Comportamiento de Terrenos en la Construcción de Túneles

TÚNELES EN:

• GRANITOS: Recordemos que se forman a partir de cuarzo, feldespato y mica. Son terrenos duros (cuarzo). En estabilidad, hay que vigilar la aparición de diaclasas por descompresión o enfriamiento. También hay que cuidar el grado de meteorización de los feldespatos (jabre), las fallas, agua e inclusiones.
• ANDESITAS, BASALTOS Y OTRAS ROCAS VOLCÁNICAS: Recordemos que, generalmente, las andesitas y los basaltos aparecen en disyunción columnar, diques y chimeneas. Al igual que con cualquier terreno, hay que vigilar las alternancias con capas inconsistentes, el grado de meteorización, comportamientos diferenciales… Al ser de origen ígneo, habrá que ir con cuidado con las diaclasas por enfriamiento.
• ESQUISTOS Y PIZARRAS: Al presentar diferentes grados de metamorfismo (y de sílice), puede variar su dureza y resistencia. Hay que vigilar las juntas de esquistosidad, características por su pésima resistencia, y recalcar su sensibilidad a las fallas. También hay que ir con ojo con la meteorización (venteo) causada por la descompresión y la influencia del agua intersticial. Todo afecta a la estabilidad y excavabilidad.
• CUARCITAS: Debido a su alta dureza y módulo elástico, se requiere de explosivos para excavar y se sostienen muy bien. Hay que ir con cuidado con el agua en zonas fracturadas.
• GNEISES: También de alta dureza, e influyen las juntas de esquistosidad y su composición, pudiendo derivar en la formación de jabre (alto contenido de feldespatos).
• ARENAS: Son duras cuando tienen alto contenido de sílice, aunque también hay que recalcar que son inconsistentes, por lo que requiere de tratamientos. En su estabilidad veremos que influye la humedad, y por lo general se encuentra en otros tipos de suelos.
• ARCILLAS: Deformables y con gran influencia de la humedad, sobre todo si son expansivas como la montmorillonita. Estabilidad a corto plazo.
• GRAVAS: También inconsistentes (arenas) pero diferentes con la humedad. Se presentan en diferentes fracciones y las encontraremos en túneles bajo ríos, coluviones y boquillas. Requieren de tratamientos.
• ARENISCAS: Son duras con alto contenido de sílice, pero también dependen del tipo de matriz y componentes. Hay que vigilar las diaclasas, fallas y sobre todo el agua si aparecen muy fracturadas.
• CALIZAS: Se disuelven lentamente debido al proceso de karstificación. También pueden contener arcillas (residuos no disueltos: terra rossa). Hay que vigilar las diaclasas, la potencia de paquetes, techos planos y los acuíferos. Se excavan con explosivos en karst.
• DOLOMÍAS: Como siempre, vigilar la composición de las rocas dolomíticas. Como recordaremos, tienen comportamientos similares al de las calizas salvo en algunos aspectos. Mucho ojo con las fallas.
• MARGAS: Su comportamiento se asemeja al de las calizas, con diferencias en función del contenido arcilloso. Veremos que, además, su resistencia puede engañar.
• EVAPORITAS: Mucho cuidado con la hidratación de la anhidrita ya que expande su volumen y puede generar presiones importantes. Por otro lado, el yeso se disuelve (karst) y otorga impermeabilidad. El efecto depende de la profundidad, el tiempo y del agua. También recalcar su agresividad frente a hormigones.

Condiciones Hidrogeológicas en los Principales Terrenos

• EN ROCAS DURAS, tenemos que vigilar la alteración en profundidades menores a 20m y posibles fracturaciones. Tendremos que conducir estudios específicos para hallar las características hidrogeológicas: el tipo de roca y sus fracturas conductoras, los contactos litológicos, el tamaño del grano, las alteraciones, diques, esquistosidades, el inventario de puntos de agua-geología y las características químicas. Cabe destacar la importancia de las prospecciones geofísicas en estos procesos.
• LAS PIZARRAS Y ESQUISTOS tienen poca permeabilidad, así como fracturas, alteraciones, venteos, esquistosidades, plastificaciones, contactos litológicos y a veces hay presencia de piritas.
• EN FORMACIONES SEDIMENTARIAS NO CONSOLIDADAS hay problemas en las boquillas. Tenemos que estudiar la influencia de la infiltración de las precipitaciones, ríos y acuíferos costeros, así como las permeabilidades, caudales y las características hidroquímicas.
• PARA CONGLOMERADOS Y ARENISCAS la permeabilidad es intermedia y la porosidad hay que analizarla según la granulometría, cementación y alteración. Tenemos que prestar atención a la fracturación, los contactos litológicos, las características hidroquímicas, los paleocanales y especialmente a la presión intersticial si supera a la efectiva.
• LAS ARCILLAS Y LIMOS tienen gran porosidad, son impermeables, pueden dar venteos y plastificaciones.
• EN ROCAS CARBONATADAS los acuíferos tienen gran importancia. Tenemos que fijarnos en las heterogeneidades, en la karstificación heredada y en los rellenos paleokársticos. El régimen es variable con el tiempo, incluso puede ser turbulento. Hay existencia de niveles colgados, de grandes oscilaciones de los niveles piezométricos y de golpes de agua. Hay que realizar un estudio geológico convencional, del nivel piezométrico y hacer un catálogo de cavidades.
• PARA LAS ROCAS EVAPORÍTICAS tenemos que mirar la importancia de hidrogeoquímica y de la capacidad de disolución del agua y de los procesos y mecanismos en presencia de la misma, ya sean: la solubilidad de la roca, la erosión física y la yesificación, que dan lugar a aumento de huecos; el paso de anhidrita a yeso, que produce grandes expansiones; la cristalización de sales; y la formación de aguas selenitosas, que atacan al hormigón.
• LAS MARGAS son impermeables, pero pueden producir venteo, plastificación y a veces tienen presencia de sulfuros.

En las Rocas Volcánicas

Tenemos dos aspectos en los que tenemos que centrarnos: una permeabilidad muy variable, que depende de las características hidrogeoquímicas y una porosidad, que da lugar a fenómenos como coladas volcánicas, fracturaciones, diques, tubos…