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La obra fue ejecutada para Ferroatlántica, bajo la Dirección Técnica de Energía VM (Grupo Villar Mir)

Aprovechamiento hidroeléctrico del Río Xallas en Olveira, La Coruña

Departamento Técnico de Lurpeko Lan Bereziak S.A.18/09/2019

Enmarcado dentro de las obras del aprovechamiento hidroeléctrico Ponte Olveira II, en el río Xallas (A Coruña), se ha encargado a Lurpeko Lan Bereziak S.A. la ejecución de la conducción forzada. Ésta conecta la central con el embalse de Ponte Olveira, salvando una distancia total de unos 450 m, de los cuales 397 m corresponden al túnel.

El de Ponte Olveira, junto con Fervenza, Castrelo y Santa Eugenia, es uno de los cuatro embalses que se encuentran en el curso del río Xallas, siendo su función la generación eléctrica a la par que reguladora. Pese a tener una longitud de solo 57 km, la extensión de su cuenca de aportación, de unos 504 km², produce picos estacionales de caudal de hasta 188 m³/s, lo que lo hace idóneo para su aprovechamiento hidroeléctrico.

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Ilustración 1: Trazado en planta del túnel de Ponte Oliveira.

Desde el punto de vista paisajístico, es de destacar la privilegiada ubicación de los trabajos, al lado de la localidad de Campelo, en pleno Camino de Santiago. A escasos 15 kilómetros se encuentra también la espectacular desembocadura del río Xallas, el único de Europa que termina en cascada.

El trazado del túnel presenta una pendiente descendente, en el sentido de avance, del 3%, constante en toda su longitud. La sección funcional, de 19.8 m², está compuesta por una bóveda semicircular de 2.15 m de radio interior y hastiales rectos de 2.15 m de altura. Adicionalmente se ha ejecutado un revestimiento y una solera de 20 cm de espesor.

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Ilustración 2: Sección durante la ejecución.

Geología y geotecnia

Desde el punto de vista geológico, el túnel atraviesa una formación de granito de dos micas, de textura porfídica, con matriz de grano fino a medio-gureso de 1 a 3 mm. Presenta inclusiones minerales puntuales de cuarzo, microclina, plagioclasa, moscovita y biotita. Por lo general, se trata de una formación muy homogénea, sin variaciones significativas.

A nivel hidrogeológico, en la zona de los trabajos no se ha detectado ningún sistema acuífero de entidad, quedando los escasos existentes suscritos a las zonas de mayor fracturación, diaclasamiento y meteorización.

El macizo es, en términos generales, muy competente, atravesando el túnel 305 metros (77%) de roca de muy buena calidad, 32 metros (10%) de calidad regular y 50 metros (13%) de mala calidad. Como se aprecia en la ilustración siguiente, los tramos menos competentes (marrón), corresponden a la roca más meteorizada, ubicada exclusivamente en los emboquilles y en una falla intermedia. La mayor parte del túnel transcurre en roca sana de alta resistencia (verde).

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Ilustración 3: Sección geológica (superior) y caracterización geotécnica del túnel (inferior).

Sotenimientos

El sistema de excavación empleado para el sostenimiento de proyecto, fue el característico de Nuevo Método Austriaco de construcción de túneles, siendo estos elementos empelados: micropilotes, cerchas, bulones, malla metálica y hormigón proyectado.

  • Sostenimiento Tipo I

Este sostenimiento es el ejecutado en las zonas donde el macizo presentó una competencia muy alta, con un índice Q mayor o igual que 40 (equivalente a un RMR = 75). Las fases de trabajo y los elementos que se aplican a esta sección son los siguientes:

  1. Excavación y desescombro.
  2. Colocación de bulones de expansión tipo Swellex Mn16, de 2,5 metros de longitud.

Los bulones no se insertaron de forma sistemática, sino que sirven de refuerzo puntual en aquellas zonas donde se localizó algún tipo de discontinuidad o imperfección en el macizo rocoso.

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Ilustración 4. Sostenimiento tipo I.

  • Sostenimiento Tipo II

Este sostenimiento es empleado en la mayor parte de la longitud del túnel, cuando la calidad del terreno es media-alta, es decir, cuando el índice Q está comprendido entre 4 y 40 (equivalente a 55 < RMR = 75).

Las fases de trabajo y los elementos que se aplican a esta sección son los siguientes:

  1. Excavación y desescombro.
  2. Capa de hormigón proyectado reforzado con fibras de acero, de 6 cm de espesor.
  3. Bulones de expansión tipo Swellex Mn16, de 2,5 metros de longitud.
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Ilustración 5: Sostenimiento tipo II. 

  • Sostenimiento Tipo III

Este tipo de sostenimiento fue aplicado en zonas de calidad geotécnica intermedia, cuando el índice Q está comprendido entre 1 y 4 (equivalente a 45 < RMR = 55).

Las fases de trabajo y los elementos de sostenimiento que se aplican a esta sección tipo siguen el siguiente orden:

  1. Excavación y desescombro.
  2. Aplicación sistemática una capa de hormigón proyectado con fibras de 6 cm de espesor.
  3. Colocación sistemática de bulones de expansión tipo expansivos Mn16, con una longitud de 2,5 metros en una disposición de malla de triángulos equiláteros de 1,75 m de lado.
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Ilustración 6: Sostenimiento tipo III.

  • Sostenimiento Tipo V

Este tipo de sostenimiento fue aplicado exclusivamente a los emboquilles, donde la roca se encontraba más meteorizada. En estos el índice Q está comprendido entre 0,3 y 1 (equivalente a 35 < RMR = 45).

Las fases de trabajo y los elementos de sostenimiento que se aplican a esta sección tipo siguen el siguiente orden:

  1. Ejecución de un paraguas de micropilotes, formado por 12 micropilotes autoperforantes tipo Symmetric de 88,9 mm separados 50 cm, armadura tubular de acero y relleno con lechada a presión.
  2. Aplicación sistemática de una capa de hormigón proyectado con fibras de 6 cm de espesor y una segunda de 14 cm.
  3. Ocasionalmente colocación de bulones de expansión tipo Mn16.
  4. De manera sistemática, refuerzos con cerchas metálicas HEB140 (tresillón de acero corrugado de 20 mm de diámetro) a una separación máxima de 0,75 m.
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Ilustración 7: Sostenimiento tipo V.

Las longitudes ejecutadas finalmente de cada tipo de sostenimiento se muestran en el siguiente gráfico, donde se puede apreciar que más del 75% de la longitud del túnel se realizó en sostenimientos ligeros, debido a la excepcional calidad de la roca. Además se muestran los altos rendimientos logrados, siendo todos los avances superiores a los 7 m/día, con la salvedad del sostenimiento tipo V, cuyo procedimiento de construcción es completamente distinto a los demás.

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Ilustración 8: Longitudes de sostenimiento ejecutado (izda.) y sus rendimientos de avance (dcha.).

Una peculiaridad de este túnel es su uso como conducción forzada para la central hidroeléctrica, por lo que está sometido a una presión interior de 30 metros de columna de agua. Por este motivo se recubrió, una vez finalizados los trabajos de excavación y sostenimiento, con una capa de hormigón HM-25 de unos 24 cm de espesor, que a su vez aporta regularidad superficial al paramento interior del túnel.

Con objeto de comprobar el sostenimiento previsto según el análisis de estabilidad de cuñas y bloques potencialmente inestables en las zonas centrales del túnel, considerando el macizo rocoso como un continuo, se analizaron las distintas dos secciones en la parte central del túnel que correspondieron a los sondeos SN2 (pk 0+165) y S2 (pk 0+300) en un modelo de elementos finitos (PLAXIS) en deformación plana.

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Ilustración 9: Modelo bidimensional túnel pk 0+165 (izda.) y contornos de deslizamiento tras colocar sostenimiento en pk 0+300 (dcha.).

Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

  • Máximo desplazamiento vertical: 4 mm
  • Máxima tensión de compresión en la gunita: 8,822 kPa
  • Máxima tensión de tracción en la gunita: 150 kPa

De esta forma quedó comprobado que la secciones de sostenimiento proyectadas eran funcionales.

Ejecución de los trabajos

El avance del túnel se realizó a sección completa, con pases del entorno de los 3 m y siempre mediante explosivos, debido a la excepcional competencia del terreno. Los explosivos empleados fueron dinamita gelatinosa tanto en fondo como en columna y cordón detonante (exclusivamente para los barrenos de contorno).

Los detonadores empleados fueron de tipo no eléctrico, con retardos de 25 ms y 100 ms. Como se aprecia en la ilustración siguiente, la temporización comienza en el cuele, con microretardo de 25 ms, continuando por la destroza.

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Ilustración 10: Esquema de tiro.

Por último, salen con retardos de 100 ms la zapatera y el contorno, siendo así voladura de recorte y favoreciendo un perfilado preciso del túnel. La disposición del Cuele se variaba en cada voladura, desplazándolo alternativamente a ambos lados del eje para reducir afecciones a un solo hastial.

La Dirección Facultativa de Lurpelan monitorizó las voladuras mediante la colocación de sismógrafos para medir las vibraciones producidas en las proximidades de zonas pobladas, sin haberse producido afecciones reseñables.

La maquinaria utilizada para la ejecución de los dos túneles fue la siguiente:

  • Manipulador, telescópico JCB 535-125
  • Jumbo, Atlas Copco Boomer 282
  • Robot Gunitador Sika PM-500
  • Pala perfil bajo Atlas Copco ST1030
  • Pala perfil bajo Sandvik LH307
  • Minirexcavadora JCB 8060
  • Autohormigonera Carmix AH429
  • Autohormigonera Dieci F7000
  • Grupo electrógeno Caterpillar C18
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Trabajos de perforación con el Jumbo Atlas Copco Boomer 282.
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Trabajos de desescombro con la miniexcavadora JCB 8060.
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Avance de servicios (tubería de ventilación).
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Tramo de galería.
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Pala de perfil bajo Atlas Copco ST1030.
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Pala de perfil bajo Sandvik LH307.

La ejecución de este túnel supuso la excavación con voladura de 7.960 m3 de granito de dos micas.

Para completar estos sostenimientos se utilizaron los siguientes elementos:

  • Hormigon Proyectado HM-35 Con 35kg/m3 de fibra metálica: 410 m3
  • Fibra metálica: 14,35 tn
  • Bulones expansivos de 2,4m de longitud: 1.400 m
  • Cercha Heb-140: 2.890 kg
  • Cerchas THn-16,5: 9.980 kg
  • Micropilotes de Ø88,9mm espesor 9mm: 350 m
  • Chapa bernold: 104 m2
  • Explosivos: 17.000 kg de dinamita y 12.000 m de cordón detonante

Conclusiones

La ejecución del Túnel de Ponte Olveira II ha supuesto una hito excepcional para las obras del aprovechamiento hidroeléctrico del Rio Xallas. Se requerían y se obtuvieron elevados ritmos de producción. Lurpelan ha sabido responder ágilmente a los altos requerimientos exigidos por los técnicos responsables de Ferroatlántica y en estrecha colaboración con el equipo humano de Villar Mir Energía, se ha podido completar este túnel de forma satisfactoria y con una calidad óptima.

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Capataz supervisando trabajos de bulonaje.

Nos gustaría agradecer a Manuel Arlandi y Luis Baldo, asesores de la obra subterránea, a José Ángel Núñez Ares (Ain Active) como Dirección de Obra, José Antonio Rodriguez Legarreta (Ferroatlántica) como director de Explotación Xallas y a Diego Codesido (Villar Mir Energía) como director de Construcción, por su esfuerzo y dedicación, así como por todas las aportaciones realizadas durante la ejecución de los trabajos.

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