La Tunelera para suelos blandos.

MAQUINA EPS PARA SUELOS BLANDOS

• Se usan en suelos con elevado contenido de arcilla o limo y con permeabilidad reducida.
• Con el Earth Presure Balanced Shield se usa el suelo excavado para la contención de la frente.
• Como el EPS usa como medio de contención al material excavado, éste debe ser amasable, es decir, de consistencia blando-pastosa.
• El concepto EPS es óptimo para suelos cohesivos, moldeables con baja fricción interna y pequeña permeabilidad.  Ideal son suelos gredosos o arenosos con elevado contenido de limo o arcilla (Figura 1).
• Según sea la geología el suelo es acondicionado con aditivos apropiados. Así se amplía el campo de aplicación del EPB: Gracias a inyecciones de espuma dentro del área a excavar, se hacen artificialmente amasables suelos granulares –desde arena fina hasta grava de grano grueso.

Principio

En todos los suelos no estables debe generarse en la máquina tunelera una presión de contención, para igualar la presión del suelo y del agua subterránea sobre la rueda de corte.

En las máquinas EPB, el suelo es cortado en la frente por las herramientas de la rueda cortante que gira, siendo presionado a través de las aberturas hacia la cámara del material.  Alí se mezcla con la pasta preexistente de suelo.  

[pic 1]Figura 1.  Curva Granulométrica.

Figura 2.  Máquina EPS para suelos blandos[pic 2][pic 3]

La presión de avance de las prensas es transmitida por medio de la pared de presión a la pasta de suelo e impide así una entrada no controlada del suelo desde la frente hacia dentro de la cámara del material.[pic 4][pic 5]

El estado de equilibrio es alcanzado, cuando la pasta de suelo en la cámara del material no puede seguir siendo densificado por la presión del suelo y del agua existente.

El material excavado es trasladado con el tornillo helicoidal desde la cámara del material, bajo presión, al túnel con presión atmosférica (Figura 7).

El transporte ulterior por el túnel puede realizarse por medio de cintas transportadoras ferrocarriles, camiones o, también después de adición de líquido por extracción con bombas para material grueso.

Un Tubo de Túnel de Dovelas

Inmediatamente después del escudo se construye el tubo del túnel, con ayuda de un erector para el montaje de los segmentos de dovelas.  Con el erector se dirigen y se montan las dovelas con precisión milimétrica.

Para proseguir la perforación, la máquina EPB avanza, apoyándose y empujándose con prensas hidráulicas desde la última dovela instalada.

La presión de suelos necesaria en la cámara de excavación es influida, entre otros, por velocidad de avance, cantidad de excavación y adición de sustancias para acondicionar el suelo.

[pic 6][pic 7]

La forma usual de regular la presión de sostenimiento es la variación del helicoide: a mayor velocidad del gusano se saca el suelo en forma más rápida y la presión de suelos decae; si el suelo es extraído más lentamente, la presión del suelo sube (Figura 7).

Rendimiento Parejo de Excavación por Inyección de Espuma

En suelos no cohesivos, permeables, pueden obtenerse muy buenos resultados por medio de la inyección de ténsidos.  Las burbujas de espuma actúan como un acolchado elástico en los poros del suelo, disminuye su densidad húmeda y su fricción interna, proporcionando a la pasta de suelo una plasticidad ideal.  Con ello se posibilita un control mucho mejor de la presión de contención en la frente.

Por la adición de polímeros aniónicos de gran capacidad de adsorción de agua las partículas sólidas son recubiertas con una capa lubricante.  Se crea un sistema interrelacionado de 3 fases.  De una arena granular ② se obtiene una masa cohesiva, elástica y prácticamente impermeable. ③ (Figura 10). La solución de espuma se compone de agua, ténsidos (formadores de espuma) y estabilizadores (polímeros).  En una instalación de producción de espuma, dispuesta en el acoplado, es agitada con aproximadamente 10 veces de aire comprimido e inyectado por toberas de inyección ① ubicadas delante de la rueda cortante dentro de la cámara de trabajo (Figuras 9 y 10).  La adicción de espuma puede alcanzar hasta 60% del volumen a excavar.

...