TUNELADORA TBM DE DOBLE ESCUDO PARA
ROCA
La máquina tuneladora
de doble escudo permite la excavación y colocación
del revestimiento de dovelas de manera simultánea.
La parte delantera
de la tuneladora, denominada escudo, tiene forma cilíndrica,
con una longitud de 16,2 m y un diámetro de 10
m. En la parte delantera se monta la cabeza de corte,
disco giratorio equipado con diferentes herramientas
de corte, que efectúa la excavación gracias
a la acción simultánea del giro y el empuje
de la misma contra el terreno. El diámetro de
dicha cabeza de corte y, por ende, del túnel
excavado es de 10,1 m. El peso total de este conjunto
alcanza las 1.500 toneladas.
La cabeza de corte
está dotada de 55 discos cortadores simples y
4 discos cortadores dobles, fabricados con un anillo
de rodadura contra el frente de 17 pulgadas (aprox.
430 mm) de acero de alta resistencia al desgaste. Además,
la cabeza de corte dispone de unos rastreles en la periferia
de la cabeza de corte para recoger el material excavado.
Debido a las características
especiales del terreno que la tuneladora atravesará,
ha sido necesario un diseño especial de la cabeza
de corte, que permita la excavación en doble
escudo de roca y al mismo tiempo tenga características
de TBM mixta equivalente a EPB (Escudo de Presión
de Tierras) en modo abierto. Para ello se ha diseñado
la cabeza con un porcentaje de abertura mayor que el
habitual en máquinas de roca, y se han añadido
78 cuchillas de corte a los 55 cortadores simples y
4 cortadores centrales dobles.
Se presenta también
la posibilidad de sustituir todos los cortadores por
herramientas de desgaste más propias de EPB,
denominadas “rippers”, ante la posibilidad
de encontrarse con terrenos excesivamente blandos que
pudieran llegar a colapsar los discos cortadores.
Detrás del escudo,
y arrastrado por el mismo, se monta el ‘back-up’
o tren de apoyo, formado por 14 remolques o carros en
los que se instalan los diferentes equipos necesarios
para el funcionamiento de la máquina. Dicho ‘back-up’
tiene una longitud total de 200 m, y permite el acceso
dentro de él de un tren de suministro procedente
del exterior del túnel con el material demandado
para el avance de la tuneladora. El peso aproximado
del ‘back-up’ es de alrededor de 1.250 toneladas.
El accionamiento de
la cabeza de corte está formado por 14 motores
eléctricos, refrigerados por agua, de 350 kw
cada uno, lo cual suma un total de 4.900 kw sólo
en la rotación de la cabeza de corte.
La cadena cinemática
necesaria para dotar a la cabeza de la TBM del giro
necesario para la excavación es capaz de transmitir
un par de trabajo de 20.030 kNm (2.045 mt) y un par
de desbloqueo de 29.140 kNm (2.970 mt) y se compone
de los siguientes elementos:
- 14 equipos electrónicos
de variación de frecuencia que regulan la
velocidad de giro de los 14 motores eléctricos.
La potencia generada por estos motores es transformada
a su vez mediante 14 reductores.
- Estos reductores hacen girar
14 piñones de 17 dientes cada uno, que a
su vez hacen girar la corona principal de 5,2 m
de diámetro primitivo en cuya pista exterior
lleva tallados 209 dientes proporcionando una velocidad
de rotación en la cabeza de corte de hasta
6 r.p.m.
El sistema de empuje
dota a la tuneladora de una fuerza de empuje total de
8.500 toneladas. El empuje se consigue de dos formas
posibles:
- En el modo ‘simple escudo’,
la tuneladora avanza reaccionando contra el anillo
de dovelas hasta un avance igual a la longitud de
dicho anillo de dovelas (1,6 m). Una vez terminado
el avance, se procede al montaje del anillo para,
una vez concluido éste, repetir de nuevo
el ciclo.
- En el modo ‘doble escudo’,
se independiza la parte delantera de la TBM de la
parte posterior. La reacción necesaria para
el avance se efectúa mediante dos zapatas
o ‘gripper’ que sobresalen del escudo
posterior (escudo ‘gripper’) y comprimen
contra el terreno circundante al escudo. Al mismo
tiempo que se procede al montaje del anillo, el
escudo delantero avanza una longitud igual a la
longitud del anillo de dovelas. Una vez concluido
el avance y el montaje del anillo, se recupera la
longitud avanzada, manteniendo fija la posición
del escudo delantero y arrastrando el resto de la
tuneladora.
La colocación
de las dovelas se efectúa mediante un erector
giratorio al cual se le suministran una por una las
distintas dovelas que componen un anillo. El erector
va situando las dovelas al mismo tiempo que los cilindros
de propulsión se van retrayendo, situando así
cada dovela en su posición y formando de esta
manera un anillo completo. Las dovelas son de hormigón
prefabricado, de unas 9 toneladas cada una, y se unen
entre sí y con el anillo anterior mediante tornillos
y otros elementos de fijación y al terreno mediante
una inyección de mortero entre el anillo y la
sección de excavación realizada.
A medida que avanza
la tuneladora es necesario montar, inmediatamente después
del último anillo montado y antes del primer
carro del ‘back-up’, los carriles que servirán
de vías para los trenes de suministro y, al mismo
tiempo, para los carros del ‘back-up’. Para
facilitar el montaje de estas vías, la dovela
situada en la parte inferior del anillo, denominada
‘dovela de base’, presenta una superficie
plana donde se anclan los carriles sobre los que circularán
los trenes y el propio ‘back-up’.
Las cintas transportadoras
son las encargadas de transportar el material extraído
de la excavación. Estas cintas recogen dicho
material desde la cámara de escombros transportándolo
hasta el ‘back-up’, donde se transfiere
el material hasta una cinta colocada a lo largo del
túnel y que traslada el escombro hasta el portal
del referido túnel.
|
