Proyecto de desvío del Río Amarillo

Descripción del proyecto

El proyecto de desvío del río Amarillo en China consiste en una extensa red de túneles de transporte de agua a zonas de la provincia de Shanxi que sufren sequías crónicas. La suma de longitudes de los túneles que conforman la red es superior a 100 km.

La agrupación de CMC, Impregilo, Chinese Water Conservancy y Hydropower Engineering Bureau No. 4 resultó adjudicataria de los lotes 2 y 3 del proyecto en el año 1997,  mientras que la constructora italiana Cooperativa Muratori Cementisti Ravenna (CMC) obtuvo el contrato del lote 5 en el año 2000. Todos los contratistas citados seleccionaron tuneladoras Robbins de doble escudo para perforar una geología llena de desafíos.

Geología

Lote 2: La geología del lote 2 comprendía roca caliza y dolomía con la presencia occasional de fallas y abundancia de formaciones kársticas. Se midió la resistencia a la compresión de la roca entre 39 y 137 MPa.

Lote 3: En esta sección se encontraron formaciones plegadas de caliza dolomítica, así como areniscas del triásico y lutitas, que arrojaron valores similares a los del lote 2 en cuanto a resistencia a la compresión. Se atravesaron abundantes fallas muy anguladas y formaciones de Karst de manera ocasional.

Lote 5: Se atravesaron terrenos de caliza, arenisca y limolita con algunas fallas y resistencias entre los 25 y 206 MPa.

Tuneladoras

Lote 2: Para su perforación se utiliaron dos tuneladoras Robbins de doble escudo. La primera de ellas, de fabricación nueva, excavó los túneles denominados T4 y T5 del proyecto, de 6,6 y 25,5 km de longitud respectivamente. Su diámetro de perforación era dde 4,92 m y estaba equipada con cortadores de 17”. Su accionamiento era eléctrico de frecuencia variable, produciendo una potencia en cabeza de 1575 kW, un empuje de 9074 kN y un par de 2159424 Nm. La segunda máquina que trabajó en el lote 2, una TBM reacondicionada por Robbins de 4,9 m de diámetro, perforó un túnel de 14 km de longitud, estando equipada con cortadores de 17”, seis motores de 210 kW de potencia cada uno y una potencia total instalada de 3000 kW.

Ambas tuneladoras utilizaron equipos de rezaga idénticos de unos 300 m de longitud. El desescombro se realizó mediante trenes contrapesados que podían cruzarse en una especie de cambio californiano sobre el propio back-up. Los componentes relativos al agua, ventilación y carretes de cable y mangueras estaban situados en el extremo posterior del back-up.

Lote 3: Para perforar 22 km del túnel 7 correspondiente al lote 3 del proyecto se utilizó otra tuneladora Robbins de doble escudo. La máquina, de 4,8 m de diámetro, iba equipada con cortadores de 17” y era capaz de empujar con una fuerza de 9074 kN y producir un par de 2159424 Nm. El back-up de esta tuneladora era idéntico al de las utilizadas en el lote 2. Una tuneladora fabricada por NFM perforó la otra mitad del túnel 7, que contaba con una longitud total de 40,7 km.

Lote 5: La constructora CMC utilizó en este lote una tuneladora Robbins de 4,8 m de diámetro que llevaba almacenada en China desde 1994. Robbins reacondicionó la máquina por completo y, de acuerdo con CMC, se reforzó mucho la cabeza de corte para favorecer su fiabilidad en formaciones rocosas fracturadas. A la máquina se le instaló también un escudo de cola con sellos de cepillo de alambre para protegerla ante avenidas de agua. La máquina equipaba cortadores de 17” y sus características principales incluían un empuje de 7562 kN y un par de 1936568 Nm. El back-up se diseñó y construyó especialmente para el proyecto; Robbins incrementó su longitud para poder acomodar un tren de escombro con capacidad para transportar el escombro de dos avances de la TBM. Asimismo se modificó el sistema de manipulado de dovelas para mejorar su eficacia.

Perforación del túnel

La perforación comenzó en febrero de 1999 simultáneamente en los lotes 2 y 3. El túnel 4, de 6,6 km, se caló en solo 6 meses experimentándose pocos problemas en su perforación. La máquina estableció una nueva marca de rendimiento en su rango de diámetro con un mejor mes de 1822 m excavados, así como un mejor día de 99,4 m. Esta misma tuneladora perforó los 22,5 km correspondientes al túnel 5, comenzando en noviembre de 1999 y terminando en 2001 sin problemas notables.

La tuneladora Robbins reacondicionada comenzó a perforar los 14 km del túnel 6 en diciembre de 1999. La máquina se enfrentó a largos tramos de terreno arcilloso y hubo de atravesar una cavidad kársticas que tuvo que rellenarse de grava y hormigón para permitir el paso de la TBM. A pesar de estas dificultades, la tuneladora alcanzó puntas de rendimiento de 81 m/día, 1375 m/mes, así como una media de avance mensual de 550 m.

La perforación del tramo de 22 km del túnel 7 del lote 3 comenzó en febrero de 1999 y terminó en abril de 2001. Las tuneladoras Robbins y NFM empezaron a perforar en bocas opuestas y se encontraron a mitad del túnel. La máquina Robbins se enfrentó a un terreno compuesto por calizas y areniscas al 50% que resultó ser muy abrasivo, así como a varias fallas de elevada angulación. A pesar de ello, la TBM obtuvo un avance medio mensual superior a los 700 m así como un mejor mes de 1281 m perforados.

La excavación del lote 5 empezó mientras terminaban las de los lotes 2 y 3 en septiembre de 2000. El 8 de diciembre, la tuneladora reacondicionada Robbins ya había alcanzado un avance de 36 m en un día, consiguiendo perforar más de 1000 m en su primer mes. La máquina estableció un nuevo récord para tuneladoras en su rango de diámetro con una media de perforación mensual de 1352 m. La máquina caló el túnel de 13,5 km de longitud en septiembre de 2001.