Tunelado bajo la ciudad esmeralda

Perforadora BrokkNo hay manera rápida de agregar más de 6 kilómetros de pistas, la mayoría de ellas subterráneas, al sistema de trenes ligeros Sound Transit Link en el área de Seattle, en Estados Unidos. Pero el tráfico cada vez más congestionado lo hacía realmente necesario. Ese es el desafío que una asociación de varios contratistas de túneles tuvo que superar al iniciar su parte de la extensión de Northgate Link valorada en US$1.900 millones en 2013, y el proyecto sigue manteniéndolos ocupados tres años más tarde. Las líneas de tránsito se unirán a 36 millas de líneas de tren ligero nuevas y en construcción.

El proyecto, una parte clave del sistema regional de transporte público de Seattle, fue aprobado en 2008. La ampliación es parte de un plan adoptado en 1996 para conectar los principales centros de actividad de la región.

Sound Transit destinó US$440 millones al contratista JCM Northlink para manejar el segmento del túnel. JCM supo inmediatamente que el horario sería exigente. Tuvieron que trabajar las veinticuatro horas del día seis días a la semana para cumplir con los plazos. La extensión se extiende a través de áreas muy pobladas, lo que significa que los contratistas tuvieron que seguir estrictas restricciones de ruido de la ciudad entre las 10 y 7 de la mañana. Además, los supervisores necesitaban administrar la programación de casi 250 empleados para que el trabajo funcionara sin problemas.

“Teníamos ocho operaciones diferentes y cuatro subcontratistas diferentes tratando de trabajar en un túnel”, dijo Chris Wood, superintendente del proyecto del sitio de JCM. “Es importante que mantengamos el trabajo lineal. Ese es el mayor desafío: mantener un camino dentro y fuera para que pueda verter hormigón, mantener electricistas y carpinteros en marcha, y lograr todo lo demás.

Los planificadores del proyecto también se dieron cuenta de que no podrían utilizar el mismo equipo que tenían en el pasado para proyectos de túneles. Los túneles correrían directamente debajo de la Universidad de Washington. El tren y las vías usadas para proyectos pasados para transportar equipos y suministros a través de túneles son fuertes y producen vibraciones significativas. Para reducir los niveles de ruido en todo el túnel y evitar molestar a la universidad, se incorporaron nuevos métodos de reducción del ruido. JCM trajo siete vehículos de caucho de Metalliance con 52 pies de largo pero tenían apenas 6 pies de ancho y podrían manejar 45 toneladas. El personal podría utilizarlas como una alternativa a una locomotora en el carril para el transporte dentro y fuera del túnel. Además, los vehículos funcionan con una serie de accesorios, incluyendo plataformas de automóviles y accesorios de distribución de concreto, lo que reduce la necesidad de equipos adicionales.

Las tripulaciones comenzaron la parte de túnel del proyecto cavando dos ejes verticales grandes y un portal del túnel para ser utilizados inicialmente como puntos de acceso para máquinas de taladrado de túnel, trabajo de servicio, retiro del material y suministros. Los ejes se convertirán en estaciones de tren ligero cuando el proyecto esté completo. JCM utilizó una grúa torre Kroll 15000 con 108.000 libras de capacidad de elevación, la tercera de mayor capacidad en Norteamérica, para levantar pilas de segmentos de revestimiento de túneles, equipos y materiales dentro y fuera de los ejes de 100 pies de profundidad.

Una vez que la construcción del eje estaba bien encaminada, JCM comenzó a cavar los túneles de Northgate a la ya excavada estación de la Universidad de Washington y la existente vía de tren ligero. Las tripulaciones utilizaron las tuneladoras de doble escudo Hitachi Zosen (Hitz) y Robbins para excavar simultáneamente dos túneles paralelos de 21 metros de diámetro. Las máquinas se extienden alrededor de 400 pies de largo y avanzó un promedio de 30-50 pies al día.

El suelo duro no puso el trabajo fácil. Las tuneladoras golpearon el terreno más difícil de lo previsto, ralentizando las máquinas a medida que los cortadores y rascadores de los cabezales se desgastaban o rompían contra los adoquines y los cantos rodados.

A medida que el túnel avanzaba, las tripulaciones empezaron a cavar 23 travesías entre los túneles. Las aberturas de 16 a 20 pies de largo alojan habitaciones eléctricas y sirven de refugio seguro y rutas de escape para pasajeros del tren en caso de una emergencia.

Breaker BrokkLos pasajes transversales se construyen típicamente con herramientas neumáticas y miniexcavadoras, pero hace unos cinco años, en otra sección de la expansión del tren ligero, JCM comenzó a utilizar un enfoque diferente: las máquinas de demolición remota controladas por Brokk. Ellos hicieron el cambio para limitar la exposición de los trabajadores a entornos de túneles duros, reducir la fatiga y lesiones potenciales que vienen con el uso de herramientas de mano durante todo el día.

La tecnología de control remoto también permite a los trabajadores operar las unidades desde una distancia segura, minimizando la exposición a la caída de residuos. JCM poseía un Brokk 260 de un proyecto anterior, pero con el aumento de las demandas y plazos ajustados del proyecto Northgate, decidieron invertir en dos Brokk 400D más grandes y alquilaron otro para maximizar la productividad. La eficiencia y precisión del equipo aceleró la parte de la excavación a menos de tres semanas, cortando más de una semana de trabajo en comparación con las herramientas de mano. Además, las máquinas se mantuvieron bien en difíciles condiciones de túneles.

JCM trabajó en múltiples pasajes cruzados a la vez. Las tripulaciones típicamente comenzaron los pasajes emparejando el Brokk 400D con un taladro de la perforadora de la TEI Rock 350 que perforaba los agujeros de 4 pulgadas de diámetro para los puntos del pozo y los spiles del acero de 20 pies. Estos fueron instalados alrededor de cada pie para crear un dosel para asegurar el suelo y proteger a los trabajadores de la caída de escombros. Una vez completado el toldo, JCM necesitaba la maniobrabilidad y tamaño compacto del Brokk 260 junto con un interruptor hidráulico Atlas Copco SB 302 para romper la pared del túnel.

Después de atravesar el concreto, JCM trajo el B400D para completar el paso, alternando a menudo entre un martillo Atlas Copco SB 552 para romper el suelo y un cabezal de carretera Simex para moler las paredes. Los trabajadores utilizaron miniexcavadoras para extraer el material y cargarlo en camiones de volteo, y las cuadrillas de obreros cubrieron las paredes con concreto proyectado para mantenerlas en su lugar. Cada paso tomó de siete a nueve semanas para completarse, incluyendo la impermeabilización, la instalación de barras de refuerzo, el vertido y los muros, y la finalización de 90 a 110 metros de hormigón armado con fibra.

Las tuneladoras tenían sistemas de equilibrio de presión de tierra que empujaban el agua, permitiendo a los técnicos hacer inspecciones y cortar cabezas de servicio, pero los pasajes transversales no eran tan fáciles. Los volúmenes de agua que necesitaban ser bombeados en algunos de los pasajes transversales eran mucho mayores de lo que el sistema municipal podría manejar. Los líderes del proyecto sabían que congelar el suelo era una solución que evitaría problemas estructurales y garantizaría la seguridad durante la excavación.

Originalmente planeaban congelar cinco de los pasajes transversales, pero se expandieron a 10 después de encontrarse con el exceso de agua. Las tripulaciones utilizaron de nuevo el Brokk 400D, esta vez para perforar orificios para la tubería de congelación que instalaron dentro de los ángulos de los pasajes transversales. Luego bombearon las tuberías con una solución de salmuera, enfriando el suelo a un congelado de 10 grados Fahrenheit y convirtiéndolo en un blanco fácil para un interruptor hidráulico de la máquina Brokk.

“La técnica de congelación es invaluable para mantener el trabajo rápido y seguro”, dijo Wood. “Es muy eficaz. La arena congelada termina siendo como el concreto hasta que se descongela. Esto hace que sea realmente fácil de eliminar, sin preocuparse por los problemas de estabilidad”.

JCM completó el avance final el 1 de septiembre de 2016. Una vez que los pasos cruzados estén terminados, probablemente este mes de marzo, las tripulaciones habrán eliminado cerca de 725.000 yardas cúbicas de material – suficiente para llenar alrededor de 242 piscinas de tamaño olímpico. JCM continuará el trabajo de seguimiento hasta febrero de 2018. Los siguientes contratistas continuarán trabajando en las estaciones, el carril y los componentes eléctricos en la preparación para la terminación del proyecto en 2021.

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