El reto de construir tres nuevas salidas de emergencia del túnel Sants-Sagrera de la L.A.V. Madrid-Barcelona-Frontera francesa en el 'Eixample' de Barcelona

La Entidad Pública Empresarial Adif-Alta Velocidad, en fecha 26 de febrero de 2016, resuelve la adjudicación de las obras de ejecución del 'Proyecto constructivo de urbanización asociada a la cabecera norte de Sants y Plaza de los Países Catalanes y salidas de emergencia del túnel Sants-Sagrera en las calles Urgel, Nápoles e Independencia' a favor de Sando Construcción, cuyas actuaciones se circunscriben al ámbito del Estudio Informativo del Proyecto 'Línea de Alta Velocidad Madrid – Barcelona – Frontera francesa. Tramo: Sants – Sagrera (Barcelona)'.

Atendiendo a las necesidades de tres nuevas salidas de emergencia del túnel Sants-Sagrera, se diseñaron tres nuevos pozos de:

• 41,00 m de profundidad en las confluencias de las calles Urgel y Provenza.
• 40,00 m de profundidad en las confluencias de las calles Nápoles y Mallorca.
• 49,00 m de profundidad en las confluencias de las calles Independencia y Mallorca.

Vista de uno de los pozos desde la parte inferior.

El desarrollo de los trabajos de construcción de sendas salidas de emergencia del túnel Sants-Sagrera en las calles Urgel, Nápoles e Independencia se presenta como una actuación singular. El proyecto contemplaba el empleo de una maquina V.S.M. (Vertical Shaft Machine) de última generación para ejecutar los pozos verticales. El objetivo, minimizar el impacto de las obras y garantizar la convivencia de estas con el entorno. En este sentido, a la hora de planificar la secuencia de actividades para la construcción del proyecto, se tomaron en consideración todas aquellas posibles consecuencias para las estructuras e infraestructuras aledañas, e interferencias con el medio y la movilidad urbana.

En el ámbito en el que se desarrollaron los trabajos se detectaron materiales sedimentarios cuaternarios recubiertos por rellenos antrópicos y, más concretamente en los emplazamientos en los que se habían dimensionado los pozos para la excavación, alteraciones de arenas, limos, arcillas y gravas. También la presencia de materiales terciarios miocénicos y pliocénicos con paleovaguadas en su techo superior, como son arcillas grises-azuladas, arcillas margosas, arenas color ocre y otros. Las investigaciones complementarias concluyeron una presencia relevante de arenas y gravas con escaso contenido en finos y alta permeabilidad.

Una maquina V.S.M. (Vertical Shaft Machine) de última generación ha ejecutado los pozos verticales.

De lo anterior, se resolvió que los materiales detectados eran claramente permeables (contenido en finos inferior al 25%), en muchos casos con una cohesión prácticamente nula (lo que suele suceder si los contenidos en finos oscilan entre el 15% y el 18%) y que la excavación de los pozos pudiera dar lugar a claros problemas de inestabilidad como:

a.- Fallo de fondo, lo que comprometería seriamente la viabilidad del proyecto.

b.- Desplazamientos de las paredes de la excavación.

c.- Esfuerzos asimétricos a la hora de conectar los pozos construidos con el Túnel Sants-Sagrera en explotación.

Dado que los emplazamientos en los que se habrían de ubicar las nuevas tres Salidas de Emergencia, próximos a edificaciones (distancia menor de ocho metros) y otras estructuras o infraestructuras, destacando el propio Túnel Sants-Sagrera en explotación, los técnicos de Sando, juntamente con los técnicos de Adif Alta Velocidad, establecieron la necesidad de resolver, en base a todo lo relacionado más arriba, los siguientes aspectos:

• Garantizar la estabilidad de la excavación de los pozos, sin riesgo de sifonamiento y/o arrastre de arenas y gravas o levantamiento del fondo.

La excavación de pozos verticales con máquina V.S.M. (Vertical Shaft Machine) se ejecuta con estos rellenos de agua y/o lodos bentoníticos a cota al menos igual al nivel freático en cada caso, pero, teniendo presente lo descrito en párrafos anteriores, existe un riesgo evidente en suelos muy permeables como arenas y gravas de que se pierda el fluido de excavación y así se produzca un levantamiento del fondo. Este hecho tendría consecuencias muy negativas para la estabilidad de las estructuras e infraestructuras colindantes, como el mismo Túnel Sants-Sagrera en explotación, con todo lo que ello pudiera suponer. A su vez, un desplazamiento de las paredes de la excavación en un sentido u otro provocaría movimientos no deseables.

• Proteger las estructuras presentes en el entorno, especialmente el Túnel Sants-Sagrera, a la hora de construir las galerías de conexión con este desde los nuevos pozos, teniendo en cuenta su debilitamiento al romper parte de sus secciones resistentes y la asimetría de los esfuerzos derivados del proceso constructivo.

La comunicación entre los nuevos pozos una vez construidos y el Túnel Sants-Sagrera implicaría la demolición del revestimiento de estos. Esta situación debilitaría ambas estructuras ante los esfuerzos asimétricos que se generarían por el empuje de los materiales excavados, poco cohesivos, lo que supondría un riesgo importante de cara a la propia excavación de las galerías y la estabilidad del Túnel.

Trabajos de bajada de la maquina V.S.M. (Vertical Shaft Machine).

Con el fin claro y evidente de construir las nuevas Salidas de Emergencia de forma segura, salvaguardando la integridad estructural de las edificaciones próximas y de las infraestructuras afectadas por las obras, especialmente el Túnel Sants-Sagrera en explotación, los técnicos de Sando y de Adif Alta Velocidad, propusieron aplicar un tratamiento del terreno mediante la técnica de Jet-Grouting. Esta técnica permitiría formar columnas de cemento circundando los pozos, distribuidas en una doble corona, en aquellos suelos de mayor permeabilidad y consecuentemente con mayor riesgo de levantamiento del fondo durante el proceso de excavación de los pozos. De esta manera se formaría una bóveda sobre el Túnel Sants-Sagrera que absorbería los esfuerzos asimétricos consecuencia de la construcción de los pozos y posterior excavación de las galerías de conexión una vez se demolieran los revestimientos de estos y del propio túnel, minorando los efectos de la construcción del proyecto sobre el mismo. Estas actuaciones se previeron, en mayor o menor medida, en función de los perfiles geológicos asociados a cada emplazamiento.

La agencia European Quality Assurance certificó como innovación tecnológica esta solución constructiva de Sando, denominada SALIEMELAV que se diseñó en el departamento de I+D+i de la compañía.

Construir los nuevos pozos y previamente proceder a la ejecución de los tratamientos del terreno mediante la técnica de Jet-Grouting supuso un notable reto para Adif Alta Velocidad, en la que Sando resolvió satisfactoriamente. Aunque acompañado de otro gran desafío, resolver la convivencia con todos los agentes afectados por la construcción de las obras, respetando el confort de vecinos y comerciantes, viandantes y usuarios de transportes tanto públicos como privados.

Especialmente porque la aplicación de la técnica de Jet-Grouting requiere de equipos y equipamientos de grandes dimensiones que se sumaron a los que se necesitan para la construcción de pozos verticales con máquina V.S.M. (Vertical Shaft Machine).

Las máquinas V.S.M. (Vertical Shaft Machine) tienen dos partes principales. La primera, el equipo de excavación que corta y excava el terreno mediante un cabezal de tipo tambor instalado sobre un brazo telescópico que también alberga una bomba sumergible de lodos que impulsa la mezcla agua/suelo excavado hasta una planta de separación. La segunda, el sistema de descenso controlado que sostiene el revestimiento del pozo mediante cables. Cuando se completa la excavación en la profundidad que se determina, se procede a bajar el revestimiento de forma precisa.

Para que estos procedimientos pudieran ultimarse, se requirió la organización de un área suficiente para la disposición de los equipos y medios obligatorios:

a.- Máquina V.S.M. (Vertical Shaft Machine).

b.- Grúa de gran tonelaje para instalación y retirada de la máquina V.S.M. (Vertical Shaft Machine).

c.- Grupos electrógenos, compresor, almacén, taller, cabina de mando, contenedores eléctrico e hidráulico.

d.- Planta de separación de lodos, filtro prensa o bomba centrifuga y espacio para el acopio del material procedente de la excavación, para su carga sobre camión y transporte a vertedero.

e.- Acopio de dovelas prefabricadas.

Un verdadero desafío logístico que se resolvió en estrecha colaboración con las autoridades y técnicos del Ayuntamiento de Barcelona, junto con los técnicos de Adif Alta Velocidad, y los propios técnicos de Sando, permitiendo mantener la circulación viaria por la calle Mallorca, una de las arterias del 'Eixample' de Barcelona, el acceso de vehículos pesados para el suministro del revestimiento de los pozos y la retirada de las tierras procedentes de la excavación de estos. Estos trabajos se realizaron respetando el tránsito de peatones y minimizando las restricciones a la movilidad en los barrios afectados por las obras.

La programación y secuencia de los trabajos, permitió ejecutar en diferentes fases, y de forma secuencial, las diferentes actuaciones, de forma que se minimizase el impacto sobre la trama urbana y los diferentes usuarios que la conforman.

Sando Construcción completó satisfactoriamente la ejecución de las tres nuevas Salidas de Emergencia puestas ya en servicio gracias al esfuerzo de un equipo humano entregado y a la aplicación de soluciones constructivas innovadoras.

Se agradece la colaboración del Ayuntamiento de Barcelona.