68

215 visualizaciones

Publicado el

Publicado en: Ingeniería
0 comentarios
0 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
215
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
6
Acciones
Compartido
0
Descargas
1
Comentarios
0
Recomendaciones
0
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

68

  1. 1. ASPECTOS DE PROYECTO Y CONSTRUCCIÓN DEL TÚNEL DE DESVÍO EN LA PRESA SOBRE EL RÍO QUINTO, PROVINCIA DE SAN LUIS, ARGENTINA Autores: (1) Bonifazi, Jorge Alberto – Socio Director de BGI Ingeniería, Presidente CAP Regional Este. (2) Vardé, Oscar – Presidente de Vardé y Asociados S.A., Vicepresidente de la Academia Nacional de Ingeniería. Dirección: Tonelero 5852 8º “C” y ”D” – Capital Federal. Tel./Fax: 011-4644-5260 e-mail: jorge.bonifazi@bgings.com.ar Av. Quintana 585 – 4º Piso – Capital Federal. Tel./Fax: 011-4804-4238 RESUMEN Este trabajo describe la metodología del cierre, el proceso constructivo, equipamiento utilizado, y estudios efectuados.para la ejecución del Túnel de Desvío de la Presa Saladillo sobre el Río Quinto en la Provincia de San Luis. El Túnel es parte de la Obra ejecutada en la denominada Etapa I, por la empresa José Cartellone Construcciones Civiles S.A. El emprendimiento se continúa actualmente como Etapa II., a cargo de las empresas .Constructora SAPEM S.E. – Mercovial S.A. Los autores llevaron a cabo los estudios básicos y el desarrollo del proyecto licitatorio para la provincia de San Luis. Durante la construcción de la denominada etapa I, tuvieron a su cargo el desarrollo del proyecto de detalle y la participación en un panel de revisores independientes para la empresa Cartellone respectivamente. En la actualidad desarrollan las tareas de Auditoría de la Etapa II para la provincia de San Luis. Para el diseño y ejecución del túnel, que posee una longitud de 260 metros con una sección aproximada de 3,60 por 6,40 metros, excavado en roca se llevaron a cabo una serie importante de investigaciones que incluyen relevamientos geológicos-geotécnicos específicos, sondeos exploratorios convencionales, excavación de galerías de reconocimiento para la ejecución de estudios microsísmicos y ensayos de mecánica de rocas para la caracterización de las rocas componentes y el macizo. Las informaciones obtenidas permitieron además de la optimización del diseño, llevar a cabo la construcción de la obra sin imprevistos de significación ni riesgos, lo que constituye un objetivo importante en obras subterráneas de la importancia del presente caso..
  2. 2. UBICACIÓN El emprendimiento se encuentra en la Provincia de San Luis, Argentina, ubicado en la región Centro Oeste del país. El sitio se encuentra sobre el Río Quinto, agua abajo de la confluencia con el Río Cañada Honda, cercano a la localidad de Saladillo, en el Departamento Pringles. Ver Figura 1. REPUBLICA ARGENTINA PROVINCIA DE SAN LUIS Figura 1 – Ubicación Geográfica La Localidad de Saladillo se encuentra aproximadamente a 50 km de la Ciudad Capital de San Luis, en dirección Noreste, siendo la Ruta Provincial Nº 20, la principal vía de acceso. El emplazamiento se encuentra aguas abajo del dique La Florida, y aguas arriba del dique Paso de las Carretas. CARACTERÍSTICAS GEOLÓGICAS – GEOTÉCNICAS El Túnel de Desvío se efectuó sobre la Margen Izquierda donde afloran parcialmente esquistos y aparecen rocas de origen granítico o migmatitas, en parte moderadamente diaclasadas. En la Figura 2 se indica la ubicación de las obras.
  3. 3. Figura 2 – Ubicación de las Obras Las rocas de esta zona son rocas metamorfizadas de origen granítico, macizas, diaclasadas, presentando esquistosidad paralela con tendencia norte-sur. Los cuerpos presentan suficiente cohesión como para formar laderas con pendientes moderadas a altas. Se observan bandas alternantes de biotita con feldespatos y cuarzo, con presencia de muscovita. En algunos sectores, el feldespato, se encuentra caolinizado y la biotita algo alterada (Figuras 3 y 4).
  4. 4. Figura 3 – Aspecto de la roca Figura 4 – Aspecto de la roca GALERIAS DE INVESTIGACION El emplazamiento fue estudiado en forma exhaustiva y en particular se efectuaron dos galerías de reconocimiento (Vardé et. al. 2002). Se construyeron dos galerías de 20 metros de largo, una en cada margen del Río Quinto para reconocer con mas detalles las características geotécnicas del macizo rocoso, en correspondencia con la zona de los estribos de la presa principal, y con el objetivo de reconocer las dos posibles zonas de desvío del río mediante la ejecución de túneles. La orientación y ubicación de estas galerías, una perpendicular, en margen izquierda, y otra paralela, en margen derecha, a las estructuras principales del macizo rocoso, tenía el propósito de obtener información en dos direcciones principales, para prever el comportamiento del macizo en las futuras excavaciones a realizar durante la construcción de la presa y las obras de desvío. Dentro de las galerías se efectuaron estudios mediante el empleo de Microsísmica. Estos estudios consistieron en la medición de la Velocidad Sísmica Compresional (Vp) y Corte (Vs), y la obtención por cálculo de los parámetros dinámicos derivados: • Coeficiente de Poisson (υ) • Módulo de Elasticidad Dinámico (Ed) • Módulo de Corte Dinámico (Gd) • Frecuencia de Longitud de la Onda compresional (Fp) y (λp) Sobre la base de los resultados obtenidos de los trabajos de campo y laboratorio efectuados el macizo se puede definir sintéticamente con los parámetros indicados en la Tabla 1. COMPRESIÓN SIMPLE COMPRESION DIAMETRAL TIPO DE ROCA σ rotura (Mpa) E (MPa) Resistencia (Mpa) Migmatita 60 - 110 35.000/50.000 4,0 – 10,0 Tabla 1 – Parámetros macizo rocoso A continuación en las Tablas 2 y 3 se presentan los resultados obtenidos en la galería de Margen Izquierda, por ser esta la Margen donde se ubico el desvío.
  5. 5. Los espesores de roca descomprimida se muestran en la Figura 5. Figura 5 – Espesores de roca descomprimida En la galería de margen izquierda, para la zona no descomprimida, los valores de velocidad sísmica Compresional Vp, y de Corte Vs, resultaron medianamente buenos. Se obtuvieron valores de Vp de 3700 a 3850 m/s, cuando el de la misma roca, pero en estado optimo, puede ser de 4700 a 4800 m/seg. De igual manera para la onda de corte, pues se podría haber esperado valores un poco más altos, y que dieran lugar a valores del coeficiente de Poisson un poco menores. Se ha calculado el Modulo de Elasticidad estático probable Eep mediante seis procedimientos distintos, pero no todos han resultados aplicables al caso, ya que varios de ellos utilizan correlaciones obtenidas en base a estadísticas sobre macizos de rocas de muy buena calidad. Consideramos para este caso, que los criterios mas apropiados son los de Matsuda, Kujunzic, Schneider (λFvs) y Fernández Bollo para la zona no descomprimida, y sólo los tres primeros para la descomprimida, por lo tanto en base a este criterio se han obtenido los valores promedios. El espesor descomprimido que se ha obtenido en las mediciones, ha resultado exagerado para el diámetro de las galerías. Pero aquí debe aclararse un concepto muy importante, el espesor descomprimido no está originado sólo por efecto de la excavación, sino en mayor medida por la descompresión natural de la superficie del macizo, diaclasamiento, fracturas y alteración por intemperismo, propio del tipo de roca. Se observa que hacia el fondo de las galerías, o sea internándose en el macizo, el espesor descomprimido va disminuyendo considerablemente, sobre todo en la de margen derecha. Afirma este concepto, el hecho de que para los registros sísmicos que se obtuvieron con impacto alejado de la galería, casi sobre el Río, se logró información de mayor profundidad y la velocidad sísmica de la zona no descomprimida resultó mayor de 4200 m/seg. En general, y como conclusión, desde el punto de vista sísmico o dinámico, la roca hacia el interior del macizo es de calidad aceptable.
  6. 6. Tabla 2 – Galería en Roca Margen Izquierda – Microsísmica TRAMO PROGRESIVAS Progres. Espesor descomprimido (m) Vp (m/s) Vs (m/s) q = Vp/Vs δ (g/cm3 ) ν Poisson Fvs (Hz) Fvp (Hz) λvs (m) 0 4,50 1100 460 2,391 2,65 0,394 160 210 2,88 10 2,30 1450 660 2,197 2,70 0,369 180 243 3,67 ZONA DESCOMPRIMIDA 20 2,00 1650 800 2,063 2,70 0,346 212 286 3,77 0 3700 1950 1,897 2,70 0,308 340 390 5,74 10 3800 2100 1,810 2,70 0,280 350 390 6,00 ZONA NO DESCOMPRIMIDA 20 3850 2200 1,750 2,70 0,258 360 420 6,11 Tabla 3 – Galería en Roca Margen Izquierda – Microsísmica Módulos Dinámicos E estáticos probables deducidos Kujunzi c F. Bollo Merritt Matsud a Schneider Progr. Gd (kg/cm2 ) Ed (kg/cm2 ) EKujunzic (kg/cm2 ) EFB (kg/cm2 ) ERQD (kg/cm2 ) EMatsuda (kg/cm2 ) EF (kg/cm2 ) Eλ (kg/cm2 ) RQ D EProm (kg/cm2 ) EProm (Mpa) 0 5.722 15.953 8.935 -33.600 26.279 2.089 -5.600 3.248 52 4.757 4.76 10 12.001 32.867 18.568 -19.391 26.279 4.964 5.200 9.246 52 10.926 1.093 20 17.633 47.479 27.025 -7.118 26.279 8.160 22.480 13.902 52 16.363 1.636 0 104.763 273.999 176.670 183.159 30.241 105.604 91.600 101.741 54 141.794 14.17 9 10 121.500 311.079 205.035 214.306 30.241 123.135 97.000 108.662 54 162.785 16.27 8 20 133.347 335.388 224.324 234.726 30.241 134.241 134.504 102.400 54 176.783 17.67 8
  7. 7. ESQUEMA DE DESVIO El esquema de desvío está integrado por la ejecución de la embocadura aguas arriba de la estructura de control, constituida por un canal excavado en la roca y revestido en HºAº, la desembocadura aguas abajo, con iguales características de la embocadura y un tramo central en túnel excavado en roca de sección aproximada a una herradura con la solera plana revestida en mortero de hormigón (Fig. 6). Figura 6 – corte por el desvío del río La sección de embocadura del túnel contiene los elementos necesarios como para ubicar los stop-logs que se utilizarán para el posterior cierre del desvío. Concluida la ejecución del túnel de desvío se construyeron las ataguías aguas arriba y aguas abajo mediante volcado sobre el agua en movimiento de materiales proveniente de las excavaciones. Los mismos se colocaron con equipo mecánico, se distribuyeron y se compactaron en capas continuas y horizontales. Las excavaciones en roca para la ejecución del túnel se ejecutaron de acuerdo a las modernas técnicas y equipos disponibles en la actualidad siguiendo el método “drill and blast” Se ha usado un método convencional de avance mediante el uso de explosivos y avance por secciones parciales con utilización de estructuras temporarias de sostenimiento combinado con el uso de pernos, malla, y aplicación de gunita. Se cumplimentaron los requerimientos necesarios para registro de excavaciones subterráneas, captación de filtraciones, impermeabilización y evacuación de agua, ventilación del túnel y de las medidas de seguridad adoptadas. La secuencia constructiva fue llevada a cabo como se describe a continuación a fin de cumplir las fechas programadas. Construcción de los accesos a la margen derecha y a margen izquierda. Se inicio la obra desde la galería existente, resultante de los trabajos de exploración, utilizando los caminos de servicios necesarios para acceder al nivel final. Excavación completa del túnel correspondiente a todo el desvío. El material resultante fue utilizado como relleno de las ataguías. PRESA DESEMBOCADURAEMBOCADURA PRE-TAPON TAPON
  8. 8. En las mismas condiciones se utilizaron los volúmenes de material aportados por las excavaciones de los estribos de margen derecha e izquierda de la presa para el mismo fin. Los equipos utilizados permitieron el acopio de los materiales para las ataguías en zonas aledañas a las mismas, siendo el resto trasladado a escombreras. La excavación en túnel tiene aproximadamente 260m de longitud mientras la embocadura y la salida tienen aproximadamente 50 m de longitud El túnel se conforto de acuerdo a la observación in situ de la calidad y estado de la roca colocándose donde fue necesario anclajes y sostenimientos. El hormigonado de la solera del túnel de desvío se comenzó a los 15 días de iniciadas las excavaciones. La excavación y retiro de materiales se ejecutaron en forma alternada aguas arriba y aguas abajo. Se realizó el hormigonado de la solera mediante la utilización de camiones mezcladores. CLASIFICACIÓN DE LA ROCA PARA TÚNEL DE DESVÍO La roca del Túnel de Desvío se clasificó según los cuatro tipos indicados mas abajo, en función del entibamiento que deba adoptarse para asegurar en todo momento la estabilidad de la excavación y la seguridad dentro del túnel. a) Roca Buena: Se clasificó como "Roca Buena" la correspondiente a las zonas del túnel en las que para asegurar la estabilidad de la excavación y la seguridad dentro del mismo: • no se necesite ningún tipo de fortificación; • ó se necesiten pernos de acero eventuales en bóveda o paredes; • ó se necesiten pernos sistemáticos en la bóveda con un espaciamiento mayor o igual a dos (2) m y eventuales en paredes; b) Roca Regular: Se clasificó como "Roca Regular" la correspondiente a las zonas del túnel en las que para asegurar la estabilidad de la excavación y la seguridad dentro del mismo fue necesaria alguna o ambas de los siguientes sostenimientos : • Pernos sistemáticos en la bóveda en espaciamiento menor a 2 m y mayor a 1,3 m, incluyendo o no pernos en paredes. • Hormigón proyectado reforzado con malla y/o fibra en toda la bóveda, de un espesor menor o igual a 7 cm, incluyendo o no hormigón proyectado parcial o eventual en paredes. c) Roca Mala: Se clasificó como "Roca Mala" la correspondiente a las zonas del túnel en las que para asegurar la estabilidad de la excavación y la seguridad dentro del mismo fue necesaria por lo menos el siguiente sostenimiento : • Pernos sistemáticos con espaciamiento menor o igual a 1,3 m, en toda la sección desde 1,0 m desde el piso • Una (1) o dos (2) capas de hormigón proyectado más malla metálica en toda la sección. d) Roca Muy Mala: Se clasificó como "Roca Muy Mala" la correspondiente a las zonas del túnel en las que para asegurar la estabilidad de la excavación y la seguridad dentro del mismo fue necesaria por lo menos alguna de las siguientes alternativas:
  9. 9. • Marcos de acero, separados una distancia menor o igual a 1.0 m y hormigón proyectado reforzado de espesor mayor o igual a 7 cm en por lo menos la mitad de la sección • Marcos de acero, separados una distancia menor o igual a 1.0 m. Hormigón proyectado reforzado de 20 cm o más de espesor, en toda la sección, con doble malla de armadura. La malla podrá ser reemplazada por fibra incorporada en el hormigón. CONCLUSIONES Existe una estrecha relación entre el diseño de los elementos de sostenimiento de la roca en un túnel y el método de construcción empleado en su excavación. El túnel y los elementos de sostenimiento de roca han sido diseñados de acuerdo al método de convergencia - confinamiento. De acuerdo al principio básico de este método, la estabilidad del túnel reside básicamente en la capacidad de la propia roca en redistribuir las cargas solicitantes en el macizo rocoso circundante, reforzando esta capacidad mediante diversos elementos de sostenimiento. Estos elementos de sostenimiento no son por lo tanto elementos pasivos capaces por sí solos de resistir las cargas de roca originadas por la excavación. Debido a las características propias de este método, es absolutamente necesario hacer todos los esfuerzos posibles para conservar la integridad de la roca en torno a la excavación y colocar los diferentes sostenimientos en el momento oportuno, es decir, antes de que se produzcan deformaciones indeseables en la roca circundante, pero después de que se hayan relajado parcialmente las tensiones inducidas en el instante posterior a la voladura, así se logró hacer actuar el sostenimiento a un nivel adecuado de tensiones solicitantes (menor al inicial, pero aún en un nivel de deformaciones de la roca tal, que ésta no ha perdido sus características de resistencia). El cuidado especial en los trabajos de excavación se refiere al control geométrico de la excavación, control de las voladuras, oportunidad en la colocación de los sostenimientos y un adecuado drenaje. Se resalta que la información obtenida de las galerías de investigación, permitió que durante la construcción no surgieran ningún tipo de imprevistos, no contemplados en la ingeniería de detalle. BIBLIOGRAFIA Vardé et. al, 2002 “Campaña de Investigación para la construcción de una Presa sobre el Río Quinto – Saladillo, Provincia de San Luis, Argentina”. – XVI CAMSIG - Trelew.

×