Propiedades Geológicas Clave para la Excavación de Túneles

Características Geológicas de Rocas para la Construcción de Túneles

Granitos

Son rocas muy duras compuestas por cuarzo, feldespato y mica. Presentan diaclasas generalizadas por descompresión superficial, lo cual, al igual que la aparición de jabre, es un aspecto a tener en cuenta. Es importante controlar las fallas, el agua y las inclusiones que puedan contener. No se pueden excavar con rozadoras; se requiere el uso de tuneladoras, perforación y voladura.

Basaltos

Son rocas muy duras si están bien consolidadas. Presentan diaclasas por enfriamiento y disyunción columnar, así como vacuolas que pueden ser problemáticas al producir una pérdida de energía durante la voladura. Es importante considerar el efecto de la meteorización y una posible alternancia con capas inconsistentes.

Pizarras y Esquistos

Poseen un alto grado de metamorfismo y presentan defectos concentrados en planos de esquistosidad. Son muy sensibles a las fallas, ya que estas producen triturados, y a la meteorización, que puede dar lugar a derrumbes. Tienen ángulos de rozamiento muy bajos, se excavan bien con rozadoras y también mediante perforación y voladura.

Cuarcitas

Son muy duras debido a su alto contenido en sílice. El agua se presenta en zonas fracturadas y poseen un alto módulo elástico, por lo que requieren poco sostenimiento. Las sobreexcavaciones con explosivos pueden dar lugar a secciones irregulares.

Gneiss

Tiene un comportamiento similar al granito (aunque con un grado de metamorfismo mayor), por lo que presenta una alta dureza. Es crucial prestar atención a las juntas de esquistosidad, ya que son puntos peligrosos, y al efecto de jabrización.

Arenas

Si son silíceas, poseen una dureza considerable. Se sostienen mejor si la arena está húmeda. Permiten la excavación mecánica, pero bajo el nivel freático se presentan dificultades, siendo necesario tratar las arenas mediante taladros para drenar y mejorar su consistencia.

Arcillas

La humedad es un factor crucial: a corto plazo son estables, pero pueden ser muy deformables. Es fundamental considerar su expansividad, como ocurre con las montmorillonitas. Son más deformables en presencia de agua, y los túneles en este tipo de terreno requieren sostenimiento incluso en el frente.

Gravas

La humedad no les afecta. Los túneles típicos se encuentran bajo los ríos y en boquillas de coluviones.

Conglomerados

Cuanto más heterogéneo sea el conglomerado, más irregular será la sección del túnel. Se excavan con explosivos o barrenos y se encuentran en alternancia con otros niveles. Si están cementados, no requieren mucho sostenimiento. Las tuneladoras trabajan mal en condiciones de heterogeneidad, y las barrenas pueden torcerse, especialmente al encontrar clastos silíceos. También es posible la excavación con rozadoras.

Areniscas

Si son silíceas, son duras y los túneles resultan difíciles de excavar. Las arcosas absorben agua con facilidad y pueden fluir considerablemente; este tipo de areniscas es muy difícil de tratar. Si hay presencia de agua, suelen estar fracturadas, y es necesario tener precaución con las fallas.

Calizas

Presentan solubilidad lenta y una gran karstificación. Pueden contener diaclasas, y es importante considerar la potencia de los distintos paquetes. Están asociadas a acuíferos. El uso de explosivos puede ser peligroso.