UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENÍERIA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TUNEL GAMBETTA “
”
CURSO:
PUENTES
ALUMNOS:
HERNANDEZ MENDOZA, Ernesto MELÉNDEZ MEDINA, Gandij Yamil
DOCENTE:
Ing. Roberto Mosqueira Ramírez
SECCION: “B”
Cajamarca 2018
TUNEL” GAMBETTA”
I.OBSERVACIÓN: Proyecto vial de gran envergadura que comprende la construcción de las distintas fases de la autopista Néstor Gambetta en la región del Callao con el fin de reducir la congestión vehicular, aligerar el transito vehicular pesado, mejorar la transitabilidad del Aeropuerto Jorge Chávez y conectar los distritos del Callao con Ventanilla. Cabe resaltar que la importancia importancia de este proyecto no solo recae en lo anterior mencionado, sino que también es de gran consideracion la fase de construcción del “Túnel Gambetta”, el Gambetta”, el cual es considerado como el primer túnel inteligente del Perú; esto debido a que no solo aliviara el congestionamiento vehicular en la zona , sino que se ubicara debajo de la segunda pista de aterrizaje del aeropuerto Jorge Chávez de forma casi perpendicular, además de poseer sistemas
inteligentes,
accesos
ferroviarios,
salidas
de
emergencia,
señalizaciones de última generación ,etc. Todo esto para beneficio a más de 2 millones de personas que podrán facilitarse de la interconexión de las capitales de los departamentos del Perú y de esta manera contribuir al desarrollo económico e inclusión social del país.
Figura N° 01: “Túnel Gambetta” en proceso constructivo proceso constructivo
II.DESCRIPCIÓN: Datos del Proyecto vial: Contratista Principal de Ingeniería y Construcción: Consorcio
TUNEL
CALLAO
“CTC”,
conformado
por
las
constructoras Andrade Gutiérrez y Queiroz Galvao de Brasil, e ICCGSA de Peru.
Ingeniería Estructural y de Obras civiles: Gallegos Csabonne Arango Quesada (GCAQ) INGENIEROS CIVILES DEL PERU
Supervisión: Consorcio Viaducto GAMBETTA
Costo total: Aprox. 400 millones de dólares. dólares. Ubicación: Microlocalización: El túnel se encuentra en la Av. Néstor Gambetta en la Region del Callao,
Figura N° 02: Ubicación del Túnel “Gambetta” respecto a la segunda pista del aeropuerto Jorge Chávez
Ampliación aeropuerto: Esta nueva obra resulta importante para el Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC) porque permitirá la ampliación del aeropuerto internacional Jorge Chávez, proyecto que debió empezar en el 2005. Según el sector Transportes, sin esta pista hecha de manera subterránea las obras del aeropuerto no prosperarían. Sobre el túnel pasará la segunda pista de aterrizaje del aeropuerto Jorge Chávez. "La puesta en operación definitiva del túnel, obra cuyo recorrido estará debajo de la nueva pista de aterrizaje del aeropuerto Jorge Chávez, beneficiará a más de 2 millones de personas y permitirá descongestionar el flujo vehicular y de carga pesada en esta zona de la capital por la ampliación a seis carriles ", dijo el MTC. (La República, 31 de Julio del 2017)
Ingeniería de la obra y Túnel inteligente: El sistema consiste en un conjunto de 21 subsistemas, tales como: Ventilación
Iluminación
Señalización dinámica
Sensores para control de calidad de aire
Cámaras de alta definición
Sistema contra incendios
Sistema SOS
Elementos de sofisticada tecnología
Durante la construcción de la obra fueron aplicados 266,671 metros cúbicos de concreto, 29,513 toneladas de acero de refuerzo y 267,130 metros cuadrados de encofrado. Toda la infraestructura está impermeabilizada con 190,734 metros cuadrados de manta de PVC y Geotextil, debido a la presencia de agua en el terreno. El concreto cuenta en su diseño con un aditivo inhibidor de corrosión y su resistencia es de 350 kg/cm2. El proyecto en la Av. Néstor Gambetta incluye dos
pistas vehiculares con tres carriles a cada lado, una berma central para un futuro ferrocarril y túneles de emergencia para peatones. (Andina, 21 de abril del 2017)
Condiciones de sitio: Se realizo la construcción del túnel conforme a las condiciones del terreno, lo cual implico edificar un túnel sumergido debajo del nivel del mar; el nivel freático del terreno era alto, por ende, se presentaba fenómenos de infiltración y de contenidos de humedad altos; lo cual conlleva a la reducción del nivel freático en la zona.
Criterios de Diseño: Reglamentos de Diseño:
AASHTO (2010)
AASHTO (2012)
Technical Manual for Design and Construction of Road Tunnels
Criterios generales:
Factor de seguridad a flotación FS>1.10 en condiciones iniciales
Factor de seguridad a flotación FS>1.25 en condiciones finales
Resistencia a cargas de avión BOEING 747-400 ER FREIGHTER
Criterios de Diseño Sísmico:
Resistencia sin daños a un sismo de 100 años años de periodo de Retorno
Resistencia con con daños mínimos a un sismo de 1000 años años de periodo de retorno
Resistencia con daño moderado moderado a reparable a un sismo de de 2500 años de periodo de retorno.
Realizar Evaluación por Desempeño
Características principales del túnel:
Longitud (cada tramo)
960 m
Ancho de túneles
13.2 m
Ancho de túnel central
10 m
Altura
7.5 m
Carriles túneles
3 por cada
vehiculares
sentido
Binarios Túnel central
2
Tabla N° 01: Características principales Características principales de “Túnel Gambetta” Gambetta” Fuente: Ministerio de Transporte y Comunicación
Características técnicas del concreto empleado:
Seis vaciados masivos
3000 m3
40 vaciados masivos
1500 m3
184 muros (1x10x30)
220 m3 c/u
46 losas superiores
850 m3 c/u
Tabla N° 02: Características tecnicas del concreto usado en el “Túnel Gambetta” Fuente: GCAQ
Análisis Sísmico: Método de Deformación “RACKING”:
Estimación de la deformación del terreno
Estimación de la rigidez lateral del túnel
Determinación del coeficiente de RACKING
Calculo de deformación RACKING
Análisis a pórtico de sección transversal del túnel
Consideración del sismo como vertical
Diseño Estructural:
Dimensionamiento por alta supresión, lo cual conlleva a que sea un túnel sumergido
Calculo de refuerzos de capacidad estructural.
Consideración de Evento Evento Extremo para un sismo de periodo de retorno retorno de 1000 años
Consideraciones de llaves de corte, corte, juntas e impermeabilización total
Futuro sistema ferroviario La obra cuenta con tres carriles de ida y tres de vuelta, con una berma central de 10 metros de ancho para futuros sistemas de transporte rápidos o ferroviarios que se implementen. Este también es un factor f actor importante que hace considerar al túnel Gambetta como una obra vial de gran envergadura.
Figura N° 03: Descripción del del “Túnel Gambetta”
III.EXPLICACIÓN: De acuerdo a la información investigada y el material audiovisual brindado, la construcción del “Túnel Gambetta” consta Gambetta” consta de:
Trabajos preliminares y obras provisionales: Para la ejecución del proyecto, la cual ya sabemos que es de gran envergadura, se realizaron construcciones provisionales para abastecimiento de recursos constructivos a lo largo de la ejecución de la obra. Se construyeron grandes áreas de losa de cimentación para las obras provisionales, las cuales fueron: almacenes, casetas de seguridad, comedores, servicios higiénicos, etc. También se impusieron cercos de seguridad a lo largo de todo el perímetro de la zona de trabajo y en los lugares de mas riesgo dentro de la obra.
Excavaciones y Nivelación: Como primera ejecución de la obra se prepara el terreno para una correcta nivelación, esto conforme a las pendientes y topografía del terreno, teniendo en cuenta las condiciones del suelo. Muchas de las excavaciones han sido para prueba del nivel freático y para el estudio de infiltraciones, para ello se usaron maquinaria pesada, tales como excavadoras, retroexcavadoras, aplanadoras, etc.
Figura N° 04: Excavaciones en el proyecto: “Túnel Gambetta”
Depresión del nivel freático: Las excavaciones iniciales permitieron el estudio de los niveles freáticos del terreno y el riesgo que sufrirá la estructura si existiera inf iltraciones. La zona de trabajo tiene una topografía de tipo plana que se encuentra a una distancia promedio de 1.3 km, del Océano Pacifico. Las condiciones de regadío por inundación, así como su cercanía al océano pacifico, hacen que la napa freática existente se ubique de manera superficial ocasionando que casi todo el terreno permanezca saturado o con contenido de humedad muy elevado. Se implementó un sistema de bombeo para deprimir la napa freática (que alcanza 1 metro bajo el nivel del terreno) y realizar una excavación seca. Se usaron mas de 133 bombas para la extracción de agua, los cuales se desembocaron al mar. Luego de disminuir el nivel freático, se prosiguió con otras excavaciones mas profundas.
Impermeabilización: Debido al alto nivel freático, f reático, el empuje del agua se contrarresta con el peso de la estructura y rellenos interiores de concreto simple donde son requeridos. Para evitar filtraciones de agua y debido a la importancia del proyecto, se decidió seguir un diseño completamente impermeable. Para esto, toda la estructura del túnel está envuelta por una membrana impermeable continua exterior, complementada por el sellado de todas las juntas externas con waterestops. Más de 200 mil m² de impermeabilización con manta de PVC y geotextiles en el túnel Nova Gambetta para contrarrestar el problema de que la estructura de hormigón está en contacto con una capa freática, por lo tanto, hay la necesidad de mantener la estructura estanque.
Figura N° 05: Impermeabilización del “Túnel Gambetta”
Figura N° 06: Impermeabilización del “Túnel Gambetta”
Proceso Constructivo: El sistema constructivo utilizado es de un túnel cajón realizado en situ bajo un desnivel compuesto por una losa de fondo, muros y losas superiores utilizando concretos con características establecidas por el mismo Ministerio de Transporte y Comunicación (MTC) en el cual todos elementos cuentan con una estructura de acero de refuerzo incluyendo un inhibidor de corrosión: Las losas de fondo y placas laterales son estructuras monolíticas, las cuales fueron elaboradas con 1500 m3 y 250 m3 de concreto premezclado respectivamente. Mientras que los techos están compuestos por vigas prefabricadas de 60 m3, las cuales se apoyan en las placas laterales previo la colocación de vigas prefabricadas, y para cerrar el túnel, sobre las vigas descansa una losa de 850 m3 de concreto. Adicionalmente se utilizaron elementos prefabricados como vigas Tipo T, vigas tipo 1, tubo caracol que han sido utilizados como sistema de drenaje. Los volúmenes aproximados de losas de acuerdo a la altura que varía desde 1500 m3 hasta los 3000 m3, los mismos que fueron vaciados en un solo despacho. Los tiempos de vaciados oscilaron desde las 10 horas para volúmenes de 1500 m3 hasta las 23 horas para volúmenes de 3000 m3. El diseño de mezcla suministrado para todos los elementos fue de resistencia igual a 350 kg/cm2, piedra 67 y slump C entre 6” y 8”. De acuerdo a las especificaciones técnicas del proyecto se indicó que la temperatura máxima del concreto debe ser de 32° C. Para esta consideración especial se instaló, en cada una de las 3 plantas asignadas al proyecto, un tipo de máquina frigorífica cuyo cometido es enfriar un medio líquido La concretera a la fecha ha suministrado al Túnel de Gambeta más de 200 mil m3 de hormigón, entre concretos convencionales, de alta resistencia, auto compactados, relleno fluidos y especiales para pavimentos; los cuales han sido utilizados para la construcción de solados, losas de fondo y superiores, prefabricados, muro, placas, zapatas y pavimentos.
El túnel está dividido longitudinalmente en módulos de 30 m. Cada módulo cuenta con llaves de corte horizontales y verticales en sus extremos para controlar los desplazamientos relativos entre éstos. El techo del túnel comprende vigas prefabricadas tipo T invertidas, que sirven como encofrado, cubiertas con concreto vaciado in situ.
Figura N° 07: Proceso constructivo “Túnel Gambetta”
Figura N° 08: Exterior e interior del “Túnel Gambetta”
IV.PREDICCIÓN:
V.TECNOLOGÍA: El control de calidad en el proyecto fue muy estricto siguiendo las especificaciones técnicas del cliente, por ello se instaló dentro de obra un laboratorio con todos los equipos necesarios para brindar un soporte adecuado como prensas de ensayo de probetas cilíndricas y vigas de concreto. Con la finalidad de garantizar el más alto estándar de calidad en cuanto a seguridad vial, el Túnel Gambetta ha sido equipado con un sistema inteligente de tráfico ITS con la plataforma de software SIDERA desarrollada por la empresa española SICE, y permite controlar en remoto el sistema eléctrico y electromecánicos (ventilación, sistema contra-incendio e iluminación) del túnel de Gambetta. Proporcionando a los operadores de infraestructuras una interface que permite conocer en tiempo real con ayuda de mapas interactivos y esquemáticos de las instalaciones el estado de los equipos y la evolución de los incidentes. El equipamiento y los diferentes sistemas integrados permiten regular la alimentación eléctrica de media y baja tensión y los grupos electrógenos que a su vez son conectados al alumbrado principal y de emergencia. Controlar el sistema de ventilación y las diferentes estaciones de filtros y bombeo además de medir en tiempo real los niveles de CO y NOx, opacímetros y anemómetros. La central de monitoreo detecta también tanto con el sistema de video vigilancia CCTV como los sensores de calor, los incendios en tiempo real activando de manera instantánea el equipo de extinción mediante BIES y agua nebulizada. En fin, el túnel ha sido equipado con los paneles de mensaje variable, semáforos, balizamiento, cámara con lectura de matrícula y radar para el control de velocidad.
