ANEJO Nº 11. TÚNELES
ÍNDICE
1. OBJETO ... 1
2. CONDICIONANTES PREVIOS Y NORMATIVA ... 1
2.1. CONDICIONES IMPUESTAS POR LA DECLARACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL DEL 2011 (DIA) ... 1
2.2. ANÁLISIS DEL CUMPLIMIENTO DE LA ORDEN FOM/3317/2010 SOBRE EFICIENCIA DE LAS INFRAESTRUCTURAS ... 5
2.3. NORMATIVA Y RECOMENDACIONES TENIDAS EN CUENTA ... 6
3. TÚNEL DE RANTE ... 7
3.1. DESCRIPCIÓN GENERAL ... 7
3.2. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA ... 8
3.2.1. Información utilizada ... 8
3.2.2. Campaña geotécnica e investigación de campo ... 9
3.2.3. Descripción geológico-geotécnica del túnel ... 10
3.2.4. Caracterización geotécnica ... 17
3.2.5. Hidrogeología ... 18
3.3. TIPOLOGÍA Y PROCESO CONSTRUCTIVO DEL TÚNEL ... 21
3.3.1. Tipología del túnel ... 21
3.3.2. Procedimiento constructivo y plazo de construcción ... 22
3.4. SECCIÓN TIPO DEL TÚNEL PRINCIPAL ... 24
3.4.1. Sección libre necesaria por efectos aerodinámicos ... 24
3.4.2. Sección geométrica ... 26
3.4.3. Vía en placa ... 27
3.5. SECCIÓN TIPO DE LAS GALERIAS DE SALIDA EMERGENCIA ... 27
3.6. EXCAVACIÓN ... 30
3.7. SOSTENIMIENTO ... 31
3.8. REVESTIMIENTO ... 33
3.9. IMPERMEABILIZACIÓN Y DRENAJE ... 34
3.10. EMBOQUILLES ... 34
4. REFUERZO DEL TÚNEL EXISTENTE DE ASPERA (TÚNEL 92 FC ZAMORA-ORENSE) ... 35 4.1. DESCRIPCIÓN GENERAL ... 35 4.2. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA ... 36 4.2.1. Contexto geológico ... 36 4.2.2. Estructura Geológica ... 42 4.2.3. Caracterización geotécnica ... 42 4.2.4. Hidrogeología ... 42
4.3. SITUACIÓN ACTUAL DEL TÚNEL ... 44
4.4. DESCRIPCIÓN DEL REFUERZO PREVISTO ... 45
5. TÚNEL DE CURUXEIRAN. REFUERZO DEL EXISTENTE Y CONSTRUCCIÓN DEL NUEVO ... 48 5.1. DESCRIPCIÓN GENERAL ... 48 5.2. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA... 49 5.2.1. Contexto geológico ... 49 5.2.2. Estructura Geológica ... 54 5.2.3. Hidrogeología ... 63 5.2.4. Caracterización geotécnica ... 64
5.3. TIPOLOGÍA DEL TÚNEL Y PROCESO CONSTRUCTIVO DEL TÚNEL ... 64
5.4. SECCIÓN DEL TÚNEL ... 65
5.4.1. Sección libre necesaria por efectos aerodinámicos ... 65
5.5. REFUERZO DEL TÚNEL EXISTENTE ... 69
5.5.1. Estado del túnel existente ... 69
5.5.2. Descripción del refuerzo previsto ... 71
5.6. EXCAVACIÓN ... 72 5.7. SOSTENIMIENTO ... 74 5.8. REVESTIMIENTO ... 75 5.9. IMPERMEBAILIZACIÓN Y DRENAJE ... 75 5.10. EMBOQUILLES ... 76 6. AUSCULTACIÓN ... 78 6.1. INTRODUCCIÓN ... 78 6.2. TÚNEL DE RANTE ... 78 6.3. TÚNEL DE ASPERA ... 79 6.4. TÚNEL DE CURUXEIRÁN... 79
7. MEDIDAS DE SEGURIDAD EN TÚNELES... 80
7.1. ASPECTOS A EVALUAR SEGÚN NORMATIVA ... 80
7.2. TÚNEL DE RANTE. ANÁLISIS DE LAS MEDIDAS DE SEGURIDAD CUYA IMPLANTACIÓN DEBE CONSIDERARSE ... 83
7.3. TÚNEL DE CURUXEIRÁN. ANÁLISIS DE LAS MEDIDAS DE SEGURIDAD CUYA IMPLANTACIÓN DEBE CONSIDERARSE ... 88
APÉNDICES
APÉNDICE Nº 1. DIMENSIONAMIENTO DE LA SECCIÓN DEL TÚNEL DE RANTE POR EFECTOS AERODINÁMICOS
APÉNDICE Nº 2. FICHAS DE MANTENIMIENTO DE ADIF DE LOS TÚNELES 92 Y 93 DE LA LÍNEA ZAMORA-ORENSE
APÉNDICE Nº 3. ANÁLISIS DEL CUMPLIMIENTO DE GÁLIBOS FERROVIARIOS EN EL TÚNEL DE CURUXEIRÁN
1. OBJETO
En el presente anejo se describen y justifican las soluciones técnicas adoptadas en los túneles incluidos en el “PROYECTO BÁSICO DE PLATAFORMA DE INTEGRACIÓN URBANA Y ACONDICIONAMIENTO DE LA RED FERROVIARIA DE OURENSE. TRAMO: TABOADELA - SEIXALBO”.
Los túneles de nueva construcción previstos son los siguientes:
- Túnel del Rante para la LAV de 3.410 m de longitud.
- Nuevo túnel de Curuxeirán para la LAV y ancho ibérico de 123,5 m de longitud
También es objeto de este anejo describir y justificar las principales características de estas actuaciones en materia de túneles:
- Refuerzo del Túnel existente de Aspera (o Túnel 92 de la Línea FC
Zamora-Orense)
- Refuerzo del Túnel existente de Curuxeirán (o Túnel 93 de la Línea FC
Zamora-Orense)
Los refuerzos de los túneles 92 y 93 vienen motivados por la proximidad de las actuaciones previstas en la construcción de la nueva plataforma LAV. En el caso del túnel 92 la LAV cruza por encima del túnel, en desmonte, retirando una buena parte de su montera de terreno. En el caso del túnel 93, se construye en paralelo el Nuevo Túnel de Curuxeirán dejando un pilar de roca entre ambos muy reducido.
En lo que se refiere al Túnel de Rante y al Nuevo Túnel de Curuxeirán, ambos serán de tipo monotubo para vía doble y se excavarán por medios mecánicos siguiendo filosofía del Nuevo Método Austriaco.
2. CONDICIONANTES PREVIOS Y NORMATIVA
2.1. CONDICIONES IMPUESTAS POR LA DECLARACIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL DEL 2011 (DIA)
Se analizan a continuación los condicionantes que en materia de túneles indica la “Resolución por la que se formula declaración de impacto ambiental del proyecto Integración urbana y acondicionamiento de la red ferroviaria de Ourense” publicada en el Boletín Oficial del Estado, número 297, de fecha 10 de diciembre de 2011.
TÚNEL DE RANTE
La DIA indica que para el desarrollo de la alternativa 2 seleccionada deben tenerse en cuenta los condicionantes que se analizan a posteriormente. Hay que resaltar, como se ha indicado antes, que el presente proyecto no desarrolla la alternativa 2, sino una intermedia entre la 1 y 2. Esto tiene las siguientes consecuencias en lo que se refiere al túnel de Rante:
- El túnel tiene una longitud considerablemente menor pues pasa de 5.105 m a 3.410 m
- La posición del emboquille de salida no cambia significativamente pero el de entrada está en una zona completamente distinta
- La tipología y método constructivo del túnel son totalmente diferentes. En la alternativa 2 del EI el túnel era bitubo y se construía con máquinas tuneladoras desde la boca sur. En el trazado desarrollado en el presente proyecto el túnel es monotubo y se construirá por métodos convencionales (perforación y voladura) siguiendo la filosofía del NATM (Nuevo Método Austriaco).
Como consecuencia de lo anterior algunos de los condicionantes que se mencionan en la DIA no son de aplicación a la solución intermedia desarrollada en el presente proyecto.
Condición:
5.1 Adecuación ambiental del proyecto:
a) El emboquille del Túnel de Rante, p.k. 701+250, se encuentra en una zona de robledal (Hábitat Comunitario 9230 Bosques galaico-portugueses con Quercus robur y Quercus pyrenaica) en buen estado de conservación y además se encuentran en la zona numerosas viviendas que pueden verse afectadas, algunas de forma importante, en la fase de obras y otras deberán ser expropiadas. Para disminuir ambas afecciones la boca este del túnel (sin tener en cuenta el falso túnel para restituir la morfología preexistente) se retrasará al menos hasta el p.k. 701+050.
Contestación:
El emboquille del túnel de Rante se ha desplazado unos 1500 m según los PK decrecientes por lo que esta condición no es de aplicación.
Condición:
5.1 Adecuación ambiental del proyecto:
c) Dadas las características del territorio en el que se sitúan las bocas de los túneles (orografía, vegetación, accesos,…) y los vertederos previstos para las tierras de la excavación de estos, se tendrá en cuenta lo siguiente:
El túnel de Rante se excavará únicamente desde la boca más próxima al origen (p.k. 701+050). Desde la otra boca (p.k. 706+400, vía derecha) sólo se realizaran los trabajos de excavación del emboquille que resulten imprescindibles.
Contestación:
Se entiende que esta condición es de aplicación al procedimiento constructivo con tuneladora previsto en la Alternativa 2 del EI. Cuando se utiliza este procedimiento es normal ejecutar el túnel exclusivamente desde una de las bocas. Por la boca elegida para construir el túnel se introducen las tuneladoras y se alojan todas las instalaciones necesarias para el abastecimiento de las mismas (fabricación y acopio de dovelas, acopio de materiales, extracción, acopio temporal y tratamiento de materiales
excavados, talleres, parques de maquinaria, depuración y tratamiento de aguas, etc.). Hay que señalar que estas instalaciones requieren la ocupación de una superficie considerable (de 50.000 a 100.000 m2) en la boca de ataque. Por la otra boca se
excavarán los desmontes de emboquille correspondientes y se extraerán las tuneladoras. La superficie mínima de ocupación en este caso será del orden de 1.500 m2.
Como se ha indicado, el procedimiento constructivo que se propone en la solución intermedia es completamente diferente. En estos casos lo normal es excavar el túnel desde sus bocas de una forma más o menos simultánea e incluso desde algún ataque intermedio si se requiere reducir el plazo de ejecución. Con este procedimiento constructivo la superficie para instalaciones auxiliares que se necesita es mucho menor, del orden de 1500 a 2000 m2 por boca.
Teniendo en cuenta lo anterior habrá que esperar a la resolución ambiental definitiva para pronunciarse sobre este punto.
Condición:
5.3 Protección contra el ruido y las vibraciones. En fase de construcción:
En este apartado se indican diversas medidas que deberá tener en cuenta el contratista de las obras relativas a horarios realización de trabajos, eventual instalación de pantallas acústicas, ubicación de las áreas de instalaciones auxiliares y medidas de mitigación del ruido y vibraciones en las voladuras.
Respuesta:
En el caso de limitación de las vibraciones por voladuras el pliego de condiciones técnicas particulares del proyecto incluye la siguiente condición: “Previamente al comienzo de cualquier trabajo de voladuras, tanto en el interior del túnel como en superficie, se instalarán sismógrafos en las zonas habitadas con el fin de llevar un registro continuo de cada una de las voladuras, y actualizado durante toda la duración de la obra, de los niveles de vibraciones que se van produciendo en las mismas, de tal forma que se pueda comparar el nivel máximo de las vibraciones producidas por las
voladuras frente al estado 0 (máximo inicial de medición continua de 24 h sin voladura) y se pueda actuar disminuyendo las cargas máximas de las mismas para las zonas con las edificaciones más sensibles a las mismas. Con los registros de vibraciones correspondientes se realizarán informes de síntesis que se entregarán a la Dirección Obra de acuerdo con el formato y periodicidad que establezca la misma. La instalación de los sismógrafos y la realización de los registros e informes correspondientes no serán objeto de abono independiente. Su coste se considera incluido en los precios de excavación incluidos en este pliego. Los equipos de medición correspondientes deberán registrar las tres componentes de la vibración y cumplir con las especificaciones técnicas mínimas indicadas en la UNE 22-381-93”.
Condición:
5.4 Zonas de préstamo, vertederos e instalaciones auxiliares. Zonas de instalaciones auxiliares.
En las zonas de instalaciones auxiliares se tendrán en cuenta las siguientes medidas preventivas y correctoras: se instalará un cerramiento para controlar el acceso, se construirá un sistema perimetral de recogida de aguas que derivará las aguas hacia balsas de decantación con un sistema de control y limpieza adecuado, se impermeabilizarán las zonas dónde se van a realizar tareas que puedan contaminar el suelo.
Una vez terminadas las obras se procederá a la restauración y revegetación de todas las zonas de instalaciones auxiliares, para lo que se empleará la tierra vegetal que se ha de retirar y acopiar al comienzo de las obras. Las zonas de instalaciones auxiliares serán devueltas a sus dueños recuperando el uso previo a la obra.
Contestación:
En todas las bocas del túnel, las dos principales y las tres de salidas de emergencia, se ha previsto la recogida perimetral de las aguas y su decantación y tratamiento previo al vertido. También se ha previsto la impermeabilización de las zonas de limpiezas de maquinaria y la restauración y revegetación de las zonas ocupadas. La
impermeabilización se conseguirá pavimentando la superficie de instalaciones para las bocas con firme de hormigón y realizando un sistema de pendienteados y cunetas para conducir las aguas a las balsas de decantación y/o depuración.
Condición:
5.5 Protección de ríos y cursos de agua. Hidrogeología. ……
Además de las medidas de carácter general indicadas por la Confederación Hidrográfica del Miño-Sil, se adoptarán las medidas necesarias para no afectar a los niveles freáticos ni a la zona de recarga de acuíferos.
Contestación:
En el proyecto de construcción se ha previsto la impermeabilización del terreno desde el interior del túnel, en las zonas donde se produzcan infiltraciones significativas, mediante la inyección de materiales adecuados (lechadas de cemento, microcementos y/o resinas).
Condición:
5.5 Protección de ríos y cursos de agua. Hidrogeología. ……
Durante la redacción del proyecto constructivo se llevarán a cabo los siguientes estudios, según se ha indicado en la información complementaria (recibida en septiembre de 2011) al estudio de impacto ambiental:
Un estudio hidrogeológico detallado (a escala 1:500 o 1:5000) que incluirá: Cartografía de detalle de la alternativa elegida.
Inventario de puntos de agua tales como pozos, piezómetros, manantiales… etc. Sondeos de reconocimiento y observación, para instalar piezómetros y realizar ensayos hidrodinámicos de infiltración tipo Lefranc en materiales granulares y Lugeon en consolidados. Todos los sondeos de reconocimiento quedarán acondicionados para
su uso posterior tanto en ensayos previos como durante la ejecución de la infraestructura.
Ensayo de bombeo: serán de larga duración y a partir de los datos obtenidos se estimarán los caudales de flujo de las aguas subterráneas en distintos supuestos. Toma de muestra de aguas subterráneas para establecer la calidad existente y los posibles efectos sobre la misma a causa de la construcción de la infraestructura.
Desarrollo de un modelo de simulación del comportamiento hidrogeológico del sistema.
Establecimiento de las medidas preventivas y correctoras con los resultados obtenidos a partir del estudio hidrogeológico.
En función de los resultados que se obtengan sobre la calidad del agua subterránea se determinarán las necesidades de emplear cementos especiales para fabricar el hormigón de tipo sulforresistente e incluso sobre las armaduras metálicas del mismo. En el proyecto constructivo habrá que incluir un Plan de bombeo y protocolos de seguimiento y control durante las obras, en este plan se describen las instalaciones previstas como resultado del estudio hidrogeológico.
Durante las obras y tras finalizar estas se establecerá una red de seguimiento de la calidad de las aguas y del nivel piezométrico. En el Plan de Vigilancia se establecerá la frecuencia de los controles y el plan de mantenimiento de la red de control.
Contestación:
El “ESTUDIO HIDROGEOLÓGICO DE INTEGRACIÓN URBANA Y
ACONDICIONAMIENTO DE LA RED FERROVIARIA DE OURENSE”, en adelante EH, ha sido redactado por la empresa Aecom para ADIF en mayo de 2013. Este estudio contiene cartografía de detalle de la alternativa elegida, inventario de puntos de agua, sondeos de reconocimiento y observación, ensayos de bombeo, toma de muestras agua y ensayos de calidad, modelo de simulación hidrogeológica y análisis químicos del agua que permiten elegir del tipo de cemento a utilizar.
El EH no establece la necesidad de realizar un Plan de bombeo. Sí establece la necesidad de realizar un Plan de Vigilancia Hidrogeológica. Este plan se incluye en el Anejo nº 15 (Integración Ambiental) de este proyecto.
Condición:
5.10 Integración paisajística. Para disminuir el impacto paisajístico en las bocas de los túneles se dispondrán falsos túneles de longitud suficiente para restituir una morfología del terreno similar a la preexistente, de forma que los desmontes frontales en las bocas sean prácticamente inexistentes.
Se realizará una restauración morfológica hacia formas suaves y redondeadas, eliminando las aristas y perfiles rectilíneos.
En el diseño de taludes además de la seguridad y los criterios técnicos se tendrá en cuenta la integración paisajística y las afecciones (sobre las edificaciones, la vegetación, losa cultivos,…) que podrían producir taludes más tendidos.
Contestación:
En las bocas del túnel se han dispuesto túneles artificiales para restituir la morfología inicial del terreno en la medida de lo posible. También se han previsto la integración paisajística mediante la revegetación de las mismas.
Condición:
5.11 Protección de la población.
A 100 metros del emboquille situado más al norte del túnel de Rante se encuentra una vivienda unifamiliar que utiliza un sistema de climatización geotérmica con perforaciones de 60-70 metros de profundidad por lo que la cercanía de las excavaciones podría afectar al sistema geotérmico. Se analizarán estas afecciones durante la redacción del proyecto constructivo y se propondrán medidas correctoras si se afecta a esta vivienda.
Contestación:
Las perforaciones geotérmicas indicadas se encuentran a unos 184 m de la arista más próxima del desmonte de emboquille. La cota de la boca de las perforaciones es aproximadamente la 295 y la del fondo de excavación del emboquille la 265 m aproximadamente. En el estudio hidrogeológico de Integración Urbana y Acondicionamiento de la Red ferroviaria de Ourense se analiza esta cuestión y se indica que una vez estudiado el caso particular parece claro que no debería existir interferencia entre las obras y el sistema hidrogeológico del ámbito de la vivienda y las instalaciones.
TÚNEL DE CURUXEIRÁN Condición:
La DIA indica lo siguiente:
5.1 Adecuación ambiental del proyecto: (…)
b) En el tramo comprendido entre los pp.kk. 708+800-708+900 hay previsto un desmonte de cierta altura en un cerro, en el que el ferrocarril existente discurre en túnel, en paralelo y muy próximo a la LAV. En la otra margen, la nueva carretera Rairo-Bemposta (con la plataforma ya construida) atraviesa el cerro con un desmonte de mayor altura que el previsto para la línea objeto de este proyecto, también en paralelo y junto a ésta. Para conseguir la mayor integración paisajística se bajará la rasante de la línea en esta zona, proyectándose en túnel, junto al del ferrocarril existente. Si no fuese técnicamente viable, cualquier solución que se proyecte deberá tener en cuenta la citada integración paisajística de las tres infraestructuras, lo que podría llevar a modificar el túnel del ferrocarril existente.
Contestación:
Se han tenido en cuenta estos condicionantes en el diseño del túnel
2.2. ANÁLISIS DEL CUMPLIMIENTO DE LA ORDEN FOM/3317/2010 SOBRE EFICIENCIA DE LAS INFRAESTRUCTURAS
Se repasan a continuación los requisitos establecidos en la Orden FOM/3317/2010 relativa a la Instrucción sobre las medidas específicas para la mejora de la eficiencia en la ejecución de las obras públicas de infraestructuras ferroviarias, carreteras y aeropuertos del Ministerio de Fomento relacionadas con los túneles.
Artículo 3. Apartado 1 b.
Únicamente se proyectarán los túneles estrictamente necesarios, vinculando su longitud exclusivamente a los aspectos técnicos inherentes a cada caso. En fase de proyecto, no se dispondrán nuevos túneles o túneles artificiales no previstos en el Estudio Informativo y en la Declaración de Impacto Ambiental, salvo autorización expresa del Director General de Infraestructuras Ferroviarias, Presidente de ADIF o FEVE, previo informe técnico justificativo de su necesidad.
Contestación. La longitud prevista para el túnel de Rante (3.410 m) se ha limitado a lo estrictamente necesario por motivos técnicos y medioambientales. El túnel no puede hacerse más corto salvo generando taludes de excavación en los emboquilles excesivamente altos que resultarían más difíciles de ejecutar y más caros desde un punto de vista técnico y que cuya integración ambiental sería difícil y contraria a las condiciones establecidas en el apartado 5.10 de la Declaración de Impacto Ambiental.
En el túnel de Curuxeirán, su longitud viene condicionada por la del túnel existente, ya que para lograr una mejor integración de las bocas, éstas se han situado de forma que coincidan sensiblemente con las del túnel 93.
Artículo 3. Apartado 1 c.
Los túneles bitubo se considerarán singulares y precisarán de un informe justificativo del autor del proyecto sobre aspectos técnicos, aerodinámicos o de seguridad y económicos, donde se compare con la solución en túnel monotubo, previo al sometimiento del mismo a la autorización expresa por parte del Director General de Infraestructuras Ferroviarias, Presidente de ADIF o FEVE.
Contestación. Los túneles previstos en el presente proyecto son monotubo.
Anexo I. Apartado 7.
Se instalará vía en placa en todos los túneles de más de 1.500 m de longitud, siempre que no existan otras circunstancias que puedan desaconsejar ese tipo de vía. En esos casos, así como en aquellos trayectos en que la sucesión de túneles y viaductos alcance esa longitud, en los túneles entre 500 y 1.500 m, o cuando otras consideraciones así lo aconsejen, para adoptar la decisión entre vía en placa o vía en balasto se realizará un estudio técnico-económico, que incluya el tipo de tráfico, las condiciones y costes de construcción, explotación y mantenimiento y el coste asociado a la transición placa-balasto.
Contestación. En el túnel de Rante se colocará vía en placa al superar el túnel los 1.500 m de longitud.
2.3. NORMATIVA Y RECOMENDACIONES TENIDAS EN CUENTA
La normativa o recomendaciones tenidas en cuenta para la redacción de este documento han sido las siguientes:
- IGP-4.1 “Sección libre de los túneles”. Sistema de Gestión de Calidad de ADIF. Versión 2011.
- IGP-4.2 “Sección geométrica tipo”. Sistema de Gestión de Calidad de ADIF. Versión 2011.
- IGP-4.3 “Recomendaciones sobre el proyecto de la excavación y sostenimientos”. Sistema de Gestión de Calidad de ADIF. Versión 2011.
- IGP-4.4 “Guía para la inclusión de medidas de seguridad en los túneles de los proyectos de plataforma”. Sistema de Gestión de Calidad de ADIF. Versión 2011.
- “Guía Técnica de Protección y Seguridad en Túneles Ferroviarios”. ADIF. Versión de Enero de 2009.
- FICHA UIC 779-11 (2ª Edición, Febrero 2005). “Détermination de l’aire de la section transversale des tunnels ferroviaires à partir d’une approche aérodynamique”
- Especificación Técnica de Interoperatibilidad de Seguridad en los Túneles en los Sistemas Ferroviarios Transeuropeos Convencional y de Alta Velocidad ETI (DOUE 07.03.08)
3. TÚNEL DE RANTE
3.1. DESCRIPCIÓN GENERAL
El túnel de Rante es un túnel monotubo para vía doble de 3.410 m de longitud que se excavará en un macizo rocoso de tipo granítico por métodos convencionales siguiendo la filosofía del Nuevo Método Austriaco (NATM).
La posición de las bocas del túnel se ha establecido de forma que los desmontes frontales de emboquille en ambos extremos no resulten excesivamente altos y permitan así su adecuada integración ambiental y paisajística en el entorno. Estableciendo una altura máxima para los taludes frontales de 25-30 m, las bocas del túnel quedan situadas en los PP.KK. 2+650 y 6+060. La boca de entrada (lado Zamora) se sitúa a la cota +333,576 y la de salida (lado Orense) a la +265,376, siendo la pendiente constante entre ambas con valor de 20 0/
00. En planta, el túnel se inscribe en su totalidad en una alineación circular de 2.535
m de radio. Con este radio la velocidad máxima admisible en el túnel, con parámetros excepcionales, es de 226 km/h.
Las monteras de terreno resultantes tienen un máximo de 106 m en torno al PK 4+720 y un mínimo de 37 m en el cruce bajo el barranco situado entre los PP.KK. 3+180 y 3+340. De forma esquemática, y atendiendo a los condicionantes topográficos o del territorio, la traza del túnel puede subdividirse en los siguientes tramos característicos:
PK1 PK2 Longitud tramo (m) Montera de terreno sobre clave
Usos en superficie Descripción
2+650 3+150 500 16 a 52 m Forestal y monte bajo
Traza del túnel subparalela al Rego de San Benito que se sitúa a unos 300 -350 m a la derecha.
3+150 3+400 250 37 a 52 m Forestal y prados
Cruce de barranco transversal con abundante arbolado. Montera mínima del túnel 37 m
3+400 3+900 500 50 a 83 m
Prados y alguna mancha de
arbolado.
Zona amesetada de prados previa a Rante. Se cruza la Ctra. OU-0516 en PK 3+500
3+900 4+400 500 83 a 98 m
Prados y edificaciones de
Rante
Zona amesetada donde se sitúa la localidad de Rante. Se vuelve a cortar la Ctra. OU-0516 en dos ocasiones entre las calles del pueblo
4+400 4+600 200 87 a 100 m Zona arbolada y
algún prado Corte de pequeña vaguada trasversal
4+600 5+000 400 87 a 106 m
Zona arbolada, prados y alguna
edificación dispersa
La traza discurre al borde de una zona amesetada. La traza se pone paralela a la ladera izquierda del valle del Río Barbaña. En la parte baja está el Polígono Industrial Barreiros. 5+000 5+200 200 62 a 87 m Zona arbolada Corte de vaguada trasversal
5+200 5+700 500 66 a 85 m Zona arbolada y monte bajo
Zona amesetada muy próxima en el borde de la ladera izquierda del rio Barbaña
5+700 6+060 360 16 a 66 m Zona arbolada y monte bajo
Descenso por la ladera izquierda del río Barbaña.
Del cuadro anterior se desprende que:
- Las zonas con edificaciones sobre el túnel se limitan al tramo que va del 3+900 al 4+400, donde se sitúa Rante, y al tramo del 4+700 a 5+000, donde cerca de la traza existen algunas viviendas dispersas.
- El resto del túnel lo ocupan prados o zonas arboladas.
- En buena parte del túnel éste discurre en paralelo y relativamente cerca a los valles del Rego San Benito y del Río Barbaña, por el borde de la zona amesetada donde se ubica Rante. Esta circunstancia, como se comenta después, tiene importancia a la hora de establecer el sistema de salidas de emergencia del túnel.
Como se indica en apartados posteriores, el túnel dispondrá de tres salidas de emergencia transversales al exterior ubicadas en los PP.KK. 3+400, 4+380 y 5+080. Se trata de galerías que se excavarán en mina de forma similar a cómo se ejecutará el túnel principal y que tienen longitudes de 185, 461 y 322 m.
Estas salidas se han situado de forma que se minimice la longitud de galería en mina que es preciso construir y también para que su conexión con la red viaria sea sencilla y con un mínimo impacto ambiental. Todas ellas disponen además de plataformas de rescate de al menos 500 m2. Estas plataformas, y los correspondientes caminos de acceso, también se
disponen en las bocas principales del túnel pues también se consideran salidas de emergencia.
En las dos bocas se han previsto pequeños tramos de túnel artificial, de unos 12 m de longitud provistos de picos de flauta de unos 13 m, que permitan integrar paisajísticamente la ladera tras la colocación sobre los mismos del relleno correspondiente. El talud frontal de este relleno se ha fijado en el 3H:2V pues permite su fácil revegetación. En las bocas de las salidas de emergencia también se han previsto túneles artificiales y tratamientos para integrar ambientalmente las bocas.
3.2. GEOLOGÍA Y GEOTECNIA 3.2.1. Información utilizada
La información que se ha utilizado para el proyecto del túnel se puede dividir en dos grupos en función de su procedencia: un primer grupo específico para este proyecto y facilitado directamente por Adif que corresponde al Estudio Informativo del proyecto, el Estudio Geológico – Geotécnico, dos Estudios Hidrogeológicos y el perfil geológico de D. Daniel Arias y un segundo grupo correspondiente a los mapas geológicos y la bibliografía técnica general específica de la zona de estudio (tesis, informes, memorias, artículos, etc.).
Las referencias completas del primer grupo de estudios y los mapas y la bibliografía técnica general consultados se detallan en el anejo de Geología del presente proyecto
Como complemento a las referencias anteriores GINPROSA INGENIERIA decidió encargar la redacción de un estudio geológico de detalle de carácter petrológico y estructural realizado de forma específica para este proyecto por dos especialistas en estas materias. El estudio tiene por título “Informe Geológico sobre la Cartografía Escala 1:8.000 para el Proyecto de Integración Urbana y Acondicionamiento de la Red Ferroviaria de Ourense. Línea de Alta Velocidad Madrid – Galicia (Lubian – Ourense). Tramo Taboadela - Seixalbo”. El estudio, de fecha septiembre de 2011, ha sido realizado por D. Fidel Martín (profesor titular de geología en la Universidad Rey Juan Carlos) que es experto en la neotectónica y geomorfología de la zona de proyecto; y por Don Álvaro Rubio (profesor ayudante de la facultad de geología de la Universidad de Oviedo), que es un experto en la petrología de las rocas graníticas de la zona de estudio. Para la realización de la cartografía se tuvo en cuenta la investigación geotécnica existente en ese momento y correspondiente al Estudio Informativo (sondeos, EI) y al Estudio Geológico Geotécnico (sondeos y geofísica; EGG). El informe se adjunta como un apéndice en el anejo nº 3 (Geología) de este proyecto.
3.2.2. Campaña geotécnica e investigación de campo
La investigación geotécnica del túnel de Rante ha consistido en una primera fase centrada en la revisión de los antecedentes enumerados en el apartado anterior, complementada con la realización de toma de nuevos datos de geología de superficie; y una segunda fase consistente en la realización de una nueva campaña de investigación basada en la perforación de sondeos geotécnicos y la excavación de algunas calicatas en la zona de las boquillas.
Los nuevos datos de geología de superficie obtenidos en la primera fase del estudio del túnel se detallan en el anejo nº 3 (Geología).
Respecto a la investigación mecánica utilizada de los estudios anteriores hay que indicar que la mayor parte de los sondeos y calicatas realizadas en el EGG y la totalidad del EI no han sido de utilidad para la interpretación del perfil geológico – geotécnico del túnel, ya que han quedado muy alejadas de la traza finalmente proyectada. Concretamente para la interpretación del perfil sólo se han utilizado los datos de 3 sondeos del EGG situados en la segunda mitad del túnel de Rante y que quedan a una distancia de entre 36 y 104 m del eje del nuevo trazado. Las principales características de estos sondeos se resumen en la siguiente tabla:
SONDEOS DEL ESTUDIO GEOLÓGICO – GEOTÉCNICO UTILIZADOS EN INTERPRETACIÓN TUNEL DE RANTE
Sondeo
Situación Coordenadas ETRS-89
Profundidad (m) P.K. Distancia al Eje X Y Cota (m) ST-704+640 EG 4+505 104 m BI 593.810 4.680.845 401,6 135,00 ST-705+300 EG 5+027 86 m BI 593.633 4.681.356 385,4 120,00 ST-706+100 EG 5+806 36 m BI 593.594 4.682.152 344,3 86,00
Además se han utilizado los datos de una calicata (CD-706+390, de 1,4 m de profundidad) situada en la zona de la boquilla de salida del túnel de Rante y de un perfil de tomografía eléctrica (TE-701+680 EG de 306 m de longitud) situado en la misma zona.
Debido la ausencia total de sondeos geotécnicos en los dos tercios iniciales del túnel y en las galerías de las salidas de emergencia y a la escasez de los mismos en su último tercio, ha sido necesario la realización para el proyecto de una campaña complementaria de investigación geotécnica consistente en la perforación de 8 sondeos situados sobre todo en los dos primeros tercios de la longitud del túnel y a una distancia de la traza variable entre el mismo eje del túnel y un máximo de 57 m, aunque en general la distancia no ha superado la treintena de metros con respecto al eje. Las principales características de estos sondeos se resumen en la siguiente tabla
SONDEOS DEL PROYECTO
UTILIZADOS EN INTERPRETACIÓN TÚNEL DE RANTE
Sondeo
Situación Coordenadas ETRS-89
Profundidad (m) P.K. Distancia al Eje X Y Cota
(m) ST-2+700 2+694 24 m BI 595.199 4.679.670 365,0 45,00 ST-3+080 3+079 27 m BD 594.878 4.679.887 379,5 66,10 ST-3+400 3+412 20 m BD 594.603 4.680.069 377,6 70,15 ST-3+850 3+868 48 m BD 594.296 4.680.398 392,8 145,00 ST-4+075 4+071 31 m BD 594.157 4.680.543 400,2 130,00 ST-705+030 4+740 57 m BD 593.859 4.681.128 407,0 125,15 ST-705+700 5+348 5 m BD 593.657 4.681.694 361,7 100,00 ST-6+025 6+025 EJE 593.649 4.682.368 293,0 40,50
Además de los sondeos, la campaña complementaria para el estudio del túnel ha incluido la excavación de 5 calicatas (CV-2+580, CD-2+635, CD-2+640, CD-6+060 y CD-6+130), de entre 1,3 y 3,0 m de profundidad, y la ejecución de un penetrómetro dinámico de tipo DPSH (PV-2+580) de 9,1 m de profundidad. Toda esta última investigación se ha realizado en las dos boquillas del túnel de Rante.
Los datos de toda la investigación geotécnica anterior es la que se ha utilizado para la interpretación del perfil longitudinal geológico – geotécnico del túnel y para la caracterización del macizo rocoso en el que se excavará éste y que se presenta en el anejo nº 6 Geotecnia.
Durante la fase de obra se considera necesario realizar una campaña geotécnica de perforación de sondeos en el túnel y las galerías que complemente los datos de proyecto, de forma que antes de comenzar las distintas labores de construcción del túnel y las galerías se pueda tener un mayor grado de certidumbre sobre las características de los materiales que se excavarán en cada zona.
3.2.3. Descripción geológico-geotécnica del túnel 3.2.3.1. Contexto geológico
Desde el punto de vista geológico general el túnel de Rante se sitúa en el denominado “Dominio Esquistoso” de la “Zona de Galicia – Tras – Os – Montes”, que es la parte más septentrional del Macizo Hercínico o Varisco Ibérico.
El tramo discurre por una zona afectada por varias fases tectónicas de la orogenia Varisca (también denominada Hercínica), durante las que se formó un basamento de naturaleza esencialmente granítica en el que existen dos tipos de materiales de composición y edad ligeramente diferente: “granito de Allariz” y “granito de Orense”. Ambos se emplazaron en la fase final del periodo orogénico Hercínico, (Carbonífero, hace unos 300 millones de años), primero el granito de “Allariz”, que es menos abundante en el túnel, y después el “granito de Orense”, que predomina en la zona y se encajó de forma forzada en el primero.
Además de estos dos tipos graníticos principales, en la zona del túnel existe una proporción menor de rocas ígneas relacionadas con los granitos. Entre ellas destacan las aplitas, que han intruido en diferentes pulsos magmáticos en forma de diques de poco espesor con disposición vertical o subvertical, o con morfología de sills de bajo buzamiento y con un espesor de métrico a decamétrico. Con posterioridad a las intrusiones de los materiales anteriores (unidades de Allariz y Orense) y simultáneamente a la inyección de algunos sills y diques aplíticos, se produjo en el conjunto del proceso, un fenómeno denominado “episienitización”. En él se genera una alteración hidrotermal de la roca granítica original a favor de bandas y microfracturas originadas por fracturación hidráulica. El resultado es la neoformación de episienitas y/o brechas hidrotermales, que a modo de capas más o menos concordantes se intercalan en el macizo granítico, dotándole de una estructura general. Por último, durante el Cuaternario se produce la meteorización superficial “in situ” del sustrato granítico con la formación de un manto generalizado aunque discontinuo y de escaso espesor, de jabre que esencialmente corresponde a un suelo granular arenoso con diferentes grados de litificación.
A modo de resumen se puede indicar que el túnel de Rante se excavará en un macizo rocoso formado por un sustrato rocoso ígneo de naturaleza granítica intruido en la orogenia Varisca (Carbonífero), que se presenta sano en profundidad, aunque ocasionalmente brechificado en las bandas y cuerpos lenticulares menores y aislados de diferentes litologías y con un espesor inferior a la decena de metros. En superficie el macizo presenta una montera de meteorización a jabre discontinua y de espesor entre nulo e inferior a 10 m.
3.2.3.2. Estratigrafía y litología
A continuación se describen las características geológicas de cada una las unidades litológicas afectadas por el túnel de Rante. Una descripción geológica más detallada de estos materiales se presenta en el anejo nº 3 (Geología) de este proyecto.
Las distintas unidades que afectarán a la construcción del túnel son las siguientes:
Granito de Allariz (GR)
Granito de Ourense (GRODE)
Aplitas (APL)
Episienitas (EP)
Brechas Hidrotermales (ZBH)
Jabres procedente de los diferentes tipos graníticos anteriores (SGR + SGRODE + SAPL + SEP).
Granito de Allariz (GR): Son granitos equigranulares de grano fino a grueso, y más frecuentemente con textura porfídica, que se suelen presentar algo fracturados. Su característica más destacable es la presencia a menudo de un cierto grado de deformación debido a que fueron deformados durante la principal fase de la orogenia, originándose la orientación de sus minerales. El resultado es una roca masiva que en ocasiones presenta una ligera foliación grosera fruto de una deformación interna más o menos acusada. En el túnel aparecen asociados a granitos aplíticos que a menudo forman cuerpos de espesor hasta decamétrico y morfología planar con una disposición tabular con buzamientos entre 10 y 20 hacia el sur y sureste. Hay que resaltar que esta es la estructura geológica regional que suelen presentar el conjunto de materiales rocoso ígneos (granitos, aplitas, episienitas y brechas hidráulicas) en la zona del tramo. También aparecen intruidos por diques aplíticos menores que han cortado la roca granítica prexistente y no son concordantes con la estructura de capas o cuerpos ígneos paralelos descrita anteriormente.
Afloramiento en la zona del túnel de granito de Allariz porfídico con meteorización II y atravesado por un dique de aplita
La anisotropía cristalina interna que a menudo presenta este tipo de granito, la hace más susceptible a la alteración química que el resto de los granitoides, lo que ha provocado el desarrollo de mantos de jabre discontinuos, aunque bastante generalizados, y de hasta varias decenas de metros de potencia. También provoca en las zonas menos meteorizadas la formación de disyunciones bolares con formas elipsoidales de tamaño entre decimétrico y métrico. Los escasos afloramientos rocosos de esta formación suelen presentar colores amarillentos o rosados debido al alto grado de meteorización de estos granitos cerca de superficie.
A cota de túnel el granito de Allariz aparecerá exclusivamente a partir del PK 5+800 hasta su final en la boquilla norte.
Granito de Ourense (GRODE): Son granitos biotíticos o biotíticos-moscovíticos, equigranulares de grano fino a grueso o porfídicos, que en general no presentan deformación interna o ésta es muy poco acusada, con una orientación de los minerales muy débil o inexistente. La granodiorita de Ourense intruyó con posterioridad al granito de Allariz al que corta de forma neta, y forma el zócalo rocoso en toda la zona del tramo donde no aparece el granito de Allariz. En comparación con el granito de Allariz se caracteriza por presentar un contacto neto con este, ser menos meteorizable que este, tener un color gris muy característico, contener ocasionales enclaves microgranudos y no presentar o ser muy escasos los signos de deformación en sus cristales. En conjunto forma un macizo rocoso poco fracturado y a menudo muy masivo a cota de túnel, presentándose normalmente sano en profundidad.
Granito de Orense sano de textura equigranular y grano medio, con meteorización grado II
En la zona del túnel aparece en superficie formando numerosos afloramientos con disyunciones bolares muy marcadas, de formas esféricas o muy ligeramente elipsoidales y tamaño entre decimétrico y decamétrico. El tamaño de los bolos aumenta en la facies de grano grueso y en conjunto suelen formar un relieve más acusado y escarpado que el del granito de Allariz.
El granito de Ourense aparece en la mayor parte del túnel de Rante, formando una meseta elevada donde se enclava la localidad que da nombre al túnel y que será atravesada por éste. Concretamente aparece de forma predominante entre los PPKK 2+300 – 6+000 del túnel aunque no de forma continua ya que contiene cuerpos tabulares menores de aplitas, episienitas, y bandas con brechificación hidráulica.
Aplitas (APL): Son un conjunto de rocas ígneas de grano fino – muy fino (aplitas, pegmoaplitas y granitos aplíticos) que se caracterizan por una mineralogía feldespato potásico, cuarzo y algo de plagioclasa, moscovita y biotita en proporción variable. Los microcristales tienen textura equigranular, raramente porfídica, un aspecto sacaroideo y color crema.
En el tramo afloran de forma discontinua en la segunda mitad del túnel de Rante, donde se presenta como tres cuerpos principales e independientes de espesor máximo hasta decamétrico y geometría tabular tipo “sill”. Estos sills presentan la disposición estructural general descrita para el granito de Allariz, que consiste en capas con un bajo buzamiento (inferior a 15 – 20 grados) hacia el sur y sureste. Concretamente se ha interpretado que en el túnel de Rante se cortarán tres cuerpos aplíticos principales de este tipo con un espesor máximo de hasta 25 metros. Los límites, espesores, continuidad lateral y geometría de estos cuerpos deben de tomarse con mucha cautela, debido a que por su propia naturaleza presentan una geometría y disposición irregular, especialmente cuando suelen aparecen asociados a procesos de brechificación hidráulica y episienitización. Además deben existir otros muchos niveles menores de aplitas a menudo con geometría de dique y un espesor de entre decimétrico y métrico.
Bloques de aplita de morfología paralepipédica situados en un cerro próximo al final del túnel
Debido a su fino tamaño de grano, presentan una mayor resistencia a la erosión, por lo que es más frecuente la existencia de afloramientos de estos materiales que a menudo presentan grandes bloques aislados de geometría paralepipédica y con una morfología acastillada o ruiniforme muy característica, que destaca en el paisaje.
Episienitas (EP): Las episienitas son rocas ígneas originadas por un proceso de alteración hidrotermal de los granitoides preexistentes. El proceso provoca la descuarcificación y alcalinización de la roca original, con el resultado de la neoformación de una roca con la textura y estructura del granito original pero con distinta mineralogía ya que se produce una disminución considerable del contenido de cuarzo y un importante aumento de la proporción de feldespato potásico. Al variar la mineralogía de la roca también se alteran sus propiedades mecánicas, alterabilidad, etc. Además el proceso de la episienitización suele lleva asociada la inyección de fluidos hidrotermales que provocan la brechificación hidráulica del material generando la aparición de brechas hidráulicas que son descritas en el apartado correspondiente a la formación ZBH.
El proceso de episienitización se suele presentar asociado a la inyección de los sills de aplitas y granitos aplíticos del tipo de los descritos en el apartado anterior. Los sills sobre los que actúa forman bandas irregulares de cuerpos elongados y aparecen agrupados en enjambres más o menos densos, con longitudes de dimensiones de hectométricas hasta kilométricas. A veces se produce el proceso de neoformación mineral sin que la roca llegue a variar sustancialmente las características mecánicas originales, presentándose como una roca competente, sana y de resistencia elevada. En otras ocasiones las bandas de episienitización llevan asociados importantes procesos de brechificación hidráulica de la roca de caja (granitos o aplitas) que suelen presentar una distribución y continuidad muy irregular.
Episienita “sana” perforada en un sondeo del túnel a unos 100 m de profundidad.
En el túnel las episienitas se presentan como rocas ígneas granudas de grano-medio grueso que se caracterizan por su color rosado debido a su elevada proporción de feldespato potásico (ortosa) y su bajo contenido en cuarzo. Esta composición provoca que presente una menor resistencia frente a la meteorización, por lo que en superficie se suelen transformar con facilidad a jabre y en el paisaje se reflejan como “niveles de prados” con ausencia de afloramientos naturales, pudiendo observarse casi exclusivamente en excavaciones artificiales. En general el proceso de episienitización origina una gran
variedad de condiciones geotécnicas que varía entre espesores anormalmente altos de jabre hasta existencia de una roca sana neotransformada de composición petrológica episienítica.
Episienita “meteorizada” en una excavación del polígono industrial Barreiros
En el túnel de Rante se ha interpretado que se cortarán en una banda de la zona final entre los PPKK 5+220 – 5+660 aunque no de forma continua, ya que este cuerpo presenta intercalaciones aplíticas y zonas de brechificación hidráulica. Hay que volver a señalar que esta interpretación debe tomarse con bastante cautela debido a la geometría irregular que generan los procesos de episienitización y al grado variable de los procesos de transformación de la roca original.
Brechas Hidráulicas (ZBH): Son materiales brechoides originados por procesos de brechificación hidráulica del material ígneo original en el que se ha producido la circulación forzada de los fluidos hidrotermales que suelen ir asociados a procesos de episienitización durante el emplazamiento de intrusiones aplíticas en el encajante. La brechificación provoca la destrucción del macizo rocoso original, que se transforma en material más o menos intensamente brechificado de morfología y geometría muy irregular, alterando profundamente las características geotécnicas originales. El resultado final es la formación
de una brecha de clastos angulosos y tamaño muy variable procedentes tanto de las rocas ígneas originales (granitos de Allariz, Orense o aplíticos) como de las neotransformadas (episienitas en diverso grado de transformación), con una matriz arenosa de tipo jabre o muy poco frecuentemente en el tramo de naturaleza arcillosa caolinítica. Estos cuerpos normalmente presentan una estructura caótica a pequeña escala y masiva en conjunto.
Las brechas forman bandas o cuerpos de geometría muy irregular con morfología de cuerpos elongados y dimensiones muy variables, donde se producen importantes cambios litológicos entre puntos muy cercanos. La deformación suele ser muy penetrativa con formación de texturas cataclásticas y microtexturas de recristalización dinámica (grietas de tensión, fallas, etc.) que se concentra en los clastos de esas bandas de deformación.
Las zonas de brechas hidráulicas presentan una menor resistencia frente a la meteorización, por lo que en superficie se suelen transformar con facilidad a jabre y en el paisaje se reflejan como “niveles de prados” con ausencia de afloramientos. Con estas características es muy difícil la observación de afloramientos o cortes del terreno de estos materiales. También es compleja su observación en los sondeos, debido a la dificultad que durante la perforación presenta la obtención de un buen testigo del material. Generalmente la perforación suele provocar una intensa alteración de sus características reales, ya alteradas de por sí.
Brecha hidráulica perforada en un sondeo del túnel entre 112 - 115 m de profundidad
En el túnel estos materiales aparecen de forma discontinua en dos zonas correspondientes al entorno de la boquilla SE del túnel de Rante y de forma esporádica, en la segunda mitad del túnel, en este caso asociados a los cuerpos aplíticos y episieníticos existentes. De nuevo hay que indicar, y de una forma más marcada en este caso, que la interpretación de la geometría y características de estos materiales debe tomarse con precaución debido a la dificultad de su estudio tanto por la escasez y baja calidad de los datos con que se suele contar, como por la geometría irregular que presentan y el grado muy variable del proceso de transformación de la roca original.
Jabres (SGR + SGRODE + SAPL + SEP): La alteración y meteorización “in situ” del sustrato granítico ha provocado la transformación de la roca ígnea sana en un material granular con cementación variable denominado jabre y formado esencialmente por arena o grava densa o muy densa, de grano medio a grueso y color marrón claro rosado que presenta un contenido variable de grava y bolos de granito de diferente grado de meteorización. Este material es característico de las zonas graníticas y sus propiedades varían desde un material rocoso disgregable con mucha facilidad hasta un suelo esencialmente arenoso
En este proyecto se ha considerado como jabre al característico material correspondiente a suelos residuales graníticos en sentido amplio. Es decir, esencialmente con una meteorización grado VI (escala ISRM), pero incluyendo también al sustrato rocoso completamente meteorizado (grado de meteorización V) de resistencia grado 0 – 1. Esta decisión se fundamenta en que el granito completamente meteorizado con grado V suele presentar un comportamiento geotécnico similar o incluso más desfavorable que el de un suelo residual algo litificado. Además, en la práctica es muy difícil definir con precisión sobre el terreno o en los sondeos el límite entre ambos materiales, excepto cuando se disponen de abundantes cortes del terreno continuos y de calidad. En la zona de estudio el paso entre el granito meteorizado grado IV y el jabre se puede producir tanto de forma relativamente rápida con la profundidad, como de una forma gradual y progresiva.
Talud excavado en jabre de granito de Allariz con meteorización grado V y fragmentos de granito algo más sano.
Talud en la zona final del tramo (polígono Barreiros) excavado en jabre de episienita con meteorización grado V y en su base roca algo más sana (meteorización grado IV)
Su espesor es variable en función de varios condicionantes como la litología (mineralogía, tamaño de grano, textura, etc) de la roca original, grado y tipo de fracturación, hidrogeología, etc. Se puede indicar un grado creciente de desarrollo del espesor de jabre desde las episienitas, al granito de Allariz, granito de Ourense y, por último, las aplitas y granitos aplíticos que son los materiales menos alterables del tramo. En la montera del macizo rocoso donde se excavará el túnel se puede considerar un espesor máximo de jabre inferior a la decena de metros que puntualmente puede alcanzar la veintena de metros. El recubrimiento de jabre en general es mayor en el granito de Allariz que en el de Ourense, y lo normal es que bajo el jabre aparezca primero el sustrato rocoso de meteorización grado III - IV y a mayor profundidad la roca sana de meteorización grado II. Este material sólo va a influir de forma significativa en las zonas de las boquillas del túnel de Rante y de las galerías de emergencia.
3.2.3.3. Tectónica y estructura
En el siguiente apartado se presentan los datos relacionados específicamente con la tectónica de la zona del túnel de Rante, describiendo su estructura y la fracturación que presenta el macizo rocoso. En el anejo nº 3 (Geología) de este proyecto se realiza una descripción detallada del contexto estructural y la tectónica regional del tramo.
Como se ha indicado anteriormente el túnel de Rante y sus galerías de emergencia se excavarán sobre distintos tipos de granitoides emplazados en la orogenia Varisca o Hercínica (granitos de Orense y Allariz y aplitas) y materiales procedentes de una alteración más o menos intensa de los mismos (episienitas, brechas hidráulicas y jabres). A escala del frente de excavación del túnel forman en conjunto un macizo rocoso fracturado de estructura casi masiva con varias familias de juntas ocasionales, y a una escala mayor aparecen como un apilamiento de capas de espesor muy variable entre métrico y hectométrico con un buzamiento general de 10º – 20º hacia el sur y el sureste.
Es decir, el sustrato rocoso está formado por distintos cuerpos ígneos que presentan una estructura interna masiva en conjunto pero a menor escala con un grado de fracturación variable. Sin embargo el conjunto de los distintos cuerpos ígneos que forman el macizo rocoso presenta una estructura general en macrocapas correspondientes a los distintos cuerpos graníticos, sills aplíticos, bandas de episientización y de brechificación hidráulica, con una disposición estructural de estos cuerpos o bandas de buzamiento entre 15 y 25 hacia el sur y sureste. Esta estructura general, que es la propuesta por D. Daniel Arias (asesor de Adif en temas geológicos y experto en la geología regional) para el túnel de proyecto, se ha reflejado en la interpretación general del perfil longitudinal geológico-geotécnico del túnel hecha por él. Se ha basado, además de los datos regionales, en una correlación petrológica de las distintas capas de material diferenciadas de las columnas de los sondeos, obteniéndose un grado elevado de correlación entre las distintas capas, teniendo siempre en cuenta el grado de incertidumbre que presenta la extrapolación de las observaciones de las columnas de los sondeos perforados en estas litologías, cuyas características litológicas suelen ser heterogéneas y poco regulares.
Los datos de las discontinuidades (juntas y en mucha menor medida diques y fallas) obtenidas en las estaciones geomecánicas analizadas indican que la fracturación es similar en las cuatro formaciones diferenciadas en el macizo rocoso granítico: GR, GRODE, APL y EP o
en algún caso en el jabre de estos materiales. En general se puede indicar que se trata de un macizo rocoso fracturado granítico de carácter general masivo y sano que en alguna zona se presenta algo meteorizado y con parte de la fracturación difusa, mientras que en otras está bastante fracturado. La mayor parte de las discontinuidades corresponden a juntas o diaclasas de pequeña continuidad, con planos a menudo algo alabeados y rugosos, y en mucha menor medida se han medido planos de fractura y diques de aplita, de mayor continuidad en ambos casos, con baja rugosidad los primeros y a menudo sellados los segundos.
Por otra parte, en la zona de estudio cercana al túnel se han identificado posibles fallas de dirección NNE-SSO que forman parte del gran corredor de fallas que con esa dirección atraviesan la ciudad de Ourense y a las que se les ha asociado sismicidad reciente. Estas fallas pueden presentar bandas de alteración debido a una mayor fracturación y a que a estas estructuras se les ha asociado procesos hidrotermales. Aunque algunas de estas fallas son anteriores, durante la orogenia Alpina se produjo una nueva fracturación del zócalo rocoso granítico, con formación o reactivación de fallas de dirección preferente NNE-SSO a N-S. El conjunto de todos estos fenómenos unido a la exhumación por erosión del macizo rocoso, con su correspondiente descompresión, ha determinado la fracturación de los materiales existentes en el túnel.
En todos los casos principales las fallas o zonas de mayor fracturación discurren por pequeños valles y vaguadas que son un reflejo morfológico de las mismas. La traza de las fallas representadas fue deducida en un el estudio geológico realizado para GINPROSA por dos especialistas en petrología y neotectónica del área de estudio (ver apartado de “Antecedentes”) mediante el uso de fotointerpretación geológica en base a desplazamientos de los paquetes de episienitas y aplitas. Debido a las malas características de observación que presentan estas vaguadas, sin afloramientos o cortes del terreno, no se han podido obtener datos adicionales sobre dichas fallas.
3.2.4. Caracterización geotécnica
De acuerdo con la caracterización efectuada en el Anejo nº 6 (Geotecnia) los parámetros geotécnicos de los diferentes materiales existentes en la zona del túnel son los siguientes:
Materiales tipo “Suelo”
Material Peso específico natural (kN/m3) Ángulo de rozamiento interno ɸ’ (º) Cohesión c’ (kPa) Módulo de Elasticidad (MPa) Coef. Poisson Jabres 21,5 35 25 65 0,30 Roca-GM-IV 22,5 38 50 200 0,30
Brecha Hidrotermal (prof. < 60
m) 21,0 38 25 200
0,30
Brecha Hidrotermal (prof. > 60
m) 23,0 38 25 400 0,30 GRANITOS GRODE, GR Y APL RMRBÁSICO GSI de cálculo Resistencia compresión roca matriz C (MPa) mi m s Resistencia compresión del macizo Qu,MACIZO (MPa) Módulo de elasticidad EM (MPa) Coef. Poisson > 60 65 55 12 3,44 0,0205 7,87 8000 0,20 50 a 60 55 55 12 2,41 0,0067 4,51 5000 0,20 40 a 50 45 30 12 1,68 0,0022 1,41 2500 0,20 30 a 40 35 30 12 1,18 0,0007 0,81 1500 0,20 < 30 20 30 12 0,69 0,0001 0,35 1000 0,20
EPISIENITA EP RMRBÁSICO GSI de cálculo Resistencia compresión roca matriz C (MPa) mi m s Resistencia compresión del macizo Qu,MACIZO (MPa) Módulo de elasticidad EM (MPa) Coef. Poisson > 60 65 35 12 3,44 0,0205 5,01 5000 0,20 50 a 60 55 35 12 2,41 0,0067 2,87 3000 0,20 40 a 50 45 20 12 1,68 0,0022 0,94 1500 0,20 30 a 40 35 20 12 1,18 0,0007 0,54 1000 0,20 < 30 20 20 12 0,69 0,0001 0,23 750 0,20
Peso específico natural empleado en cálculos (kN/m33) = 26
3.2.5. Hidrogeología
En este apartado se describe la hidrogeología de túnel de Rante, indicando las características y parámetros hidrogeológicos de los materiales que forman el macizo rocoso, la posición del nivel freático interpretada y las potenciales afecciones que se pueden producir por la construcción del túnel.
Los datos e ideas que se incluyen a continuación están basadas en las conclusiones de los dos estudios hidrogeológicos efectuados por ADIF, complementadas en algunos casos, por la investigación adicional efectuada por GINPROSA. El primer estudio, que es más general, abarca el tramo Requejo – Orense y mientras que el segundo, con título “Integración Urbana y Acondicionamiento de la Red Ferroviaria de Ourense (Taboadela – Ourense)”, está más centrado en la zona del proyecto y trata más a fondo los aspectos relativos al túnel de Rante. En el anejo nº 3 (Geología) se realiza una descripción detallada de las características hidrogeológicas de la zona de estudio y un resumen detallado del segundo de estos estudios.
Desde el punto de vista hidrogeológico en la zona del túnel se pueden diferenciar tres tipos de materiales de características bastante diferentes: un sustrato impermeable, que
predomina en el túnel, y dos tipos de acuíferos, o acuitardos, de características muy diferentes:
- Sustrato Granítico Impermeable. En estos materiales se excavará la casi totalidad del túnel y corresponden a un macizo rocoso de granito sano que se puede considerar prácticamente impermeable, ya que presenta una permeabilidad primaria de la matriz rocosa nula y una permeabilidad secundaria por fracturación en general muy baja, que incluso muy a menudo es casi nula.
- Acuífero Epidérmico Superficial Cuaternario. El denominado acuífero epidérmico superficial está formado por un conjunto de acumulaciones superficiales de suelos de origen diverso (residuales, coluviales, eluviales, etc.) de naturaleza esencialmente arenosa y grado de consolidación variable. Bajo estos suelos también se incluye la parte superior del macizo rocoso más meteorizada (montera de meteorización) que no suele aflorar en superficie, ya que normalmente está subyacente bajo la montera de suelos. En conjunto son pequeños acuíferos libres aislados y de espesor reducido que se forman en materiales cuaternarios de la parte más superficial de la montera de meteorización del sustrato rocoso. Estos pequeños acuíferos no tienen importancia regional pero sí la tienen a nivel local, ya que tradicionalmente en la zona de estudio se han explotado mediante pozos artesanales poco profundos y minas de baja productividad que suministran agua a algunas viviendas y zonas rurales aisladas.
- Acuíferos Libres o Semiconfinados en Brechas Hidráulicas. Estos acuíferos se desarrollan en zonas localizadas del macizo rocoso, afectadas por procesos de episienitización, brechificación y meteorización descritos en apartados anteriores. El resultado de estos procesos son niveles lenticulares y capas irregulares de brechas graníticas que, según la interpretación realizada, pueden llegar a tener una cierta continuidad. Estas bandas pueden formar acuíferos semiconfinados cuya interconexión hidráulica con la superficie, o con otros niveles similares, es muy difícil de determinar.
El funcionamiento hidrogeológico del macizo rocoso en el que se excavará el túnel se debe considerar en conjunto para todos los materiales descritos anteriormente. Corresponde por un lado a pequeños acuíferos libres y superficiales de tipo epidérmico cuyo sustrato rocoso se transforma en impermeable con la profundidad y cuya permeabilidad normalmente es baja, con importantes variaciones en los parámetros hidrogeológicos incluso entre puntos muy cercanos entre sí, tanto en la vertical como lateralmente. La recarga directa de estos acuíferos se debe fundamentalmente a precipitación e infiltración directa de agua de lluvia con escasos aportes de escorrentía ya que la cuenca donde se enclavan los acuíferos superficiales es de dimensiones limitadas. Los acuíferos superficiales, que suelen estar más desarrollados según las principales bandas de fractura y constituyen las zonas de recarga de los acuíferos debidos a brechificación hidráulica y a la fracturación. Se desconoce el grado de interconexión hidráulica que a diferente escala pueden presentar las bandas brechificadas y de fractura tanto entre sí como con respecto a su entorno regional. En cualquier caso en el estudio hidrogeológico se señala que existe un flujo general del agua subterránea hacia el noreste y según la pendiente topográfica, drenando el terreno la escorrentía subsuperficial hacia los cursos fluviales mediante pequeños manantiales estacionales.
En el tramo se ha interpretado la posición del nivel freático en base a datos de la investigación y a observaciones de campo obtenidos de medidas del nivel freático en el entorno de la traza: pozos, fuentes, medidas periódicas en los piezómetros de los sondeos y observaciones en las catas. Los niveles piezométricos indicados deben entenderse como referencia y asociados siempre a una época del año. Hay que indicar que el invierno del año 2012, cuando se realizaron la mayor parte de las medidas, fue poco lluvioso y es posible que en algún punto el nivel freático pueda estar más somero. Los niveles dependen de la recarga de los acuíferos en cada estación, del régimen de explotación a que estén sometidos y en algún caso particular, a la proximidad al cauce de los ríos y arroyos. En el zócalo rocoso granítico pueden producirse cambios notables en la posición del nivel freático debido al estiaje, mientras que en el resto de las zonas las variaciones son menores. Se deduce en general una rápida respuesta de los piezómetros frente a la precipitación.
Otra fuente de obtención de datos hidrogeológicos ha sido el inventario de puntos de agua situados en el entorno del túnel y sus galerías (pozos, manantiales y fuentes). En el apéndice 1 (Investigación de Campo) del Anejo nº6 (Geotecnia) de este proyecto se presenta una planta con la situación de los puntos de agua nombrados y las fichas de cada punto de agua del inventario realizado.
Por otra parte hay que señalar que según se indica en el estudio hidrogeológico, la población de Rante y el resto de viviendas rurales aisladas que existen en la zona del túnel y las galerías están conectadas a una red de abastecimiento de agua para uso de boca, ganadeo o industrial. Los puntos de captación de agua para dicha red están muy alejado del túnel y no se podrán ver afectados por su construcción.
En base a los datos y observaciones anteriores, para interpretar el perfil longitudinal geológico - geotécnico se ha adoptado como característico del túnel una situación del nivel freático correspondiente a una estación húmeda poco acusada. La situación representada en el perfil longitudinal geológico – geotécnico para la posición del nivel freático indica que a menudo el nivel de agua está muy somero, con profundidades inferiores a 5 – 6 m en la mayor parte de los piezómetros de los sondeos. Está posición debe corresponder a medidas relacionadas con la permeabilidad primaria en los acuíferos epidérmicos superficiales. En dos casos donde los sondeos están situados en zonas relativamente altas y donde existen numerosos afloramientos rocosos muy cercanos, la profundidad es mayor. Concretamente del orden de entre 25 – 35 m, debido probablemente a la inexistencia en esas zonas de acuíferos epidérmicos superficiales, por lo que el nivel de agua medido debe estar relacionado con la permeabilidad secundaria debida a la fracturación del macizo rocoso meteorizado o sano. A efectos de proyecto, y de cara a la construcción del túnel, se ha considerado la existencia de un nivel freático continuo y bastante somero sobre un sustrato casi impermeable con una permeabilidad secundaria muy baja que solo llega a ser significativa en puntos relacionados con zonas de mayor fracturación y/o la presencia de las bandas de brechas hidráulicas.
