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Proyectos

Proyecto de irrigación de Yindaruqin

  • Doble escudo
  • 5.5 m (18.0 ft)
  • Trasvase de agua
  • 11.7 km (7.3 mi), 4.9 km (3.0 mi)
  • Oficina de recursos de la provincia de Gansu
  • Cooperative Muratori y Cementisti (CMC)
  • Lanzhou, China

Descripción del proyecto

El proyecto de irrigación de Yindaruqin representa el más ambicioso sistema de control de regadío en China. El proyecto consta de 33 túneles totalizando una longitud de 75 km y desvía las aguas del río Datong hacia las regiones secas de la provincia de Gansu, en el Norte de China.

La Oficina de recursos de la provincia de Gansu adjudicó el contrato de construcción del proyecto a Cooperative Muratori and Cementisti (CMC) de Ravenna, Italia. CMC escogió una tuneladora Robbins de doble escudo y 5,5 m de diámetro para la perforación de los dos primeros túneles del proyecto.

Geología

A lo largo del primer tunnel, denominado 30A, se encuentran formaciones sedimentarias del Terciario junto a conglomerados arenosos con bloques rocosos inestables. En la entrada del tunnel aparecen calizas y pizarras cristalinas precámbricas, mientras que las formaciones de la salida consisten en sedimentos del Cuaternario. Además, se cuentan hasta 23 fallas importantes en las zonas calcáreas así como grandes cavernas kársticas.

El Segundo túnel, denominado 38, atraviesa secciones de rocas sedimentarias cretácicas con buzamientos moderados, en su mayoría areniscas.

TBM

Robbins diseñó la tuneladora de doble escudo con 37 cortadores de disco de 17” de diámetro y montaje interior. Sus seis motores eléctricos producían 960 kW de potencia y un par de 3.065 kNm.

En el diseño de la tuneladora se incluyó una sección telescópica con 12 cilindros de empuje tras la cabeza de corte que mantenían el control de la rodadura de la máquina sin necesidad de instalar cilindros especiales para ese propósito, ya que se dispusieron angularmente entre los escudos delantero y de anclaje. Esta disposición permitió un guiado eficaz, horizontal y vertical,  de la cabeza y escudo delantero.

La parte trasera de la tuneladora llevaba alojados los dispositivos de anclaje o grippers así como ocho cilindros de empuje auxiliar. La tuneladora disponía de un accionamiento eléctrico de dos velocidades, sistema de guiado por láser, bombas hidráulicas de reserva, embragues hidráulicos y filtros de aceite.

Los compresores de aire instalados en el back-up de la máquina, de 150 m de longitud, eliminaron la necesidad de contar con suministro de aire comprimido desde el exterior. Se introdujo aire limpio en el túnel a través de una tubería de 1400 mm de diámetro, siendo el aire impuro filtrado por un captador de polvo.

El back-up estaba compuesto de remolques con una única vía instalada que se combinaba con un cambio californiano móvil. Cada 3500 m aproximadamente se instalaron cambios de vía fijos para facilitar el cruce de los trenes de escombro.

La TBM de doble escudo Robbins instalaba el revestimiento del túnel contemporáneamente a su perforación. Dicho revestimiento consistió en dovelas prefabricadas de hormigón armado que se instalaban desde el escudo de cola de la máquina. Los anillos estaban compuestos de cuatro dovelas hexagonales diseñadas en sus perfiles para encajar automáticamente entre ellas. Las dovelas tenían unas dimensiones de 300 mm de longitud por 160 mm de anchura, lo que minimizó el número de anillos necesarios para revestir el túnel, contribuyendo de manera fundamental a la obtención de los excelentes índices de avance de la máquina.

Excavación del túnel

La tuneladora consiguió unos índices de avance impresionantes, batiendo las marcas mundiales de avance medio mensual para tuneladoras de entre 5 y 6 m de diámetro. La TBM comenzó la perforación de los 11,7 km del túnel 30A el 9 de enero de 1991. La máquina perforó 780 m en sus primeros 22 días de trabajo y terminó el túnel con cinco meses de adelanto. Su avance medio diario fue de 36,1 m y su penetración media de 4,99 m/h. El mejor mes de avance de la máquina fue julio de 1991 con 1.301 m de túnel construidos.

Los excelentes rendimientos alcanzados por la máquina se revelan aún más notables considerando las difíciles condiciones geológicas encontradas en la perforación. Cuando ésta alcanzó los 2300m, los conglomerados de arcillas pegajosas tupieron los cangilones de escombro, los conductos y la tolva de recepción y los alojamientos de los cortadores. Asimismo, la máquina se enfrentó a avenidas de agua de 60 a 150 litros por segundo en la roca calcárea fracturada que se encontró a los 9000 m de perforación. La máquina recuperó, no obstante, el tiempo perdido en abordar las dificultades descritas con un rendimiento espectacular en secciones menos comprometidas.

La máquina terminó su primer túnel el 20 de enero de 1992. Los trabajos del segundo túnel, de 4,9 km de longitud,  comenzaron en abril de 1992 y terminaron en agosto de ese mismo año. Durante el mes de junio, la tuneladora estableció una nueva marca mundial para máquinas de entre 5 y 6 m de diámetro, avanzando 1.401 m de túnel en ese mes, siendo su media de avance diario de 40,67 m (mejor día de 75,2 m el 11 de mayo). El índice de penetración durante todo el proyecto fue de 4,01 m/h.

La máquina terminó este segundo túnel en 120 días hábiles. Dado que el límite de duración de la perforación establecido por el propietario del túnel era de 54 meses y que ambos túneles se completaron en 20 meses, la tuneladora consiguió terminar con éxito este proyecto en menos de la mitad del tiempo estimado.