carÁtula título del trabajo
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CARÁTULA
Tema y subtema al que se presenta
Título del trabajo
Sistema Tunnel Liner: Alternativa segura que evita la interacción con la
carretera en la construcción de túneles peatonales, de servicio o colectores de
aguas lluvia o servidas.
Autores:
Ing. Ismael Silva
Ing. Claudio Poblete.
Empresa
TECNOVIAL
Dirección Postal Completa:
Santa Marta 1717, Maipú, Santiago, Chile
Código Postal: 9260081
Número de teléfono:
+562 23510800 (fijo)
+569 91398136 (móvil)
Dirección de correo electrónico:
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Sistema Tunnel Liner: Alternativa segura que evita la interacción con la carretera en
la construcción de túneles peatonales, de servicio o colectores de aguas lluvias o
servidas.
Resumen
El Tunnel Liner como túnel para cables eléctricos bajo la Alameda
Introducción
Las estructuras Tunnel Liner son planchas de acero corrugado cuya configuración les
permite ser apernadas por dentro del túnel, sin poner en riesgo a los trabajadores.
Por otra parte, dado que cada anillo de túnel tiene un avance de 46cm, esto permite hacer
túneles seguro en la mayoría de los suelos sin tener inestabilidades en la frente
Un problema de reposición de cables eléctricos
Enel Distribución Chile es la empresa de distribución de energía eléctrica más grande de
Chile, representando el 44% del total de ventas de las distribuidoras del país, con más de
1,9 millones de clientes.
En la región metropolitana, justo al frente del Palacio de La Moneda, se presentó la
necesidad urgente de cambiar 8 cables trifásicos que alimentan con energía la casa de
gobierno y todo el sector céntrico de Santiago incluidos los bancos más importantes del
país.
La inminente falla de este sistema, hizo necesario evaluar un sistema de construcción
seguro que permitiera hacer un nuevo tendido de cables sin interrumpir el flujo vehicular de
la Alameda Bernardo O´Higgins, la principal arteria del país.
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El flujo de vehículos por La Alameda en un día laboral normal en promedio es:
Vehículos livianos: 200 vehículos/15minutos
Buses: 25 Buse/15minutos
Las condiciones del proyecto eran las ideales para utilizar el método de construcción no
destructivo con planchas Tunnel Liner.
Esto consistía en materializar tres piques de construcción en Tunnel Liner, que después
cumplirían la función de cámaras de inspección, dispuesto uno en la vereda sur otro en
el bandejón central y el último en la vereda norte al frente de La Moneda. Los tres piques
se unirían con túneles con planchas Tunnel Liner.
Finalmente, a través de los túneles y los piques se introducirían los cables eléctricos
trifásicos, sin alterar el flujo vehicular de la Alameda.
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Modificación del proyecto original y verificación de las condiciones estructurales
El proyecto original consistía en instalar 8 cables trifásicos en un Tunnel Liner de diámetro
F1670mm. Para esto se desarrolló una estructura metálica constituida con perfiles ángulos
unidos a la costura perimetral del tunnel Liner.
Sin embargo, bajo la condición de tener 8 cables trifásicos en un solo túnel de diámetro
F1670mm, llevo a los ingenieros eléctricos de Enel a determinar, de acuerdo a sus
modelaciones, que la temperatura de todo el conjunto alcanzaba sobre los 90° Celcius.
Esta situación de trabajo hacía imposible materializar la instalación de los cables eléctricos
sin tener que evaluar un sistema de refrigeración o de enfriamiento. No obstante, esta
alternativa era económica y físicamente impracticable.
Bajo estas condiciones el contratista consulto con Tecnovial la factibilidad de hacer un túnel
paralelo más abajo del original aumentando la profundidad de los piques. Al recibir una
respuesta afirmativa, Enel aprovecho de cambiar los cables trifásicos por monofásicos, con
esto se mejoraban las condiciones de ventilación, pero el número de cables aumento a 24.
Ahora le correspondía a Tecnovial hacer la evaluación estructural y factibilidad constructiva
de los dos túneles paralelos en profundidad.
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Término con éxito del proyecto
Tecnovial realiza la modelación de los dos túneles paralelos utilizando el programa Flac 2D.
Para las cargas de tráfico se utilizó las recomendaciones de la AASHTO y el Manual de
Carreteras Chileno.
Para la carga sísmica se consideró la recomendación del código Canadiense, que aplica
como carga sísmica 2/3 de la carga muerta sobre la estructura, multiplicado por el factor de
aceleración de suelo A0=0.3g.
Las propiedades del suelo de Santiago son ampliamente conocidas por las numerosas
líneas de Metro que se han construido.
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Se utilizan los siguientes valores para el suelo.
Estrato 1
Espesor H=2m
Angulo de fricción F =30°
Peso unitario del suelo g=18.5 kN/m3
Cohesión c=0.05 Ton/m2
Estrato 2
Espesor H=28m
Angulo de fricción F =45°
Peso unitario del suelo g=22.5 kN/m3
Cohesión c=0.2 Ton/m2
No hay presencia de napa freática.
El análisis con el programa Flac2D, permitió determinar cuál es la distancia mínima tal que
no se produzcan socavaciones que pudieran inducir un asentamiento diferencial del
pavimento de la superficie.
Se modeló el proceso constructivo paso a paso
A continuación se grafican los desplazamientos verticales a medida que se construye el
segundo túnel.
Después de haber iterado para distintas separaciones entre túneles.
Finalmente la distancia óptima entre túneles fue de 1700mm
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Se concluye que en ningún instante hay desprendimiento del bloque de suelo que existen
entre los dos túneles.
Por otro lado el análisis de esfuerzo muestra que la estructura satisface plenamente las
cargas solicitantes.
En conclusión ambos túneles son construidos satisfactoriamente sin alterar el tráfico sobre
la Alameda.
Construcción de piques con Tunnel liner
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Construcción del primer túnel
Terminación del primer túnel y construcción del segundo
Aplicaciones con Tunnel Liner como sistema seguro para evitar la interacción con la
carretera
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La construcción de túneles con Tunnel Liner resulta ser una forma económica y segura de
salvar obstáculos tan difíciles como cruzar avenidas tan importantes como la Alameda
Bernardo O´Higgins.
Cada vez se hace más importante evitar las interferencias con las vías de alta velocidad o
de gran tráfico. Por esta razón se han desarrollado distintas técnicas de tuneleo y el Tunnel
Liner a resultado ser las mas eficiente