Segundo acceso a Playas de Tijuana: el hombre propone… y la geología dispone

Hace más de cinco años, la Secretaría de Infraestructura y Desarrollo Urbano del Gobierno del Estado (SIDUE) de Baja California comenzó la construcción del tramo Salvatierra – Playas de Tijuana. Este tramo consistía en una obra urbana en el Municipio de Tijuana de aproximadamente 4,5 kilómetros de longitud que conectaba la colonia de Salvatierra con la Delegación de Playas de Tijuana. Esta última, con forma de triángulo rectángulo de aproximadamente 4 km de altura y 1,5 km de base, está encerrada entre el mar por el Este, la frontera con EE UU por el Norte y una zona de cerros por el Oeste, contando sus más de 120.000habitantes con un único acceso por la llamada Avenida Internacional que discurre paralela a la valla de la frontera. Por tanto, esta obra dotaba a la Delegación de Playas de Tijuana de un segundo acceso por carretera por el sur.

La obra se desarrolló con normalidad hasta la construcción del tramo ubicado entre los cadenamientos 2+800 y 3+190, en los que el proyecto constructivo preveía realizar un desmonte en el cerro que se atravesaba, con una altura máxima de talud de 60 metros por el lado derecho, y de 40 metros por el lado izquierdo.

Foto del estado inicial de la obra.

En esta zona existe una falla geológica que provocó el derrumbe del corte por su lado izquierdo cuando se había ejecutado al 70% aproximadamente. Esta contingencia se podría haber evitado si la construcción de ese tramo se hubiera realizado con un túnel en mina de aproximadamente 225 metros de longitud.

El problema de este proyecto original pudo tener dos posibles razones. Una, que el estudio geológico realizado para el proyecto no diese la suficiente importancia o no valorase la presencia de la falla geológica. Y la otra razón es que, aunque se detectara una posible falla geológica, no se previera su alcance real, unido a que en ese caso, como se ha indicado anteriormente, la solución más adecuada hubiera sido la construcción de un túnel en mina que en ese momento pudo ser valorada como una solución muy cara, e incluso muy poco habitual en México para túneles carreteros antes de 2009, año en el que se empiezan a construir los túneles de la carretera Durango-Mazatlán.

Ante el derrumbe del corte, por falta de recursos económicos, para la solución del problema que se presentó, la SIDUE terminó la construcción del resto de la obra, dejando sin finalizar el tramo indicado entre los cadenamientos 2+800 al 3+190.

En el año 2011, la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) del Estado de Baja California se hace cargo de la finalización de la obra, con la realización del proyecto ‘Segundo Acceso a Playas de Tijuana’.

La redacción del proyecto fue adjudicada a Consultec Ingenieros Asociados, S.C. Este proyecto propone la construcción de un Túnel Falso entre los cadenamientos 2+820 y 3+100, quedando 90 metros de ventana en el trazo de terracerías hasta llegar a otro Túnel Falso ubicado entre los cadenamientos 3+190 y 3+260, que estaba construido ya por la SIDUE para alojar en su parte superior del relleno de tierras un canal de aguas negras que recoge aguas de Tijuana y San Diego (Estado de California, EE UU) para transportarlas hasta una depuradora situada más al sur de Playas de Tijuana.

El 13 de mayo de 2013 la SCT adjudica a Proacon México, S.A. de C.V. la construcción de este proyecto, con un presupuesto de 76,7 millones de pesos sin IVA, con un plazo de 7 meses que finalizaba el 18 de diciembre de 2013.

El 14 de mayo, Proacon inicia la construcción de la obra adjudicada en la que se parte del corte derrumbado del proyecto anterior, y en el proceso constructivo se diferencian 2 fases principalmente:

• Una primera fase en la que se retirará el material vertido y el talud izquierdo se dejará más tumbado buscando su estabilidad, la excavación en profundidad en el corte se realizará hasta una elevación en la que el terreno natural queda 5,5 metros por encima de la cota de desplante de la estructura del túnel falso.

• Una segunda fase en la que se irá realizando la excavación en banqueo con una profundidad de 5,5 metros para alojar la estructura del túnel falso, no superando más de 30 metros de longitud sin realizar el colado de la bóveda del túnel falso.

En el inicio de las excavaciones de terracerías se presentaron problemas con las expropiaciones de la obra que impidieron trabajar en toda la longitud de la misma. Una vez se solucionaron los problemas de expropiaciones, en el mes de septiembre de 2013, cuando estaba prácticamente acabada la primera fase de la construcción en la última semana del mes de octubre se sucedieron un par de días de lluvia de intensidad moderada que originaron que el día 29 de octubre comenzara un fracturamiento del talud izquierdo que acabó con un deslizamiento en bloque de todo ese talud.

Este deslizamiento obligaba a buscar una solución de estabilización de dicho talud que permitiera la construcción del túnel falso.

La obra quedó suspendida entre el 15 de noviembre de 2013 y el 28 de febrero de 2014, en primer lugar por recorte presupuestal y en segundo lugar hasta que fuera aprobada la modificación al proyecto que se necesitaba para la construcción del túnel falso.

La modificación al proyecto que, en colaboración de las tres partes implicadas (SCT, supervisión y contratista), se definió fue:

1. Unión de los 2 túneles falsos del proyecto inicial prolongando 90 metros el túnel falso a construir. Esta medida mejoraba la seguridad en el tramo de terracerías que hubiera quedado entre los dos túneles, funcionalmente por dos motivos: primero, al impedir que con la carretera en operación pudieran llegar piedras desde los taludes y, segundo, al evitar el posible deslumbramiento de los conductores de los vehículos en el tránsito entre un túnel y otro, y además geotécnicamente se propiciaba un comportamiento más homogéneo del conjunto terreno túnel.
2. Construcción de sistema de contención de pantalla de pilotes con 2 vigas de atado cosidas con anclas de tensión de 30 metros de profundidad por el lado del talud izquierdo.

Este sistema de contención permitiría la excavación en banqueo necesaria para alojar el túnel falso, en toda la longitud del talud derrumbado. El muro pantalla estaba formado por 235 pilotes de diámetro 80 cm, separados 1.20 m, de profundidades variables siendo la máxima profundidad 21 metros, que quedarían empotrados 3 metros bajo el nivel de desplante una vez se realizase la excavación en banqueo. Sobre esta pantalla se realizaban 2 vigas de atado con anclas de tensión de 5 torones de 30 metros de profundidad, separadas una de otra cada 2.40 metros.

Con esta modificación del proyecto inicial el presupuesto total de la obra quedó en 126.3 millones de pesos sin IVA, con un plazo que finalizaba el 30 de octubre de 2014.

Durante la construcción del proyecto modificado, se pudo comprobar que el sistema de contención definido era insuficiente para contener el empuje de todo el macizo derrumbado.

Cuando comenzó la excavación en banqueo en la zona de pilotes para alojar el túnel falso, se observaron nuevas grietas del terreno en el trasdós del muro pantalla, por lo que se realizó la monitorización de los desplazamientos de los pilotes en cabeza.

Esta monitorización detectaba que, una vez finalizada la excavación en banqueo hasta el nivel de desplante, no se estabilizaba el desplazamiento en cabeza de los pilotes, y seguía aumentando por el empuje del terreno en el trasdós del muro pantalla.

Esto obligó a tomar medidas adicionales que consistieron en:

a.- Aumentar el número de vigas de atado con anclas de tensión del muro pantalla de pilotes. El número de vigas de atado con anclas de tensión pasó de 2 a 5.

Imagen de Interoc realizando la perforación para las anclas de tensión de las vigas de atado.

b.- Limitar la longitud de excavación que se podía realizar por delante de la última puesta de túnel falso que se encontrara acabada completamente, que no podía ser mayor a la mínima necesaria para construir un nuevo tramo de túnel falso (en nuestro caso 15 metros porque es la longitud de la cimbra rodante que se ha utilizado).

Incluso con la adopción de estas medidas, en la zona más crítica de mayor profundidad de excavación en banqueo (3+050 – 2+930), se midieron deformaciones en cabeza de la pantalla de pilotes muy importantes, lo que llegó a provocar deformaciones de los pilotes en el empotramiento de los pilotes en la zona de roca rígida y a que aproximadamente entre el 10 y 20% de las anclas de tensión fallaran por llegar el acero de presfuerzo al límite de rotura.

Ante esta situación, en la que el sistema de contención incluso con las adecuaciones indicadas no era suficiente para retener el empuje del terreno, la única opción consistía en acabar cada tramo de falso túnel lo más rápido posible para que la estructura del túnel falso consiguiera acabar de contrarrestar el empuje del terreno consiguiendo la estabilización.

Es importante destacar que la deformación en la zona más crítica referida anteriormente llegó a tener una velocidad media de 2 cm por día, por lo que cada día que pasaba esa deformación de los elementos de contención pilotes-anclas colaboraba para favorecer alcanzar su límite plástico y posterior rotura, pudiéndose generar un fallo en cadena de las anclas y, por tanto, la rotura del sistema de contención.

Debido a que la estabilización definitiva se conseguía con la construcción de la estructura del túnel falso, en la zona crítica también se adoptaron medidas adicionales para reforzar dicha estructura:

c.- Aumento de la cuantía de acero en la estructura del túnel falso.

La cantidad de acero por metro lineal de túnel falso aumentó de 2,055 kg a 3,620 kg (76%).

d.- Relleno con concreto fluido de resistencia 150 kg/cm², para acostillamiento (acodalamiento) del túnel falso con la pantalla de pilotes por lado izquierdo y con el terreno por lado derecho, hasta la altura de los riñones de la bóveda del túnel falso.

También durante la construcción del túnel falso entre los cadenamientos 2+950 y 2+860, se produjo un deslizamiento localizado en el talud derecho. Para la estabilización de este deslizamiento se realizó un saneo del talud eliminando el material derrumbado y un tratamiento de soil nailing, colocando concreto lanzado con malla electrosoldada, y sobre este concreto lanzado se realizaron aproximadamente 200 anclas de fricción de 12 metros de profundidad y 200 drenes de 6 metros de profundidad, en una malla de 4 x 2 metros.

La realización de todas estas unidades adicionales para la adecuación de la modificación del proyecto y la determinación de un procedimiento constructivo más lento para evitar el colapso de la pantalla de contención, origina un aumento del presupuesto y del plazo de la obra pasando a un presupuesto total de 176,4 millones de pesos sin IVA, con fecha de finalización 31 de diciembre de 2014.

Imagen de la obra en la que el túnel falso ya ha salido de la zona del macizo derrumbada.

Como se ha indicado inicialmente, se podría haber evitado todo el proceso de rotura del macizo que atraviesa la obra si desde un inicio se hubiera valorado la falla geológica de una manera correcta y se hubiera proyectado la ejecución de un túnel en mina. Túnel en mina que si inicialmente podía parecer una solución muy cara, habría sido más competitiva que la suma de todo este contrato más la parte de excavación del corte que se realizó en el contrato inicial.

Esto confirma que si en un proyecto inicialmente por razones económicas se intenta evitar la construcción de un túnel que ingenierilmente sea la solución más adecuada, a largo plazo puede resultar una decisión errónea también desde el punto de vista económico.

Finalmente, es importante destacar que más del 85% de los recursos utilizados en la construcción de esta obra son recursos propios de Proacon (personal de obra y maquinaria). Y pese a todos los imprevistos surgidos, que en algunos momentos han originado situaciones comprometidas, siempre ha habido una respuesta rápida a satisfacción de nuestro cliente (SCT) por parte de Proacon, que ha permitido la finalización de una obra técnicamente complicada, mostrando nuevamente su posición de liderazgo en México en el sector específico de túneles y cimentaciones, construyendo el primer túnel falso en el Estado de Baja California.