Planificación, proyecto y construcción de túneles de gran longitud

Abstract

[ANGLÈS] Long length tunnels are every day more and more common, they are becoming more a necessity of most high speed railways than a milestone in engineery history. A great deal of researches in the young railway transport sector, and also, the experience gained on the service of the Shinkansen Line, which was opened to the public in 1964, in Japan, and later followed by France, Germany, Switzerland, Great Britain, Italy and Spain, and after; recommend the construction of long tunnels in order to avoid problems and constrains which are caused by the orography, and to submit to the restrictive parameters which are required in this kind of lines. High speed circulation reachs speeds from 200 km/h to 300 km/h, and in the future the trains are planned to achieve a top speed of 350 km/h, due to this fact we have to take into account restrictive parameters such as, less steeped ramps, huge radius of the benchs, furthermore, the appearance of new phenomena, which were no noticeable at lower speed, below 200 km/h; such as, drive resistance and the sudden changes of pressure when going through the tunnel, or as the “schotterflug”, which was utterly unexpected and made to the Japanese lines to take steps in order to fix up the railway situation. All these factors, let us see that the best option to cross through any mountain range is the long length tunnel, whose cross section has to be 95m2 and that it should be on a lower height. On the other hand, we would have to construct a string of viaducts, embankments and a bigger number of shorter higher tunnels, which in a short term may give the impression that is more economic, even though, the long-term maintenance has worse conditions on this sort of line. The construction of tunnel is one of the most challenging and complex works in engineery, in spite of the fact that a great ammount of geological and geotechnical studies are conducted previously, you never can be completely sure about what are you going to find in the next step. This is why, it is so interesting the study of the steps required to carry out the construction of the tunnel. From the mere idea, when the points to be connected by the line have to be chosen, to the construction, passing through the main points of the process, and analising the phenomena that define the parameters which constrain the structure design its final shape. We will also try to define the construction methods used and the way they should be conducted, as so the topographic, geological and geotechnic information required during the construction process.

[CASTELLÀ] Los túneles de gran longitud son cada día más comunes, pasando de ser grandes hitos de la ingeniería a una necesidad de la mayoría de las líneas de alta velocidad. Gran número de investigaciones en este joven sector del transporte ferroviario, y la experiencia en su servicio desde la inauguración de la línea Shinkansen en Japón el año 1964, seguida más tarde por Francia, Alemania, Bélgica, Suiza, Gran Bretaña, Italia y España; aconsejan la construcción de largos túneles para evitar los problemas y las exigencias causadas por la orografía. y cumplir los restrictivos parámetros requeridos para la circulación. La circulación a velocidades de 200 a 300 km/h, y la planificación de futuras velocidades de 350 km/h, obliga a tener en cuenta restrictivos parámetros, como menores rampas, enormes radios de curva y la aparición de nuevos fenómenos, que eran de menor importancia a velocidades inferiores a 200 km/h, como la resistencia al avance y los cambios de presión dentro del túnel, o el vuelo de balasto, inesperado efecto que obligó a tomar medidas reparadoras en algunas líneas japonesas. Estos factores aconsejan, por tanto, para atravesar las grandes cordilleras, la construcción de un único túnel base de gran longitud, con secciones superiores como mínimo a 95m2 y a baja cota, en vez de una consecución de terraplenes, viaductos y túneles de media altitud o de cota, más cortos y más elevados, que a corto plazo pueden parecer más económicos, pero que sin embargo a largo plazo tiene peores condiciones para el mantenimiento de la línea. La construcción de un túnel es una de las empresas más complejas en el ámbito de la ingeniería, pese a multitud de estudios y sondeos previos, nunca se tiene la certeza de qué nueva dificultad encontraremos unos metros más allá. Es, por tanto, de interés estudiar las diferentes etapas que llevan a su consecución, partiendo desde la idea de la nueva línea, decidiendo qué puntos del territorio debe conectar y por dónde pasar, hasta llegar a su construcción, analizando los diferentes fenómenos que llevan a definir los parámetros que condicionan la forma de esta infraestructura y su diseño. También se tratará de definir los métodos de excavación de túneles y el modo de llevarlos a cabo, así como la información topográfica, geológica y geotécnica necesaria durante el proceso constructivo.