Análisis y control de filtraciones en un
dique mediante una pantalla de cemento-bentonita
Analysis and control of seepage in a dam
through a cut off of cement
Halbert Vera Coello
Fecha de
recepción: 1 de febrero/2013
Fecha de aceptación: 15 de marzo/2013
Análisis y control de filtraciones en un
dique mediante una pantalla de cemento-bentonita
Analysis and control of seepage in a dam
through a cut off of cement
Halbert Vera Coello
Como
citar:
Vera, H. (2013). Análisis y control de filtraciones en un dique mediante una
pantalla de cemento-bentonita. Revista Universidad De Guayaquil, 115(1),
45–56. DOI: https://doi.org/10.53591/rug.v115i1.475
Resumen
El Proyecto
Daule-Peripa es el Complejo Multipropósito emblemático del Ecuador,
beneficiando con riego y abastecimiento para agua potable
a las provincias de Guayas,
Manabí, Santa Elena y Los Ríos, que representa cerca del 50% de la
población del Ecuador. El proyecto está compuesto básicamente por una Presa de Tierra,
Vertedores, el Dique de la Divisoria y obras de trasvase a las provincias antes citadas.
En el presente trabajo,
a más de resumir uno de los capítulos más importantes de mi Tesis de Grado,
pretendo describir la metodología usada para el análisis de las filtraciones no controladas en el Dique de
la Divisoria y en particular en el sitio conocido como Km 8, donde se construyó
una Pantalla de Cemento-Bentonita, para el control
de filtraciones en este tramo de Dique,
que está cimentado sobre un banco de cenizas
volcánicas y aluviales, altamente permeables, formado
por la reciente actividad volcánica. Pretendo también que la metodología aquí expuesta sirva de guía para el análisis y control de filtraciones en obras de este tipo, ante la poca información sobre el tema, advirtiendo que el trabajo recoge las experiencias del
equipo técnico en el estudio y diseño para el control de filtraciones en el Dique
de la Divisoria.
Palabras clave: Filtraciones,
Dique, Pantalla, Cemento-bentonita, Aluvión-volcánico.
Summary
The
Daule-Peripa project is the emblematic complex of Ecuador, benefiting from
irrigation and potable water supply for the provinces of Guayas, Manabí, Santa
Elena and Los Ríos, which represents about 50% of the population of Ecuador. The project basically consists of an earth dam, spillways, the Drainage Divide
Dike and diversion
works to the provinces mentioned above.
In this
document, a sum over one of the most important chapters of my thesis, I pretend
to describe the methodology used to
analyze uncontrolled seepages in the Drainage Divide Dike, which is ca- se-hardened above a bank of ash and flurry
volcanic, highly permeable, and formed by the recent volcanic activity. It also presents
the final solution
from the study, hoping that the methodology here presented serves
as a guide for the analysis and control of seepages in works of this kind, with
little information about the topic,
pointing out that this document collects all experiences of Technician Team in the study and design of seepage control
in the Drainage Divide Dike.
Keywords: Seepages, Dam, Cut off, Cement-bentonite, Flurry of volcanic.
Introducción
La
Presa Daule-Peripa, a 180 Km al SW de Quito, está ubicada 10 Km aguas abajo de
la con- fluencia de los ríos Peripa y el Daule, en la parte Norte de la Cuenca del Guayas, y
constituye el complejo hidráulico de
propósito múltiple más emblemático del Ecuador. La Cuenca del proyecto tiene
4200 Km² de superficie y su volumen
de almacenamiento a la cota 85 (Nivel Máximo Normal) es de 5400 Hm³.
Foto 1. Presa Daule–Peripa. Foto aérea tomada desde aguas arriba. A la izquierda vertedor
en operación y a la derecha vista del embalse, torre de toma y área administrativa. Central en construcción 1998.
El
proyecto original contemplaba una Presa de tierra
de 63m de altura, con una capacidad de almacenamiento
de 2300Hm3, que resultaba in- suficiente
para el manejo de grandes avenidas, lo
que hubiere conllevado a grandes inundaciones de manera frecuente en las
riberas del Río Daule. La Generación de energía tampoco
hubiera sido posible.
Bajo
estas circunstancias, se encontró como so- lución
la construcción de un Dique de 17Km de largo
y 10m de altura promedio, en la divisoria de
la Cuenca de los Ríos Peripa y Congo, permitiendo adicionar cerca de 3100Hm3 al
volumen de almacenamiento del proyecto original. Es decir, gracias a la construcción del Dique se aseguró el suministro para agua potable a
la ciudad de Guayaquil, Península de
Santa Elena, trasvase a Manabí y ciudades ribereñas del Daule, al igual que se amplió la perspectiva de riego en estas provincias y aseguró un control de inundaciones sin precedentes. Su
construcción permitió también incluir una Central Hidroeléctrica, que no estaba
contemplada en el proyecto original.
Fig.1. Presa Daule-Peripa. Volumen de embalse.
(1) Volumen de la Presa original. (2) volumen de embalse sobre la cota 70 gracias al Dique de 10m de altura promedio. LMN/HVC. Sep- tiembre/28/2011.
A
partir del año 2013, el reservorio Daule-Peripa será optimizado con el Trasvase
Baba, lo cual permitirá
ampliar el riego a la provincia de Los Ríos, al devolver el agua al Río Vinces con el Sistema de Trasvase Daule-Vinces.
A
continuación, se muestra de forma sistemática
la metodología de análisis usada para el Diseño y control de filtraciones no controladas en el Dique
de la Divisoria, y en particular para el tramo del
Km 8, donde se construyó una Pantalla de Cemento-Bentonita
para el control de filtraciones, mostrando también el éxito logrado. Debo advertir que las filtraciones en el Dique
de la Divisoria, ha sido objeto de
varias investigaciones, muchas de las cuales han sido publicadas y presentadas en Congresos de Ingeniería,
Conferencias, etc. Metodología que se detalla a continuación:
Reporte de filtraciones, inicio
de
los estudios.
Las
primeras filtraciones no controladas fueron reportadas en 1992, año del primer llenado, según reportes de Operación y
Mantenimiento (O&M) de la Presa Daule-Peripa.
En
el año 2001, luego que el Personal del Departamento de O&M de la Presa
Daule-Peripa desbrozara la maleza que
crecía en el pantano aguas abajo del Dique en el Km 8, se detectó
en este tramo,
el afloramiento de agua a manera de Sand
boíl (borbollón). No se puede determinar con
certeza cuándo fue que se activó el borbollón en el Km 8. Lo cierto es que se
reportó por primera vez en el año 2001, Ref. Informe
de Auscultación. Operación
y Mantenimiento de la Presa Julio 2001. Informe que solicita la Asesoría de
un
ingeniero calificado. Por ello, HIDRONACIÓN contrató una asesoría externa,
que concluyó con la
construcción de un dren de 0.5m de espesor compuesto
de gravas y arenas, extendiéndose sobre el afloramiento.
Luego
en el 2003, se detectó que junto al dren construido
se volvían a formar borbollones, por lo que CEDEGÉ encargó
a su Asesor, Ing. Luís Marín-Nieto, realizar una inspección técnica al sitio de
los borbollones. Así se inició por primera vez
un estudio sistemático de las filtraciones que se producían en el Km 8 y en otros 6 sitios reporta- dos como críticos.
El estudio
recomendó realizar perforaciones para definir la estratigrafía del sitio y el tipo de filtración, perforaciones en las que se
recomendó además la instalación de piezómetros para monitorear el comportamiento de las filtraciones, y adición de
pozos de alivio, con una descarga a un canal de drenaje. De igual forma se intervinieron otros sitios, como el 15+600
(presa 24), donde se
estabilizó este tramo que había sido afectado
por deslizamientos en ambos taludes
del abra.
Investigación
científica y técnica
A partir del 2003, hasta el 2007, hubo un período de sequía, que no permitió al embalse
pasar de la cota 82 durante esos
años, por lo que no se reportaron filtraciones no controladas.
En
el 2008, la intensa estación lluviosa llenó el
embalse hasta la cota 85.296 y fueron reportados nuevamente borbollones en el Km 8 en el sitio cercano al del antiguo
borbollón del 2001, así como uno nuevo en el estribo derecho del
abra, además se reportaron filtraciones no controladas en 15 sitios
adicionales.
Así,
a partir de este nuevo reporte se continuó el
estudio que se iniciará en el 2003, integrando
al autor de este artículo,
al equipo de trabajo,
para el estudio de las filtraciones en el Dique y
las investigaciones Hidrogeotécnicas, particularmente en el Km 8, donde se
detectó que el borbollón se mantenía
con cargas bajas, cuando el embalse
había descendido a la cota 79.6, lo cual sugería
que había fallado
el suelo, siendo
el estrato arenoso
un conducto desde el embalse
hasta el terreno
de cimentación aguas
abajo, en el sitio del borbollón, por lo que se
recomendó una topografía de detalles
y nuevas perforaciones tanto aguas arriba y aguas abajo, repartidas en los estribos
y en el centro del abra, para completar
el perfil geológico del sitio, investigar la
mecánica de las filtraciones, ensayar mediantes pruebas Lefranc, la permeabilidad in situ de los suelos, adicionar nuevos pozos de alivio
y establecer un modelo de las filtraciones.
Algunas características geotécnicas
del Dique de la Divisoria
El Dique
de la Divisoria está ubicado
hacia el extremo
Este del embalse,
en un banco reciente de aluviones y cenizas volcánicas, cortando muchas veces paleocauces que en el pasado
fueron tributarios del Peripa y el Congo, que ahora yacen bajo estratos arcillosos, o de cangahuas
fracturadas, que al igual que los estratos aluviales se convierten en vías preferenciales de flujo por donde se filtra
el agua del embalse.
En
particular, el Dique en el tramo del Km 8, donde
se reportó el afloramiento del gran borbollón en el 2001, está cimentado sobre
un estrato arcilloso superficial de 3.5m de espesor aproximadamente, y bajo este se encuentra un gran paleocauce altamente permeable que ha sido rellenado con limos y depósitos aluviales
de gravas, arenas
y cenizas volcánicas, según las
perforaciones realizadas en el 2003, 2008 y 2010. Se intercalan además en varios
sitios capas de pocos metros
de espesor, de limos arenosos
y arenas limosas muy finas,
susceptibles a la tubificación.
Fig.2. Presa Daule-Peripa, vista desde aguas abajo. Esquema Geológico de la Presa Daule-Peripa. LMN/HVC. Septiembre 26 del 2011.
Modelo utilizado y adopción del factor de seguridad
MODELO UTILIZADO. - Para el análisis
de los problemas de filtración en el tramo del Km8 se empleó
un modelo matemático utilizando el software GGU-SS-FLOW 2D, de la empresa
alemana Civil Serve, que resuelve
de forma aproximada la
ecuación
del flujo laminar bidimensional en un suelo,
mediante la aplicación del Método de los Elementos
Finitos.
El
programa muestra las líneas equipotenciales expresadas
en términos de cotas referidas al Nivel
del Embalse, tal como se detalla a continuación, de fácil comprensión y manejo como se demuestra:
Distancia (m)
Fig. 3. Modelo demostrativo para el cálculo de presiones.
Cota
Cota
piezométrica en A = Cota N.E. – n ∆h
htA = Cota piezométrica en A – Cota N.A. : Carga total en A hpA = htA - ( - he) : Carga de Presión en A
hpA = ht (1-n/nd)
- ( - he) L.Q.Q.D.
Factor de Seguridad
Los
Factores de seguridad están ligados a los modos
de falla de las estructuras que se analizan. Por ejemplo, los materiales
sólidos como el concreto, acero,
etc., tienen alta resistencia a la
tracción y compresión, por ello todos los modelos
de falla de estos materiales pueden ser explicados a partir de ambos esfuerzos.
En
el caso de los suelos, éstos no soportan esfuerzos de tensión sino pequeños
esfuerzos de compresión, y el parámetro
representativo de la rotura del suelo es el esfuerzo
cortante.
El Factor de Seguridad contra Flotación
está basado en el principio de Arquímedes.
Factor
de Seguridad contra Turificación. - El Criterio de Lane es aplicable en los análisis de la tubificación. El Método propuesto por
Lane contempla la resistencia a la
erosión y se supone que está implícita la resistencia al corte de los suelos, por lo que establece un
parámetro de resistencia a la tubificación para cada tipo de suelo,
obtenido experimentalmente.
N.L.= (DH/3 + DV) /h
El Factor de Seguridad contra la Falla Hidráulica.
- La falla hidráulica del suelo se da cuando la fuerza
de filtración supera
la resistencia al corte del suelo
to > t.
to, representa
la Fuerza de Filtración, que es una fuerza interior, de arrastre de agua sobre
el esqueleto mineral
y de reacción de éste sobre el agua.
t, es la resistencia al esfuerzo cortante
en el instante de falla,
expresada en la Ley de Coulomb.
De acuerdo
con Hirotaka SAKAI y Kenichi
MAEDA, Ref., las fallas por
filtraciones en el suelo y/o en el
terreno, provocan importantes
problemas geotécnicos, tales como
daños de diques en virtud de las inundaciones, la erosión de la estructura del
suelo y de las costas del océano y
las riberas del río y demás. Además,
la generación de gas y la expulsión de las burbujas
de aire han sido observadas antes de la falla que produjo la filtración, en muchos casos. La fuente
de las burbujas de aire se podría
pensar que es la fase de aire atrapado por delante las filtraciones y el aire que contiene de agua de los poros. La generación y desarrollo de la burbuja
de aire, por lo tanto, juega un papel
muy importante en la naturaleza de la falla por filtración. Las burbujas de aire deben, por tanto, aumentar el
riesgo de falla y erosión del suelo.
En nuestro
caso se adoptó
como hipótesis que la activación de los borbollones en el
sitio, sugería un factor
de seguridad contra la falla hidráulica en la arcilla de cimentación* del Dique, igual a
1. Así se calibró el programa con las lecturas piezométricas registradas, para realizar el análisis
de
la estabilidad del tramo del Km 8. En nuestro análisis el criterio fundamental fue evaluar el factor de seguridad contra la falla hidráulica del suelo, que
satisfaga lo establecido por la Norma antes citada,
para niveles de embalse sostenidos, dentro
del esquema presentado en la Fig. 4.
Fig. 4. Dique de la Divisoria. Esquema geotécnico del Km 8 del Dique de la Divisoria y condiciones de carga. HVC. Enero 2012.
Fig. 5. Dique de la Divisoria. Carta de Plasticidad de la arcilla
de cimentación del Dique. HVC. Perforaciones 2009.
Donde:
F.S. contra la falla hidráulica del suelo ≥1.5.
F.S.
contra la sub-presión ≥1.1.
F.S.
=Factor de seguridad.
W =Peso del suelo.
W’ =Peso del suelo sumergido. U =Sub-presión.
Ff =Fuerza del flujo de agua.
L =Profundidad del estrato o del tramo de estrato
sometido a la falla.
=Peso específico boyante del cuerpo
de suelo. i =Gradiente hidráulico = L/Δh.
=Peso
específico del agua.
* En la Fig. 5 se muestra la carta de plasticidad y las características de la arcilla
de cimentación del Dique, de manera general.
7 Alternativas y diseño del control de
filtraciones. El 2008, cálculos, programa (descripción), diseño.
Con
los planos topográficos del sitio y las perforaciones se preparó el perfil
geotécnico del tramo en estudio
(Km8), se ensayaron los suelos para conocer
sus propiedades mecánicas
y los parámetros geotécnicos, se analizó el
tipo de filtración y con esta información más los registros
de los piezómetros instalados desde el 2003, se analizaron las siguientes alternativas:
A.- Delantal de arcilla Aguas arriba
del Dique,
de 3 m de espesor
por 50 m de ancho y 230 m de largo,
construido entre los meses de noviembre y enero de un año normal.
Fig. 6.
Fig. 6. Dique de la Divisoria Km. 8. Esquema
de la alternativa 3. 1. Delantal aguas de arcilla aguas arriba, espesor de 3m.
B.- Berma
aguas abajo de 3 m de espesor
por 230 m de largo
por 50 m de ancho,
hasta la cota 81, con material
adecuado sobre un sistema de drenaje que reemplace los canales existentes, y
que permita a los tubos de alivio descargar
las filtraciones a otro canal exterior. Fig. 7.
Fig. 7. Dique de la Divisoria Km. 8. Esquema de la alternativa 3.2. Berma de material adecuado, espesor 3 m, aguas abajo del Dique.
C.- Pantalla de hormigón plástico o tablestaca de acero con viga de amarre, de 12m aproximadamente de profundidad, hincada bajo el talud aguas arriba, a
construirse entre los meses de noviembre y enero de años normales,
donde el nivel del embalse
está bajo la cota 78. Fig. 8.
Fig. 8. Dique de la Divisoria Km. 8. Esquema de la alternativa 3.3. Pantalla de hormigón bajo el espaldón aguas arriba. (Profundi- dad de hincado
bajo el estrato
arcilloso = 10m.).
Análisis de las alternativas
Para el análisis de las alternativas se adoptó una sección del Km 8 del Dique,
en base a la topografía, y el perfil estratigráfico. Se utilizó el software
GGU-SSFLOW 2D para el análisis de la red de flujo
y supresiones, calibrado con los registros
piezométricos del sitio.
La
alternativa A, esto es el delantal de arcilla
fue descartado, ya que el Dique en el Km 8 está cimentado sobre un estrato arcilloso superficial de 3m a 4 m de espesor, de manera que adicionar
una capa arcillosa a manera de delantal, sobre
el estrato arcilloso existente y sobre las excavaciones
para préstamos de la capa superficial que se hicieran aguas arriba, durante la construcción, no causaba una reducción
importante en las presiones. Además, esta alternativa no corta la entrada del agua con condiciones de borde permeables.
La
alternativa B, esto es, la berma de carga aguas
abajo sobre el terreno natural, de acuerdo al modelo, si aumentaba el factor
de seguridad por encima del recomendado. Sin embargo, la berma obligaba a reemplazar todo el
sistema de drenaje existente por
otros que trabajaran enterrados, incluyendo las galerías para
mantenimiento y registro de caudales. Esta solución limitaba las reparaciones o mejoras que deben hacerse eventualmente en los drenajes
enterrados, al presentarse filtraciones no controladas, filtraciones que no pueden evitarse, a pesar de la sobrecarga. Por ello, esta alternativa fue también desechada.
La alternativa C, esto es la pantalla
de hormigón plástico o tablestaca de acero, reducía
drásticamente el volumen de las
filtraciones, al igual que las presiones al grado de aumentar drásticamente el factor de seguridad que
amenazaba la estabilidad de la obra.
Como
se muestra en al Fig. 9, el factor de seguridad logrado con la pantalla
para el Nivel Máximo del Vertedor de Emergencia en la 87,70,
resultó de 1,40, mayor que el admisible 1,2, especificado para estos casos.
Recomendación
de la solución
definitiva
Ante la aparición
de nuevos borbollones
en el año 2008, sumados al preocupante afloramiento que llegó a mantenerse durante el estiaje, incluso con 2m de carga, y ante la posible llegada de un Niño o lluvias extremas que volvieran a cargar el embalse a la
cota 85, se recomendó como solución definitiva, la construcción de una
pantalla de hormigón plástico, que ya se tenía experiencia en otros proyectos (PM
Baba, Horno Tejero), para reducir el efecto
de las filtraciones, que amenazaba la estabilidad del Dique en este tramo. La pantalla recomendada fue de
hormigón plástico, de 12m de profundidad aproximadamente, con la punta en la cota 64,5 de 230m de longitud,
cubriendo el Paleocauce del Km 8, y como alternativa una pantalla de tablestacas hinca- das de
acero, con una viga de cabezal de
hormigón armado para rigidez de la pantalla.
En ambos casos, el diseño definitivo, debería basarse en planos de topografía actualizada y de detalles.
Fig. 9. Dique de la Divisoria.
Solución propuesta para reducir los efectos de las filtraciones en el Km 8. Nivel de embalse sostenido
87.70. Modelo en el programa GGU-SS-FLOW 2D. LMN/HVC, agosto 2009.
N.E. = 87.7 hp= 6.4
Fuerza
de Filtración= 2.4 t/m2
W’= 4m* (1.85-1.00) t/m3 = 3.4 t/m2
F.S.(Falla Hidráulica) = 1.417
Eficiencia
El
término pantalla en general se aplica a cualquier tipo de estructura cuyo principal propósito
es reducir el gasto del flujo de agua a través de cimentaciones. Ref.
Así
la pantalla del Km 8, fue concebida como una barrera prácticamente impermeable, flexible, no estructural,
que sella parcialmente el estrato aluvial,
alargando el recorrido del flujo, logrando
una pérdida considerable de la energía (carga),
permitiendo elevar el factor de seguridad
contra la falla hidráulica del suelo.
Por ello, desde un principio se propuso
evaluar la Eficiencia de la pantalla para
diferentes profundidades de hincado,
refiriéndola al factor
de seguridad establecido para falla hidráulica y sub-presión, considerado por la norma
DIN 1054 OLD.
Diseño
Para el diseño de la pantalla
se realizó una topografía actualizada de detalle del sitio, cubriendo todo el Paleocauce del Km 8, con curvas
de nivel cada 50cm aguas arriba y aguas abajo. Se
escogió la sección que fuera adoptada en los análisis anteriores y se redefinió la longitud de la pantalla,
usando el mismo
software. Así se diseñó una pantalla de 15m de profundidad, 0,8m de espesor
y 260m de longitud, cubriendo el Paleocauce y los estribos del abra. El cabezal de la pantalla fue establecido en la cota 79,50.
Profundidad óptima
El
8 de enero del 2011 se logró firmar el contrato CELEC-HNA-001-2011, para la construcción de una
pantalla de Cemento-Bentonita a la altura del
Km 8 del Dique de la Divisoria. Sin embargo,
el 15 de enero se inició un período de lluvias intensas originadas por tormentas provenientes tanto del Caribe como de la Amazonia, por
lo que HIDRONACIÓN de acuerdo con la
proyección del CENACE
de Energía y Nivel de Embalse 2011, suministró
la cota máxima 84.05 del embalse proyectada
a mayo del 2011, que coincidiría aproximadamente
con la fecha de terminación de la
obra, por lo que se estableció el cabezal de
la pantalla en la 84.20, restando 4.7 m de efectividad a la pantalla.
Por
ello fue necesario evaluar la
eficiencia de la pantalla, y se
realizó un nuevo análisis con esta
modificación. En este nuevo análisis se determinó que para optimizar la profundidad de la pantalla era necesario dividirla en dos
cuerpos, uno de 15m en los estribos y
otro de 20m en el centro del paleo-cauce, cumpliendo en todos los casos
con los factores de seguridad establecidos en la norma
adoptada.
Fig. 10. Presa Daule-Peripa. Dique de la Divisoria. Plano de detalles
de la Pantalla durante la construcción. Enero 2011. LMN/JLP/HVC.
Proceso constructivo
Previo a la construcción se establecieron diseños
en el laboratorio, de dos dosificaciones con bentonitas de diferente origen,
obteniéndose los diferentes resultados:
Cuadro 1.- Dosificaciones para la construcción de la pantalla de Cemento-Bentonita. Diseños experimentales de hormigón plástico.
Laboratorio OAS Ltda.7,
Proyecto Multipropósito Baba.
Feb./2011.
|
Componentes
|
Dosificación # 1
|
Dosificación # 2
|
|
Cemento Holcim Tipo GU
|
350
Kg
|
350 Kg
|
|
Bentonita Bara – Kade / Bentocol
|
40
Kg
|
50 Kg
|
|
Agua
|
1000 l
|
1000 l
|
Características Mecánicas de la Pantalla.
•
Resistencia a la compresión simple a los 28
días. =
3 Kg/cm²
•
Permeabilidad K= 10¯6 cm/s.
•
Plasticidad= Alta.
•
Compacidad= Alta.
Los trabajos
empezaron por la instalación de bodegas y área de campamento, se continuó con la
adecuación del camino de acceso, desde la berma
de la cota 80, hasta el talud aguas arriba donde se retiró parte
del enrocado para la construcción de la plataforma de trabajo
de 7m de ancho, que permitió la operación para la excavación y relleno de la mezcla
Cemento-Bentonita.
Para garantizar la verticalidad de la pantalla
se instalaron muros guías de hormigón armado, pre-fabricados, que al final de la construcción formaban parte del cabezal de la pantalla.
La excavación para la construcción de
la pantalla propiamente dicha se realizó por tramos llamados
módulos,
de 2,25m de largo en promedio y de
15m y 20m de profundidad, que eran luego rellenados por la mezcla de Cemento-Bentonita. Por cada módulo se tomaban muestras de
la mezcla, para el control de calidad
de la obra y la rotura
de muestras a los 28 días.
Luego de rellenados los 260m, se procedió al retiro
del material filtrante de la plataforma de trabajo,
remate del cabezal y la restitución del talud original
de la arcilla del Dique,
para lo cual se realizaron
préstamos aguas abajo, definidos por
HIDRONACIÓN, previos ensayos de labora- torio,
clasificación y compactación (Proctor). El control
de calidad del grado de compactación fue también
registrado en cada una de las capas de
restitución del talud, con ensayos de campo.
Finalmente, la reposición del enrocado se la realizó con material importado y con gran parte del enrocado
original que había sido desalojado para la construcción de la plataforma de trabajo.
Se muestra
a continuación varias
fotos que resumen
los trabajos arriba
descritos:
Fotos 1. Excavación Pantalla.
Feb./24/2011. Fotos 2. Reconformación del Talud del Dique, luego de construida
la Pantalla de Cemento-Bentonita.
Resultados obtenidos
ANÁLISIS DE LA EFICIENCIA DE LA PANTALLA CONSTRUIDA, A PARTIR DE
LOS REGISTROS PIEZOMÉTRICOS.
En la estación
lluviosa del 2012, las fuertes precipitaciones amazónicas presentadas en
el embalse Daule-Peripa, elevaron el nivel del reservorio hasta
la cota 85. Los registros
piezométricos que fueron tomados día a día, desde antes
del inicio de la construcción de la pantalla,
a principios
del
2011, fueron continuados para evaluar su eficiencia,
contrastándolos con los registrados antes de construir la pantalla.
Se
presenta a continuación el éxito logrado con
la construcción de la pantalla en el aumento de la seguridad del Dique, basado en los registros piezométricos del Km 8, donde se muestran
los factores de seguridad contra
la falla hidráulica del suelo,
antes y después de la construcción de la
pantalla, para diferentes niveles sostenidos
de embalse.
Fig. 11. Presa Daule-Peripa. Dique de la Divisoria, Km8. Correlación entre los niveles de embalse y Factor de Seguridad contra la Falla Hidráulica del suelo, a partir de los registros del Piezómetro PC2.
Fig. 12. Comprobación de la eficiencia de la Pantalla del Km 8. Correlación entre niveles de embalse vs. niveles piezométricos a partir de los registros del Piezómetro PC2.
En la Fig. 11, se muestra
la correlación entre ni- veles de embalse
y factor de seguridad contra la falla
hidráulica del suelo sin y con pantalla. Se compara además las sub-presiones registradas antes de construida la pantalla con las registradas
en
el 2012 (Fig. 12). En el análisis se muestra que la pantalla ha logrado reducir
la carga piezométrica (hp) hasta en
un 27% para un nivel de embalse
sostenido, con lo que se logra elevar
significativamente el factor de seguridad >
1,5.
En
el sitio, la evidencia física, es que no se han activado borbollones, ni afloramientos de agua en el suelo de cimentación del Dique, como
se muestra en las fotos: 4.- Tomada
en julio del 2001, después de que se
detectara el borbollón el Km 8. El
nivel del embalse en la fecha de inspección era 82,5 aproximadamente y 5.- Tomada
el
23 de octubre del 2008, cuando afloraba el agua con apenas 1,6m de carga.
N.E.=79,6.
De
igual forma, se muestran las fotos 6 y 7, tomadas el 21 de marzo del 2012,
evidenciándose la desaparición de
borbollones y afloramientos de agua en el Km8.
Foto 4. Izquierda. -
Borbollón reportado en el 2001. Inspección
de los Ingenieros Ingo Fox y Juan Saavedra. Julio 2001. N.E.≈82.5.
Foto 6.
Izquierda. Dique de
la Divisoria, Km
8. Zona del antiguo Borbollón
2001, seca. N.E.=
84,7. Marzo 21 del 2012.
Foto 5. Afloramiento
de agua en el Km 8. Octubre 23 del 2008. N.E.= 79,6.
Foto 7. Derecha. No hay Afloramiento de agua, a pesar de haber 5m más de carga con respecto a octubre
del 2008. Marzo 21 del 2012. N.E.= 84,7.
Agradecimiento
Quiero agradecer
a los técnicos y trabaja-
dores, así como a los ingenieros del Dpto. de Operación y Mantenimiento de la Presa Daule-Peripa, compañeros de trabajo,
que, desde el inicio del autor en los trabajos,
han brindado toda su
colaboración para
llevar adelante
las labores. Quiero destacar además a mi profesor, el Ing. Luís
Marín-Nieto, quien, a más de permitirme
formar parte de su equipo de trabajo, me motivó a presentar este artículo, de forma metódica y sistemática, esperando
que sirva de referencia y ayuda en la
solución de problemas de filtración en proyectos similares.
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