Tecnología de grouteo de túneles

BOLETIN TECNICO

UGC - Minería

La construcción de “túneles secos” se lleva a cabofrecuentemente mediante el uso de grouteo. Por logeneral se perforan barrenos antes de la excavacióny se inyecta un material a través de los barrenos enla roca. El material inyectado obtura fracturas quepodrían provocar el acceso de agua al túnel;frecuentemente el material inyectado es cementoportland.

Hoy en día hay una tendencia creciente a laconstrucción de túneles secos debido a variasrazones, entre ellas:

• Conservar los recursos de agua

• Evitar la sedimentación de la superficie

• Evitar la inundación catastrófica de la obra

• Procurar una mejor nstalación del revestimientode concreto/shotcrete

• Eliminar o reducir al mínimo la irrupción de aguassubterráneas contaminadas en el túnel

• Disminuir el costo de deshague

El grouteo permite lograr varios niveles deestanqueidad. El grouteo hecho antes de laexcavación del túnel se conoce como preinyección,mientras que al hecho posterior a la excavación se lellama postinyección. La preinyección es un métodomuy práctico para construir un túnel seco, mientrasque la postinyección por sí sola no es práctica yusualmente es muy costosa. Sin embargo, enocasiones se requiere un grouteo postinyección paraobturar una sección del túnel donde se haya abiertouna brecha en una zona acuífera. DegussaConstruction Chemicals dispone de tecnologíascomprobadas para los métodos de preinyección ypostinyección.

Sistemas de Preinyección

El sistema RHEOCEM® de Degussa ConstructionChemicals es un sistema de grouteo sencillo que

produce una cortina de grout sumamente impermeabley de rápida construcción. El procedimiento de grouteoes similar (aunque más sencillo) que losprocedimientos convencionales de grouteo de túneles.El sistema consiste en una combinación de un groutde cemento de alto rendimiento que tiene propiedadesde elevadísima penetración y rápido fraguado, aditivosespeciales que aumentan su capacidad de penetracióny un procedimiento de inyección modificado queaumenta la velocidad de inyección y por tantodisminuye el costo total de la operación de inyección.

El uso del sistema RHEOCEM elimina la necesidad derealizar: ensayos de presión de agua o de grouteo enetapas, o de modificar las proporciones de la mezcladurante el grouteo. Como característica adicional delsistema, se utiliza un criterio modificado de rechazode material inyectado, que agiliza aún más el procesode grouteo.

Las cualidades del RHEOCEM que otorgan lasventajas anteriores son:

• El grout es más fino que el cemento tipo III, lo cualaumenta su capacidad de penetración.

• Después de parar el bombeo (o la agitación) elgrout se solidifica (como la consistencia de un“pudin”) en un plazo de 15 a 20 minutos(comportamiento tixotrópico). Esto permite que eltrabajo de grouteo cese en orificios grandes antesdel rechazo de material debido a presión.

• El grout fragua en aproximadamente una hora(dependiendo de la temperatura),lo cual permitereanudar más rápidamente las labores detaladrado y grouteo.

• Se utiliza un diseño de mezcla, generalmente conuna relación agua/cemento de 1:1 para todogrouteo.

Para las situaciones en que el sistema RHEOCEM nopenetra las fisuras finas o poros, Degussa Construction

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Chemicals tiene también una serie MEYCO®,de grouts acrílicos que tienen una viscosidadsimilar al del agua y exhiben gran capacidad depenetración.

ImpermeabilizaciónLas cortinas de grout construidas con el SistemaRHEOCEM® están entre las más impermeablesdel mundo. En áreas críticas se han logradoflujos de menos de 0,04 litros por 30 metros detúnel, y los niveles más comunes deestanqueidad oscilan alrededor de 2 a 4 litrospor 30 metros de túnel. En áreas no tratadas,los accesos de agua pueden estar (enpromedio) incluso por encima de 40 a 75 litrospor minuto por 30 metros de túnel.

EconomiaNunca es más cierto el dicho “el tiempo es oro”que en la construcción de túneles. El uso delSistema RHEOCEM para la preinyección puedereducir considerablemente el tiempo delprograma de grouteo. Un proyecto depreinyección bien ejecutado con RHEOCEMpuede reducir el tiempo de grouteo en al menosun 50 % con respecto a una operación concemento convencional o grouteo microfino enprácticamente cualquier condición de roca.

Cuando se toma en cuenta el tiempo y el costode material, se concluye que el costo total delprocedimiento de grouteo con el SistemaRHEOCEM es menor que si se hubieraempleado grout de cemento regular, y muchomenor que el que resulta del uso de otros groutsmicrofinos convencionales.

Sistemas de Postinyección

Obtener un túnel seco mediante el uso degrouteo postinyección por sí solo esprácticamente imposible, además de que es porlo menos diez veces más costoso que losmétodos de preinyección. No obstante, haysituaciones en las que el túnel puede penetraruna zona acuífera y se requiere un selladorápido de la brecha.

Degussa Construction Chemicals dispone deMEYCO® MP 355 1K, un grout especial depoliuretano que reacciona en presencia de aguaobturando rápidamente las fugas que haya enun túnel. Este grout de poliuretano puedecomplementarse con grout de cemento paraaquellos proyectos que requieren unalongevidad específica de la cortina de grout.

VENTAJASEntre las ventajas aportadas por DegussaConstruction Chemicals para las aplicacionesde grouteo de túneles figuran:

• Procedimiento de grouteo sencillo

• Rápido (por tanto, económico)

• Alta penetración, lo cual significa altaestanqueidad

• Ha sido comprobado en más de 100 km detúneles del mundo entero