El pórtico de elevación personalizado facilita la extracción de TBM

Subiendo: una de las secciones de la tuneladora se extrae de un pozo de ventilación. Foto: Mammoet

Se prefiere trabajar a nivel del suelo que en altura, y lo mismo ocurre con el trabajo subterráneo. Desmantelar maquinaria subterránea de gran tamaño es más fácil y seguro si se puede hacer a nivel del suelo.

La demanda de túneles de mayor diámetro implica que las tuneladoras que los excavan también son mucho más grandes. A su vez, son más difíciles de retirar una vez finalizada su obra.

Sacarlos del suelo puede ser un desafío importante, especialmente en áreas urbanas edificadas, según Mammoet, especialista mundial en transporte y elevación de cargas pesadas.

Mammoet afrontó este desafío en un trabajo para retirar las TBM fabricadas por Herrenknecht cuando terminaron de excavar túneles para el proyecto de construcción ferroviaria High Speed 2 (HS2) del Reino Unido entre Birmingham y Londres.

Fue necesario retirar cuatro tuneladoras en las afueras de Londres. En colaboración con la constructora Skanska Costain Strabag Joint Venture (SCSJV) y Herrenknecht, Mammoet ideó una solución de pórtico a medida para realizar el trabajo con mayor rapidez y seguridad.

Una de las secciones de cabeza de las tuneladoras se baja sobre las sillas de montar del SPMT antes de ser transportada a otra zona del sitio para su posterior desmantelamiento. Foto: Mammoet

Beneficios del tiempo

Permitir que la tuneladora se retirara en una sola pieza ofreció varias ventajas. Ahorró tiempo y redujo el riesgo al requerir menos trabajo de desmantelamiento bajo tierra. Las secciones de la tuneladora se retiraron en un día en lugar de semanas.

Las cuatro tuneladoras excavaron el tramo de 14 km (8,4 millas) del túnel Northolt. Dos entraron en cada dirección, excavando un par de túneles desde ambos extremos, uno hacia el otro. Se encontraron en el centro, en el respiradero de Green Park Way, donde hay dos pozos verticales, 35 metros por encima de los túneles.

Mammoet planeó retirar los componentes más grandes (el cabezal de corte con los escudos frontal y central) en una sola operación. Así, no sería necesario desmontarlos antes de la operación.

El sitio se encontraba en una ciudad concurrida, cerca de dos líneas ferroviarias en funcionamiento, y otras obras civiles se estaban llevando a cabo en las inmediaciones. «Al principio se consideraron diferentes enfoques», afirma Darren Watson, director de ventas de Mammoet.

Una opción era dividir y desmontar las tuneladoras dentro del pozo y extraer los componentes con una grúa. Sin embargo, esto habría implicado trabajar en un espacio muy congestionado, con problemas de ventilación que solucionar y una grúa de gran tamaño que ocuparía una parte considerable del área del complejo superior, lo que interferiría con otros trabajos en la obra, continuó Watson.

Secciones completas

Fue el sistema de pórtico especialmente diseñado y construido el que permitió que las secciones se levantaran en una sola pieza antes de cargarlas en el transportador modular autopropulsado (SPMT) para su desmantelamiento y remoción del sitio.

Se invirtió mucho tiempo y esfuerzo en el sistema de pórtico. El diseño comenzó nueve meses antes de la ejecución. Una vez aprobado, se pasó a la fase de ingeniería de detalle de cinco meses. El pórtico se construyó in situ en un plazo de un mes.

Los sistemas de pórtico se pueden ensamblar en multitud de combinaciones, generalmente utilizando una combinación de componentes estándar y personalizados. En esta aplicación, se ensambló con una nueva configuración, añadiendo piezas fabricadas para permitirle elevar 900 toneladas.

Un sistema de deslizamiento hidráulico transportaba el pórtico, permitiéndole moverse hacia adelante y hacia atrás para colocarlo sobre las aberturas de los dos pozos de ventilación. Una viga compensadora con pivote giratorio permitía mover todo a un punto central. Los componentes elevados podían entonces girar.

“Normalmente, si se tratara de cualquier otro equipo, habría que conectar otro sistema y ejercer fuerza externa sobre la carga para girarla. Esto requeriría mucha manipulación manual. Creamos un sistema que se pudiera controlar a distancia para facilitar su operación”, explica Sam Ellwood, ingeniero principal de Mammoet.

Esto nos evitó el uso de cabos y cabrestantes, y además, habríamos tenido que acercarnos a la carga para sujetarla. Nuestra solución nos permitió mantener todo aislado, lo que mejoró la seguridad de la operación.

Restricciones ferroviarias

Las secciones más grandes de las tuneladoras se pudieron extraer con mayor rapidez gracias al sistema de pórtico personalizado y luego desmontarse a nivel del suelo. Foto: Mammoet

Poder mover la carga de esta manera era vital para sacarla de uno de los pozos de ventilación, ya que una parte se encontraba bajo la vía férrea vecina. Además, la nueva línea HS2 discurre paralela a esa vía, pero la vía del sistema de arrastre no podía, por lo que la carga tuvo que girarse ligeramente al salir del pozo para orientarla correctamente.

Una vez extraídas las piezas de la tuneladora, el pórtico de elevación se reposicionó sobre 32 líneas de ejes de SPMT en dos columnas situadas entre las vías de deslizamiento. Las secciones de la tuneladora se transportaron en una cuna de acero a una zona de desmontaje en la obra. Se bajaron al suelo mediante un gato de trepado y se desmontaron. De esta forma, se redujo el trabajo en altura al retirar los cilindros hidráulicos, los motores de accionamiento, etc., desde el interior.

Al comentar sobre el proyecto, Richard Dexter, director general de Herrenknecht International, dijo: "Los equipos de dos y, más ampliamente, de cuatro sitios tuvieron que erigir y poner en funcionamiento el sistema a principios de año y luego, varios meses después, coordinar la elevación en ventanas de doce horas durante las posesiones ferroviarias de fin de semana.

La obra en su conjunto requirió cuatro operaciones de elevación y transporte de 24 horas. Estas, a su vez, se basaron en cuatro semanas de preparativos, dos meses de períodos de montaje y desmontaje y ocho meses de intensa ingeniería, diseño, planificación, análisis estructural, pruebas de materiales y soldaduras, además de la participación de las posesiones y la comunidad.

En resumen, Dexter dijo: “Ha sido una de las demostraciones más fluidas en tiempo real de relaciones desarrolladas a lo largo de muchos años, puesta en juego para resolver un desafío considerable.

“Juntos, todos los equipos lograron un importante ahorro de tiempo para el proyecto, en forma de acceso anticipado para tareas de seguimiento de varios meses en cada uno de los cuatro túneles”.