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Herrenknecht Mixshield S-880 Qin Liangyu tuvo escudo de 17,63 metros, 4.850 toneladas y excavó bajo Hong Kong en presión extrema de agua del mar.
Según el Guinness World Records, la Herrenknecht Mixshield S-880 “Qin Liangyu” ostenta el récord mundial de mayor tuneladora por diámetro de escudo, con 17,63 metros, medida equivalente a la altura de un edificio de seis pisos. Fabricada en Alemania por Herrenknecht, la máquina tenía 120 metros de longitud total y pesaba 4.850 toneladas. La tuneladora fue operada por el consorcio Dragages Hong Kong, subsidiaria de la francesa Bouygues Construction, en la construcción del Tuen Mun–Chek Lap Kok Link, conexión que conecta el noroeste de los Nuevos Territorios de Hong Kong al Aeropuerto Internacional y al Puente Hong Kong-Zhuhai-Macao.
El proyecto total tiene 9 km de extensión, costó HK$ 18,2 mil millones, cerca de US$ 2,3 mil millones, e incluye un túnel subacuático doble de 5 km. La obra se convirtió en el túnel vial subacuático más profundo, más largo y más ancho de Hong Kong.
Herrenknecht Mixshield S-880 Qin Liangyu fue la mayor tuneladora del mundo en diámetro de escudo
La Qin Liangyu fue nombrada en honor a la general china Qin Liangyu, de la Dinastía Ming, nacida en 1574 y conocida por su coraje y lealtad. El homenaje sigue la tradición de la ingeniería subterránea de dar nombres femeninos a las grandes tuneladoras.
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La máquina ya no es necesariamente la mayor en todos los parámetros técnicos, ya que nuevas tuneladoras chinas e internacionales han surgido en los últimos años. Aun así, la Qin Liangyu todavía ostenta el récord del Guinness por el diámetro de escudo de 17,63 metros.
Su caso sigue siendo extraordinario porque involucró una operación rarísima: la tuneladora cambió de tamaño dentro del propio túnel que estaba excavando, sin salir a la superficie, mientras trabajaba bajo presión de agua del mar.
Tuen Mun–Chek Lap Kok Link requirió una tuneladora gigante debido a la geología de Hong Kong
El túnel subacuático del TM-CLKL no requirió la mayor tuneladora del mundo por exceso de ambición técnica. La elección vino de las condiciones geológicas específicas del lecho marino entre Tuen Mun y Chek Lap Kok.
El área presenta depósitos marinos y arcillas aluviales con más de 30 metros de espesor, extremadamente blandas y saturadas de agua. En algunos puntos, la roca base está a unos 90 metros por debajo del nivel del mar.
Excavar este tipo de material con métodos convencionales sería inestable, peligroso y lento. La solución fue usar una tuneladora Mixshield, capaz de equilibrar presión, lodo de bentonita y avance mecánico en suelo saturado.
TBM Mixshield usa lodo de bentonita para contener agua y suelo blando durante la excavación
La tecnología Mixshield funciona con una cámara de excavación presurizada, llena de lodo de bentonita y apoyada por un colchón de aire comprimido. Este sistema controla la presión en el frente de la máquina e impide la entrada descontrolada de agua y suelo.
Mientras la rueda de corte avanza, el material excavado se mezcla con el lodo y es bombeado a la superficie por tuberías. En la superficie, una planta separa el suelo de la bentonita, permitiendo que el lodo limpio regrese al sistema.
Este ciclo transforma la tuneladora en una planta industrial subterránea en movimiento. Cada metro excavado exige control simultáneo de presión, bombeo, avance hidráulico, revestimiento de concreto y estabilidad del terreno.
Diámetro interno de 15,6 metros obligó escudo externo de 17,6 metros
Para acomodar la carretera doble prevista en el proyecto, el túnel necesitaba un diámetro interno útil de 15,6 metros. Este espacio era necesario para albergar los carriles de tráfico, sistemas de seguridad, ventilación, mantenimiento e infraestructura interna.
Como las paredes de concreto prefabricadas eran instaladas por la propia tuneladora durante el avance, el diámetro externo necesitaba ser mayor. Por eso, el escudo de la máquina llegó a 17,63 metros.
La Qin Liangyu fue dimensionada exactamente para esta demanda. El tamaño colosal de la máquina nació de la combinación entre tráfico vehicular, revestimiento estructural y suelo subacuático inestable.
Trabajar a 5 bar de presión convirtió la obra en una de las más extremas de la ingeniería civil
La operación de la Qin Liangyu ocurría bajo presión hidrostática de hasta 5 bar, equivalente a cinco veces la presión atmosférica al nivel del mar. Esta condición es similar a la enfrentada por buceadores a aproximadamente 50 metros de profundidad.
Para mantener el frente de excavación presurizado y, al mismo tiempo, preservar a los trabajadores en áreas de presión normal, la máquina usaba cámaras de bloqueo de aire. Estas cámaras permitían acceso controlado a la zona presurizada en operaciones de mantenimiento.
Cuando era necesario inspeccionar, limpiar o cambiar herramientas de corte, trabajadores especializados necesitaban entrar en la cámara presurizada. El servicio requería protocolos de medicina hiperbárica, tiempo limitado de exposición y descompresión controlada.
Pasajes cruzados bajo presión requirieron mini-TBM de lodo en solución inédita
En los pasajes cruzados entre los dos tubos del túnel, la presión alcanzó hasta 5,8 bar. Por encima de 3,6 bar, normas de Herrenknecht indican que trabajos en cámaras presurizadas sean realizados preferentemente por buzos profesionales.
El proyecto TM-CLKL necesitó crear una solución inédita para los 57 pasajes cruzados. En lugar de usar congelación del suelo, técnica convencional en algunos túneles subacuáticos, el equipo empleó un mini-TBM de lodo de 3,6 metros.
Esta fue una innovación mundial para la construcción de pasajes cruzados bajo presión. La solución redujo riesgos en un ambiente donde suelo blando, agua de mar y presión extrema hacían métodos tradicionales mucho más complejos.
Qin Liangyu cambió de 17,6 metros a 14 metros dentro del propio túnel
El aspecto más impresionante de la operación fue la conversión de diámetro hecha dentro del túnel. La máquina que inició la excavación no era exactamente la misma que completó el tramo subacuático.
Los primeros 650 metros requerían un diámetro de 17,6 metros porque incluían la transición para la estructura de aproximación norte. Después de este tramo, el resto del recorrido necesitaba solo 14 metros de diámetro.
En lugar de usar una segunda tuneladora para el tramo menor, los ingenieros convirtieron la propia Qin Liangyu dentro del túnel. Componentes externos del escudo fueron removidos, sistemas internos fueron reconfigurados y un nuevo escudo de 14 metros fue instalado.
Avance de 30 metros por día requería logística continua de concreto, lodo y presión
La Qin Liangyu registró un avance máximo diario de 30 metros y un récord semanal de 167,2 metros. Estos números impresionan porque cada metro excavado involucraba una secuencia compleja de operaciones industriales.
La rueda de corte avanzaba contra el suelo, el material era mezclado con el lodo de bentonita, bombeado a la superficie y separado en una planta. Al mismo tiempo, el lodo limpio regresaba al sistema para mantener la excavación bajo control.
Mientras tanto, segmentos de concreto eran transportados por la retaguardia de la máquina e instalados por un eretor robótico. Cada avance dependía de suministro ininterrumpido de anillos, estabilidad de la presión y monitoreo constante del suelo sobre el túnel.
Túnel subacuático de Hong Kong recibió premio internacional por innovaciones técnicas
El túnel TM-CLKL recibió el ITA Tunnelling Award en 2019, principal premio de la International Tunnelling and Underground Space Association. El reconocimiento vino por las soluciones técnicas desarrolladas durante la obra.
La conversión de escudo dentro del túnel fue documentada como avance aplicable a proyectos futuros con diferentes diámetros en una misma excavación. La técnica del mini-TBM de lodo para pasos cruzados también pasó a servir de referencia en túneles subacuáticos.
Otra innovación fue el sistema de caterpillar cofferdam en las estructuras de aproximación norte. Esta solución funcionó como alternativa a la pared diafragma convencional en suelos muy blandos, ampliando el repertorio técnico de la ingeniería subterránea.
La mayor tuneladora del Guinness se convirtió en símbolo de una nueva era de la ingeniería subterránea
La Herrenknecht Mixshield S-880 Qin Liangyu representa más que un récord de diámetro. Ella sintetiza una fase de la ingeniería en la que ciudades densas, aeropuertos, puentes y autopistas pasaron a depender de megamáquinas capaces de trabajar bajo el mar.
Su legado combina escala, presión extrema, conversión inédita de escudo, uso de mini-TBM de lodo y control de excavación en suelo blando saturado. Pocas obras reunieron tantos desafíos técnicos en una única operación.
La máquina alemana que excavó bajo Hong Kong fue, al mismo tiempo, el ápice de una generación europea de tuneladoras e inspiración para la industria china que hoy avanza en el sector. La Qin Liangyu abrió camino para una nueva carrera mundial por túneles más grandes, más profundos y construidos por máquinas cada vez más colosales.
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