y variables. La aplicación al caso con túnel se ha hecho teniendo en cuenta los tres tipos de sección utilizados durante la historia de la construcción: sección con solera plana, con contrabóveda, y sección circular. Se ha analizado tanto el efecto de la excavación, como el efecto de la generación de expansiones. Finalmente, se concluye que el modelo puede ser una buena herramienta para el diseño de túneles excavados en rocas altamente expansivas, se discuten sus limitaciones y se presentan una serie de propuestas para su mejora.