presas y obras conexas-san gaban puno

03/09/2011
EMPRESA DE GENERACION ELECTRICA SAN GABAN S.A.CESEL S.A.
OBJETIVO DE LA EXPOSICION
OBJETIVOS
Es presentar una serie de temas amplios referido a presas y su Obras Conexas de los
diferentes esquemas Hidráulicos existentes, así como las normativas de cumplimientos de
seguridad, con la finalidad de establecer un espectro amplio sobre el diseño de Presas a los
profesionales de La empresa de Generación San Gabán S. A.
PROYECTO PRESA PUMAMAYO
EXPOSICION
DISEÑO DE PRESAS Y OBRAS CONEXAS
Los temas centrales de esta exposición serán:
http://ingenieriahidraulica.wordpress.com
 Esquema General de Esquemas Hidráulicos que consideran Presas.
MS. SC. ING. JORGE BRIONES G.
 Elementos Principales que integran los esquemas Hidráulicos y sus funciones.
 Normas utilizadas
 Tipos de Presas
 Obras Conexas
1-2 DE SETIEMBRE 2011
 Presa Pumamayo y Obras Conexas
 Cálculos hidráulicos y de Estabilidad
PUNO- PERU
 Uso de Software en el cálculo de Filtración y Estabilidad de Presas
ESQUEMA HIDRAULICO DE UNA PRESA DE TIERRA
En la siguiente figura se muestra la planta de disposición de un esquema Hidráulico. En esta
esquema participan: Presa de materiales de Préstamo (forma el Embalse), Aliviadero de Demasías
(Evacuar los Caudales de Máximas avenidas) y Descarga de fondo descargar el caudal para cubrir las
demandas solicitadas).
CLASIFICACION Y ELEMENTOS DE ESQUEMAS HIDRAULICO CON PRESA
POR LA MAGNITUD DE CAIDA




Pequeña caída
Mediana Caída
Alta Caída
Super caídas
H>15 m
15 m<H<50 m
100 m<H<200
H>200 m
EMBALSE
ELEMENTOS DE UN ESQUEMA
PRESA
 Presa.
 Aliviadero de Demasías
 Descarga de fondo o principal
TIPO DE PRESA
De concreto o Fábrica: Concreto de Gravedad, Aligerada, de
Contrafuertes, de Arco , Concreto Rolado o Rodillado (RCC)
 De
Materiales de Préstamo: Tierra, Tierra-Enrocado, Enrocado con
Pantalla de concreto CFRD
 De madera

1
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INFORMACION PAR EL DISEÑO DE PRESAS
NOMENCLATURA UTILIZADA EN PRESAS
ETAPAS DE ESTUDIO
Pasos naturales para desarrollar un estudio, sin embargo algunos de ellos pueden ser obviados,
sobre todo en el tramo inicial del estudio del proyecto (por ejemplo la Prefactibilidad).
•PERFIL
•PREFACTIBILIDAD
•FACTIBILIDAD. Beneficios-Inversión-Indicadores económicos
•DEFINITIVO. Desarrollo a nivel de Expediente Técnico de Licitación
•INGENIERIA DE DETALLE. Desarrollo a Nivel de Ejecución.
ESTUDIOS BASICOS Y ANALISIS DE PRESAS
•TOPOGRAFIA: Levantamientos a escalas recomendadas
•GEOLOGIA : Historia geológica, Estratigrafía, identificación de fallas
• GEOTECNIA: Mecánica de suelos-Mecánica de rocas, toma de muestras y Laboratorio
•PELIGRO SISMICO: Coeficiente Sísmico y Acelerograma de diseño
•HIDROLOGIA: Caudal de Máximas Avenidas, Caudal de descarga Principal
•DISEÑO DE PRESA. Definición del Tipo de Presas y material a ser utilizado
•HIDRAULICA : Cálculos hidráulicos
•CALCULO ESTRUCTURAL. Estimación del acero estructural
•CALCULO DE FILTRACION. Estabilidad a los problemas de filtración
•ESTABILIDAD DE TALUDES. Estabilidad estática y Pseudoestática
•ANALISIS DINÁMICO: Considerando el acelerograma de diseño
•ANALISIS DE RUPTURA DE PRESA.
ESQUEMAS HIDRAULICOS EXISTENTES
PRESA CFRD-PRESA ANGOSTURA
DESCARGA DE
FONDO-TUNEL
ALIVIADERO TIPO “MORNING GLORY”
PORTAL DE
SALIDA
NAME= NIVEL DE AGUAS EXTRAORDINARIAS- Que corresponde a la evacuación de la Avenida
NAMO=NIVEL DE AGUAS MAXIMAS ORDINARIAS – Nivel sin presencia de evacuación de excedentes
NAMU=NIVEL DE AGUAS MUERTAS- Nivel sin ningún uso económico
VOLUMEN UTIL= VOLUMEN COMPRENDIDO ENTRE EL NAMU Y NAMO
PRESA ANGOSTURA-SECCION LONGITUDINAL A TRAVÉS DE LA
DESCARGA DE FONDO
En la siguiente figura se muestra la planta y sección longitudinal de la descarga de fondo (Túnel) del
proyecto Angostura. A este túnel se acopla el Aliviadero de demasías en forma de “Morning Glory”
ALIVIADERO DE DEMASIAS
“MORNING GLORY”
PORTAL DE INGRESO
PORTAL DE
INGRESO
PRESA CFRD
PORTAL DE
SALIDA
PRESA
ATAGUIA DE
TIERRA
SECCION DE LA PRESA CFRD
PORTAL DE
INGRESO
TORRE DE
COMPUERTAS
TUNEL DESCARGA DE FONDO
PORTAL DE
SALIDA
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PRESA DE CONCRETO ROLADO (RCC)- ALTERNATIVA PRESA
ANGOSTURA
ALIVIADERO
DE DEMASIAS
ALIVIADERO DE DEMASIAS TIPO ESCALONES-PRESAS DE RCC Y DE
CONCRETO
SUPERFICIE DE
ALIVIADERO DE
DEMASIAS
PLANTA PRESA RCC
EMBALSE
RCC
El objetivo de la superficie del Aliviadero en forma
de escalones es Disipar la Energía antes que llegue al
nivel aguas abajo, y de esta manera minimizar los
problemas de erosión.
A lo largo de la descarga se pueden observar 03
tramos :
•Flujo en Movimiento variado no Aireado.
•Flujo Aireado variado
•Flujo Aireado Uniforme
ALIVIADEROS DE DEMASIAS-PRESA PUMAMAYO
ESQUEMA HIDRAULICO DE LA PRESA LIMON DEL PROYECTO
OLMOS
I.
AREA DE EMBALSE
DESCARGA DE FONDO TUNEL
DE PURGA Y DEMASIAS
ALIVIADERO SUPERFICIALES
II. ALIVIADEROS TIPO TUBO
• Tubo Vertical “Morning Glory”
• Tubo Inclinado
ALIVIADERO SUPERFICIAL PRESA PUMAMAYO-PUNO
PORTAL DE
SALIDA
Vertedero Lateral
SALTO DE ESQUI
BOCATOMA
DE FONDO
INICIO DE TUNEL
TRASANDINO
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ALIVIADERO TUBO VERTICAL “MORNING GLORY”-PRESA LIMON PROYECTO OLMOS-SOVIÉTICOS
VENTAJAS
-Automático-Sin
compuertas.
-Reacción Rápida
ALIVIADERO TUBO VERTICAL “MORNING GLORY”-PRESA LIMON PROYECTO OLMOS-ODEBRECHT
Deficiencias:
-No ser automático y depender del accionar
mecánico de las Compuertas.
-Operación sin respuesta Rápida absoluta
•CONCRETO GRAVEDAD
•CONCRETO DE GRAVEDAD ALIGERADA
•CONCRETO DE ARCO.
Presa de concreto Gravedad-Lagunillas-PunoCálculos a realizar
Perú-Aliviadero y Descarga de fondo en el cuerpo •Filtración
de la presa.
•Estabilidad al volteo y deslizamiento
•Esfuerzos sobre la cimentación
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Presa Inguri H=272 m-Giorgia
Presa “El Frayle”-Arequipa-Perú
-En una Presa de Arco los esfuerzos sobre la roca son de
compresión
-β=b/h<2 Delgada
-Β=b/h=0.2-0.35-Gruesa
-Con frecuencia β<0.60
-Cuando el valle va ensanchando, el radio va aumentando
-REQUISITO FUNDAMENTAL. ROCA MUY SANA
Presa Gordon en Tasmania, Australia
presa Hoover, frontera Arizona-Nevada,
FALLA DE LA PRESA TETON-USA-PROCESO
ALGUNOS CONCEPTOS EN PRESAS
NAM- Nivel de Aguas Mínimas
NAMO –Nivel de Aguas Máximas Ordinarias
NAME- Nivel de Aguas máximas Extraordinarias
1.Ancho de la Corona
El ancho de la cresta de la presa es definida de acuerdos a los requerimientos de operación, diseño de las estructuras que
se puedan considerar en la cresta, metodología de construcción, el ancho se encuentra entre 5-8 m de acuerdo a la altura
de la presa.
2. Borde libre
Resulta de la diferencia de altura entre la corona y el Nivel Máximo de Aguas Extraordinarias (NAME).
La expresión para el cálculo del borde libre es:
Donde:
Hbl
Hv
Hr
- Altura del borde libre
- Amplitud del oleaje generado por el viento en cm
- Altura de rodamiento de la ola sobre el talud en cm
ΔH
- Asentamiento máximo de la Corona
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PRESAS DE MATERIALES DE PRESTAMO
PRESA CFRD-SOBRE CIMENTACION FLUVIAL RIO
PROFUNDO
Presas Homogéneas de Tierra- Morrena
Presas de Tierra-Enrocado-Con Núcleo Impermeable
Presas de Enrocado- Con Pantalla de concreto o Acero
PRESA HOMOGENEA –MATERIAL MORRENICO
La Profundidad de la cortina se determina considerando un
Gradiente Hidráulico menor al Máximo Permisible para el tipo
de material en particular de la cimentación
PRESA DE ENROCADO CON PANTALLA DE CONCRETOCFRD-PARA DIFERENTES TIPOS DE CIMENTACIÓN
La sección mostrada en este esquema fue el tipo de presa original desarrollado por los Soviético
en el año 1980 para la presa Limón, actualmente se ha construido otro tipo CFRD.
La impermeabilización del cuerpo de la presa se logra con el Núcleo arcillosos, y la
impermeabilización de material aluvial y zona superior de la roca fracturada mediante una
pantalla de inyecciones.
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Aliviadero superficiales
OBRAS DE DESVIO
- Entre la altura de la Ataguía y el diámetro
del Túnel de desvío existe una relación
económica
Capacidad de descarga de un vertedero
Q
L
H
-Caudal descargado
-Longitud del vertedero o ancho
-Carga hidráulica sobre la cresta del vertedero
Q20 años de retorno= Caudal de diseño para
las obras de desvío
MOVIMIENTO VARIADO-ECUACIONES
ALIVIADERO SUPERFICIAL-AIREACION DE FLUJO-FORMACION DE
ONDAS
Las expresiones del Movimiento Variado se obtienen a partir del siguiente esquema y fórmula:
Utilizando esta magnitud, la pérdida de carga ∆hl, se puede presentar en
la siguiente forma:
 hl  S f l m
En donde
Sf
- Valor medio de la pendiente por fricción en la longitud lm.
Trasformando las ecuaciones se presenta de la siguiente manera
lm 
CALCULOS HIDRAULICOS
a) Movimiento variado
b) Aireación del Flujo
c) Estabilidad del Flujo o Formación de Ondas
d) Problemas de Erosión por Cavitación
e) Soluciones para evitar la cavitación- Aireación del
flujo
Para el tramo indicado como “M”, limitado por las secciones m
y (m+1). Trazar el plano de referencia 0-0 en el punto mas bajo
de la sección (m+1) y unir mediante la ecuación de Bernoulli
las secciones m y (m+1), obteniendo:
s lm  hm 
en donde:
slm
Vm, Vm+1
∆hl
en donde
Em y Em+1
E m1  E m
S Sf
- Energía específica en m y (m+1) respectivamente.
V m2
V 2
 hm1  m1   hl
2g
2g
E m  hm 
Sf 
- caída del fondo del canal desde la sección m hasta la sección (m+1)
- Velocidad media en las secciones m y (m+1)
- Pérdida de carga por fricción desde la sección m hasta la sección (m+1)
2
V
2
C R
 V 2m1
2g
1
S f , m  S f ,m 1
2
2
Sf 
La pendiente por fricción se tiene:
Sf 
 V 2m
2g
Em1  hm1 
h
V
2
C R
1
hm  hm 1
2
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AIREACION DE FLUJO
EJEMPLO CALCULO DE MOVIMIENTO VARIADO
Las superficie del flujo variado utilizando sus respectivas fórmulas se puede resolver con el uso
del Excel en forma similar al siguiente cuadro.
Veamos la primera hipótesis del surgimiento de la aireación dada por T. G. Voinch- Cianozrensky.
El criterio de inicio de aireación la obtenemos en base al siguiente planteamiento teórico. El flujo al inicio de la
Rápida está caracterizado por que la fuerza de inercia supera considerablemente (en 10 veces y mas), a la fuerza
de resistencia, por eso en este tramo el movimiento de las capas superficiales se puede considerar Potencial. En la
superficie divisoria Agua-Aire puede surgir un movimiento ondular como resultado de la excitación turbulenta cerca
del fondo y paredes hasta la superficie del flujo.
V
En donde:
R
C
Ѳ
i. a .
 6 . 63

0 . 0011 

8 .7
gRCos   1 
 1
2
C

R


1
- Radio Hidráulico
- Coeficiente de Chezy que se obtiene de las fórmulas comunes.
- Angulo de inclinación de la Rápida.
Se calcula el Número de Froude, en cada sección
La concentración de aire media- Fórmula de Gangadharaiah
K
- Coeficiente que depende de la forma de la sección. K=1.35 para una sección Rectangular
El tirante aireado
Para resolver el problema del movimiento Variado o Uniforme se puede utilizar el
programa HCANALES de Máximo Villón B.
PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR LAS CONDICIONES DE
AIREACIÓN DEL FLUJO
TIRANTE DEL FLUJO AIREADO
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SALTO DE ESQUI
DESCARGA DE FONDO PRESA PUMAMAYO
PORTAL DE
SALIDA
PRESA CFRD
PORTAL DE
INGRESO
La longitud del vuelo del Chorro se determina con ayuda de la siguiente
fórmula:
En donde:
K=0.85 - Coeficiente que tiene en cuenta la influencia de la aireación y
amplificación del chorro en el vuelo.
Zo
- Diferencia de nivel entre aguas arriba y aguas abajo
Z1 - Diferencia de nivel desde el inicio de la Rápida hasta la nariz del
Esquí.
ϕ=0.90
-Coeficiente de Velocidad, que tiene en cuenta la pérdida
de carga en toda la trayectoria de la Rápida.
ϴo=17.68°
-Angulo que forma la salida del chorro con la horizontal.
DESCARGA DE FONDO EN PRESAS
PLANTA DE LA DESCARGA DE FONDO
COMPUERTAS DE
MANTENIMIENTO
CAMARA DE
VALVULAS
DESCARGA DE FONDO TUNEL
PERFIL LONGITUDINAL DE LA DESCARGA DE FONDO
DESCARGA DE FONDO
Colapso de una presa a lo
largo de la descarga de fondo
DESCARGA DE
FONDO-TUBERIA
Zona peligrosa por
mala compactación
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CATEGORIA DE PRESA POR LAS CONSECUENCIAS DEL RIESGO DE
FALLA
CATEGORIA
POTENCIA INCREMENTAL DE FALLA
SEGURIDAD DE VIDAS
SOCIOECONOMICO FINANCIERO Y
AMBIENTAL
MUY ALTA
Gran número de Víctimas
Mortales
Daños y perjuicios extremos
ALTA
Algunas Muertes
Daños y perjuicios grandes
BAJA
Ninguna muerte
Daños y perjuicios Moderados
MUY BAJA
Sin Víctimas Mortales
Daños de menor importancia, mas a la
propiedad del dueño
CRITERIO NORMATIVOS MINIMOS USUAL PARA LA SELECCIÓN
DE LA CRECIDA DE INGRESO
La selección de la correspondiente de las Crecidas de entrada para una presa está relacionada con la
clasificación potencial de riesgo y es el resultado de la evaluación de los riesgos incrementales.
CONSECUENCIA
DE LA
CATEGORIA (a)
CRECIDAS DE DISEÑO
(IDF)
MUY ALTA
Crecida Máxima Probable
(PMF)
ALTA
Probabilidad de Excedencia
anual (AEP) entre 1/1000 y la
PMF
BAJA
AEP entre 1/100 y 1/1000
PERIODO MAXIMO SUGERIDO ENTRE REVISIONES DE SEGURIDAD DE
LA PRESA
CATEGORIA
MAXIMO PERIODO ENTRE
REVISIONES
Muy alta
5 AÑOS
Alta
7 AÑOS
baja
10 AÑOS
Muy baja
10 AÑOS
CRITERIO NORMATIVOS MINIMOS USUAL PARA LA SELECCIÓN DEL
SISMO DE DISEÑO
CONSECUENCIA DE
LA CATEGORIA (a)
MDE (MAXIMUM DESIGN EARTHQUAKE-SISMO MAXIMO
DE DISEÑO (MDE)
DERIVADA DETERMINISTICA
Muy alta
Alta
baja
DERIVADA PROBABILISTICA
(Probability Anual de Excedencia)
AEP
SEGURIDAD DE PRESAS DE MATERIALES DE PRESTAMO
En general el Cálculo de Seguridad e la presa de materiales de préstamo comprende los
siguientes análisis:
•Análisis de Filtración. Estabilidad de los suelos o resistencia a la falla por filtración
MCE –Maxime credible
earthquake- Sismo Máximo
Creible
1/10,000
•Análisis de Estabilidad de Taludes
Estático
Seudoestático
50% al 100% del MCE
1/1,000 a 1/10,000
•Análisis Tensión-Deformación
1/100 a 1/1,000
•Análisis Dinámico.
Otros cálculos
•Licuación de suelos
•Consolidación de suelos
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DRENES
ANALISIS DE FILTRACION
ANALISIS DE FILTRACION:
-Coeficiente de Permeabilidad del material del cuerpo de la Presa-Canteras -Laboratorio
-Coeficiente de Permeabilidad de la cimentación de la presa- “In situ”- Laboratorio
-Granulometría del material del cuerpo de la presa
-Granulometría de la Cimentación
-Granulometría de los filtros-drenes
FILTRACION EN PRESAS-ESQUEMAS TIPICOS
FILTRACION EN PRESAS-ESQUEMAS TIPICOS
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EJEMPLO CALCULO DE FILTRACION EN UNA PRESA HOMOGENEA
SEEP/W-GEOSTUDIO 2004
Programa SEEP/W-Geostudio 2004- Estudiantil
OBJETIVOS Y PROBLEMAS QUE RESUELVE AL ANALISIS DE
FILTRACION
El problema de filtración debe resolver lo siguiente:
•Determinación de la ubicación de la Línea superior de filtración.
•Determinación de los parámetros de la filtración: Caudal filtrante, Velocidad de filtración, el Gradiente
Hidráulico, que constituye el parámetro principal.
•Determinar si los Elementos de Impermeabilización y materiales que constituyen tanto el Cuerpo de la Presa
como la cimentación resistirá las condiciones de presión o fuerza expresada a través del Gradiente Hidráulico.
Por lo tanto el caudal de filtración es solo importante cuando se trata de magnitudes grandes que pude ser
un indicio en el caso de Presas CFRD, del fracturamiento de la losa del talud de la presa, en otros casos
básicamente un concepto económico.
El Gradiente Hidráulico , viene expresado por la siguiente relación:
J
ΔH
L
H
L
:Pérdida de Carga o diferencia entre las presiones de dos secciones.
: Recorrido del flujo en donde se produce la Pérdida de Carga.
El análisis de filtración debe establecer: si para las condiciones de diseño de la presa y Gradiente hidráulico, tendrá
lugar el Fenómeno de EROSION INTERNAo RUPTURAHIDRAULICA.
Fig. Filtración en la cimentación y Esquema de erosión
Interna.
FILTROS EN PRESAS DE MATERIALES DE PRESTAMO
GRADIENTES HIDRAULICAS ADMISIBLES
GRADIENTES HIDRAULICAS ADMISIBLES PARA SUELOS BLANDOS
CLASE DE PRESA
DESCRIPCION
MATERIAL DE
LA
CIMENTACION
Arcilla
Compact.
Suelo
arcilloso
Arena
Gruesa
Arena Media
Arena Fina
I
II
III
IV
1.20
0.9
1.00
1.10
0.45
0.50
0.55
0.6
0.36
0.40
0.44
0.48
0.30
0.33
0.36
0.40
0.23
0.25
0.27
0.30
Una buena correlación se ha obtenido entre el RMR de
Bieniawski de la clasificación de rocas y las Gradiente
Hidráulicas para tener un diseño conservador
GRADIENTES HIDRAULICAS ADMISIBLES EN ROCA
Condición general de la
roca RMR-Evaluación del
Macizo Rocoso
Muy Buena Roca
Maciza, dura, ampliamente
diaclasada
81<RMR<100
Buena Roca
Dura o moderadamente dura.
Moderadamente diaclasada
61<RMR<80
Roca
Moderada a débil
Medianamente diaclasada
41<RMR<60
Roca Pobre
Débil, cercanamente
diaclasada o cortada
21<RMR<40
Roca Muy Pobre
Muy Débil, probablemente
erosionable
RMR<20
Máxima
Gradiente
Hidráulica
Admisible
m/m
15-30
La función de un filtro es el paso intermedio entre dos suelos de fracciones muy distintas. TERZAGHI
(1922), fue quién formuló el primer planteamiento racional sobre filtros sobre la base de 02 principios.
a) Los huecos del filtro deben tener la amplitud suficiente para que pase el caudal necesario y rebajar el
exceso de Gradiente hidráulica (criterio de Permeabilidad)
b) Al mismo tiempo, los espacios entre las fracciones del filtro deben ser suficientemente estrechos para
impedir la transmigración de los finos del suelo adyacente (criterio de Tubificación)
•Filtros Críticos
•Filtros no Críticos
Requisitos modernos
a)
10-14
7-9
5-6
3-4
Ser PERMEABLE mas que el suelo que
protege
b) Ser ESTABLE , esto es impedir el tránsito a
su través de las fracciones del suelo base
c) Ser AUTOESTABEL, por lo tanto susu
propias particulas pudeen migrar hacia
fuera de él.
La permeabilidad del filtro debe ser, como
mínimo 20 veces superior a la del suelo
base y mejor 50 y más.
El cuadro ilustra la selección de la Gradiente para un valor
definido de RMR. Es importante indicar que en uso de la
Gradiente Hidráulica se estableció durante la construcción
de la presa CFRD Salvajina (148 m) en Colombia.
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ESTABILIDAD DE TALUDES- FACTORES DE SEGURIDAD
Fin de Construcción- Ensayo UU- Estático Pseudoestático - Coeficiente Sísmico
Periodo de Operación- Ensayo CD- Estático y Pseudoestático - Coeficiente Sísmico
Desembalse Rápido CU
El Cuadro siguiente resume los valores de los factores de seguridad mínimos a ser satisfechos según los
diferentes casos analizados siguiendo las recomendaciones dadas por el Comité Internacional de Grandes
Presas (ICOLD).
Descripción
Caso Talud
I
II
III
IV
Aguas arriba
Aguas abajo
Aguas abajo
Aguas arriba
abajo
y
Fin de Construcción-Estático
Fin de Construcción-Estático
Período de operación-Estático
aguas Casos
I,
II,
III,
IV
Pseudoestático
Factor
de
Seguridad
mínimo requerido
1,4
1,4
1,5
INFORMACION PARA EL CALCULO DE ESTABILIDAD
Material del cuerpo de la Presa
•Ensayo Proctor: Humedad Óptima, Densidad
•Triaxial -UU (No Consolidado No Drenado) : ϕ, C-Fin de Construcción
-CU (Consolidado No Drenado)
: ϕ°, C°- Período de operación
Material de la Cimentación
•Densidad natural
•Triaxial -UU (No Consolidado No Drenado) : ϕ, C-Fin de Construcción
-CU (Consolidado No Drenado)
: ϕ°, C°- Período de operación
1,0
Estabilidad de Taludes Presas de Tierra
PRESA PRESA PUMAMAYO-TALUDES
Programa SLOP/W-Geostudio 2004- Estudiantil
Taludes adoptadas para el diseño de los taludes de presas CFRD (ICOLD, 2003).
Zonas de Sismicidad
Zonas de Sismicidad
Moderada
Zonas de Sismicidad Alta
Talud Aguas
Arriba
1,40H:1V
Talud Aguas
Abajo
1,5H:1V
1,50H:1V
1,60H:1V
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03/09/2011
Material del cuerpo de la Presa-Zonificación
LOSA O PANTALLA DE CONCRETO
Bordillo
Extrusado
1A – Suelo Impermeable-Suelo arcillo-limoso
1B – Cualquier suelo protector Estabilizador-Granular
2A- Transición de material granular tipo filtro, que impida el paso del material 1A
2B –Transición de material granular medio
3A-Transición de material granular grandes
3B –Enrocamiento compactado
3C –Enrocamiento compactado
MUESTRAS DE PROCESOS CONSTRUCTIVOS
1 Plinto
2 Junta Perimetral
3 Losas de arranque
4 Junta horizontal de construcción
5 Junta vertical contracción Tipo 1
6 Junta Vertical de Compresión Tipo 2
7 Junta horizontal de Construcción
a Zona de tracción
b Zona de Compresión
La tendencia actual para el diseño de la cara de concreto ha sido el uso
de placas con el porcentaje de espesor más delgado y el menor
porcentaje de refuerzo, buscando así una mayor economía y una mayor
flexibilidad de la losa. El espesor (e) de la losa en metros, por lo general
ha sido calculado por la fórmula:
La ejecución de la losa de concreto
es iniciada por las camadas de
LOSAS DE ARRANQUE, que son
losas destinadas a facilitar la
transición entre la geometría del
plinto y una superficie horizontal
que puede ser el punto de partida
de la forma deslizante par la
ejecución de los paneles de la losa
(losa principal), cuya ancho varía
entre 12 a 16 m, separadas por
juntas verticales
e = 0,30 + 0,003.H
En donde H altura de la presa en metros.
SELLOS Y JUNTAS EN UNA PRESA CFRD
Juntas.- Son dos tipos: Juntas verticales que ligan los paneles de la losa entre si, y la junta Perimetral situada entre el
plinto y los paneles de la losa de concreto.
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03/09/2011
FOTOGRAFIAS DE ASPECTOS CONSTRUCTIVOS-BORDILLO
EXTRUSADO
PLINTO
Se puede concluir entonces que no hay una regla
general para determinar el ancho del Plinto en
lugares en donde se presentan complejas
situaciones geológicos. La solución del ancho del
plinto debe basarse en las características
geomecánicas del macizo, en criterios de coste y
seguridad se establece entre el equipo del proyecto
y el propietario de la obra, y la experiencia
acumuladas derivadas de la construcción de
numerosas presas de enrocamiento con cara de
concreto en varios países, Mafra (1994). Una
alternativa al empirismo en la cara de diseño del
plinto además del empirismo es el uso de métodos
numéricos
El Plinto es una estructura de concreto anclado a la cimentación, que
se ejecuta en el pie aguas arriba de la presa, diseñado para
proporcionar el enlace de la Losa con la cimentación. Además, el
Plinto sirve como área de trabajo para las inyecciones de
Impermeabilización que se llevará a cabo en la cimentación rocosa.
Esta última función ha dado lugar a debates sobre el ancho mínimo
del plinto . Fitzpatrick et al. (1985), refiriéndose a la práctica de la
Comisión Hidroeléctrica de Tasmania, Australia, señala que después
de la construcción de la presa Cethana se adoptó para el ancho del
Plinto, o el largo camino de la filtración de 0. 05 (1 / 20) la carga
hidrostática del embalse sobre el Plinto para una cimentación de roca,
ó 0,10 (1/10) de la misma altura para los cimientos de roca de calidad
inferior, garantizando un ancho mínimo de 3 m. Sherard y Cooke en
1987, se citados por Mafra (1994), indica una anchura mínima del
Plinto de 1/20 a 1/25 de la carga hidrostática sobre el plinto para una
cimentación en roca sana e inyectable. Para las condiciones de roca
mala son utilizadas longitudes mayores.
INYECCIONES DE IMPERMEABILIZACION
Cortina de inyección es un método de tratamiento de la cimentación, constituida por una línea a de perforaciones profundos, cuya finalidad es
impermeabilizar el macizo (Figura 2.7). En el caso de presas de enrocamiento con losa de concreto, estos tratamientos se resume en inyecciones
de cemento ejecutados a partir de la superficie acabada del plinto , permitiendo a si que éste actúe como un tampón de las inyecciones
confinando y evitando su desperdicio.
RESULTADOS ANALISIS DE ESTABILIDAD DE LA PRESA PUMAMAYO
Filtración -Red de f lujo
Estabilidad de talud Aguas arriba-Embalse lleno
Esta es una ventaja importante de este tipo de presas de CFRD , porque las inyecciones son ejecutadas fuera del cuerpo de la presa, lo cual
permite la compactación de los espaldones de enrocado.
La cortina de inyecciones está constituida por una línea central que impediré el flujo de agua que percola a través del macizo rocoso. En la
práctica se ha usado 1/3 de la carga hidráulica para las perforaciones exploratorias (primarios) a fin de definir la profundidad de las inyecciones,
pero esto debe recibir una especial atención sobre todo en macizos de mala calidad. El espaciamiento pude ser entre 1.50m y 3.0 m
Asentamiento vertical –Primer llenado
Análisis Dinámico-Tiempo primer Segundo
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03/09/2011
DEFORMACION PRESA PUMAMAYO EN EL PRIMER SEGUDNO DE
OCURRIDO EL SISMO
En la siguiente figura, se muestra con ayuda de la malla de color roja el comportamiento de
la deformación de la presa en el primer segundo de ocurrido el sismo
¡MUCHAS GRACIAS ¡
POR VUESTRA PARTICIPACION
ESPERO HABER COLABORADO CON USTEDES EN EL
CONOCIMIENTO SOBRE PRESAS Y SUS OBRAS
CONEXAS
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