Alternativas para la construcción de un túnel por debajo de la carretera Lima - Huaraz

Abstract

La presente tesis forma parte del proyecto “Optimización de las centrales hidroeléctricas CAHUA S.A. Pariac CH2-CH3“ específicamente de la central hidroeléctrica CH2 que para optimizar su producción de energía requiere incrementar el caudal existente hasta 2.20m3/s; para ello se debe incrementar el diámetro de la tubería forzada existente de 0.65m a 0.95m. El tramo de la tubería forzada existente que pasa por debajo de la carretera está ubicada en el caserío de Pariac-Huaraz-Ancash, a la altura del km. 560.50 de la carretera Lima Huaraz a 3142 m.s.n.m. en la margen derecha del río Santa; su construcción data desde hace aproximadamente 35 años de acuerdo a lo indicado por los pobladores de la zona, por lo que se supone que el material que circunda a esta tubería existente es un relleno compactado con material propio (terraplén) sobre el que se construyó la carretera Lima-Huaraz. La nueva tubería forzada de 0.95 m, necesariamente debe pasar por debajo de la carretera Lima-Huaraz; por esto se ha decidido construir un túnel que permita el pase de ésta, justo debajo de la tubería forzada existente. Para este tipo de terreno, el procedimiento se basa en el refuerzo de roca donde los elementos de sostenimiento integran la masa rocosa reforzada (sostenimiento activo). Se utilizan los siguientes criterios para la construcción del túnel: - Actualmente, en los grandes centros urbanos, es indeseable abrir zanjas para instalar colectores sanitarios, túneles de transporte, etc. en función del costo social resultante. La congestión de vías de tránsito, bloqueo de accesos comerciales y riesgos de accidentes con peatones son factores que deben tenerse en cuenta en el análisis de proyectos. - Las excavaciones en terreno deleznable pueden sellarse recubriendo las caras expuestas con una capa delgada de concreto lanzado reforzado con malla de acero de construcción. - La ejecución de túneles por métodos no destructivos, con planchas metálicas de estructura para revestimiento, permite la excavación modular del suelo exponiendo un área reducida en función del largo, otorgando • gran seguridad de operación en el frente de excavación. Los riesgos de desmoronamiento del frente de excavación se pueden controlar empleando un escudo metálico de protección soportado debidamente con puntales metálicos extensibles. Las alternativas se evalúan de manera técnica, económica, segura y viable. Para determinar la viabilidad de las alternativas se usará el Proceso de Análisis Jerárquico (PAJ). - De acuerdo con la Evaluación Viable, todas las alternativas están dentro del rango de 81 a 100, con lo que se concluye que todas las alternativas son viables. - El mayor puntaje lo obtiene la “Alternativa N°04” por brindar la mayor seguridad al personal de obra en este tipo de trabajos subterráneos. - La “Alternativa N°02” obtiene la mayor calificación técnica y económica; sin embargo, no brinda la debida seguridad en estos tipos de trabajos subterráneos, debido a que este túnel tiene una pendiente considerable. Las corrugas de la alcantarilla causarían inestabilidad, presentando grave riesgo para el personal que ejecutaría la obra; y de igual manera para la contratista encargada de la colocación de la nueva tubería forzada. Para este tipo de terrenos, terraplén compactado, se recomienda: - La “Alternativa N°02” en túneles con pendiente moderada hasta 2%, para la construcción de cruces de entubamiento de aguas cloacales, construcción de galerías de aguas pluviales, recuperación de galerías deterioradas. canalización de ríos y cursos de agua, pasaje de vehículos y peatones, drenajes subterráneos de ríos y cursos de agua, y en general cualquier tipo de pase. - En ningún caso se recomienda trabajar con la “Alternativa N°01”, por ser la más costosa y por la poca disponibilidad de los equipos necesarios para ejecutarla.