Nuevo Mtodo Austriaco (N.A.T.M.) E.T.S.E.C.C.P.B. U.P.C.

NUEVO MTODO AUSTRIACO (N.A.T.M.) Introduccin Bajo las siglas de N.A.T.M. (New Austrian Tunneling Method) se halla uno de los mtodos de diseo y ejecucin de tneles en roca ms extendidos y de mayor xito en todo el mundo dentro del mbito de la ingeniera civil. El nuevo mtodo austriaco de ejecucin de tneles debe considerarse como una filosofa de diseo y no como un mtodo que utiliza sistemticamente gunita y cerchas metlicas. Se basa en la integracin del terreno que rodea a la excavacin en el anillo estructural autoportante formado entorno a la cavidad, de forma que el terreno forma parte integrante en l. Dicho mtodo pretende relajar el estado tensional del macizo rocoso entorno al tnel, permitiendo su deformacin hasta un punto de equilibrio en que el sostenimiento controla dicha deformacin, anclando ste al propio terreno. Esto se consigue mediante tcnicas de auscultacin y medida de convergencias, para controlar las deformaciones en todo momento y evitar que estas sean excesivas (consultar tema Interaccin tnel-sostenimiento); por lo que se puede realizar el tnel con un costo mnimo y una mxima seguridad. Se debe dejar al macizo rocoso deformarse de manera que forme su propio soporte estructural reduciendo as, los costes de excavacin y sostenimiento. Los principios generales del mtodo son: x Excavacin cuidadosa del terreno x Eleccin de la seccin segn caractersticas geomecnicas x Sistema de ejecucin adaptado a las condiciones del terreno x Auscultacin

Justificacin de las bases del mtodo Seguidamente se desarrollan las claves en las que se basa el Nuevo Mtodo Austriaco (N.M.A.), a fin de justificar su forma de utilizacin. Para empezar, previamente se tienen que haber estudiado las curvas caractersticas del tnel para las distintas litologas a atravesar y para poder ir comprobando si el comportamiento que tiene la excavacin real es el que caba esperar (ver Fig.1).

En la Fig. 1. se observa la curva caracterstica del tnel correspondiente a una determinada litologa (CC), as como la curva correspondiente al sostenimiento (tambin conocida como curva de confinamiento). Ambas curvas se intersectan en el

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punto de equilibrio entre tnel y sostenimiento, cuando se alcancen la presin y desplazamientos (peq, ueq) comunes a las dos curvas CC y CF. La distancia ud, hace referencia a la distancia al frente de la excavacin del sostenimiento colocado, e indirectamente, a la deformacin transcurrida antes de colocar el mencionado sostenimiento.

Fig. 1. Curva caracterstica tipo (CC) y curva del sostenimiento (CF)

De lo que nos ocuparemos es de ir controlando la convergencia del tnel a medida que avanza la excavacin, representando la curva de los desplazamientos en funcin del tiempo (convergencia) y controlando si tiende al equilibrio (asntota). En el momento adecuado, colocaremos nuestro sostenimiento, cuyo comportamiento ser conocido de antemano, y por tanto sabremos hasta dnde se deformar como mximo el tnel. Si durante las tareas de seguimiento de la convergencia observamos anomalas en las tendencias que caba esperar (deterioro del arco autoportante), habra que actuar en consecuencia. Por ejemplo, si el tnel se cierra rpidamente, es decir, si los desplazamientos se hacen muy grandes, indicando altas deformaciones, entonces debemos colocar el sostenimiento lo antes posible para evitar el colapso del tnel. Debemos tener en cuenta, que todo este proceso vendr determinado por las caractersticas geomecnicas del macizo, esto quiere decir, que en rocas de muy mala calidad, por ejemplo, los avances sern muy cortos y el sostenimiento habr de colocarse lo ms rpidamente posible; mientras que en rocas con ndices de calidad medios, los avances sern ms espaciados y se nos permitir colocar el sostenimiento ms tarde (dejaremos que la roca entorno al tnel se deforme hasta un cierto punto). En la Fig. 2 se muestran distintos tipos de sostenimiento (distintas rigideces) y colocados a distintas distancias del frente (el ud1 ms cerca del frente y ud2 ms lejos del mismo). El proyectista, tiene que ser lo suficientemente hbil como para efectuar la eleccin adecuada del sostenimiento y el momento oportuno para su colocacin. Y aqu entra en juego el aspecto econmico, siempre decisivo en ingeniera civil y que tambin caracteriza a este mtodo. Sostenimientos ms rgidos implican un mayor coste econmico, pues las tensiones a resistir son mayores.

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Fig. 2. Distintos tipos de sostenimiento a distintas distancias del frente Por este motivo, el nuevo mtodo austriaco, aprovecha el comportamiento del macizo rocoso, haciendo que la propia roca contribuya a la estabilidad del tnel, al dejar que sta se deforme hasta un punto adecuado, en que el sostenimiento que requerir no habr de soportar tensiones tan elevadas y har que ste resulte ms econmico. Adems, podremos colocar los diferentes sistemas de sostenimiento a una cierta distancia del frente con lo que se mejorar la seguridad de los operarios que all trabajen.

Fig. 3. Actuacin por separado y conjunta de distintos sostenimientos

colocados a diferentes distancias del frente de excavacin Por ltimo, comentar que los distintos tipos de sostenimiento actan conjuntamente (Fig. 3.) al ir alcanzando las deformaciones establecidas, lo que nos permite jugar con el punto de equilibrio y con la presin de confinamiento que deber soportar el sostenimiento.

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Fig. 4. Esquema tridimensional que representa las tareas de colocacin delos distintos sostenimientos

Fig. 5. Encofradora del revestimiento definitivo tras haber colocado bulonado, cerchas y HP.

La utilizacin de los tres tipos de sostenimiento flexibles ms extendidos son: x Bulones x Cerchas x Hormign Proyectado (HP)

Todos ellos han sido tratados en profundidad en el tema dedicado a la Interaccin tnel-sostenimiento, Captulo 3. A modo de ejemplo se muestra una seccin tpica de tnel con los 3 sistemas.

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Fig. 6. Seccin tpica de tnel con los tres tipos de sostenimiento apuntados

Existen otras tipologas de sostenimiento como los sistemas semiflexibles (pre-anillos) y tcnicas complementarias (paraguas ligeros y pesados, inyecciones, congelacin, etc.).

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