Ventajas de los sondeos direccionales con recuperación de testigo en proyectos de ejecución de túneles

Résumé

En la actualidad la investigación geológica y geotécnica de los túneles se hacea partir de sondeos verticales o poco inclinados desde la superficie. Esto tieneel inconveniente de que únicamente se reconoce el macizo rocoso es aquelpunto de la traza del túnel donde llega el sondeo. Incluso se puede dar lacircunstancia de no poder reconocer un punto concreto de la traza porimposibilidad de emplazamiento de la máquina. Existe una técnica en la perforación de sondeos, los sondeos direccionales conrecuperación de testigo, que a priori parece perfectamente adaptada para lainvestigación geológica geotécnica en los proyectos de túneles. Es unatecnología totalmente desarrollada y que se viene empleando con éxito en lainvestigación de yacimientos mineros y en la explotación de petróleo. Con estatécnica es posible cambiar la dirección del sondeo y mantener la perforaciónhorizontal, lo que permitiría obtener información geológica y geotécnica todo alo largo de la traza del túnel. Pese a las aparentes ventajas de esta técnica, seha utilizado en muy pocos proyectos. El objetivo de la tesis es demostrar las ventajas que, frente a los sondeosconvencionales, tendría la utilización de la técnica DCD en la investigacióngeológica, geotécnica e hidrogeológica en los proyectos de túneles. Para ello, en primer lugar, se ha definido una metodología para la evaluaciónde la técnica DCD aplicada a los túneles. Por una parte, se evalúa la técnica deuna forma relativa, es decir, comparándola con la técnica convencional ydeterminando en ambos casos el coste económico con relación a la longitud detúnel efectivamente reconocida. Por otra parte, se evalúa la técnica de una manera absoluta a partir de ladefinición de las incertidumbres asociadas a la ejecución del túnel que seeliminarían al emplear la técnica DCD. La cuantificación económica de dichasincertidumbres se toma como una medida de la bondad de la técnica, aunqueinicialmente sea mucho más costosa. Para aplicar la metodología se han investigado diferentes proyectos de grandestúneles ejecutados en España y se han seleccionado tres casos que sonrepresentativos de diferentes problemas que surgen durante la ejecución de untúnel por la falta de información e incertidumbres antes de comenzar la obra. En todos ellos, la utilización de la técnica DCD habría sido muy ventajosa. Unode ellos es un túnel avanzado con perforación y voladura, a poca profundidad, y otros dos son dos casos de túneles avanzados con tuneladora, a pocaprofundidad y gran profundidad. En cada caso se definen unas incertidumbresdiferentes. Las incertidumbres analizadas y cuantificadas económicamente son, porejemplo, la variación en el rendimiento de avance, el tipo de sostenimiento autilizar o dovelas más grandes, la gestión del agua, la posibilidad deatrapamiento de la tuneladora, el consumo de discos cortadores, lostratamientos especiales, la presencia de metano o un mayor tamaño de lasdovelas del revestimiento. La utilización de la técnica DCD implica en general mayores costes que lossondeos convencionales, pero tiene la ventaja de que se obtiene informaciónde toda la longitud del tramo de túnel que se quiere reconocer.En todo caso, el coste de la aplicación de la técnica se mantendría en torno al2% del presupuesto de ejecución del túnel, que es razonable en una campañade investigación geológico-geotécnica.La información que habría aportado la técnica DCD en los casos analizadoshabría eliminado un conjunto de incertidumbres que se puede cuantificar enunos 5.000 6.000 € por m de túnel analizado.