Pantallas lateraleras como medida de mitigación de movimientos inducidos por la excavación de túneles

Abstract

La construcción de túneles en áreas urbanas ha venido en crecimiento alrededor del mundo. El diseño de este tipo de obras requiere de una evaluación cuidadosa de los movimientos en el terreno inducidos por la excavación subterránea, con el fin de predecir, prevenir y controlar los efectos y daños en la infraestructura existente en el área de influencia de la obra. La utilización de pantallas laterales paralelas al eje del túnel es una de las medidas empleadas en la práctica para disminuir los desplazamientos del terreno en superficie y a su vez mitigar el daño en las estructuras cercanas. En general, el planteamiento de este tipo de soluciones es adoptado en base al conocimiento empírico o cualitativo de sus efectos, más que en un proceso racional de diseño. Este hecho se debe muchas veces a la falta de análisis de datos de campo y estudios de caso que permitan validar o calibrar los modelos utilizados para analizar el problema. Investigaciones recientes en el tema, combinan la realización de modelos físicos en centrifuga con análisis numéricos para la evaluación de desplazamientos inducidos en el terreno por la excavación de túneles (Bilotta, 2004, 2008). Sus conclusiones reportan que para ciertos casos, contrario a lo que se piensa, la construcción de pantallas laterales como medida de mitigación puede resultar perjudicial para el control de desplazamientos en superficie. Este hecho va en contravía de experiencias constructivas exitosas con pantallas continuas y pantallas de pilotes, en la reducción de movimientos del terreno asociados a la construcción de túneles (Gens et al. 2006; Di Mariano et al. 2007; Oteo et al. 2007). La motivación del presente trabajo está en evaluar la efectividad de las pantallas laterales como medida de disminución de movimientos del terreno. Esta alternativa es estudiada en detalle mediante la realización de análisis paramétricos y la evaluación de tres estudios de caso relacionados con modelos en centrífuga y con la construcción de túneles para el tren de alta velocidad AVE en la ciudad de Barcelona. Finalmente, se comprueba la efectividad de las pantallas laterales y se proponen criterios básicos de diseño encaminados a optimizar su eficiencia en la reducción de los desplazamientos en superficie.