Túneles

Los túneles son obras civiles de carácter muy especializado. Varían en dimensiones desde el túnel del Canal de la Mancha, con más de 100 km de galerías por 6 a 8 m de diámetro, a minitúneles cuya perforación es de dimensiones demasiado reducidas para que puedan entrar los obreros a trabajar y que se abren con máquinas lanzadas desde pozos de acceso y controladas desde la superficie. En zonas urbanas, los túneles pueden constituir la única manera de trazar o mejorar vías de transporte o para dar paso a servicios de agua y alcantarillado. El trazado previsto de un túnel requiere una prospección detallada para confirmar la clase de terreno en el que han de desarrollarse los trabajos y la posible aparición de aguas freáticas. La naturaleza del terreno, la presencia de agua subterránea y el uso final del túnel condicionan la elección del método de construcción del mismo. Si el terreno es consistente, como la arcilla margosa bajo el Canal de la Mancha, es posible realizar la excavación mecánicamente. 

Si no se encuentran altas presiones de agua freática durante el reconocimiento preliminar a la construcción, normalmente no es necesario presurizar las zonas de trabajo para mantenerlas libres de agua. Si es obligado trabajar con aire comprimido, ello incrementará los costes notablemente, pues se han de establecer esclusas de aire, los trabajadores necesitarán tiempos de parada para la descompresión, y el acceso a las zonas de trabajo de la maquinaria y los materiales puede ser más dificultoso. Un túnel de grandes dimensiones, para una carretera o ferrocarril, en terreno de roca no dura pero consistente, puede ser excavado empleando un escudo (TBM), máquina que perfora la totalidad del frente. Se trata, en realidad, de un tren de diferentes máquinas unidas que avanzan sobre carriles movidas por sus propios motores. En el extremo frontal lleva una cabeza circular cortante que gira y lanza los productos de la excavación hacia atrás a través del escudo. Detrás de la cabeza cortante van varias secciones del escudo que colocan las dovelas de los anillos de revestimiento del túnel en posición en toda la superficie del mismo, rellenan la lechada entre los anillos y, en un espacio muy reducido, aportan toda la maquinaria para la manipulación y colocación de las dovelas (cada una pesa varias toneladas), retiran los productos excavados, transportan hacia delante la lechada y las dovelas adicionales necesarias y alojan los motores eléctricos y las bombas hidráulicas que accionan la cabeza cortante y los mecanismos de colocación de dovelas. 

Un túnel en terreno de roca no dura pero sin la suficiente consistencia para emplear un escudo, puede excavarse usando máquinas como las rozadoras que ejecutan cortes en el frente. Los escombros que produce la rozadora y que caen al suelo del túnel son recogidos por excavadoras y retirados en camión. Esta técnica permite la excavación de túneles que no son de sección circular. El terreno a través del cual se perfora un túnel, en estos casos, no suele ofrecer la suficiente resistencia para mantenerse sin revestir; sin alguna clase de revestimiento pueden producirse desprendimientos de techo y paredes. El túnel puede ser revestido por medio de hormigón de consistencia líquida lanzado sobre un mallazo metálico sujetado en posición mediante pernos de anclaje (el nuevo método “austríaco”) o con elementos prefabricados de hormigón. 

Si el túnel se practica en roca dura, el frente tendrá que abrirse por medio de voladuras, usando explosivos alojados en barrenos taladrados en el frente rocoso. La habilidad, en este caso, consiste en emplear el mínimo de voladuras para lograr que la roca caiga en el lugar y con el tamaño requeridos, para de este modo facilitar la retirada de escombros. En trabajos de más envergadura se emplearán perforadoras múltiples montadas sobre carriles junto con excavadoras y cargadoras para el desescombro. Los túneles en roca dura no se revisten, simplemente se recortan para que ofrezcan una superficie regular. Si la superficie de la roca se desmenuza con facilidad, con peligro de caída de fragmentos, deberá aplicarse un revestimiento, usualmente algún tipo de hormigón proyectado o prefabricado. 

Cualquiera que sea el método de construcción adoptado para el túnel, la eficacia en el suministro de los materiales del túnel y en la retirada del escombro son vitales para el avance del trabajo con éxito. Los trabajos en túneles de gran envergadura pueden requerir la instalación de extensos sistemas de carriles de vía estrecha para prestar apoyo logístico.