Download el primer túnel de carretera subterráneo bajo el río Mersey

Artículos Técnicos / Internacional
Este túnel une la ciudad de Liverpool y la Península de Wirral
“Queensway”: el primer túnel
de carretera subterráneo
bajo el río Mersey
A principios del siglo XX el río Mersey era una barrera que separaba dos orillas: la ciudad de Liverpool y
la península de Wirral. Por ello, se construyeron varios túneles: el de Mersey Ferroviario (1886), primer
túnel ventilado artificialmente y el de Queensway, el primero de los túneles carreteros bajo el mismo río
Mersey, inaugurado por el rey Jorge V, en 1934 y que durante 24 años fue el túnel subacuático más
largo del mundo. Más tarde, en 1971, se abrió al tráfico el segundo túnel de carretera, el de “Kingsway”.
Recientemente, la Revista Cimbra, ha tenido ocasión de visitar el edificio de ventilación George’s Dock
(el Centro de Control del Túnel está en este edificio), visita que encierra la historia de unas obras de
ingeniería pioneras en su época.
Nuria Yagües
LOS TRES TÚNELES DEL
MERSEY
E
scuchar la palabra Liverpool
nos conduce, inevitablemente, a recordar la música de
los Beatles o nos sugiere dar
un paseo por el centro animado de la ciudad, visitar la Cavern
Club, sus pub nocturnos o el Albert
Dock (declarado Patrimonio de la
UNESCO). Pero esta ciudad mercantil
y marítima, dinámica y acogedora,
histórica y cosmopolita, nos ofrece
también una historia de túneles legendarios, que supieron unir dos orillas:
las separadas por el estuario del río
Mersey.
Gracias a que el río Mersey es lo
suficientemente ancho y profundo
como para permitir la navegación de
los más grandes buques, existe actividad portuaria. Pero este estupendo
acceso desde el mar, resultó ser una
gran barrera que separaba las dos
mitades del Puerto. Los tinglados
del Puerto se encuentran a ambos
lados del río y en la práctica dividía
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la unidad económica en dos partes,
hasta que, a principios del siglo XX,
se comenzaron a construir los túneles el ferroviario, el Queensway
y Kingsway, que hoy continúan en
funcionamiento.
Pues bien, cerca del Puerto, se
puede visitar un lugar singular:
el edificio de ventilación George’s
Dock (el Centro de Control del Túnel
está en este edificio), en donde se explica detalladamente, no sólo todas
las labores que se realizan desde este
centro de control sino que el visitante se adentra en la apasionante historia de estos túneles. Por cierto, visita
abierta a todos los públicos.
UN PROBLEMA DE
COMUNICACIONES
El problema de las comunicaciones entre Liverpool y las ciudades en
la orilla de Cheshire fue desde hacía
muchos años de suma importancia.
Los muy eficientes transbordadores
que se empleaban para cruzar el río
Cimbra
Portal lado Liverpool. (Hemm, Gordon. 1951).
Mersey no resolvían la comunicación entre esas zonas industriales. El
espectacular aumento del tráfico rodado hizo que los transbordadores
ya no fueran capaces de atender la
demanda de transporte: el puerto de
Liverpool se vería colapsado si no se
resolvía esa comunicación.
En 1922 el problema fue impulsado a instancias de Sir Archibald Salvidge, uno de los líderes más prominentes de Mersey. Su propuesta de
nombramiento de un Comité de Coordinación para examinar la viabilidad de un paso fijo bajo el Mersey
fue aceptada por unanimidad por
los municipios interesados (Liverpool y Bootle en la orilla Lancashire,
Birkenhead y Wallasey en la orilla de
Cheshire).
De esa forma, el Comité encarga a
un grupo de ingenieros el estudio correspondiente. La posibilidad de un
puente fue considerado. Éste debería
tener una luz de 670 m y anchura de
27,5 m. El coste de un puente entre el
Liverpool y Birkenhead se estimó en
10.550.000 £ (libras). La estimación
Cimbra
El problema de las
comunicaciones
entre Liverpool y
las ciudades de la
orilla del Cheshire
fue de suma
importancia
para la carretera en túnel bajo el río
Mersey se cuantificó en 6.400.000 £:
se trataba del túnel subacuático más
largo hasta la fecha. En esta idea de
túnel decidió trabajar Sir Archibald
Salvidge.
Durante dos años se discutió el
asunto. El inmenso costo de la empresa no fue la única dificultad. Las
cuatro corporaciones no pudieron
ponerse de acuerdo, y al final Wallasey y Bootle abandonaron, dejando
toda la responsabilidad a Birkenhead y Liverpool.
COMIENZAN LOS TRABAJOS
Finalmente, en 1925, el Parlamento sancionó la construcción del
túnel de Mersey. El 16 de diciembre
de 1925 comienzan los trabajos en el
lado Liverpool.
El 10 de marzo de 1926 comienzan
los trabajos en el lado Birkenhead. Según el diseño inicial, el túnel dispondría de 4 carriles en el nivel superior,
así como permitiría el paso de dos
tranvías por la parte inferior, y por
ello la sección resultante fue de 13,4
m de diámetro.
Los trabajos comienzan por la
excavación de dos pozos de 61 m de
profundidad y 6,5 m de diámetro en
cada lado (Liverpool y Birkenhead).
Desde esos pozos se realizaría la excavación de dos galerías piloto de
4,6·3,7 m, correspondiendo a la parte
alta y a la baja de la sección del túnel.
Se emplearon inyecciones químicas
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Esquema de ubicación del túnel.
Inicio de la excavación de un tramo de galería piloto.
(Charles Birchall and Sons. 1934).
Revestimiento con “dovelas” de hierro fundido en los tramos
que así lo requerían. (Charles Birchall and Sons. 1934).
Brazo telescópico hidráulico para la colocación de
“dovelas”. (Charles Birchall and Sons. 1934).
Primer túnel de Carretera de Mersey (Queensway), entre
Liverpool y la Península de Wirral (Reino Unido). Situación.
El 16 de Diciembre de 1925 comienzan los trabajos en
el lado Liverpool. Los trabajadores con los martillos
neumáticos listos para comenzar la excavación del pozo lado
Liverpool (en el viejo muelle George). (Charles Birchall and
Sons. 1934).
Perfil longitudinal esquemático de construcción del túnel.
(Charles Birchall and Sons. 1934).
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Sección tipo mostrando las dos galerías piloto. (Charles
Birchall and Sons. 1934).
Sección tipo en tramos de acceso a la parte subacuática.
(Charles Birchall and Sons. 1934)
Excavación del pozo lado Liverpool (en el viejo muelle
George). Inyecciones químicas para impermeabilización.
(Charles Birchall and Sons. 1934)
3 de Abril de 1928: “cale” de la galería piloto. Liverpool y
Birkenhead ya están unidos. (Charles Birchall and Sons. 1934).
Excavación y revestimiento hasta completar la sección en
los tramos bajo el río. (Charles Birchall and Sons. 1934).
Cimbra
El centro de
control del tunel
de Queensway
puede ser visitado
si se solicita una
cita previa
Plano original del Túnel de Queensway. Centro de Control del túnel (Edificio de ventilación George’s Dock). (Agosto de 2011).
(cemento-silicato) a presión para
impermeabilización (inyectadas con
taladros de 5 cm perforados a rotopercusión).
La excavación de los túneles piloto
iba precedida de sondeos en avance
desde el frente de 30 m de longitud.
La excavación se comenzó con martillos de aire comprimido, cambiando
a explosivos para aumentar el rendimiento (se hicieron ensayos para minimizar la cantidad de explosivo con
el fin de afectar lo menos posible al
terreno circundante al túnel).
El 3 de abril de 1928 es un día importante pues se produce el “cale”
de la galería piloto: están a 46 m
bajo el nivel del Mersey. Liverpool
y Birkenhead ya están conectados
por el túnel. Los errores topográficos
habían sido mínimos. Todos lo celebran: los trabajadores reciben un diploma y un día de salario extra.
Mientras se excavaban los túneles piloto (revestidos cuando era
necesario) se realizó un tramo experimental de unos 100 m de longitud
con el propósito de verificar el mejor
sistema para proceder a la excavación del resto de la sección. Como
Cimbra
Unión de dovelas con bulones atornillados. (The Town
Clerk’s Information Office. 1964).
Impermeabilización de las juntas entre dovelas. (The Town
Clerk’s Information Office. 1964).
conclusión se decidió que se excavaría y revestiría la semi-sección
superior (que sería la bóveda del
túnel) antes de perturbar el terreno
de la semi-sección inferior. Una vez
terminada esa sección superior se
continuaría excavando por bataches,
hacia abajo, completando el revestimiento de los hastiales. Cuando la
roca estaba fracturada la longitud
de los pases se reducía a la mínima
para poder completar un anillo del
revestimiento.
Cuando la cobertura respecto al
fondo del río era escasa se empleaba
sostenimiento de madera y metálico,
y se excavaba sólo con martillos hidráulicos.
REVESTIMIENTO CON
DOVELAS
El revestimiento se realizó con
“dovelas” de hierro fundido de 183
cm (6 ft) de longitud, entre 60,96
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La siguiente fase consistió en la
ejecución de la losa de hormigón
armado de la calzada, apoyada sobre dos muretes corridos de 30,48
cm (1 ft) de canto y separados 6,40
m (21 ft), utilizando los espacios
bajo la calzada como conductos
para la ventilación. En los tramos
en los que la sección circular que se
había empleado para pasar bajo el
río era sustituida por una sección
con contrabóveda, como la altura
era menor, en lugar de emplear el
murete corrido para el apoyo de la
losa de la calzada se construyeron
columnas cada 2,13 m (7 ft).
Visitando el interior del túnel. Agradecemos a los señores del túnel de Queensway la gentileza con la que fuimos
tratados. (Agosto de 2011).
y 76,20 cm (24 y 30 in) de ancho, y
34,29 cm (13,5 in) de canto, atornilladas entre sí, con un peso de cada
dovela de 864 kg (17 cwt). Para la
colocación de las dovelas se diseñó
un brazo telescópico propulsado por
aire comprimido. El espacio entre el
terreno y las dovelas se rellenó con
lechada de cemento. Las juntas entre
dovelas se impermeabilizaron.
Las inyecciones de cemento a
presión en el relleno tras las dovelas para asegurar la impermeabilización se repetían siempre que
aparecía el menor vestigio de filtración o si algo se escuchaba que así
lo hiciera pensar. Las inspecciones
eran muy en detalle y rigurosas: era
necesario asegurar la impermeabilización.
Ya fuera del río, las soluciones
constructivas y las secciones tipo
fueron diferentes. En los tramos excavados en roca se empleó contrabóveda de hasta 30 cm de espesor en
dónde era necesario por entrar la
excavación bajo el nivel freático, reduciéndose dicho espesor si no hacía
falta. Se sustituyeron las dovelas de
hiero fundido por cerchas metálicas
colocadas cada 73 cm (30 in) y revistiendo con hormigón.
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El estudio de
la ventilación
ocupó un
importantísimo
papel en el
diseño del
túnel, siendo el
primero ventilado
artificialmente
Una vez completada la colocación de las dovelas de hierro
fundido, y tras verificar de forma
inequívoca que no se producían
filtraciones, se instaló una capa de
hormigón cubriendo los huecos
vistos de las dovelas (se emplearon
cerca de 275.000 t de cemento), una
capa adicional de gunita (con y sin
armadura, según los casos, y de espesor entre 0,6 y 10 cm) para el acabado final, así como un tratamiento
superficial estético y para impermeabilización (“Marplax”). Para la
decisión de los materiales a emplear
y los procedimientos de aplicación
se hicieron cuidadosos ensayos y
numerosas de pruebas in-situ.
El pavimento, las canalizaciones para servicios bajo las aceras y
otros acabados completan la obra
civil.
ESTUDIO DE VENTILACIÓN
Al salir al exterior, especialmente en el lado Liverpool, con coberturas menores, en terrenos blandos
y con existencia de edificaciones
próximas, se volvió al empleo de
dovelas de hierro fundido en la
idea de evitar subsidencias. De esa
manera se excavó parte del túnel
con un escudo de 14,27 m de diámetro y 3,80 m de longitud, empujado con 24 hidráulicos (empuje
total ≈ 2.000 t).
El estudio de la ventilación ocupó un importantísimo papel en el
diseño del túnel. Recordemos que
en 1927 se abrió al tráfico el túnel
de Holland, bajo el río Hudson, en
Nueva York, siendo el primer túnel
de carretera que se ventiló artificialmente (con ventilación transversal).
De esa manera, en el Proyecto del
túnel de Mersey los ingenieros se
enfrentaban a un problema prácticamente sin precedentes en lo que
Cimbra
Canalizaciones para
servicios bajo las
aceras. (Charles
Birchall and Sons.
1934).
Excavación con escudo (empleado en terrenos blandos en el
lado Liverpool). (Charles Birchall and Sons. 1934).
Ejecución de la losa de hormigón armado para el pavimento.
(Charles Birchall and Sons. 1934).
Centro de Control del túnel (Edificio de ventilación George’s
Dock). (Charles Birchall and Sons. 1934).
Ejecución del hormigonado del túnel. (Charles Birchall and
Sons. 1934).
Esquema del edificio de ventilación Woodside (Birkenhead).
(Charles Birchall and Sons. 1934).
Ejemplo de uno de los ventiladores instalados. (Charles
Birchall and Sons. 1934).
Vista del túnel hormigonado y ejecución de las canalizaciones
para servicios bajo las aceras. (Charles Birchall and Sons. 1934).
Túnel terminado. (Charles Birchall and Sons. 1934).
Cimbra
Edificio de ventilación Woodside (Birkenhead). (Hemm,
Gordon. 1951).
Interior del túnel en 1934. (Mersey Tunnels. 1934)
Ventilador duplicado en el Edificio de ventilación George’s
Dock (si por avería se tuviera que sustituir uno por otro se
emplearían sólo 20 minutos). (Agosto de 2011).
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Artículos Técnicos / Internacional
se refiere a las necesidades de ventilación.
En 1925 (un año antes de empezarse los trabajos) los ingenieros
propusieron la necesidad de realizar ensayos a gran escala en un
tramo de túnel de unos 300 m de
longitud, decidiéndose que se realizarían dichos ensayos cuando se
construyera el túnel, en un tramo
del lado Birkenhead (entre la entrada y la Plaza Hamilton).
En su momento,
el Queensway
fue el túnel
subacuático más
largo del mundo
Se estudiarían tres tipos de ventilación:
Edificio de ventilación George’s Dock en construcción.
(Charles Birchall and Sons. 1934).
Edificio de ventilación George’s Dock, Centro de Control del
túnel. (Agosto de 2011).
seis estaciones de ventilación extractoras, tres en cada lado del río
Mersey (en el Muelle George, North John Street y New Quay, en el
lado Liverpool, y Word, Sydney
Street y Taylor Street, en el lado
Birkenhead).
CENTRO DE CONTROL,
FINALIZACIÓN DEL TÚNEL
El Centro de Control del túnel
se encuentra en el edificio de ventilación del Muelle George.
Se dotó al túnel de salidas de
emergencia para peatones desde el
túnel al exterior (conectando el túnel con los edificios de ventilación
de George y Morpeth).
Edificio de ventilación Woodside (Birkenhead). (Agosto de 2011).
– Transversal inyectando aire
fresco desde conductos bajo
la calzada y extrayendo el aire
viciado por medio de un falso
techo (“transversal hacia arriba”),
– Semitransversal inyectando
aire fresco desde conductos
bajo la calzada y extrayendo
el aire viciado por medio de
huecos en el techo del túnel
(“exutorios”).
– Transversal inyectando aire
fresco desde un falso techo y
extrayendo el aire viciado hacia conductos bajo la calzada
(“transversal hacia abajo”),
Los ensayos se realizan a finales del año 1930 e inicios de 1931,
decidiéndose en febrero de ese
último año instalar un sistema de
ventilación semitransversal con
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El túnel fue puesto en servicio el 17 de diciembre de 1933, e
inaugurado oficialmente el 18 de
julio de 1934 por el rey Jorge V,
con asistencia de 200.000 personas.
En su momento, y durante
24 años, fue el túnel subacuático
más largo del mundo. Trabajaron
1.700 personas durante los 9 años
Cimbra
REFERENCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
- Charles Birchall and Sons. The Story
of the Mersey Tunnel Officially Named
Queensway. Liverpool (Escocia, Reino
Unido). 1934.
- Mersey Tunnels. Mersey Tunnel
Tours. Traffic in the Queensway Tunnel
1934.
- Bale, Stewart. Official opening at
Liverpool end of Birkenhead Tunnel.
Stewart Bale Collection. National Museums Liverpool (Merseyside Maritime Museum).
Centro de Control del túnel (Edificio de ventilación George’s Dock). (Agosto de 2011)
- Hemm, Gordon. 1951.
- The Town Clerk’s Information Office. Mersey Tunnel Joint Committee.
Mersey Tunnel. The story of an undertaking. 1964.
- British Tunnelling Society. Safety
across the River Mersey. T&T International. September 2004.
– Diámetro del túnel 13,4 m (44 ft).
– Gálibo vertical de 3,9 m en los
carriles adyacentes a los hastiales y de 4,75 m en los carriles
centrales (los autobuses están
obligados a utilizarlo).
– El punto más bajo del túnel
se encuentra a 52 m bajo el río
Mersey (en marea alta).
Interior del túnel en 2011. (Agosto de 2011)
de construcción. Fallecieron 17.
Actualmente el túnel sigue operativo y la atención es continua. En
los libros y revistas especializadas
sobre túneles pueden consultarse
muchos aspectos de ese importante túnel, símbolo indiscutible de la
construcción de túneles y del buen
hacer en su mantenimiento y explotación.
Cimbra
– Se emplearon unas 100.000 dovelas de hierro fundido, con un
peso total de mas de 81.000 t.
DATOS IMPORTANTES:
– Longitud
del
túnel
Queensway: 3.219 m.
de
– Bidireccional (un solo tubo).
– Ancho de la calzada entre bordillos 10,98 m (36 ft). Con 4 carriles, dos en cada sentido.
– Túnel de Peaje.
– Fecha de inicio de los trabajos:10 de marzo de 1926.
–˙Fecha de inauguración: 18 de
julio de 1934. ■
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