ES2330397A1 - Dispositivo de colocacion de sectores de sustentacion de tuneles para tuneladora y sector de sustentacion para uso con dicho dispositivo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de colocación de sectores (10) de sustentación de túneles acoplable a una tuneladora tipo topo que comprende: un disco giratorio (1) montado de manera concéntrica al eje de la tuneladora, medios (2) de recepción, vástagos (3) de inmovilización enclavados en los medios (2) de recepción y provistos de medios (4a, 4b) de inmovilización de sectores de sustentación, medios de estampación y medios de protección. El sector (10) de sustentación de uso con dicho dispositivo tiene un perfil en forma de arco de circunferencia y está provisto de medios (15) de unión que permiten la unión con otros sectores de sustentación contiguos según las direcciones longitudinal y circunferencial del túnel.
Description
Dispositivo de colocación de sectores de
sustentación de túneles para tuneladora y sector de sustentación
para uso con dicho dispositivo.
\global\parskip0.930000\baselineskip
La presente invención se refiere a un
dispositivo de colocación de sectores de sustentación de túneles,
especialmente túneles realizados con máquinas tuneladoras,
destinado a tuneladoras de tipo topo, así como a su funcionamiento
y formas de instalación en dicha tuneladora.
La presente invención está dirigida, en
particular, a túneles de grandes dimensiones para cuya excavación
es rentable el uso de máquinas tuneladoras.
La construcción de túneles está generalmente
destinada a favorecer el tránsito de personas, vehículos o
mercancías entre dos puntos; la explotación de minas subterráneas,
y/o conducción de otros servicios como tuberías o cables de
comunicaciones.
En consecuencia, es una actividad extremadamente
importante porque mejora notablemente las comunicaciones e
infraestructuras en los alrededores del lugar de construcción, lo
que provoca importantes beneficios económicos a nivel local,
regional, o incluso nacional.
Actualmente, en la construcción de túneles de
gran diámetro, la perforación del terreno se lleva a cabo mediante
unas máquinas, llamadas tuneladoras, que están provistas en su
parte delantera, según el sentido de avance de la excavación, de
una cabeza de corte. Dicha cabeza de corte comprende elementos
abrasivos capaces de perforar el terreno sobre el que se realiza la
excavación y una corona de giro que permite que la cabeza de corte
gire a una determinada velocidad angular.
Frecuentemente, estas tuneladoras son capaces,
además, de llevar a cabo otras operaciones complementarias como la
retirada de escombros y/o el montaje de sistemas de sustentación.
Para estos fines, están provistas del llamado equipo de rezaga,
situado detrás de la cabeza de corte, según el sentido de avance de
la excavación, que comprende todos los dispositivos necesarios para
llevar a cabo dichas operaciones complementarias. A menudo, en el
equipo de rezaga se encuentra, además, la cabina de mandos de la
tuneladora.
En términos generales, existen dos clases de
tuneladoras dependiendo del tipo de terreno en el que operan.
La primera clase consiste en las llamadas
tuneladoras de roca dura o topos, a las que se hará referencia en
la presente como tuneladoras TBM (del inglés Tunel Boring
Machines). Estas máquinas se utilizan en terrenos que,
aparentemente, tienen la suficiente consistencia como para no ceder
durante la perforación.
A la segunda clase pertenecen las llamadas
tuneladoras de escudo, que se utilizan en aquellos terrenos de
cierta inestabilidad en los que existe algún riesgo de
desprendimiento durante la perforación.
Las tuneladoras TBM tienen el grave
inconveniente de no estar preparadas para trabajar en terrenos poco
competentes. Desgraciadamente, en ocasiones, la estabilidad y
consistencia del terreno disminuyen inesperadamente.
En este caso, los rendimientos de producción
caen drásticamente siendo necesario el sostenimiento (que en la
técnica se entiende como el procedimiento de entibación provisional
del terreno), hasta la finalización del revestimiento (que en la
técnica se entiende como el procedimiento de estabilización
definitiva de la excavación).
El procedimiento de sostenimiento para
excavaciones hechas con tuneladoras TBM más popular y empleado
actualmente en la técnica comprende las siguientes etapas:
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
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-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación tiene lugar el procedimiento de
revestimiento que, entre otras etapas, comprende el gunitado o
inyección de hormigón proyectado sobre la estructura de
sustentación previamente formada.
El procedimiento de sostenimiento empleado con
tuneladoras TBM anteriormente descrito presenta varias
desventajas.
En primer lugar, cada tramo de cercha debe ser
montado manualmente de uno en uno hasta formar una cercha completa
que luego deberá ser arriostrada mediante tresillones a la cercha
completa inmediatamente anterior, fijando de forma manual dichos
tresillones de uno en uno hasta formar una porción de sustentación
propiamente dicha, cerrada circularmente. Esto hace que la
sustentación y el revestimiento según este procedimiento comprendan
una gran número de operaciones diferentes que resultan tediosas y
complicadas. Además, todas ellas deben realizarse dentro del túnel,
con poco espacio, y en una zona potencialmente peligrosa para los
operarios.
Por otro lado, el procedimiento anterior,
empleado habitualmente en la técnica, no permite sustentar el túnel
a tiempo real, puesto que antes de poder colocar una nueva cercha
completa para formar una porción de sustentación cerrada
circularmente debe hacerse avanzar adicionalmente la cabeza de
corte.
En consecuencia, la distancia mínima entre la
zona de trabajo (zona en la que se están colocando las cerchas) y
el frente de excavación (zona en la que se está actualmente
excavando) que es del orden de varios metros, frecuentemente entre 5
y 10 m, queda expuesta momentáneamente sin protección al
desprendimiento de material en la cabeza de la máquina, pudiendo
dicho material llegar a caer en la zona zona de trabajo,
especialmente en el momento en el que se hace avanzar la excavación
para poder colocar una nueva cercha.
Esta situación unida a la propia vibración de la
máquina favorece la formación de cavernas a lo largo de toda la
excavación, lo cual, además de peligroso es también antieconómico,
puesto que la cantidad de gunita y espumas necesarias para rellenar
los huecos dejados por la abundante caída de terreno es, a menudo,
muy grande.
En el caso de las tuneladoras de escudo, el
sostenimiento se realiza mediante un dispositivo de sostenimiento,
llamado escudo y provisto en la propia tuneladora. Habitualmente,
dicho escudo consiste en un cilindro metálico que envuelve la
cabeza de corte y la parte del equipo de rezaga más próxima a dicha
cabeza de corte.
Dicho cilindro sostiene provisionalmente el
terreno hasta que un dispositivo de estampación de porciones de
revestimiento, alojado en el equipo de rezaga detrás de la cabeza
de corte, habitualmente a una distancia de varios metros, lleva a
cabo el revestimiento.
La presente invención proporciona un nuevo
dispositivo de colocación de sectores de sustentación de túneles,
acoplable a una tuneladora TBM, así como un procedimiento de
uso.
Este dispositivo puede instalarse en una máquina
tuneladora según una configuración específica, de manera que
aborda los problemas asociados a la técnica anterior, arriba
indicados.
El dispositivo de colocación de sectores de
sustentación de túneles según la invención comprende:
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
Preferentemente, la superficie del disco
giratorio sobre la cual están provistos los medios de recepción es
la superficie trasera, según la dirección longitudinal del túnel y
el sentido de avance de la tuneladora.
Los sectores de sustentación de uso con el
dispositivo de la presente invención son estructuralmente
resistentes, tienen un perfil en forma de arco de circunferencia y
están provistos de medios de unión que permiten la unión entre
sectores de sustentación adyacentes, tanto según la dirección
circunferencial del túnel, como según la dirección longitudinal del
túnel.
Dichos sectores de sustentación pueden ser
integrales o formarse a partir de elementos disponibles
individualmente en el comercio.
Por otro lado, el procedimiento de uso del
dispositivo de colocación de sectores de sustentación de túneles
según la invención comprende las siguientes etapas:
- i)
- Inmovilizar un sector de sustentación entre los dos primeros vástagos de inmovilización del disco giratorio utilizando los medios de inmovilización provistos en los vástagos de inmovilización;
- ii)
- Girar el disco giratorio arrastrando dicho sector de sustentación que gira solidariamente con éste;
- iii)
- Colocar un nuevo sector de sustentación en la posición antes ocupada por el sector de sustentación anterior;
- iv)
- Unir dichos dos sectores de sustentación adyacentes mediante dichos medios de unión;
- v)
- Girar de nuevo el disco giratorio arrastrando ambos sectores de sustentación;
- vi)
- Repetir la secuencia iii-iv-v el número de veces necesario hasta formar una porción de sustentación cerrada circularmente;
- vii)
- Retirar dicha porción de sustentación cerrada de la rueda giratoria;
- viii)
- Estampar la porción de sustentación cerrada contra la superficie del túnel mediante los medios de estampación de porciones de sustentación;
- ix)
- unir la porción de sustentación cerrada circularmente a la porción de sustentación cerrada circularmente anterior mediante dichos medios de unión; y
- x)
- Hacer avanzar la perforadora y repetir las etapas anteriores.
Estando, lógicamente, todo ello condicionado a
que previamente se ha formado en un lugar distinto a la zona de
trabajo al menos un sector de sustentación (en caso de que dicho
sector de sustentación no sea integral) y se ha transportado dicho
al menos un sector de sustentación hasta el disco giratorio
mediante los medios de transporte de porciones de sustentación (si
existen).
La formación de dichas porciones de sustentación
no integrales tiene lugar preferiblemente fuera del túnel, de tal
modo que en el interior del túnel únicamente se colocan piezas ya
preformadas. Este hecho posibilita mejorar la productividad y
reducir el riesgo de accidentes.
Para maximizar la seguridad dicho procedimiento
de uso del dispositivo según la invención se lleva preferiblemente
a cabo debajo de los medios de protección.
Otras características y ventajas adicionales de
la invención quedarán claras a partir de la siguiente descripción
detallada de una realización de la misma, dada únicamente a modo de
ejemplo ilustrativo y no limitativo con relación a los dibujos
adjuntos, en los cuales:
- la figura 1a es una vista en perspectiva del
dispositivo de colocación de porciones de sustentación de la
invención;
- la figura 1b es una vista ampliada en despiece
ordenado de un detalle B de la figura 1a.
- la figura 2 muestra, en perspectiva, un sector
de sustentación de uso con el dispositivo de la presente
invención;
\newpage
- la figura 3 muestra esquemáticamente mediante
un diagrama de bloques el procedimiento de uso del dispositivo
según la invención;
- la figura 4a muestra una etapa del
funcionamiento del dispositivo de la invención;
- la figura 4b es una vista esquemática en corte
transversal que muestra un procedimiento de unión circunferencial
y longitudinal de los sectores de sustentación de la figura 2 de
acuerdo con la presente invención; y
- la figura 5 muestra esquemáticamente una
tuneladora TBM de la técnica anterior.
Según se muestra especialmente en las figuras 1a
y 1b, la presente realización del dispositivo de colocación de
sectores de sustentación de túneles de acuerdo con la invención
comprende un disco giratorio 1 montado sobre la tuneladora de
manera concéntrica a su eje, de tal forma que dicho disco giratorio
es capaz de girar en la misma dirección que el eje X de giro de la
tuneladora. Dicho eje X de giro coincide la dirección longitudinal
del túnel, dirección a la cual se hará referencia en lo sucesivo
como "dirección longitudinal".
El disco giratorio 1 gira porque está acoplado
al eje de giro de la tuneladora, opcionalmente con la
interposición de medios de engranaje (no mostrados en las
figuras).
El disco giratorio 1 está provisto de una
pluralidad de medios 2 de recepción de vástago unidos a éste por
medios adecuados, por ejemplo por soldadura, y dispuestos
circunferencialmente en la parte periférica de una de las
superficies delantera o trasera de dicho disco giratorio 1 y
perpendicularmente a dicha superficie. Los medios 2 de recepción de
vástago están hechos preferiblemente a partir de un material
altamente resistente y duro, por ejemplo una aleación metálica.
Según se aprecia en la figura 1b, que es una
vista ampliada y en despiece ordenado de la región marcada con una
línea discontinua y mostrada con la letra B en la figura 1a, dichos
medios 2 de recepción de vástago comprenden una porción exterior
sólida 2a y una porción interior sustancialmente hueca 2b, de forma
y dimensiones adecuadas para permitir la recepción efectiva, en su
interior, de un vástago 3 de inmovilización.
En la presente realización la porción hueca 2b
es una cavidad de sección transversal sustancialmente cuadrada,
pudiendo adoptar dicha cavidad diferentes formas según sea
requerido en cada caso particular.
En cada uno de dichos medios 2 de recepción de
vástago está enclavado de manera desmontable un vástago 3 de
inmovilización. La disposición de los vástagos 3 de inmovilización
es sustancialmente protuberante y perpendicular a la superficie del
disco giratorio 1 y, por lo tanto, paralela al eje X de giro de la
tuneladora. Dichos vástagos 3 tienen una forma alargada y están
destinados a soportar una pluralidad de sectores 10 de sustentación
(véase la figura 2).
En esta realización, los vástagos 3 de
inmovilización tienen una sección transversal cuadrada de
dimensiones sustancialmente coincidentes con las de las cavidades
2b para que dichos vástagos 3 puedan alojarse de manera efectiva
en el interior de las cavidades 2b, pudiendo adoptar tanto dichos
vástagos 3 como las respectivas cavidades 2b otras secciones
transversales diferentes, si así se desea.
Cada uno de los vástagos 3 de inmovilización
está provisto igualmente de unos medios 4a,4b de inmovilización
destinados a inmovilizar una pluralidad de sectores 10 de
sustentación, habiéndose representado solo varios de dichos medios
4a,4b de inmovilización en la figura la por razones de
claridad.
En este ejemplo, dichos medios de inmovilización
4a,4b son grapas tipo "AUXI" que comprenden una grapa 4a
sustancialmente en forma de V y con extremos roscados, y una chapa
4b.
Por otro lado, la chapa 4b es solidaria al
vástago 3 de inmovilización y está provista de dos agujeros
pasantes en los que se insertan los extremos roscados de la grapa
4a, una vez que dicha grapa 4a se ha anclado al sector 10 de
sustentación, situándola a horcajadas de una porción adecuada de
dicho sector 10 (por ejemplo, uno de los tramos 11 de cercha
mostrados en la figura 2).
Para asegurar definitivamente el montaje, se
enroscan sendas tuercas en cada uno de los extremos roscados de las
grapas 4a.
La presente realización del dispositivo según la
invención comprende, además, medios de estampación de porciones de
sustentación (no mostrados en las figuras) de cualquier tipo ya
conocido en la técnica, destinados a estampar las porciones de
sustentación cerradas circularmente una vez que dichas porciones
hayan sido formadas mediante la unión entre sí de una pluralidad de
sectores 10 de sustentación, en este caso seis.
Dichos medios de colocación de porciones de
sustentación comprenden, por ejemplo, al menos un gato hidráulico,
mecánico, neumático o de otro tipo.
La realización del dispositivo según la
invención está adicionalmente provista de medios de protección que
consisten en un cilindro metálico (no mostrado en las figuras por
claridad).
La realización del dispositivo según la
invención también comprende, en este caso, medios de transporte de
sectores de sustentación (no mostrados en las figuras), destinados
a transportar los sectores 10 de sustentación hasta el disco
giratorio 1.
Estos medios de transporte son, en este caso,
similares a los medios de transporte de una tuneladora de la
técnica anterior. Dichos medios de transporte pueden omitirse
opcionalmente dependiendo de la aplicación particular.
La figura 2 muestra un sector 10 de sustentación
para el uso con el dispositivo de la presente invención.
Los sectores 10 de sustentación son medios que
confieren mayor solidez y estabilidad al túnel. El perfil de dichos
sectores 10 tiene forma de arco de circunferencia, de manera que es
posible formar una porción de sustentación cerrada
circunferencialmente uniendo entre sí un número predeterminado de
sectores de sustentación, en este caso seis.
Los sectores 10 pueden estar formados a partir
de elementos de cualquier material, a condición de que dichos
sectores tengan una resistencia adecuada para la aplicación en la
que se van a utilizar.
Además, dichos sectores 10 de sustentación
pueden ser integrales o formarse inmediatamente antes de su
colocación en el túnel, en un lugar distinto a la zona de trabajo,
preferiblemente en el exterior del túnel.
En la presente realización (no limitativa de la
invención), los sectores 10 de sustentación están formados por tres
tramos 11 de cercha unidos entre sí por una pluralidad de
tresillones o varillas 12 de arriostramiento, dispuestas de manera
sustancialmente perpendicular a los tramos 11 de cercha, de manera
que juntos crean una estructura rígida cuyo perfil tiene forma de
arco de circunferencia.
Por otro lado, los sectores 10 de sustentación
están provistos de una pluralidad de medios 15 de unión (de los
cuales sólo se ha representado uno en la figura 2), que además de
la unión de dos sectores 10 de sustentación según la dirección
circunferencial del túnel (con objeto de formar una porción de
sustentación cerrada circularmente), también permiten la unión dos
sectores 10 de sustentación según la dirección longitudinal del
túnel, con objeto de hacer posible la unión de un sector 10 de
sustentación perteneciente a una porción de sustentación cerrada
con otro sector 10 de sustentación perteneciente a otra porción de
sustentación cerrada inmediatamente adyacente.
Los medios 15 de unión comprenden, a su vez,
grapas AUXI que se colocan a horcajadas sobre una pluralidad de
tramos 11 de cercha provistos convenientemente en los sectores 10
de sostenimiento.
Para facilitar la unión según la dirección
circunferencial de los sectores 10 de sustentación y formar dichas
estructuras rígidas en forma de circunferencia, los tramos 11 de
cercha tienen, en esta realización, una sección transversal
sustancialmente en forma de V, que permite el solapamiento de un
sector 10 de sustentación con otro sector de sustentación contiguo.
Dicha unión se asegura apretando las roscas provistas en los
extremos roscados de los medios 15 de unión.
Son posibles otros tramos 11 de cercha con
secciones transversales diferentes, por ejemplo en forma de U,
siendo estas dos formas (U y V) las preferidas porque posibilitan
un solapamiento sencillo de sectores 10 de sustentación
contiguos.
Los sectores 10 de sustentación están reforzados
adicionalmente mediante un refuerzo, en este caso una chapa
Bernold 13, siendo dicho refuerzo opcional dependiendo de la
aplicación particular.
El refuerzo 13, está provisto de una pluralidad
de orificios 14 destinados a facilitar el gunitado, siendo dichos
orificios opcionales dependiendo de la aplicación particular.
La figura 3 representa mediante un diagrama de
bloques, el procedimiento de uso del dispositivo de colocación de
sectores de sustentación de túneles según la invención, en la
cual:
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
En vista de lo anterior y de la figura 4 que
muestra una etapa significativa del procedimiento de uso del
dispositivo de la invención, dicho procedimiento comprende las
siguientes etapas:
- i)
- Inmovilizar un sector 10 de sustentación entre los dos primeros vástagos 3, 3' de inmovilización del disco giratorio 1 mediante los medios 4a, 4b de inmovilización provistos en los vástagos 3, 3';
- ii)
- Girar el disco giratorio 1 arrastrando dicho sector 10 de sustentación de manera que ambos giran solidariamente;
- iii)
- Inmovilizar un nuevo sector de sustentación 10' entre los vástagos 3', 3'' de inmovilización del disco giratorio 1;
- iv)
- Unir dichos dos sectores 10, 10' de sustentación mediante medios 15 de unión adecuados, que en este caso son similares a los medios 4a, 4b de inmovilización;
- v)
- Girar nuevamente el disco giratorio 1 arrastrando ambos sectores de sustentación;
- vi)
- Repetir la secuencia iii) iv) v) el número de veces necesario hasta formar porción de sustentación cerrada circularmente;
- vii)
- Retirar la porción de sustentación cerrada circularmente, formada a partir de la unión de los sectores 10 de sustentación, de la rueda giratoria 1; viii) Colocar la porción de sustentación cerrada circularmente adyacente a la porción de sustentación cerrada circularmente anterior (si existe), mediante los medios de colocación de sectores de sustentación;
- ix)
- Unir la porción de sustentación cerrada circularmente a la porción de sustentación cerrada circularmente anterior (si existe), mediante los medios 15 de unión; y
- x)
- Hacer avanzar la tuneladora.
Condicionado todo ello a que, previamente se ha
provisto al menos un sector 10 de sustentación y se ha transportado
dicho al menos un sector 10 de sustentación hasta el disco
giratorio 1 mediante los medios de transporte de sectores de
sustentación (si existen).
La formación previa de los sectores 10 de
sustentación en la propia excavación puede llevarse a cabo de
muchas formas diferentes.
Por ejemplo, una posible manera de formar los
sectores 10 de sustentación mostrados en la figura 2, sería:
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
Dicho procedimiento de formación previa de los
sectores 10 de sustentación tiene lugar preferiblemente fuera del
túnel, de tal modo que en el interior del túnel únicamente se
colocan piezas ya premontadas.
La figura 4b muestra una porción 100 de
sustentación que consiste en dos sectores de sustentación
esencialmente idénticos al sector 10 de sustentación mostrado en la
figura 2 y unidos según la dirección circunferencial del túnel.
Dichos sectores de sustentación comprenden tramos (11a, 11b, 11c) y
(11a', 11b', 11c') de cercha, respectivamente.
\newpage
Dicha unión de los sectores de sustentación se
consigue solapando parcialmente los tramos (11a, 11b y 11c) de
cercha del primer sector de sustentación con los tramos (11a', 11b'
y 11c') de cercha del segundo sector de sustentación. Seguidamente
se aprietan las roscas de los medios (15a, 15b y 15c) de unión para
conseguir una mayor seguridad en la unión.
La porción 100' de sustentación también está
formada a partir de la unión de dos sectores de sustentación y es
sustancialmente igual en forma y componentes a la porción 100 de
sustentación.
La unión según la dirección longitudinal de las
porciones 100 y 100' de sustentación se consigue mediante la
interposición de una chapa 16 entre los medios 15c' y 15a de las
porciones 100 y 100' de sustentación, respectivamente, y el
posterior apriete de dicha chapa 16 mediante tuercas adicionales
17.
En el ejemplo mostrado en la figura 4b, la unión
por solapamiento de sectores de sustentación adyacentes se produce
según la dirección circunferencial. No obstante, cualquier experto
en la técnica podrá concebir en vista de las enseñanzas de la
invención, otros sectores de sustentación de configuraciones
diferentes que permitan una unión por sola-
pamiento según la dirección longitudinal X, así como formas alternativas de unión de dichos sectores de sustentación.
pamiento según la dirección longitudinal X, así como formas alternativas de unión de dichos sectores de sustentación.
En la figura 5 se describen según el sentido de
avance de la excavación (en este caso de derecha a izquierda), los
principales elementos de una tuneladora TBM de la técnica
anterior.
En la parte delantera de la tuneladora está
provista la cabeza 20 de corte. Detrás de ella, está provisto el
rodamiento principal 21 que facilita el giro de la cabeza 20 de
corte. A continuación se encuentran los medios 22 de estampación de
porciones de sustentación que consisten en al menos un brazo
hidráulico montado sobre una corona de tal manera que puede girar
para estampar, en la posición adecuada, las diferentes porciones
circulares de sustentación contra la superficie del túnel,
fijándolos en la posición correspondiente.
Los medios 23 de desescombro están dispuestos, a
su vez, en contacto con la salida de la cabeza 20 de corte que de
manera que conducen automáticamente el escombro hacia atrás para su
extracción de la excavación.
En funcionamiento, los gatos 25 de empuje se
apoyan en la última porción de sostenimiento instalada en el túnel
de tal manera que cuando se accionan, hacen avanzar la tuneladora
dentro de dicho túnel.
Por último están dispuestos, perpendicularmente
al sentido de avance de la excavación, los medios 24 de apoyo que
sirven de soporte a la tuneladora.
En vista de lo anterior, puede comprobarse que
en las tuneladoras TBM de la técnica anterior para poder formar
una sola porción de sustentación cerrada circularmente hay que
colocar primero los tramos de cercha de uno en uno, a continuación
soldarlos firmemente entre sí para formar una cercha completa,
arriostrar manualmente dicha cercha completa a otra cercha completa
adyacente y opcionalmente el fijar refuerzo, también
manualmente.
La presente invención proporciona, por el
contrario, un nuevo dispositivo que hace posible industrializar el
proceso de colocación de sectores de sustentación, reducir la
cantidad de operaciones que los operarios deben realizar
físicamente dentro del túnel y simplificar dichas operaciones, lo
que supone un notable beneficio en términos de seguridad.
De este modo, el dispositivo de la invención
evita que los operarios tengan que hacer soldaduras y otras tareas
complejas dentro del túnel, pudiendo sustituirse dichas tareas por
otras más sencillas como la colocación y manipulación de grapas
roscadas AUXI.
Por otro lado, a diferencia del procedimiento de
sustentación para excavaciones hechas con tuneladoras TBM ya
mostrado, el dispositivo de la invención permite el uso de sectores
de sustentación integrales o formados previamente en una zona
distinta a la zona de trabajo y preferiblemente, en el exterior del
túnel.
Una forma preferida de instalación del
dispositivo de la invención en una tuneladora TBM de la técnica
anterior consiste en montar dicho dispositivo directamente sobre la
cabeza 20 de corte de la tuneladora. En otra realización aún más
preferida de instalación del dispositivo invención en una
tuneladora, el disco giratorio 1 es integral a la cabeza 20 de
corte de la tuneladora.
Así, en esta configuración particular de
instalación, el disco giratorio 1 del dispositivo de la invención
(véanse las figuras 1a y 4a) es la propia cabeza 20 de corte,
mostrada en la figura 5. En dicha cabeza 20 de corte, en su
superficie trasera, están soldados los medios 2 de recepción de
vástagos 3 de inmovilización, de tal forma que dichos vástagos 3 de
inmovilización se enclavan de manera desmontable sobre los medios 2
de recepción y se extienden perpendicularmente a la superficie
trasera de la cabeza 20 en el sentido contrario al sentido de
avance de la máquina tuneladora.
La instalación del dispositivo de la invención
según esta configuración particular permite, a diferencia de las
tuneladoras TBM actualmente disponibles en la técnica, colocar
directamente los sectores de sustentación en la zona ya excavada
sin que haya que hacer avanzar previamente, de nuevo, la cabeza de
corte. En otras palabras, esta configuración de instalación permite
sustentar el túnel a tiempo real.
Esto contribuye a aumentar la seguridad del
proceso de excavación de túneles y a reducir la formación de
cavernas a lo largo de toda la excavación, reduciéndose así la
cantidad de gunita y espumas necesarias para rellenar los huecos
dejados por la caída de terreno.
En vista de lo anterior, para un experto en la
técnica serán evidentes múltiples variantes y modificaciones del
dispositivo y procedimiento descritos anteriormente, sin apartarse
por ello del alcance de la presente invención la cual está limitada
únicamente por las siguientes reivindicaciones adjuntas.
Claims (21)
1. Dispositivo de colocación de sectores de
sustentación de túneles para tuneladoras, caracterizado
porque comprende:
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
- -
-
\vtcortauna
\vskip1.000000\baselineskip
2. Dispositivo de colocación de sectores de
sustentación de túneles para tuneladoras según la reivindicación 1,
caracterizado porque los medios (2) de recepción de vástago
están dispuestos circunferencialmente en la parte periférica de la
superficie trasera de dicho disco giratorio según el sentido de
avance de la tuneladora.
3. Dispositivo de colocación de sectores de
sustentación de túneles para tuneladoras según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende,
además, medios de transporte de sectores (10) de sustentación.
4. Dispositivo de colocación de sectores de
sustentación de túneles para tuneladoras según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dichos
medios (4a, 4b) de inmovilización son grapas AUXI.
5. Sector (10) de sustentación de túneles, para
uso con un dispositivo de colocación de sectores de sustentación de
túneles para tuneladoras según cualquiera de las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque dicho sector (10) tiene un
perfil en forma de arco de circunferencia y está provisto de una
pluralidad de medios (15) de unión que permiten la unión, tanto
según la dirección circunferencial del túnel como según la
dirección longitudinal (X) del túnel, de dicho sector (10) de
sustentación a otro sector (10') de sustentación adyacente.
6. Sector (10) de sustentación de túneles, según
la reivindicación 5, caracterizado porque dicho sector (10)
es integral.
7. Sector (10) de sustentación de túneles según
la reivindicación 5, caracterizado porque dicho sector (10)
es formado inmediatamente antes de su colocación en el túnel.
8. Sector (10) de sustentación de túneles según
cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado
porque la configuración de dicho sector (10) de sustentación es tal
que permite la unión por solapamiento de un sector (10) de
sustentación a otro sector (10') de sustentación adyacente, ya sea
dicha unión según la dirección circunferencial del túnel y/o según
la dirección longitudinal (X) del túnel.
9. Sector (10) de sustentación de túneles según
cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado
porque está provisto de al menos dos tramos (11) de cercha unidos
entre si por una pluralidad de tresillones o varillas (12) de
arriostramiento.
10. Sector (10) de sustentación de túneles según
la reivindicación 9, caracterizado porque dichos tramos (11)
de cercha tienen una sección transversal sustancialmente en forma
de V.
11. Sector (10) de sustentación de túneles según
la reivindicación 9, caracterizado porque dichos tramos (11)
de cercha tienen una sección transversal sustancialmente en forma
de U.
12. Sector (10) de sustentación de túneles según
cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizado
porque dicho sector (10) de sustentación está provisto de un
refuerzo.
13. Sector (10) de sustentación de túneles según
la reivindicación 12, caracterizado porque dicho refuerzo es
una chapa Bernold (13).
14. Sector (10) de sustentación de túneles según
cualquiera de las reivindicaciones 12 a 13, caracterizado
porque dicho refuerzo está provisto de orificios (14).
15. Sector (10) de sustentación de túneles según
cualquiera de las reivindicaciones 5 a 14, caracterizado
porque dichos medios (15) de unión comprenden grapas AUXI.
16. Procedimiento de uso de un dispositivo de
colocación de sectores de sustentación de túneles para tuneladoras
según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- i)
- Inmovilizar un sector (10) de sustentación entre los dos primeros vástagos (3, 3') de inmovilización del disco giratorio (1) mediante los medios (4a, 4b) de inmovilización provistos en los vástagos (3, 3');
- ii)
- Girar el disco giratorio (1) arrastrando dicho sector (10) de sustentación de manera que ambos giran solidariamente;
- iii)
- Inmovilizar un nuevo sector de sustentación (10') entre los vástagos (3', 3'') de inmovilización del disco giratorio (1);
- iv)
- Unir dichos dos sectores (10, 10') de sustentación mediante medios (15) de unión;
- v)
- Girar nuevamente el disco giratorio (1) arrastrando ambos sectores de sustentación;
- vi)
- Repetir la secuencia iii), iv), y v) el número de veces necesario hasta formar porción de sustentación cerrada circularmente;
- vii)
- Retirar la porción de sustentación cerrada circularmente, formada a partir de la unión de los sectores (10) de sustentación, de la rueda giratoria (1);
- viii)
- Colocar la porción de sustentación cerrada circularmente en posición mediante los medios de colocación de sectores de sustentación; y
- ix)
- Hacer avanzar la tuneladora;
habiéndose provisto previamente al menos un
sector (10) de sustentación y habiéndose transportado dicho al
menos un sector (10) de sustentación hasta el disco giratorio
(1).
\vskip1.000000\baselineskip
17. Procedimiento de uso de un dispositivo de
colocación de sectores de sustentación de túneles para tuneladoras
según la reivindicación 16, caracterizado porque entre las
etapas viii) y ix) además comprende:
- \quad
- Unir la porción de sustentación cerrada circularmente a una porción de sustentación cerrada circularmente anterior, mediante dichos medios (15) de unión.
\vskip1.000000\baselineskip
18. Procedimiento de uso de un dispositivo de
colocación de sectores de sustentación de túneles para tuneladoras
según cualquiera de las reivindicaciones 16 ó 17,
caracterizado porque en las etapas vi) y/o ix) la unión de
dos sectores de sustentación adyacentes se realiza solapando un
sector de sustentación con el otro sector de sustentación.
19. Procedimiento de uso de un dispositivo de
colocación de sectores de sustentación de túneles para tuneladoras
según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18,
caracterizado porque se realiza debajo de los medios de
protección de dicho dispositivo de colocación de sectores de
protección.
20. Instalación en una tuneladora de un
dispositivo de colocación de sectores de sustentación de túneles
para tuneladoras según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el disco giratorio (1) está montado
sobre la cabeza (20) de corte de la tuneladora.
21. Instalación en una tuneladora de un
dispositivo de colocación de sectores de sustentación de túneles
para tuneladoras según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el disco giratorio (1) es integral a la
cabeza (20) de corte de la tuneladora.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200602454A ES2330397B1 (es) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | Dispositivo de colocacion de sectores de sustentacion de tuneles para tuneladora y sector de sustentacion para uso con dicho dispositivo. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200602454A ES2330397B1 (es) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | Dispositivo de colocacion de sectores de sustentacion de tuneles para tuneladora y sector de sustentacion para uso con dicho dispositivo. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2330397A1 true ES2330397A1 (es) | 2009-12-09 |
| ES2330397B1 ES2330397B1 (es) | 2010-09-17 |
Family
ID=41340971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200602454A Expired - Fee Related ES2330397B1 (es) | 2006-09-27 | 2006-09-27 | Dispositivo de colocacion de sectores de sustentacion de tuneles para tuneladora y sector de sustentacion para uso con dicho dispositivo. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2330397B1 (es) |
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-
2006
- 2006-09-27 ES ES200602454A patent/ES2330397B1/es not_active Expired - Fee Related
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Non-Patent Citations (4)
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| Resumen de la base de datos de EPODOC. Recuperado de EPOQUE; & US 3707846 A (LEBLOND et al.) 02.01.1973, figuras * |
| Resumen de la base de datos de WPI. Recuperado de EPOQUE; Número de acceso: 1975-07144W & FR 2234452 A1 (BETHLEHEM STEEL CORP) 17.01.1975, figuras * |
| Resumen de la base de datos de WPI. Recuperado de EPOQUE; Número de acceso: 1981-64320D & US 4436448 A (MAGNUS et al.) 13.03.1984, columna 1, líneas 31-38; figuras * |
| Resumen de la base de datos de WPI. Recuperado de EPOQUE; Número de acceso: 1998-052368 & WO 9747825 A1 (WILSON MICHAEL W) 18.12.1997, figuras * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2330397B1 (es) | 2010-09-17 |
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