La estanqueidad, el montaje y la inyección tras el revestimiento de dovelas se controlan mediante un procedimiento integrado que verifica juntas, tolerancias, secuencia de montaje, presión de agua, colocación de anillos, compresión de gaskets, empuje de gatos, alineación, daños de bordes, presión y volumen de inyección de trasdós, relleno del espacio anular, deformaciones, filtraciones y registros de calidad. El objetivo es que el anillo de dovelas quede correctamente cerrado, apoyado, sellado y confinado por el relleno posterior, evitando filtraciones, huecos, fisuración, asientos o pérdidas de durabilidad.
En proyectos de túnel de dovelas ejecutados con TBM, estos controles deben planificarse desde el diseño estructural del anillo, porque la estanqueidad no depende solo de la junta elastomérica: también depende de la geometría de las dovelas, tolerancias, presión de agua, calidad del montaje, limpieza de juntas, fuerza de compresión, inyección de trasdós y control de incidencias.
1. Control de estanqueidad del anillo de dovelas
La estanqueidad se consigue principalmente mediante juntas elastoméricas comprimidas entre dovelas y entre anillos consecutivos. Para que funcionen, las superficies de contacto deben estar limpias, las tolerancias deben mantenerse y la compresión de la junta debe ser suficiente frente a la presión de agua prevista.
Se controla:
- Tipo y perfil de junta elastomérica.
- Compatibilidad con presión de agua.
- Limpieza de alojamientos.
- Posición correcta de la junta.
- Ausencia de cortes, torsiones o desplazamientos.
- Compresión mínima de diseño.
- Tolerancias dimensionales de dovelas.
- Contacto entre caras.
- Apertura de juntas.
- Giro relativo entre dovelas.
- Daños en bordes.
- Compatibilidad con conectores y bulones.
- Estanqueidad en juntas longitudinales y circunferenciales.
- Registro de filtraciones durante avance y servicio.
| Parámetro | Qué verifica | Riesgo si falla |
|---|---|---|
| Compresión de gasket | Capacidad de sellado | Filtraciones |
| Apertura de junta | Separación entre dovelas | Pérdida de estanqueidad |
| Giro de junta | Rotación relativa entre piezas | Sellado irregular |
| Limpieza de alojamiento | Contacto correcto de la junta | Cortes o falta de compresión |
| Presión de agua | Demanda hidráulica sobre el sistema | Entrada de agua |
| Estado de bordes | Integridad geométrica | Desconchones y fugas |
La estanqueidad debe verificarse junto con el diseño estructural del anillo de dovelas para túnel TBM, porque juntas, geometría, armado y deformación del anillo trabajan de forma conjunta.
2. Control del montaje de dovelas
El montaje se realiza dentro del escudo de la TBM mediante el erector, colocando las dovelas en la secuencia prevista hasta cerrar el anillo con la dovela clave. Un montaje deficiente puede comprometer estanqueidad, geometría, durabilidad y capacidad estructural.
Se controla:
- Secuencia correcta de montaje.
- Identificación del anillo y dovelas.
- Orientación de cada pieza.
- Posición de la dovela clave.
- Limpieza de caras de contacto.
- Estado de juntas elastoméricas.
- Encaje de conectores o bulones.
- Tolerancias radiales y longitudinales.
- Alineación del anillo.
- Ovalización.
- Daños durante el izado.
- Desconchones en esquinas.
- Par de apriete o bloqueo, si aplica.
- Contacto con gatos de empuje.
- Registro de incidencias.
Criterios de aceptación durante montaje
El control debe definir límites claros para:
- Apertura máxima de juntas.
- Desplazamiento entre dovelas.
- Desalineación entre anillos.
- Daños admisibles en bordes.
- Fisuras visibles.
- Posición de juntas.
- Compresión mínima del gasket.
- Tolerancias de anillo.
- Reparaciones permitidas.
- Necesidad de sustitución de una dovela.
Un criterio de aceptación ambiguo genera decisiones improvisadas en el frente, donde el tiempo operativo y el ciclo de avance presionan la calidad.
3. Empuje de gatos y protección del anillo
Durante el avance, los gatos de la TBM transmiten carga al anillo recién montado. Esta carga debe estar dentro de lo previsto en el diseño y repartirse correctamente.
Se revisan:
- Fuerza total de empuje.
- Distribución por gatos.
- Posición de zapatas.
- Contacto sobre zonas diseñadas.
- Excentricidad.
- Daños locales.
- Aplastamiento.
- Fisuración.
- Desplazamiento de anillos.
- Efecto de correcciones de guiado.
- Registro de cargas por ciclo.
Si los gatos empujan de forma excéntrica o sobre una zona dañada, pueden aparecer fisuras, desconchones, apertura de juntas o pérdida de estanqueidad.
4. Inyección de trasdós: función y control
La inyección de trasdós rellena el espacio anular entre el terreno excavado y el exterior del anillo de dovelas. Su función es proporcionar apoyo temprano al revestimiento, limitar asientos, evitar huecos, mejorar el contacto terreno-anillo y estabilizar el entorno.
Se controla:
- Tipo de mortero o grout.
- Tiempo de trabajabilidad.
- Resistencia inicial.
- Resistencia final.
- Viscosidad o fluidez.
- Presión de inyección.
- Volumen inyectado.
- Caudal.
- Puntos de inyección.
- Secuencia de inyección.
- Pérdidas al terreno.
- Retornos.
- Relleno efectivo del anular.
- Compatibilidad con velocidad de avance.
- Registro por anillo.
| Control de inyección | Objetivo |
|---|---|
| Presión | Evitar huecos, sobrepresiones o apertura de juntas |
| Volumen | Confirmar relleno del anular |
| Mezcla | Garantizar bombeabilidad y resistencia |
| Tiempo de fraguado | Adaptarse al ritmo de avance |
| Puntos de inyección | Distribuir el mortero alrededor del anillo |
| Retornos o pérdidas | Detectar vías preferentes o vacíos |
5. Presión de inyección: equilibrio crítico
La presión de inyección debe ser suficiente para rellenar el espacio anular, pero no tan alta como para deformar el anillo, abrir juntas, desplazar dovelas, generar levantamientos o provocar pérdidas al terreno.
Una presión insuficiente puede causar:
- Huecos detrás del revestimiento.
- Asientos en superficie.
- Pérdida de confinamiento.
- Deformaciones del anillo.
- Mayor entrada de agua.
- Redistribución desfavorable de cargas.
Una presión excesiva puede provocar:
- Apertura de juntas.
- Filtración de grout hacia el túnel.
- Deformación del anillo.
- Levantamientos.
- Fracturación del terreno.
- Pérdida de mezcla por vías preferentes.
- Daño en juntas elastoméricas.
Por eso, presión y volumen deben interpretarse juntos. Un volumen elevado con baja presión puede indicar pérdida al terreno; una presión elevada con bajo volumen puede indicar bloqueo, mezcla demasiado rígida o falta de comunicación en el anular.
6. Control de filtraciones
Las filtraciones pueden aparecer por juntas mal comprimidas, daños en gaskets, desconchones, defectos de fabricación, deformación del anillo, presión de agua superior a la prevista o inyección deficiente.
Se debe registrar:
- Ubicación exacta.
- Tipo de filtración.
- Caudal estimado.
- Anillo afectado.
- Junta afectada.
- Presión de agua.
- Estado de la junta.
- Daños visibles.
- Evolución temporal.
- Medidas correctoras.
- Resultado de reparación.
Las reparaciones pueden incluir sellado localizado, inyecciones secundarias, resinas, reparación de juntas, tratamiento de fisuras o medidas de drenaje temporal, según el caso y los criterios del proyecto.
7. Auscultación y seguimiento
El control de montaje e inyección se completa con seguimiento geométrico y geotécnico.
Puede incluir:
- Convergencias del anillo.
- Ovalización.
- Levantamientos o asientos en superficie.
- Presiones de agua.
- Registros de avance.
- Empuje de TBM.
- Presión de frente.
- Presión de inyección.
- Volumen de grout por anillo.
- Incidencias de montaje.
- Filtraciones.
- Control de alineación.
- Inspección visual sistemática.
- Fotografías o vídeo.
- Informes diarios de calidad.
En zonas urbanas, bajo servicios, ferrocarriles, carreteras o estructuras sensibles, el seguimiento de inyección y deformaciones es clave para demostrar control de riesgo.
8. Incidencias habituales y medidas correctoras
| Incidencia | Causa posible | Medida correctora |
|---|---|---|
| Junta abierta | Montaje, tolerancia o deformación | Revisión de anillo, ajuste, sellado o reparación |
| Filtración localizada | Gasket dañado o mal comprimido | Sellado, inyección secundaria o reparación |
| Desconchón de borde | Golpe en montaje o contacto local | Reparación, sustitución si excede tolerancia |
| Hueco tras dovela | Inyección insuficiente | Inyección adicional o ajuste de presión/volumen |
| Presión de grout elevada | Bloqueo o mezcla rígida | Revisar mezcla, líneas y secuencia |
| Volumen excesivo de grout | Pérdidas al terreno | Ajustar mezcla, presión o aplicar tratamiento |
| Ovalización | Carga desequilibrada o falta de apoyo | Control geométrico e inyección correctiva |
| Daño por gatos | Mala distribución de empuje | Ajustar apoyo, secuencia y parámetros de TBM |
Información necesaria para estudiar el proyecto
Para definir el control de estanqueidad, montaje e inyección tras el revestimiento de dovelas conviene aportar: diámetro del túnel, geometría del anillo, número de dovelas, anchura de anillo, espesor, tipo de junta elastomérica, presión de agua, tolerancias de fabricación, criterios de apertura de juntas, sistema de conectores, tipo de TBM, empuje de gatos, distribución de cargas, presión de frente, espacio anular, tipo de grout, resistencia requerida, tiempo de fraguado, presión de inyección, volumen teórico por anillo, puntos de inyección, geotecnia, permeabilidad, cobertura, nivel freático, sensibilidad de superficie, criterios de asientos, plan de auscultación, procedimiento de reparación, registros de calidad y criterios de aceptación.
CTA: Solicite una revisión técnica de estanqueidad, montaje e inyección de dovelas para túneles TBM antes de cerrar juntas, tolerancias, grout, presión de inyección, control de montaje o documentación de RFQ.
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