INSTRUCCION PARA EL PROYECTO, CONSTRUCCION Y EXPLOTACION DE OBRAS SUBTERRANEAS PARA EL TRANSPORTE TERRESTRE (IOS-98)

TÍTULO III Criterios básicos en la fase de proyecto

III. 1 Condiciones generales de seguridad y estabilidad

III.1.1 Generalidades-

El proyecto incluirá la justificación de la estabilidad y suficiente seguridad de todas y cada una de las zonas de la obra: Accesos, instalaciones de obra, emboquilles y tramos subterráneos. Con tal fin contendrá las soluciones adecuadas para dar cumplimiento a las diferentes exigencias indicadas en los apartados III.2 a III.6, ambos inclusive.

Se proyectarán también las instalaciones definitivas (a las que se refiere el apartado III.8), y las escombreras que fueren precisas para recibir los materiales sobrantes de la excavación (conforme indica el apartado III.9).

Asimismo, se establecerán los requisitos de seguridad y salud, relativos a las fases de proyecto, construcción y explotación, y se atenderán los aspectos medioambientales sobre los que pueda influir la obra subterránea (de acuerdo con los apartados III.10 y III.11).

III.1.2 Acciones a considerar-

Para conseguir la seguridad y estabilidad de todas y cada una de las zonas de la obra se efectuará un estudio específico, amplio y detallado, y se tendrán en cuenta, al menos, las siguientes acciones:

Asimismo, en el caso de túneles paralelos, se deberá analizar la incidencia de las vibraciones (causadas por voladuras, etcétera), inducidas sobre cada uno durante la construcción del otro.

III.2 Trazado

III.2.1 Túneles urbanos o en zonas industriales-

En el caso de túneles, cualquiera que fuese su tipo, situados en zonas urbanas o industriales, además de los estudios de autoestabilidad, se justificarán:

III.2.2 Túneles de carretera.-

Independientemente de los condicionantes procedentes del trazado general de la carretera, de las características geológico-geotécnicas del terreno, o de otras causas como las recomendaciones medioambientales, el trazado de los túneles deberá respetar la normativa vigente de trazado de carreteras y, salvo expresa justificación en contrario, los máximos valores de rampas y pendientes serán el 3 y el 5 por 100, respectivamente.

Se estudiarán las medidas conducentes a eliminar o paliar el posible efecto del deslumbramiento del conductor del vehículo, a la salida del túnel, en especial cuando la alineación de la obra en esta zona es poco diferente de la orientación de los rayos solares en algunas horas del día.

Cuando se trate de autovías o autopistas y se proyecte la construcción de túneles separados para cada dirección, se estudiará la separación entre ambos, en función de las características del terreno, métodos y secuencias constructivas de ambas perforaciones de manera que se eviten interferencias que pudieran producir inestabilidades o disminución significativa de la seguridad en el sostenimiento o revestimiento. Esta circunstancia será especialmente atendida en las zonas próximas a los emboquilles, o en zonas de eventuales subsidencias que eventualmente pudieran afectar a edificios o instalaciones próximas.

Salvo justificación en contrario, en túneles paralelos de longitud mayor de 1 kilómetro se construirán conexiones entre ambos, a distancias y dimensiones adaptadas a las necesidades del tráfico o a otros objetivos de ventilación y seguridad.

III.2.3 Túneles de ferrocarril.-

El trazado, en planta y alzado, de los túneles de ferrocarril, se efectuará, en su caso, de acuerdo con las especificaciones técnicas establecidas por el Ministerio de Fomento y, en su defecto, por la Red Nacional de los Ferrocarriles Españoles (RENFE) o el Ente Público Gestor de Infraestructuras Ferroviarias (GIF), según sea pertinente.

Además de los condicionantes procedentes del trazado general del ferrocarril, de las características geológico-geotécnicas del terreno, o de otras causas como las recomendaciones medioambientales, el trazado de los túneles deberá tener en cuenta los condicionantes derivados de la construcción y explotación (drenaje, renovación del aire, etc.).

Así pues. y salvo expresa justificación en contrario, los valores máximos y mínimos de rampas y pendientes serán los siguientes:

En túneles paralelos se estudiará la posible conexión entre ambos. La distancia entre conexiones y sus dimensiones se adaptarán a las necesidades del tráfico o a otros objetivos de ventilación y seguridad.

III.3 Estudios geológicos y geotécnicos

III.3.1 Generalidades-

Se realizarán los reconocimientos y estudios geológicos y geotécnicos adecuados para obtener un conocimiento suficiente de los terrenos que serán afectados directa o indirectamente por la construcción y explotación de la obra subterránea y de sus zonas de acceso y emboquille.

La planificación de los reconocimientos será lo suficientemente flexible para acomodarlos en cada momento, en su secuencia, tipo y alcance, a una mejor determinación de la morfología y características generales del terreno, y de sus singularidades, en especial a la cota del túnel.

Los reconocimientos en la superficie que sea accesible, complementados, si fuera preciso, con zanjas, calicatas, sondeos cortos, o estaciones geomecánicas, se extenderán a uno y otro lado de la traza en planta del túnel, hasta una distancia tal que los datos obtenidos puedan servir, en su extrapolación hacia el interior del terreno, a un posible mejor conocimiento del mismo a la cota del túnel, o correspondan a zonas posiblemente afectadas por la existencia de la obra, o por su construcción, siquiera sea temporalmente.

Si el terreno involucrado es un medio rocoso, se prestará especial atención a la eventual presencia de fallas o discontinuidades importantes, de ámbito regional o local, que pudieran ser cortadas por la perforación del túnel.

Se destacará, asimismo, la presencia de otras anomalías o singularidades estructurales del terreno o medio rocoso, como zonas cársticas, y corrimientos o paleo-deslizamientos que alcanzasen la alineación del túnel u obra subterránea.

Los estudios se concentrarán también en las posibles áreas de emboquille, con objeto de examinar y conocer con mayor precisión el terreno en tales zonas, plausiblemente más débiles bajo el punto de vista geotécnico, y poder fijar mejor el punto de arranque de la obra subterránea.

El acusado influjo del agua en los diferentes aspectos del diseño, construcción y explotación de la obra subterránea, exige un adecuado estudio de las condiciones hidrogeológicas del entorno del túnel. Más adelante se especifican las diferentes circunstancias que deben ser examinadas a este respecto.

La gran variedad de métodos de prospección y ensayo para determinar la también amplia gama de morfologías, disposiciones estratigráficas y propiedades geotécnicas del terreno, exige una adecuación y una profundización de las actuaciones, acorde con las características, profundidad e importancia de la obra. Galerías y pozos de reconocimiento, sondeos mecánicos o penetrométricos, zanjas, calicatas, métodos geofísicos, diagrafías, toma de muestras y ensayos de campo o laboratorio, deben ser seleccionados para obtener una suficiente base para el diseño del túnel.

Los objetivos a conseguir con los reconocimientos y ensayos pueden concretarse en los siguientes puntos:

Se debe prestar especial atención a las fallas activas en zonas con riesgo sísmico, analizando las posibles soluciones (cambio de trazado, dispositivos de absorción de desplazamientos, etc.).

III.3.2 Estudios hidrogeológícos.-

Se efectuarán los estudios hidrogeológicos necesarios para conseguir conocer de una manera suficiente, para las etapas de construcción o explotación, las siguientes facetas:

Los estudios hidrogeológicos deberán llenar los objetivos señalados para establecer las bases del restablecimiento de las condiciones iniciales, o aceptación de las modificaciones que fueran admisibles.

III.4 Sección transversal

En base a los gálibos requeridos por la funcionalidad de cada tipo de obra, de la estructura geológico-geotécnica del terreno, de los imperativos de las instalaciones propias y de los contornos externos, se definirán y justificarán cuantas secciones tipo sean precisas para cumplir las condiciones mínimas de estabilidad y seguridad que las circunstancias indicadas exigen.

En el caso de túneles de carreteras se cumplirá lo prescrito en la normativa vigente de trazado de carreteras.

Si se trata de túneles ferroviarios, su gálibo se adaptará, en su caso, a las especificaciones técnicas establecidas por el Ministerio de Fomento y, en su defecto, por la Red Nacional de los Ferrocarriles Españoles (RENFE) o el Ente Público Gestor de Infraestructuras Ferroviarias (GIF), según sea pertinente y en función del tipo y condiciones de circulación de los trenes.

La resistencia al avance de los trenes provocada por el efecto pistón debe ser reducida al máximo, con el fin de aumentar la velocidad del tren, reducir los gastos de energía y el calentamiento de la estructura, y limitar la amplitud de las sobrepresiones y depresiones soportadas por el usuario. Se tendrán en cuenta estos efectos a la hora de diseñar la configuración transversal y longitudinal del túnel.

Deberá tenderse a la normalización de secciones tipo para usos equivalentes contribuyendo así al mejor aprovechamiento del parque de máquinas existente en el país.

En el proyecto, se establecerán las tolerancias y las superficies del gálibo mínimo para la construcción del sostenimiento o revestimiento.

III.5 Métodos constructivos

Se prestará especial atención al estudio de los factores que influyen en la elección del método de construcción más adecuado. La excavación mediante máquinas tuneladoras, rozadoras, palas, o explosivos; la protección y estabilidad de las excavaciones mediante escudos a presión atmosférica o presurizados, precortes, cerchas, bulones, hormigón proyectado, armadura con mallazos o fibras metálicas, micropilotes, «jet-grouting«, inyecciones, etcétera, serán convenientemente analizadas.

Se realizará una descripción de los aspectos fundamentales de la secuencia operativa del método de construcción elegido.

Se definirá el sostenimiento y el revestimiento de la obra subterránea (conforme al apartado III.6), entendiendo por sostenimiento el conjunto de dispositivos precisos para mantener la estabilidad de la excavación provisionalmente hasta la ejecución de revestimiento, o definitivamente. Se justificarán y proyectarán las condiciones de drenaje o impermeabilización de los entornos de la excavación durante la construcción y explotación.

En el caso de que las deformaciones sean prioritarias por la proximidad de edificaciones o instalaciones importantes, los métodos constructivos y los sostenimientos se dirigirán especialmente hacia una admisibilidad de los movimientos originados por la obra, fijándose en el proyecto las condiciones de admisibilidad.

III.6 Sostenimiento y revestimiento

De acuerdo con el tipo y requerimientos de la obra, con las características del terreno y con los métodos de construcción elegidos, se justificará la seguridad del túnel u obra subterránea durante la construcción y explotación, frente a los diferentes modos de posible inestabilidad que puedan presentarse.

Se definirán una o varias secciones tipo, longitudinales y transversales, de la obra, de su sostenimiento, y, si es el caso, de su revestimiento, que respondan a las diversas circunstancias previsibles del terreno y de la profundidad o situación de la obra. Se prestará especial atención a las zonas de emboquille.

Si la consecución del sostenimiento o revestimiento finales tiene lugar según diferentes etapas (desfases entre excavación y dispositivos del sostenimiento, galerías u otro tipo de excavaciones en avance, destroza, etcétera), se justificará también la estabilidad en todas las fases intermedias.

También se contemplará la seguridad frente a eventuales desprendimientos de bloques.

La metodología para juzgar la seguridad de la obra, según su importancia y salvo justificación razonada, tomará como base el criterio más adecuado de entre los siguientes:

Una comparación con el comportamiento de obras semejantes en circunstancias análogas a las objeto del proyecto. En tal caso se deberá demostrar la similitud de los aspectos fundamentales que influyen en la estabilidad.

Utilización de métodos empíricos o semiempíricos, suficientemente contrastados en la práctica, basados en determinadas características geotécnicas de reconocida solvencia o en algunas clasificaciones geomecánicas del terreno.

Cálculo tensodeformacional del conjunto obra-terreno, sustentado en unas acciones, estado inicial y propiedades geotécnicas del terreno, obtenidas por medio de determinaciones directas, o indirectas mediante comparaciones o métodos empíricos.

Se determinará la seguridad de cada uno de los elementos que configuran la obra, su sostenimiento y revestimiento, y el del conjunto obra-terreno. En el caso de utilizar el cálculo tenso-deformacional, se justificará la admisibilidad de las tensiones de trabajo y el coeficiente de seguridad a la rotura permisible, según las circunstancias de la obra, el modo de inestabilidad analizado, el método de diseño utilizado y la fiabilidad de los datos que han servido de base para los cálculos de estabilidad.

En el caso de obras lineales, y en concordancia con los estudios geológico-geotécnicos se incluirá la justificación de una sectorización longitudinal, que prevea la adopción, por tramos, de alguna de las secciones tipo diseñadas.

En el caso de que existan edificaciones o instalaciones industriales próximas, será preceptivo un cálculo deformacional que demuestre la inocuidad en aquéllas de los movimientos originados por la obra.

En el caso en que, por aplicación de la legislación vigente o por que así lo exigiera el pliego de prescripciones técnicas particulares del contrato, fuera necesaria la elaboración de un proyecto específico de sostenimiento, ya fuera independiente o incorporado al proyecto de la obra principal, la aprobación técnico-administrativa del mismo recaerá, exclusivamente, en el correspondiente órgano de la Administración Pública, de acuerdo con el apartado II.4.

III.7 Auscultación y reconocimientos durante la construcción

En el proyecto se incluirá una definición, o se justificará su ausencia, de los dispositivos e instrumentación precisa para conocer el comportamiento del terreno y de la obra (movimientos, presiones, filtraciones, gases, emisión acústica, radiación infrarroja, etc.).

En particular, será obligatorio el proyecto de auscultación siempre que concurra, al menos, una de las siguientes circunstancias:

No obstante, y en cualquier caso, se deberá llevar a cabo un control mínimo de convergencias.

Asimismo se especificarán en el proyecto los reconocimientos y estudios complementarios que deberán ser llevados a cabo durante la construcción (ensayos de características geotécnicas, sondeos en avance, tensiones internas, etc.), que no hayan sido viables, por razones de accesibilidad o motivos técnicos o económicos. para el proyecto, o que se requieran para una mayor precisión en las circunstancias señaladas en los párrafos anteriores.

El proyecto de auscultación analizará la conveniencia o no de que la auscultación se mantenga operativa para la fase de explotación.

III.8 Instalaciones definitivas

En el proyecto general de la obra se incluirán, o se acompañarán al mismo, los proyectos complementarios de las instalaciones definitivas que sean preceptivas o previstas en cada caso. referentes a:

En el título V de esta Instrucción se indican los condicionantes a cumplir por tales instalaciones.

III.9 Escombreras

En el proyecto se planificará el destino de los materiales procedentes de la excavación del túnel. Los que no vayan a ser utilizados en la construcción de terraplenes, rellenos, obras anejas, u otros fines específicos, serán depositados en escombreras, cuya situación deberá ser indicada en el proyecto.

En el caso de que se trate de vertederos o escombreras de nueva implantación, se justificará debidamente los rellenos a efectuar, en las siguientes vertientes:

En los casos que se considere necesario, el proyecto preverá unidades de abono de las operaciones efectuadas en las escombreras.

III.10 Prevención de riesgos laborales

El proyecto y la propia fase de elaboración del mismo, deberán dar cumplimiento a lo establecido en la Ley 31/1995, de 8 de noviembre, de Prevención de Riesgos Laborales y en el Real Decreto 1627/1997, de 24 de octubre, por el que se establecen las condiciones mínimas de seguridad y de salud en las obras de construcción.

Se destacarán las medidas referentes a las fases de proyecto, construcción y explotación, que puedan afectar especialmente a la seguridad y salud de los trabajadores, tales como vibraciones, voladuras, iluminación, comunicaciones, etc.

III.11 Impacto medioambiental

El proyecto deberá dar cumplimiento a las disposiciones vigentes en materia de medio ambiente que afecten al mismo y a la construcción y explotación de la obra subterránea.

En particular el proyecto deberá examinar, y justificar en su caso, las posibles incidencias que puedan afectar al entorno o a la propia obra, relacionadas con:

III.12 Documentos del proyecto

En el caso de que la obra subterránea forme parte de un proyecto que incluya otras obras, los documentos de éste deberán contener los apartados y artículos específicos de aquélla, análogos a los que requiere un proyecto independiente.

En la Memoria y en sus anejos se describirán y justificarán las obras de acuerdo con las prescripciones contenidas en la presente Instrucción. En particular se incluirá un anejo que estudie los costes de explotación.

En el documento Planos se incluirá la definición longitudinal y transversal de los accesos, emboquilles, y tramos subterráneos. Se establecerán cuantas secciones tipo sean precisas para cubrir las circunstancias previsibles en la obra.

En el documento Presupuesto se incluirán el cuadro de precios, las mediciones y el presupuesto parcial de la obra subterránea.

Lo establecido en este apartado se entenderá sin perjuicio de lo dispuesto en la legislación de Contratos de las Administraciones Públicas.

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