Estudio de caso de sistemas de ingeniería en zanjas
Los puntales hidráulicos más grandes de Estados Unidos aceleran proyecto histórico de túnel
Una solución de apuntalamiento hidráulico diseñada ahorra tiempo y dinero para un contratista importante que construye un túnel en la bahía de Chesapeake.
Desafío
Una expansión histórica del icónico túnel puente de la bahía de Chesapeake requirió excavar un túnel de una milla a 134 pies por debajo de la superficie con una máquina perforadora de túnel. La logística fue desafiante: Los sitios de excavación para los fosos de lanzamiento y recepción de las máquinas eran islas artificiales extremadamente pequeñas en la bahía, y el plazo de los proyectos era ajustado.
Solución
United Rentals identificó la posibilidad de reemplazar el apuntalamiento tradicional de soldadura en el lugar por apuntalamiento hidráulico. La solución diseñada, que aprovechó los puntales hidráulicos más grandes disponibles en los Estados Unidos, mejoró la constructibilidad, mejoró la seguridad y ahorró tiempo y dinero al contratista. Entrega justo a tiempo resuelta para limitaciones de espacio.
“La implementación de puntales hidráulicos de alta capacidad le dio al contratista una ventaja única, al ofrecer un rendimiento que no se podría haber cumplido con los equipos de apuntalamiento doméstico convencionales”.
-Brett Sondergard, gerente regional de Desarrollo de Proyectos, United Rentals
Un importante contratista de infraestructura que se especializa en la construcción civil pesada asumió un compromiso histórico de $850 millones: construir un túnel submarino para ampliar la capacidad del túnel puente de la bahía de Chesapeake. El icónico complejo de puentes y túneles de 17.6 millas, considerado una maravilla de la ingeniería, necesitaba túneles separados para el tráfico hacia el norte y el sur para aumentar la seguridad y adaptarse a un crecimiento en el volumen de tráfico.
El nuevo túnel de una milla, que se asentará a 134 pies por debajo de la superficie del agua, será el primer túnel de transporte en el Atlántico medio tallado con una máquina de perforación de túnel.
Para lanzar la máquina de 6 millones de libras, llamada Chessie, el contratista primero tuvo que construir un foso de lanzamiento. El desafío: El sitio de construcción era una pequeña isla en la bahía, solo alrededor de 5.25 acres, y el plazo del proyecto era ajustado. Apuntalamiento de una excavación profunda ante una limitación extrema del espacio mientras se mantiene el proyecto dentro de lo previsto y presupuestado.
El apuntalamiento hidráulico reduce el tiempo y la complejidad de las instalaciones
Desde las primeras etapas de la planificación, United Rentals colaboró estrechamente con los socios del proyecto, ayudándoles a evaluar el plan de apuntalamiento inicial, que requería el apuntalamiento tradicional de acero soldado en el lugar.
El apuntalamiento de punta soldada requeriría soldadura en todos los niveles, lo que tomaría mucho tiempo y representaría riesgos de seguridad considerables. También requeriría que el contratista obtuviera permisos de trabajo en caliente y contratara mano de obra especializada durante una escasez de soldadoras, lo que posiblemente ralentizaría aún más el progreso.
United Rentals identificó rápidamente un enfoque alternativo que mejoraría la eficiencia y el rendimiento general del sistema: un sistema de apuntalamiento hidráulico diseñado a medida capaz de manejar altas cargas. Por naturaleza modular, el sistema reduciría el tiempo de instalación y remoción y ayudaría a resolver los desafíos de constructibilidad.
Los puntales masivos de alta capacidad soportan las cargas más grandes
El plan de apuntalamiento hidráulico requería puntales de servicio pesado de 250 toneladas, 375 toneladas y 750 toneladas para soportar la excavación. El puntal de 750 toneladas es el más grande de Norteamérica, actualmente disponible solo en United Rentals. Está diseñado para manejar cargas masivas para los proyectos de excavación más profundos. El proyecto de túnel marcó la primera implementación en EE. UU. de estos puntales de alta capacidad.
El espacio limitado de almacenamiento y disposición en el sitio de excavación creó un obstáculo logístico. United Rentals afrontó el desafío al ensamblar los puntales fuera del sitio y entregarlos a voluntad según fuera necesario y las cuadrillas estuvieran listas para la instalación. La instalación de camiones a excavación hizo que los puntales nunca tuvieran que almacenarse en el sitio. La congestión y el tiempo de la grúa se redujeron a su vez.
Cumplir con los requisitos de precarga y monitoreo de carga
United Rentals ofreció asistencia técnica para la instalación del sistema. Para cumplir con los requisitos de precarga, los ingenieros de United Rentals crearon una tabla detallada basada en los planes de diseño de apuntalamiento que calcularon la fuerza adecuada para aplicar a cada puntal durante el uso inicial. Los asesores en el sitio luego despertaron cada puntal a su presión especificada.
Para mayor seguridad, United Rentals instaló pasadores de carga en puntales de llave. Los pines monitoreaban las cargas en tiempo real, lo que daba al equipo del proyecto visibilidad temprana de los cambios de carga inesperados.
El resultado exitoso llevó a un segundo contrato
La innovadora solución de apuntalamiento de United Rentals ayudó al contratista a construir el foso de lanzamiento a tiempo y dentro del presupuesto. Como resultado, el cliente contrató a United Rentals para proporcionar una solución similar para el foso receptor, que también se completó a tiempo y dentro del presupuesto.
“La implementación de puntales hidráulicos de alta capacidad le dio al contratista una ventaja única, al ofrecer un rendimiento que no se podría haber cumplido con los equipos de apuntalamiento doméstico convencionales”, dijo Brett Sondergard, gerente de proyecto regional de United Rentals.
Desde entonces, Chessie terminó su trabajo, rompiendo el foso receptor en enero de 2025. La extensión del túnel está en camino de abrirse a principios de 2028.
“El éxito de este proyecto demuestra que los contratistas pueden contar con United Rentals para ejecutar con lo que nos comprometemos”, dijo Sondergard. “Nuestros tamaños, experiencias y apuntalamientos innovadores proporcionan una ventaja competitiva en los proyectos de excavación más grandes”.
