Estudio de prefactibilidad para la construcción de túneles de metro mediante máquinas tuneladoras

Abstract

El crecimiento de la ciudad de Santiago hace necesario un aumento importante en la capacidad de un sistema integrado de transporte público, este hecho promueve una expansión del Metro de Santiago, que ya se ha iniciado con la actual construcción de las Líneas 3 y 6. En este contexto, resulta de interés el estudio de nuevas tecnologías para la construcción las líneas de Metro, como el método de excavación de túneles mediante el uso de máquinas tuneladoras (TBM). Este trabajo estudia la posibilidad de realizar la construcción de los túneles de Metro mediante el uso de máquinas tuneladoras, con el objetivo de establecer una referencia para la aplicación de este método constructivo bajo las condiciones típicas del Metro de Santiago, En primer lugar se han estudiado los distintos tipos de tuneladoras existentes para establecer los criterios de selección de la máquina más adecuada para la excavación de los túneles en los suelos de Santiago. La geología reinante define la tipología de la máquina, mientras que las características propias del proyecto establecen sus especificaciones particulares, como el tamaño y la maquinaria auxiliar. Para este caso se ha determinado que la máquina tuneladora con mayores ventajas para el tipo de suelo santiaguino es el Escudo de Balance de Presión de Tierras (EPB). Como consecuencia de lo anterior, se han estudiado las características principales de los escudos EPB, con el fin de comprender su funcionamiento, los principios de su diseño y las partes que lo componen, continuando con la estimación de un rendimiento promedio de avance que se aproxima a los 18 m/día, en comparación al rendimiento de avance de un frente en NATM que alcanza un promedio estimado en 2 m/día. En segundo lugar, se ha desarrollado una descripción de la secuencia constructiva que requiere una línea típica del Metro de Santiago, estableciendo las diferencias entre el actual método NATM y el posible uso de una tuneladora. Diferencias que radican principalmente en la posibilidad de trabajar en múltiples frentes con avances pequeños del método NATM versus el rápido avance de la tuneladora desde un único frente. Finalmente, se ha realizado un análisis comparativo de ambos métodos constructivos, concluyendo que bajo las condiciones típicas de suelos y formas del Metro de Santiago existen tramos pequeños para los cuales el uso de una tuneladora reduce los plazos de ejecución, pero a un mayor costo que el método NATM, mientras que para tramos largos de aproximadamente 12 km, el costo del uso de tuneladora es menor, pero con un aumento considerable en plazo.