El documento describe un proyecto de túnel en Madrid de aproximadamente 3,550 metros de longitud y 13,450 milímetros de diámetro interior usando una máquina tuneladora EPB S-300. El proyecto requiere equipos especiales debido a la profundidad máxima de 75 metros, la pendiente máxima de aproximadamente un 5% y una presión máxima de 6 bares. El documento también resume la evolución de las máquinas tuneladoras EPB en España desde 1994.

1. Herrenknecht AG.
Proyecto S-300 Madrid M30.
Olivier Kraft, Project Engineer EPB-Machines, Madrid, 04.03.2005

2. Proyecto M30.
 Longitud del túnel:
 Diámetro interior del túnel:
 Pendiente máx.:
 Profundidad máx. al eje del túnel:
aprox. 5%
 Presión máx.:
 Tiempo de ejecución:
6bar
 Finalización del Proyecto:
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aprox. 3,550m
aprox. Marzo 2007
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13,450mm
75m
30 meses

3. Trazado del túnel.
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4. Geología del Proyecto M30.
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8. Evolución de EPB en España.
1994: S-84, Metro Linea 5, Valencia.


5,600m
Geología:
Arcilla, arena,
gravilla

Olivier Kraft, Project Engineer EPB-Machines, Madrid
Longitud de túnel:

04.03.2005
Potencia rueda de corte: 800kW

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Diámetro:
6,520mm
Cliente:
Necso

9. Evolución de EPB en España.
1997: S-120/S-122, Metro Madrid Linea 7.


11,000m
Geología:
Arcilla, arena,
gravilla

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Longitud de túnel:

04.03.2005
Potencia rueda de corte : 2,000kW

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Diámetro:
9,330mm
Cliente:
Necso,
Ferrovial Agroman S.A.

10. Evolución de EPB en España.
2000: S-165, Metro Sur Madrid.

Diámetro:
9,330mm

Potencia rueda de corte : 2,800kW

Longitud de túnel :

Geología:
6,840m
Yeso cristalizado
con arcilla y peñuela

Cliente:
Ferrovial-Agroman
S.A.
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11. Evolución de EPB en España.
2002: S-221, Metro Linea 9 Barcelona.

Diámetro:

Potencia rueda de corte: 4,000kW

Longitud del túnel:

Geología:
12,060mm
8,500m
Granodioritas,
arena, arcilla,
gravilla, bolos

Cliente:
Necso
Dragados
ACS
Comsa
Sorigue
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12. Evolución de EPB en España.
2005 Madrid M30.

Diámetro máx.excavación:
15,200mm

Potencia rueda de corte:
12,000KW
+2,000kW

Longitud del tunel:
aprox. 3,550m

Geología:
Peñuela, arena,
yeso

Cliente:
Necso,
FerrovialAgroman S.A.
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13. Evolución de EPB en España.
1994 - 2005.
M30 Madrid,
S-300
D=15,200mm (D máximo excavación)
Metro línea 9 Barcelona, S-221
D=12,060mm
Metro Sur Madrid,
S-165
D=9,330mm
Metro Línea 5 Valencia, S-84
D=6,520mm
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14. Equipamientos especiales para la tuneladora M30
 Rueda de corte compuesta por rueda de corte exterior e interior.
 Rueda de corte para suelo blando y roca.
 Especial protección contra desgaste en rueda de corte interior,
rueda de corte exterior y tornillos sinfín.
 Medición de desgaste en herramientas y rastreles –
rueda de corte interior
 Medición de desgaste por radiodifusión –
rueda de corte exterior
 Desplazamiento horizontal de la rueda de corte interior.
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15. Equipamientos especiales para la tuneladora M30
 Unidad procesado de espuma para acondicionamiento del suelo.
 Unidad procesado de polímeros para acondicionamiento del suelo.
 Inyección de agua a presión desde la rueda de corte interior para
el acondicionamiento del suelo y evitar taponamientos.
 2 esclusas de personal y 3 de material para una segura
intervención bajo presión.
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16. Equipamientos especiales para la
tuneladoraM30
 Sistema equilibrio de escombro: básculas en la cinta y escáneres
ópticos.
 Sistema de inyección automática de bentonita con una capacidad
de 40m3 para asegurar un suelo constante y seguro.
 Mecanismo contrarrotación como protección adicional:
estabilizadores y aletas contrarrotación.
 Ajuste de los cilindros de empuje.
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17. Escudo S-300.
Diámetro.
Diámetro máximo excavación: 15.200mm
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18. Escudo S-300.
Peso total del escudo.
Peso total del escudo: aprox. 2.610 t
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20. Escudo S-300.
Presión.
Presión: 6bar
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21. Escudo S-300.
Longitud.
Longitud: 12.360mm
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22. Escudo S-300.
Fuerza de empuje.
Fuerza de empuje: 316.000kN a 400bar
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23. Seite 23
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24. Escudo S-300.
Par máximo.
Par máximo en la rueda de corte: 125.268kNm
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25. Seite 25
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26. Distribución de la carga.
Cálculo estructural del escudo
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27. Escudo de Cola.
Detalle cola tipo sandwich
Madrid M30
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28. Mecanismo contrarrotación como protección
adicional.
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29. Estabilizadores y aleta contrarrotación.
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30. Stop automático al alcanzar el límite de
contrarrotación.
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31. Rueda de Corte.
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32. Rueda de Corte.
Cuchillas rozadoras: 380 unidades.
292 cuchillas
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88 cuchillas

33. Rueda de Corte.
Cortadores de disco dobles de 17´´: 66 unidades
50 cortadores
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16 cortadores

34. Rueda de Corte.
Rippers: 66 unidades.
50 ripper
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16 ripper

35. Rueda de Corte.
Rastreles: 24 + 8 unidades.
24 rastreles
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8 rastreles

36. Rueda de Corte.
Desplazamiento longitudinal rueda de corte interior
• Desplazamiento longitudinal
rueda de corte interior: 400 mm
• Recorrido cortadores extensibles
de rueda interior:
105 mm
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37. Seite 37
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38. Rueda de Corte.
Sobrecortadores.
Recorrido máximo de
sobrecortadores: 40 mm
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39. Rueda de Corte.
Útil central.
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40. Rueda de Corte.
Grillbars.
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41. Rueda de Corte.
Recubrimiento de Hardox.
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42. Seite 42
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43. Accionamiento de la rueda de corte.
29 motores
21 motores
10 motores
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44. Accionamiento de la rueda de corte.
Caudal de aceite para los rodamientos.
Caudal de aceite: 460 l/min
Caudal de aceite: 73,6 l/min
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45. Accionamiento de la rueda de corte.
Consumo de grasa obturadora.
Consumo de grasa obturadora:
máx. 231,8 cm³/min
Consumo de grasa obturadora:
máx. 120 cm³/min
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46. Accionamiento de la rueda de corte.
Consumo de grasa de bloqueo.
Consumo de grasa de bloqueo:
máx. 432,8 cm³/min
Consumo de grasa de bloqueo:
máx. 160 cm³/h
Consumo de grasa de bloqueo:
máx. 98,4 cm³/min
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47. Ensayo de presión sobre accionamiento.
Sistema de sellado M30.
Ensayo hasta 15 bares de presión
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48. Ensayo de presión sobre accionamiento.
Sistema de sellado M30.
Grasa obturadora
(HBW)
Medición con
inyección
simultánea
de grasa
(activo)
Medición sin
inyección de
grasa
(ciego)
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Grasa de bloqueo
(GR 217 S EP2)

49. Ensayo de presión sobre accionamiento.
Medición de presión de grasa.
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50. Ensayo de presión sobre accionamiento.
Conclusiones.
Medición instantánea en el accionamiento de:
 Temperatura.
 Cantidad de grasa.
 Presión de grasa.
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51. Compensación de presión.
Sistema de sellado.
Grasa de
volumen cte.
con control
de volumen
Cámara de aceite
o control de
presión del aceite
Escape o
control de
presión
Grasa del
laberinto de
volumen cte.
con control de
volumen
Cavidad del
rodamiento
Cámara de
excavación
(aceite del
accionamiento)
Medida y
control de
presión
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52. Compensación de presión.
Sistema de sellado a 3bar.
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53. Compensación de presión.
Sistema de sellado a 6bar.
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54. Erector.
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55. Erector.
Plataformas desplazables.
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56. Erector.
Placa de succión.
Tipo de segmento
Factor de
seguridad
13.939 Kg
5,3 m2
3,0
Dovela contraclave
13.393 Kg
5,3 m2
3,0
Dovela clave
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Superficie de
succión
Dovela normal
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Peso
6.969 Kg
2,7 m2
3,1
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57. Esclusas.
Esclusas de personal.
2 esclusas de
personal.
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58. Esclusas.
Esclusas de material.
3 esclusas de
material.
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59. Esclusas.
Posición de las esclusas.
I
II
III
IV
V
III
Rueda de corte
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VI

60. Tornillos sinfín DN1250 y DN600.
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61. Seite 61
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62. Tornillos sinfín DN1250 y DN600.
Caudal de extraccíón.
mm/min
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
10
0
Caudal de extracción
(m3/h)
Relación caudal extracción-vel.avance
2000
1800
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
TOTAL DN600 + 2xDN1250
2 x Tornillo sinfín DN1250
%
100
n
l co
uda
Ca
1 x Tornillo sinfín DN1250
ELO
AL SU
AL RE
CAUD
Tornillo sinfín DN600
0
Superficie de excavación:
Sinfin DN600
Sinfin DN1250
Conjunto
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.
iny
a
pum
+ es
a
Ag u
20
40
60
Velocidad de avance (mm/min)
178,96 m2
250 m3/h
2 x 900 m3/h
2050 m3/h
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80
m3/min
11,6
10,7
9,8
8,9
8,1
7,2
6,3
5,4
4,5
3,6
1,8
0,0
m3/h
697,9
644,3
590,6
536,9
483,2
429,5
375,8
322,1
268,4
214,8
107,4
0,0

63. Tornillos sinfín DN1250 y DN600.
Especial protección contra desgaste.
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64. Ùltima tecnología para el sistema de equilibrio de
escombro: básculas en la cinta y escáneres ópticos.
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65. Sistema de remolques.
Cabina de mando.
Cabina de mando.
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66. Sistema de remolques.
Cabina de ingenieros.
Cabina de ingenieros.
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67. Sistema de remolques.
Equipo hidráulico.
Equipo hidráulico.
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68. Sistema de remolques.
Equipo de mortero.
Tanques y bombas de mortero.
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69. Sistema de remolques.
Ascensor.
Ascensor.
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70. Sistema de remolques.
Cinta transversal.
Sistema de paso.
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71. Sistema de remolques.
Cinta transversal.
Cinta transversal.
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72. Sistema de remolques.
Tambores de cable de alta tensión.
Tambores de cable de alta tensión.
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73. Sistema de remolques.
Equipo de espuma y polímeros.
Equipo de espuma
y polimeros
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74. Acondicionamiento de suelo.
Puntos de inyección al frente.
Lanzas de espuma
8 canales DN50 independientes
14 canales DN50 independientes
10 canales en mamparo del escudo
32 canales independientes en total
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75. Acondicionamiento de suelo.
Tabla de valores.
FIR[%] =
Consideraciones en cálculos:
• Diámetro de perforación:
Tasa
Volumen del caudal de espuma
inyección =
espuma Volumen del caudal material excavado
FER[:] =
Tasa
expansión
espuma
15.160mm
• Dosificación Tensoactivo-Agua: 3%
• FER:
12
• Presión apoyo:
6bar
=
Volumen del caudal de espuma
Volumen del caudal de líquido
Vel. Avance Caudal volumen extraído
Inyección de espuma FIR 100
(mm/min)
m3/min
m3/h
Espuma (m3/min) Agua (l/min)
Tensid (l/min)
65
11,6
696
11,6
940
29,1
55
9,8
588
9,8
795,6
24,6
45
8,1
486
8,1
651
20,1
35
6,3
378
6,3
506,3
15,7
25
4,5
270
4,5
361,7
11,2
15
2,7
162
2,7
217
6,7
Potencia instalada del equipo de
aprox.
2x 30m3/h
2x 900 l/h
espuma
12,5m3/min
(Σ 1000 l/min) (Σ 30 l/min)
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76. Acondicionamiento del suelo.
Equipo de espuma.
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77. Seite 77
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78. Sistema de remolques.
Equipo de agua
Equipo de agua industrial,
de refrigeración y residual.
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79. Equipo de agua.
Inyección de agua a presión.
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80. Sistema de remolques.
Equipo de bentonita.
Equipo de bentonita.
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81. Sistema de remolques.
Equipo de bentonita.
Equipo de bentonita.
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82. Cambio de herramientas.
Trabajo bajo presión.
Contra
DDA
III
II
Zona de
presión.
I
IV
V
VI
Atmósfera.
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83. Cambio de herramientas.
Trabajo bajo presión.
Atmósfera.
Zona de
presión.
I
II
III
IV
V
Rueda de corte
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VI

84. Cambio de herramientas.
Trabajo sin presión.
Contra
DDA
III
II
I
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IV
V
VI

85. Cambio de herramientas.
Trabajo sin presión.
I
II
III
IV
V
Rueda de corte
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VI

86. Cambio de herramientas.
Areas de trabajo.
III
II
I
Seite 86
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IV
V
VI

87. Seite 87
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88. Seite 88
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89. Herrenknecht AG.
Proyecto S-300 Madrid M30.
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