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Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge – The tunnel elements with lengths of 180 m were poured in eight individual segments of 22.50 m each.

Tecnología de encofrado para la construcción de túneles 

 

En todo el mundo está en auge la construcción de túneles. Los impulsores de este desarrollo son el fuerte incremento  del tránsito vehicular y un crecimiento exponencial de la economía de bienes y mercaderías que pretenden llegar a cualquier punto del planeta lo más rápido posible.

 

La importancia de la construcción de obras viales aumenta permanentemente. Si se observan las estadísticas de obras de túneles en los 1960, la curva creciente se condice claramente con el aumento del tránsito en estas décadas. La constante demanda de „más, más rápido, más lejos“ se corresponde con la expansión de las redes viales, apuntando a recorridos que permitan ahorrar tiempo y costos y a su vez permitan un tránsito seguro y en lo posible libre de obstáculos. 


Acelerar, descentralizar y relocalizar

La máxima de la planificación moderna del tránsito es llegar de A a B en el menor tiempo posible, de modo confiable, seguro y sin interrupciones. Eso se aplica tanto para las regiones rurales, como para las ciudades y regiones metropolitanas saturadas de tránsito. En el foco de los flujos de tránsito se encuentran, principalmente, las conexiones transnacionales de larga distancia que permiten conformar enormes espacios económicos internacionales.

 

En este contexto, los túneles y puentes se vuelven el corazón de las redes viales. Cruzan montañas y cursos de agua, acortan recorridos, evitan desvíos, nivelan diferencias de alturas y eliminan cruces e intersecciones. Al mismo tiempo, los túneles viales protegen al hombre y a la naturaleza de la contaminación acústica y de la polución.

 


PERI: el especialista con perspectiva integral

Paralelamente al avance en la construcción de túneles, en todos los niveles de proyecto y ejecución se han ido consolidando especialistas que: con métodos de construcción probados, información actualizada y organizaciones preparadas, permiten la concreción exitosa de tales megaproyectos.

 

Los equipos de planificación de obras tuneleras se comforman, en general, de geólogos, geodetas, expertos en construcción vial subterránea, tecnólogos en organización y hormigón, así como de especialistas en seguridad vial y operativa. Tan solo esta enumeración habla a las claras de la enorme complejidad de tales obras. En este conjunto de especialistas, la empresa PERI, con sus sistemas de encofrados y andamios, se ha hecho un renombre internacional de socio confiable en todas las etapas de planificación, desde el proyecto hasta su finalización.

 


Bases y objetivos de la construcción de túneles

El rol destacado de la tecnología de hormigón

Fue el material hormigón el que permitió, que en la construcción de túneles se definieran básicamente una serie de formas de ejecución sistemáticas. Y a partir de ellas, se genera el constante avance de los métodos para realizar este tipo de proyectos con sistemas estandarizados que permiten una planificación, concepción y ejecución acorde con principios económicos.

 

A lo largo de este desarrollo se produjo un importante cambio en el rol de los encofrados y andamios. En el pasado, constituían elementos accesorios necesarios para la ejecución (principalmente se compraban para la obra); luego, al convertirse en sistemas, se han vuelto. cada vez más herramientas de producción y organización. Es la estrecha interrelación de estos sistemas en sus múltiples aplicaciones, lo que actualmente garantiza el éxito de cualquier obra tunelera.


Tipos de construcción y estructura estructura portante

Los principales criterios para determinar el tipo de construcción y la estructura portante son la sección transversal del túnel y su longitud. A ello se suman la particularidades de cada proyecto, tales como curvas e inclinaciones, sección transversal cambiante tanto en ancho cómo en altura libre. Estos cambios en la sección estándar son necesarios para incorporar dársenas de detención y de emergencia, galerías de escape y acceso o de construcciones que unen dos tubos contiguos de túnel o conducen hacia la superficie.

En cuanto al modo de ejecución, PERI ofrece cuatro tipos de túneles:

  • a cielo abierto

  • minero (subterráneo)

  • con ejecución de losa antes de excavación

  • especiales o complementarios

Independientemente del método constructivo, según las condiciones geológicas y el uso previsto, puede optarse entre distintos tipos de sección de estructura portante. Una simple forma rectangular ofrece las opciones de ejecución más rentables. Según las condiciones del entorno, también las secciones circulares, elípticas o especiales permiten obtener determinadas ventajas.


Estructuras portantes en la construcción de túnel

Common types of load-bearing structures are trough structures, arch tunnels and rectangular cross-sections.

Soluciones para la construcción de túneles y ejemplos de proyectos PERI

Todas las soluciones para la construcción de túneles PERI se basan en un único sistema – el sistema modular para obras de ingeniería VARIOKIT – independientemente del grado de automatización que requieran los procesos de encofrado y desencofrado o los desplazamientos. Las soluciones estándar de PERI incluyen todas las etapas del ciclo de vida de un túnel, desde su ejecución, pasando por su mantenimiento hasta su reparación.


Panorama de soluciones para la construcción de túneles PERI

Graphical display of open cut tunneling in tunnel construction: interrupted cross-section

Construcción a cielo abierto: Sección realizada por fases

Al igual que en la construcción en altura normal, se ejecutan solera, hastiales y losa de la sección del túnel independiente uno de otro

Condiciones marco

  • Longitudes de ciclo hasta aprox. 30 m

  • Altura libre approx. 3 m hasta 10 m

  • Ancho libre conforme limitación estática

  • Cantidad de ciclos máx. 10


Graphical display of open cut tunneling in tunnel construction: semi-monolithic

Construcción a cielo abierto:

Sección realizada por el sistema semimonolítico

Hastiales y losa se hormigonan en una tongada. Se ejecutan con dos carros de encofrado estáticamente autónomos que se desplazan por separado.

Condiciones marco

  • Longitudes de ciclo hasta aprox. 25 m

  • Altura libre aprox. 4 m hasta 10 m

  • Ancho libre aprox. 4 m hasta máx. aprox. 20 m por carro

  • Cantidad de ciclos mín. aprox. 10 hasta máx. aprox. 60 ciclos

Ejemplo de proyecto PERI

Tunnel Limerick, Ireland - Tunnel formwork carriage on the basis of the VARIOKIT civil engineering construction kit for the six additional concreting sections at the southern portal carried out parallel to the construction of the main tunnel elements.

Tunnel Limerick

Limerick, Irlanda


Graphical display of open cut tunneling in tunnel construction: semi-monolithic

Construcción a cielo abierto: Sección realizada por el sistema semimonolítico

Solera y hastiales se hormigonan en una tongada. Este método se usa principalmente en obras a nivel de las capas freáticas por su absoluta estanqueidad

Condiciones marco

  • Longitudes de ciclo hasta máx. 15 m
  • Altura libre aprox. 4 m hasta 8 m
  • Ancho libre aprox. 25 m
  • Cantidad de ciclos mín. aprox. 10 hasta máx. aprox. 60 ciclos

Ejemplo de proyecto PERI

Citytunnel Malmö, Sweden - The southern entrance area was constructed using the cut-and-cover method for a length of around 1.5 km.

Citytunnel Malmö

Malmö, Suecia


Graphical display of open cut tunneling in tunnel construction monolithic

Construcción a cielo abierto:

Sección realizada por el sistema monolítico

Solera, hastiales y losa se hormigonan en una tongada. Debido a la mínima cantidad de juntas, se logra mejorar la estanqueidad de la sección del túnel.

Condiciones marco

Variante con viga de avance

  • Longitudes de ciclo mín. aprox. 10 m hasta máx. 24 m
  • Altura libre aprox. 3 m hasta aprox. 10 m
  • Ancho libre máx. aprox. 20 m
  • Cantidad de ciclos mín. 50 ciclos

Variante con pórtico y viga de arrastre

  • Longitudes de ciclo mín. aprox. 10 m hasta máx. 20 m
  • Altura libre aprox. 4 m hasta aprox. 9 m
  • Ancho libre máx. 18 m
  • Cantidad de ciclos mín. 25 ciclos

 


Graphical display of the mining method in tunnel construction

Construcción en mina

El túnel se construye bajo la tierra. La perforación de la sección circular hasta ovalada se realiza mediante explosivos o máquinas tuneladoras.

Condiciones marco

  • Tramos cortos: Encofrados para bóvedas combinados con una cimbra.
  • Tramos medios: Uso del carro de encofrado estándar desplazable horizontalmente
  • Tramos de más de 60 ciclos: Uso automatizado de carros de encofrado para bóvedas

Ejemplo de proyecto PERI

Lötschberg Tunnel, Mitholz, Switzerland - Tunnel formwork carriage for a cross-section width of 15.74 m and 12.54 m high. At first, the tunnel side walls were shuttered and concreted.

Lötschberg Tunnel

Mitholz, Suiza


Graphical display of the cut-and-cover method in tunnel construction

Construcción con ejecución de losa antes de excavación

Se usa para limitar a un mínimo las obstrucciones viales que genera la obra. En este método la perforación solo llega hasta el canto inferior de la futura losa del túnel.

Condiciones marco

  • Longitudes de ciclo hasta aprox. 30 m
  • Altura libre hasta máx. 12 m
  • Ancho libre sin limitaciones
  • Cantidad de ciclos desde 1 ciclo

Ejemplo de proyecto PERI

PERI brace frame structure to transfer the loads during single-sided concreting with ties of the DW 26 system, at the jobsite for the Audi tunnel in Ingolstadt.

Audi Tunnel

Ingolstadt, Alemania


Symbol for deviations from the standard cross-section in tunnel construction.

Sección de túnel variable

Cambios necesarios a la sección estándar por la necesidad de incorporar dársenas de detención y emergencia, galerías de escape y acceso, etc. 

Condiciones marco

  • Carros de encofrado adaptables a los cambios de sección con un mínimo trabajo.
  • Encofrado de transición entre secciones.

Symbol for transitional structures, which link above-ground traffic routes with the underground routing.

Túnel de transición/ conexión con ruta subterránea

Las construcciones de transición unen las vías de tránsito en la superficie con las trazas subterráneas.

Condiciones marco

  • Geometría de encofrado adaptable libremente en su forma y dimensión a la topografía y al paisaje.
  • El acabado superficial de los muros de la embocadura también pueden diseñarse libremente.

Symbol for half-open tunnels with single-sided or overhead light in tunnel construction.

Construcciones de galerías / construcción semiabierta

Túneles semiabiertos con iluminación de un lado o cenital. Las galerías pueden ser estructuras independientes o transiciones de mayor longitud. 

Condiciones marco

  • Diseño y ejecución análoga a los métodos probados para la construcción de túneles.
  • Resultan aptos todos los sistemas de encofrados y andamios PERI aplicables para la construcción de túneles.

Symbol for construction-related measures for the maintenance, partial renewal or modification of existing tunnel structures.

Mantenimiento de túneles

Necesarias intervenciones constructivas, tales como la reparación, la renovación parcial ó la remodelación de los túneles existentes.

Condiciones marco

  • Los sistemas estándar arriba mencionados pueden ser aplicados para todos los casos.
  • Análisis detallado de daños considerando las necesidades técnicas y organizativas.
  • Planificación de la secuencia de trabajos de mantenimiento de conformidad con las normas generales vigentes.

Ejemplo de proyecto PERI

West tunnel of the former Elbe tunnel, which pedestrians continued to use, while the other tunnel was being repaired.

Old Elbe Tunnel

Hamburg, Alemania


Técnica de sistemas PERI para la construcción de túneles

 

Principio modular y beneficio para el cliente

 

Desde un comienzo, PERI apuntó a un principio modular especial que entiende como unidad dos objetivos aparentemente contrapuestos y los hace confluir técnicamente en el desarrollo de productos y componentes. Por un lado, los sistemas de encofrados y andamios PERI se destacan por una máxima simplificación en el montaje y en el manejo. Por otro, como componentes altamente estandarizados permiten un máximo de adaptación a las características específicas del proyecto.

 

El principio funcional se basa en: un núcleo de pocos componentes (logísticamente optimizado), elementos de unión que se autobloquean y ajustan (integrados para no perderlos), simple lógica de montaje de los sistemas (se explican por sí solo), herramientas digitales de diseño y ejecución, que gerantizan el avance constructivo y logístico del proyecto.

 

Etapas de trabajo en la construcción de túneles

Fases del proyecto para la ejecución, el mantenimiento y el saneamiento de túneles

West tunnel of the former Elbe tunnel which pedestrians continued to use, while the other tunnel was being repaired.

Motivo del proyecto

  • Ejecución inicial
  • Mantenimiento / Service
  • Reparación / Saneamiento
Two engineers planning a tunnel with a 3D-model.

Fase de planificación

  • Planificación en 2D y 3D
  • Definición del sistema de encofrado
  • Definición del tablero de encofrado
  • Definición de las secuencias de trabajos
  • Elaboración de un plan de logística
The hydraulic VARIOKIT arched formwork carriage is flexibly adjusted to the conditions in the Elbe tunnel in Hamburg.

Fase de encofrado

  • Montaje del encofrado
  • Ajuste del encofrado
  • Desplazamiento del encofrado
  • Desmontaje del encofrado
Worker stands on the formwork carriage and does installation work on the arched slab.

Fase de hormigonado

  • Preparación / distribución del hormigón
  • Incorporación del hormigón
  • Colado del hormigón
  • Tratamiento posterior del hormigón

Uso versátil imbatible: el sistema modular para obras de ingeniería VARIOKIT

 

El sistema modular para obras de ingeniería VARIOKIT es un todoterreno: En todo el mundo es uno de los pocos sistemas que puede usarse tanto para la construcción de túneles, de puentes, como para obras de ingeniería. Esta ventaja esencial para el cliente es el resultado de un máximo de estandarización y potencial de combinación de los componentes estándar del sistema que, consecuentemente, se basan en solo tres componentes núcleo:

 

- la correa universal de acero SRU

- el riel de trepado RCS

- y el tornapuntas para elevadas cargas SLS.

 

Así, el sistema modular para obras de ingeniería VARIOKIT consiste en casi 80% de componentes estándar, los restantes 20% son piezas especiales adaptadas específicamente al proyecto. Además la posibilidad de alquilar los componentes estándar de PERI permite reducir el porcentaje de capital inmovilizado. Al mismo tiempo, el cliente de PERI cuenta en todo el mundo con la posibilidad de acceder de modo confiable a un pool de componentes de sistemas y productos con mantenimiento técnico y chequeo funcional constante. Otra ventaja económica adicional del sistema modular para obras de ingeniería VARIOKIT es su capacidad de ampliación, para obtener una máquina de encofrado tunelero móvil, con asistencia hidráulica que permite ejecutar muchos pasos de trabajo superpuestos de modo preciso y automatizado.


Información más detallada

Manual de técnica de encofrados para túneles

Todos los temas arriba mencionados están descriptos e ilustrados en detalle en el Manual PERI de Técnica de encofrados para túneles. Los numerosos esquemas de los sistemas sustentan no solo una explicación en profundidad de los métodos específicos de construcción y situaciones de obra, sino que representan un principio de relación con la práctica de proyectos tuneleros ejecutados.

 

El Manual técnico de 160 páginas dedica 100 de ellas a la documentación detallada de proyectos de túneles. También aquí los esquemas de sistemas orientados según el caso complementan, junto con fotos en formato grande, la representación de las situaciones particulares de las obras y de las soluciones proyectadas y ejecutadas junto con PERI. Para presentar también la perspectiva de las empresas constructuras, los prácticos de la obra de esas empresas formulan su opinión sobre las exigencias en materia de encofrados y explican las decisiones tomadas.

 

 

Manual de técnica de encofrados para túneles

160 páginas de información detallada y compacta, en forma clara y práctica.

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