Las mejoras a las fundaciones de un túnel, que pasa por debajo del centro histórico de una ciudad, y el modelamiento detallado en 3D de la deformación de la roca durante la excavación son apenas dos de las numerosas tareas que Golder Associates enfrentó durante el trabajo de diseño geotécnico realizado en la línea de tren suburbano de la ciudad de Estocolmo, localmente conocida como Cytibanan, en Suecia. El proyecto es uno de los mayores desarrollos de infraestructura de Escandinavia de los últimos años y Golder llevó a cabo el diseño preliminar de varias secciones del túnel y una completa evaluación de impacto medioambiental para la zona de la bahía central bajo la cual pasaría el túnel.
En su artículo de opinión para Geodrilling International, Markus Kappling, Gerente de Área de Negocios de Golder Associates en Suecia, analiza las prácticas óptimas de ingeniería geotécnica y mecánica de rocas basándose en el trabajo realizado en dos de las secciones más complejas del túnel: Söderströmstunneln y Vasatunneln.
Markus explica cómo el diseño geotécnico de Golder garantizó una conexión segura entre las secciones de hormigón y roca del Söderströmstunneln, además de sumar mejoras a las fundaciones para resguardar los numerosos edificios antiguos en la ciudad dentro de la zona de Söderström. También resalta la importancia del modelamiento en 3D de la tensión y la deformación del macizo rocoso como resultado de las excavaciones debajo de autopistas de mucho tránsito sobre puentes cimentados en la roca suprayacente, como es el caso del trabajo en el Vasatunneln. En el marco del proyecto Cytibanan, Golder también desarrolló un software especializado llamado Cytibanan Geoweb (CGW), que ahora es usado por las autoridades suecas en una amplia gama de proyectos.
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El equipo de Golder participó en el diseño de detalles antes de la etapa de construcción, pero también durante el trabajo de inyecciones de lechada, excavación y fortificación hasta el término de la construcción de los túneles de acceso y de los túneles de doble vía para varias partes del proyecto Citybanan. Foto: Nicklas Wijkmark
En Suecia, el nuevo túnel del tren suburbano de la ciudad de Estocolmo está casi terminado. Golder Associates analiza las prácticas óptimas en diseño geotécnico según el trabajo hecho en dos de las secciones más complejas del túnel.
Las mejoras a las fundaciones de un túnel que pasa por debajo del centro histórico de una ciudad y el modelamiento detallado en 3D de la deformación de la roca durante la excavación son apenas dos de las numerosas tareas que Golder Associates enfrentó durante el trabajo de diseño geotécnico realizado en la línea de tren suburbano de la ciudad de Estocolmo, conocida como Cytibanan, en Suecia. En 2017, estará terminada la mayor optimización del sistema ferroviario de Estocolmo en décadas y los más de 200 000 pasajeros que pasan a diario por la Estación Central de Estocolmo disfrutarán de la capacidad de una doble vía.
Gracias a su relación de largo plazo con la Administración de Transportes sueca, Golder ha participado en este enorme proyecto desde 2003. Golder llevó a cabo el diseño preliminar de varias secciones del túnel, además de una completa evaluación de impacto medioambiental para la zona de la bahía central bajo la cual pasaría el túnel, conocida localmente como Riddarfjärden, y participó en varias etapas más del proyecto.
Durante la etapa de diseño de detalles, la empresa consultora fue responsable del diseño geotécnico y del túnel excavado en roca de las secciones Vasatunneln y Söderströmstunneln, dos de las más complejas del túnel que recorre un total de 6 km. Este trabajo ejemplificó muchos de los desafíos de infraestructura que enfrentan los desarrolladores en zonas urbanas.
Golder usó MIDAS GTS para modelar las tensiones y la deformación en el macizo rocoso como resultado de las excavaciones. Gráfico: Golder Associates
Mejora a las fundaciones
Söderströmstunneln, una sección de 400 m de longitud, se ubica en la mitad sur del proyecto Citybanan. Aquí, un túnel de hormigón sumergido bajo el área de la bahía de la ciudad se une a un túnel excavado en roca que pasa por debajo de la isla de Södermalm. Esta es una sección especialmente difícil del Citybanan, ya que el túnel de hormigón sumergido debía conectarse al túnel excavado en roca dentro de una colina pronunciada que sale del agua y se extiende hasta la masa terrestre debajo de edificios antiguos. Södermalm es también uno de los distritos más densamente poblados de la ciudad de toda Escandinavia, por lo que era de vital importancia garantizar la exactitud del diseño geotécnico.
El diseño de Golder garantizó una conexión segura entre los túneles de hormigón y roca, además de sumar mejoras a las fundaciones para salvaguardar todos los edificios clásicos en la zona.
Geometrik, empresa que pertenece en su totalidad a Golder, puso a su disposición uno de los componentes tecnológicos esenciales para la seguridad de las fundaciones. Geometrik instaló y puso en marcha un sistema de medición totalmente automático para el proyecto Söderström que mide los desplazamientos y las cargas en distintas estructuras de soporte. Todos los movimientos que registra el sistema se visualizan en línea a la vez, lo que permite su monitoreo constante.
El sistema de monitoreo incluye, entre otros componentes, inclinómetros bajo el agua para medir los desplazamientos del suelo alrededor del túnel sumergido, que fueron instalados por buzos. También incluye extensómetros para medir los movimientos de la roca alrededor de las dos salas nuevas de la Estación Central de Estocolmo, en el otro lado del lago. La proximidad a vías férreas subterráneas hizo que el desarrollo de estas nuevas salas de la estación fuera especialmente difícil desde el punto de vista técnico y tuvo grandes exigencias para los trabajos de voladura, a fin de minimizar molestias y ruidos. Sin embargo, con la ayuda de la tecnología de medición de Geometrik, fue posible cumplir todos los requisitos.
Golder validó las medidas de refuerzo diseñadas mediante Unwedge. Gráfico: Golder Associates
Modelamiento de rocas en 3D
Vasatunneln (1900 m de longitud), entretanto, es otra parte del proyecto Cytibanan que se ubica en el extremo norte de la línea. Aquí, Golder aportó el diseño geotécnico y de mecánica de rocas y las especificaciones técnicas para construcciones, excavaciones, fortificaciones e inyecciones de lechada, tanto temporales como permanentes. El trabajo de Golder incluyó también el modelamiento en 3D de la tensión y la deformación del macizo rocoso como resultado de las excavaciones debajo de autopistas de mucho tránsito sobre puentes cimentados en la roca suprayacente.
El modelamiento de rocas se usa generalmente junto con los datos de las mediciones y monitoreo para verificar de manera continua el desempeño del diseño. Requiere un alto nivel de especialización técnica y una comprensión profunda de las prácticas óptimas de la industria. Para el Vasatunneln, el modelamiento de mecánica de rocas en 3D se realizó con éxito y fue importante para garantizar la optimización de la excavación y del refuerzo.
Golder diseñó también un muro de tablaestacas geométricamente complejo para dar soporte a la construcción. Durante la construcción del Vasantunneln y del Söderströmstunneln, la consultora prestó asesoría en partes vitales de las construcciones temporales, además de los túneles de pistas con baja cobertura de roca y cercanos a estructuras sensibles.
La herramienta de información CGW
Otra parte importante del trabajo de Golder, en general, para el proyecto Citybanan tuvo que ver con el desarrollo de una nueva herramienta de gestión de información llamada Citybanan Geoweb (CGW). La herramienta CGW permite a los ingenieros almacenar grandes juegos de datos y extraer información importante con facilidad.
Esta es una tarea esencial en todo gran proyecto de construcción e infraestructura y la Administración de Transportes sueca usa CGW para muchos otros proyectos.
Para el proyecto Citybanan, CGW almacenó grandes cantidades de datos medioambientales sobre niveles de aguas subterráneas, asentamientos, vibraciones, detalles de propiedades, precipitación histórica, temperatura, presión barométrica y otras variables. La herramienta permitió a Golder y al cliente monitorear de cerca los niveles y el movimiento de las aguas subterráneas durante el diseño y la construcción,
lo que garantizó que, tanto el diseño del proyecto como los contratistas, tuvieran siempre presentes estos importantes datos.
Golder diseñó las tablaestacas para la construcción del túnel en Norra Stationsgatan. Foto: Golder Associates
Desafíos de la infraestructura urbana
El proyecto Citybanan es uno de los mayores desarrollos de infraestrutura en el centro de una ciudad de los países nórdicos en los últimos años. La evaluación de impacto medioambiental y los diseños geotécnico y de mecánica de rocas de Golder fueron importantes para garantizar el éxito de la confluencia de la línea.
Proteger zonas urbanas vulnerables de los impactos de la infraestructura nueva puede ser una tarea difícil, pero con la especialización técnica y las herramientas de software correctas, como CGW, su manejo es posible. Söderströmstunneln y Vasatunneln en conjunto comprenden alrededor de un tercio de los 6 km de longitud de la línea Citybanan y los desafíos geotécnicos que presentaron son buenos ejemplos de la clase de problemas que deben considerar los desarrolladores de infraestructura en proyectos a gran escala en toda zona urbana.
Para obtener más información, contacte a:
Markus Kappling, Gerente de Área de Negocios de Servicios Geotécnicos (Estocolmo, Suecia)
Tel: + 46 8 506 306 00
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