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El problema más importante en los túneles es la filtración de aguas subterráneas, ante estas filtraciones o la agresividad de los suelos, si no las controlamos acelerara el deterioro del revestimiento del túnel, y los procesos de corrosión de las armaduras.

Por tanto deberemos solucionar esta problemática mediante la ejecución de una serie de medidas correctoras. Las técnicas y materiales, junto con su correcta ejecución, marcarán la diferencia a la hora de proteger la estructura. Estas actuaciones pueden complicarse cuando debemos compatibilizar los trabajos de reparación con la actividad diaria del túnel, especialmente en los túneles ferroviarios, obligándonos a realizar los trabajos en la mayor parte de los casos en horario nocturno y con ventanas de trabajo cortas. Existen distintas alternativas para lograr este objetivo, entre las más utilizadas, destacan las membranas de PVC, membranas asfálticas, hormigones con aditivos y la inyección de resinas impermeables. Para corregir la filtración de las aguas actuaremos tratando el terreno fuera del túnel o bien sellando el revestimiento existente. El producto utilizado dependerá de las características químicas del agua, así como de los materiales que componen el túnel y su entorno geológico.

La primera actividad que debemos realizar es la inspección del túnel e identificación de los diferentes daños, realizando un recorrido minucioso aportando fotografías y describiendo estos de una forma clara, así como su ubicación.

Los defectos del túnel que normalmente causan fugas son juntas de construcción, juntas de revestimiento, y las grietas del revestimiento La forma más común para sellar un revestimiento del túnel consiste en inyectar una sustancia química o lechada de cemento La lechada se puede aplicar a la parte exterior del túnel para crear una «ampolla» que sella la fuga, cubriendo la zona afectada. La selección de la lechada dependerá de la afluencia de agua subterránea y propiedades químicas del suelo y agua, como indicábamos anteriormente. El método más común de sellado de grietas y articulaciones que se fuga es inyectar una lechada de partículas químicas directamente en la grieta o junta. Esto se logra mediante la perforación con taladros en un ángulo de 45 grados a través de la grieta o junta afectada. Los taladros están espaciados alternativamente a cada lado del defecto a una distancia igual a 1/2 del espesor del elemento estructural. Los agujeros de perforación interceptan la grieta y serán en el camino para la inyección de la lechada en el la grieta. Todos los taladros se debe lavar con agua para limpiar los escombros del agujero y para limpiar los lados de la grieta o junta antes de la inyección para asegurar la correcta adherencia al hormigón

La selección de la lechada depende de la anchura de la grieta, del contenido de humedad, y el potencial de circulación del agua dentro de la grieta o junta. Para las articulaciones sólo la lechada química es adecuada. El movimiento de la junta o grieta rompería cualquier lechada y haría que la fuga volviera a aparecer. El componente reactivo del poliuretano es la lechada más eficaz para el sellado de la profundidad total de grietas y juntas que tienen la humedad presente dentro de la grieta o junta. Si la humedad es estacional y está seco en el momento de la reparación una lechada hidrófila puede ser adecuada. Cuando se utiliza una lechada hidrófila, el agua debe ser introducida en la grieta para que tenga efecto catalizador. Las lechadas hidrófobas tienen un agente catalizador inyectado con la lechada química o premezclada en la lechada antes de su inyección.

En casos donde la grieta no es tiene movimiento y está seco en el momento de la reparación una lechada epoxi puede ser inyectada en la grieta. Las lechadas más comunes usadas para el sellado de grietas en los revestimientos del túnel son los poliuretanos y acrilatos.

 

La Impermeabilización del lado interior también se realiza cubriendo la superficie interior de la pared con un revestimiento de cemento u hormigón proyectado. Estas reparaciones en los túneles han sido tradicionalmente realizadas mediante la aplicación a mano de morteros cementosos que han sido modificados mediante la adición de polímeros. Este método no es muy adecuado para los túneles de carretera que estén en servicio durante las obras, sería necesario que el túnel estuviera sin tráfico durante las mismas.

 

Hoy en día, la reparación de elementos estructurales de hormigón se realiza normalmente mediante dos métodos:

     

  • Aplicar morteros para reparaciones pequeñas.

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  • Hormigón proyectado para grandes reparaciones estructurales.Hormigón proyectado o gunita que ya tratamos en entradas anteriores de este blog, es un mortero u hormigón proyectado neumáticamente a gran velocidad sobre una superficie, la selección del tipo de técnica y el material a utilizar dependerá de las condiciones específicas que tenemos para el acceso al túnel y el tiempo disponible para la ejecución de la reparación. El uso de hormigón proyectado es un proceso que permite una ejecución rápida, y permite una facilidad de transporte de los medios necesarios dentro y fuera del túnel para su uso diario.Una vez que el hormigón en mal estado se ha eliminado, el acero de las armaduras debe ser limpiado y si observamos una pérdida de sección evidente, el acero dañado debe ser reemplazado. Todo el óxido debe ser eliminado del acero. Una vez limpiado el acero debe ser evaluada la pérdida de sección y si la pérdida de sección es superior al 30% debemos realizar un recalculo. Si los resultados de este recalculo indican que el revestimiento no tiene suficiente resistencia con el acero restante, entonces el acero dañado debe ser reemplazado. Después de que el acero se ha limpiado debemos colocar un recubrimiento sobre el acero para protegerlo contra la corrosión. Una vez que los elementos de acero de refuerzo estructural ya se han limpiado y revestido, se coloca una malla de alambre soldado, la malla está unida al refuerzo existente y a la superficie por el uso de ganchos. El propósito de la malla de alambre es ayudar en la acumulación de la gunita y proporcionar una reparación monolítica que se convierte en parte de la estructura principal. La malla de alambre debe ser galvanizada en caliente, el tamaño de malla en el proceso por vía seca será de una cuadricula inferior a la usada para un gunitado por vía húmeda, la malla más grande es necesaria en el proceso por vía húmeda para evitar la obstrucción de la malla por el hormigón y por tanto la creación de huecos detrás de la superficie de la malla.

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  • Después de toda la zona a reparar se llena con gunita el material se deja curar durante 20-30 minutos, en cuyo momento se procede a realizar el acabado deseado tratar para la superficie si trabajamos el hormigón antes de este momento se producirá en el un desgarro de la superficie y tendremos un mal acabado de esta. Debemos tener precaución y controlar la velocidad de secado de la gunita, esta puede variar en función de las condiciones de viento y humedad relativa. Después de la reparación y del acabado de la gunita se debe rociar la superficie terminada con un compuesto de curado para evitar el secado rápido.

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  • Hay dos procesos para la aplicación de hormigón proyectado; vía seca y vía húmeda. Ambos procesos han estado en uso durante muchos años y son igualmente aplicables para su uso en rehabilitaciones túnel. El gunitado por vía húmeda crea poco de polvo y es aplicable para su uso en los túneles con tráfico durante los trabajos de reparación. El proceso por vía seca crea polvo y no es adecuado para el cierre del túnel parcial debido a la visibilidad limitada que creara por el polvo.

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  • La preparación de la superficie para la reparación del hormigón requiere la eliminación de todo el hormigón en mal estado ya sea con el uso de martillos neumáticos o de hidrodemolición, el hormigón en mal estado se retira hasta la profundidad que sea necesaria hasta encontrar una superficie competente. El uso de Hidrodemolición requiere pruebas en el lugar, en el inicio de los trabajos para determinar qué presiones están obligados a excavar el hormigón en mal estado. Después de que el hormigón en mal estado se retira, cualquier grieta con filtraciones o juntas de construcción deben ser sellados antes de la aplicación de la gunita. Este sellado debe llevarse a cabo utilizando una lechada química adecuada para el tipo y la magnitud de la filtración. En general solo lechadas de poliuretano mono componente son los más apropiadas en el sellado.

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    En cualquier caso, la preparación de la superficie es la misma, solo cambia el tipo de actuación.