Estudio de prefactibilidad para la construcción del túnel de metro de Lima-Callao línea 2, mediante máquinas tuneladoras

Abstract

En los últimos años, nuestro país ha desarrollado importantes proyectos de infraestructura, los cuales le han permitido abrirse paso a la modernidad. En la ciudad de Lima se está desarrollando uno de estos proyectos, que es la Línea 2 del Metro de Lima, un metro subterráneo de gran capacidad que conectará a los distritos de Ate con el Callao y reducirá significativamente el tiempo de viaje entre ambos entre ambos puntos: de dos horas y media a 45 minutos. Este análisis tiene como objetivo conocer qué tan factible es la construcción de los túneles de Metro mediante el uso de máquinas tuneladoras. Para conocer los distintos tipos de tuneladoras existentes, se hizo un estudio con el fin de establecer los criterios de selección de la máquina más adecuada para la excavación de los túneles en los suelos de Lima. Este análisis principalmente se inicia con un estudio geológico, donde se define la tipología de la máquina; mientras que las características del proyecto definen especificaciones particulares, como el tamaño de la máquina y el uso de una maquinaria auxiliar. Con ello, se ha definido que las máquinas tuneladoras con mayores ventajas para el tipo de suelo limeño son una TBM (Tunnel Boring Machine) y una EPB (Escuado de Balance de Presión de Tierras) como maquinaria auxiliar. Estas máquinas se usarán en distintos tipos de etapas, de acuerdo al estudio geológico que exige características particulares. Estas etapas que presenta el nuevo sistema de transporte son: 1-A, 1-B y 2. La etapa 1-A, tiene 5 Km y consta de 5 estaciones y la excavación de los túneles se hará por el método convencional, es decir con maquinaria pesada como retroexcavadoras y pantalladoras. Para la etapa 1-B, se usarán 2 tipos de tuneladoras: EPB y TBM, La tuneladora EPB (Earth Preasure Balance) se usa normalmente en la excavación de terrenos difíciles; la tuneladora TBM (Tunnel Boring Machine) excava túneles a sección completa y a la vez colabora en la colocación de una entibación para la sustentación del túnel si esta es necesaria, ya sea en forma provisional o definitiva. Asimismo, se analizará la estimación de un rendimiento promedio de avance que se aproxima a los 18m/día, en comparación al rendimiento de avance de un frente en NATM que alcanza un promedio estimado en 2m/día. El Nuevo Método Austriaco de construcción de túneles con la sigla en inglés NATM, es un método que permite trabajar en varios frentes, mientras que una tuneladora lo hace en un solo frente. En este proyecto de investigación se han establecido las diferencias entre el actual método NATM y el uso de una máquina tuneladora. Finalmente, se ha elaborado un análisis comparativo de ambos métodos constructivos, concluyendo que bajo las condiciones típicas de suelos y formas del Metro de Lima existen tramos pequeños para los cuales el uso de una tuneladora reduce los plazos de ejecución, pero a un mayor costo que el método NATM, mientras que para tramos largos de aproximadamente 12 km, el costo del uso de la tuneladora es menor, pero con un aumento considerable en el plazo.