CAPITULO 1 CONSIDERACIONES CONSIDERACIONES SOBRE FILTRACIÓN FILTRACIÓN Y DRENAJE EN PRESAS
1. CAPITU CAPITULO LO 1 CONSIDERACI CONSIDERACIONES ONES SOBRE SOBRE FILTR FILTRACION ACION Y DRENAJE DRENAJE EN EN PRESAS
1.1.FILTRACIÓN 1.1.FILTRACIÓN EN PRESAS El análisis de la filtrai!n tiene "n i#$%rtante r%l en el dise&% ' s%l"i!n de $r%(le#as en in)enier*a i+il 'a ,"e inide $rini$al#ente en la esta(ilidad estr"t"ral de la $resa ' en )aranti-ar "n ade"ad% al#aenae de a)"a sin $/rdidas %nsidera(les de a)"a. En n"estr% $a*s se %nstr"'en ada d*a #a'%r antidad de $resas0 es$eial#ente del ti$% )ra+edad ' ar%0 $%r ser las ,"e $resentan #en%res $r%(le#as de filtrai!n a tra+/s del "er$% ,"e está %nstit"id% $%r "n #aterial i#$er#ea(le %#% el %r#i)!n. P%as de las $resas de %r#i)!n ,"e se %nstr"'en at"al#ente dis$%nen de dis$%siti+%s de drenae ,"e "(ieran l%)rad% dise&%s #ás e%n!#i%s ' se)"r%s.
Figura 1 Filtración en una presa de tierra tierra
1
1.2.DRENAJE EN PRESAS DE TIERRA En $resas de tierra l%s $r%(le#as de esta(ilidad de tal"des s%n si)nifiati+a#ente afetad%s $%r la filtrai!n. C%ntr%lar las filtrai%nes ,"e %"rren "na +e- ,"e la $resa a sid% %nstr"ida es "n $r%edi $r%edi#ie #ient% nt% ar% ' difi"l difi"lt%s t%s%. %. La e2isteni e2isteniaa de filtrai filtrai%nes %nes en $resas $resas de tierra tierra %nd"e %nd "e a la t"(ifi t"(ifiai ai!n !n el "al es "n $r%es% $r%es% de arrastre arrastre de $art* $art*"la "lass ,"e se $r%d"e $r%d"e "and% la f"er-a eerida $%r las a)"as filtrantes e2ede la resistenia %freida $%r "er$% de la $resa.
Figura 2 Tubificacion Tubificacion en una presa presa de tierra
Una s%l"i!n al $r%(le#a de filtrai!n en $resas de tierra es la instalar instalar "n siste#a siste#a de drenae ,"e (ásia#ente (ásia#ente %nsiste en "n filtr% )rad"ad% en el $ie de la $resa0 de #anera ,"e las l*neas l*neas de filtrai!n sean %ntr%ladas ' n% atra+iesen -%nas s"se$ti(les al desli-a#ient% en la $resa. El filtr% se %nstr"'e a $artir #ateriales $er#ea(les %#% s%n las )ra+as0 )ra+illas ' arena.
Línea Freática
Filtro de pie
Figura 3 Drenaje en presas de tierra
2
1.2.DRENAJE EN PRESAS DE TIERRA En $resas de tierra l%s $r%(le#as de esta(ilidad de tal"des s%n si)nifiati+a#ente afetad%s $%r la filtrai!n. C%ntr%lar las filtrai%nes ,"e %"rren "na +e- ,"e la $resa a sid% %nstr"ida es "n $r%edi $r%edi#ie #ient% nt% ar% ' difi"l difi"lt%s t%s%. %. La e2isteni e2isteniaa de filtrai filtrai%nes %nes en $resas $resas de tierra tierra %nd"e %nd "e a la t"(ifi t"(ifiai ai!n !n el "al es "n $r%es% $r%es% de arrastre arrastre de $art* $art*"la "lass ,"e se $r%d"e $r%d"e "and% la f"er-a eerida $%r las a)"as filtrantes e2ede la resistenia %freida $%r "er$% de la $resa.
Figura 2 Tubificacion Tubificacion en una presa presa de tierra
Una s%l"i!n al $r%(le#a de filtrai!n en $resas de tierra es la instalar instalar "n siste#a siste#a de drenae ,"e (ásia#ente (ásia#ente %nsiste en "n filtr% )rad"ad% en el $ie de la $resa0 de #anera ,"e las l*neas l*neas de filtrai!n sean %ntr%ladas ' n% atra+iesen -%nas s"se$ti(les al desli-a#ient% en la $resa. El filtr% se %nstr"'e a $artir #ateriales $er#ea(les %#% s%n las )ra+as0 )ra+illas ' arena.
Línea Freática
Filtro de pie
Figura 3 Drenaje en presas de tierra
2
1.3.FILTRACIÓN 1.3.FILTRACIÓN EN PRESAS DE GRAVEDAD GRAVEDAD La filtrai!n ,"e se $r%d"e en "na $resa de )ra+edad difiere de la $r%d"ida en "na de tierra0 en el sent sentid id%% en ,"e ,"e est esta se $r%d $r%d" "ee $ri $rini ni$al $al#ent #entee a l% lar) ar)% de la f"nd f"nda aii!n 3$referente#ent 3$referente#entee de r%a4 ' en f%r#a #"' $e,"e&a a l% lar)% de la #asa de %nret%0 %nret%0 $%r ser este i#$er#ea(le ' tener "n +aiad% #%n%l*ti% de es$es%r %nsidera(le. Sin e#(ar)%0 $"eden $r%d"irse filtrai%nes en el "er$% en $lan%s ,"e se %ri)inan d"rante la %nstr"i!n de "n (l%,"e ' %tr% de %r#i)!n ' ta#(i/n en -%nas d%nde se $r%d"-an raad"ras ' )rietas $%r efet%s t/r#i%s.
Figura 4 Filtración Filtración en presas de gravedad
1.3.1. Reducció Reducció de !" !" #i!$%"ció #i!$%"ció &edi"$e &edi"$e "$"'u(") "$"'u(") * de$e!! de$e!!+e). +e). Una f%r#a de red"ir las filtrai%nes en $resas ,"e se %nstr"'en s%(re i#entai%nes $er#ea(les0 es la de in%r$%rar en el tal!n de la $resa $r esa "na ata)"*a % dentell!n0 ,"e %(li)"e a las l*neas de fl"% tener "n #a'%r re%rrid% ' %nse"ente#ente dis#in"ir la $resi!n as%iada a esta. La "tili-ai!n de dentell%nes es re%#enda(le $%r d%s as$et%s5 Red"i!n de la s"($resi!n ' el a"#ent% %nse"ente %nse"ente de la resistenia resistenia al desli-a#ient desli-a#ient%% ' $%r %tra $arte la red"i!n de las filtrai%nes ,"e %ri)inan $/rdidas de a)"a.
3
En n"estr% #edi% es #"' %#6n la "tili-ai!n de dentell%nes0 ,"e se %nstr"'en e2a+and% las i#entai%nes a l% lar)% del ee de la $resa. Esta #edida %la(%ra ta#(i/n en "n a"#ent% de la resistenia de la $resa al desli-a#ient%0 %asi%nada $%r el e#$"e %ri-%ntal del a)"a.
Figura 5Control de la filtración filtración mediante ataguías
1.3.2. E! d%e",e d%e",e e e -%e)") -%e)") de '%"ed"d '%"ed"d * )u e)$"/i!i e)$"/i!id"d d"d e)$%uc$u%"! e)$%uc$u%"!.. El drenae en $resas de )ra+edad está f"erte#ente li)ad% a la red"i!n de las f"er-as desesta(ili-antes %ri)inadas $%r el a)"a %#% ser la %ri)inada $%r las s"($resi%nes ,"e infl"'en de )ran #anera en el ál"l% de esta(ilidad al +"el% ' al desli-a#ient%. El drenae en $resas $er#ite el dise&% de $resas de #en%r $es% ' $%r %nsi)"iente %nsi)"iente de #a'%r efiienia e%n!#ia. El drenae ,"e se reali-a en el $er*#etr% de la $resa ta#(i/n %la(%ra %n la esta(ilidad del i#ient% 'a ,"e i#$ide la f%r#ai!n de anales $eli)r%s%s en "n #edi% $er#ea(le %#% s"ede en las r%as alteradas % ,"e an s"frid% #"a fra)#entai!n.
Figura !educción de la la presión bajo la la presa mediante drenaje
4
1.0.COPONENTES DE UN SISTEA DE DRENAJE EN PRESAS DE GRAVEDAD
DREN DE HORMIGÓN POROSO #UNT IMPERMEBLE %&TER STOPS'
TUBERI DE !ENTIL"IÓN
GLERI
DREN DE "ONE$ION L #UNT DE "ONTR""IÓN
DREN#E PERFORDO
ORIFI"IO PR IN(E""IONES DE "EMENTO Figura " Componentes de un sistema sistema completo de drenaje en presas presas de gravedad
1.0.1 1.0.1.. G" G"!e !e%( %("" de d%e d%e" ",e. ,e. Las )aler*as de drenae s%n %nd"t%s % $asaes "(iad%s en el "er$% de la $resa. P"eden %rrer l%n)it"dinal#ente % trans+ersal#ente a la $resa. Las )aler*as están inter%netadas $%r $asaes de #"a $endiente % $%r safts saf ts ,"e inl"'en $elda&%s % ele+ad%res #eáni%s. #eán i%s.
1.0.1.1 Fució Fució * $i-+) de '"!e%(") '"!e%(") e !") -%e)"). Las )aler*as se "(ian en f%r#a l%n)it"dinal l%n)it"dinal a la $resa ' se en"entran en"entran era de la ara a)"as arri(a. L%s drenaes +ertiales s%n taladrad%s #ediante #á,"inas $erf%rad%ras ne"#átias ! r%tati+as0 %n "na serie de taladr%s0 ,"e $er#iten atra+esar +ari%s #etr%s la f"ndai!n de la $resa. La filtrai!n es re%letada re% letada #ediante la )aler*a ' en+iada al e2teri%r #ediante anales % t"(er*as.
5
Figura # Taladro de un dren vertical
N% %(stante ,"e se reali-a el drenae de la filtrai!n0 $"ede ser de #"a a'"da la $erf%rai!n ' la in'ei!n de e#ent% 3%rtina4 $ara las f"ndai%nes0 est% sie#$re ' "and% esta ati+idad n% $"eda reali-arse desde la s"$erfiie de la $resa. En as% de ,"e est% s"eda la )aler*a $r%$%ri%na s"fiiente es$ai% $ara la instalai!n de $erf%rad%ras ne"#átias ,"e $er#ite el taladrad% ' $%steri%r in'ei!n de e#ent% $ara f%r#ar la %rtina de in'ei%nes. La )aler*a ta#(i/n $r%$%ri%na aes% al interi%r de la $resa ' se "tili-a $ara +isitas de ins$ei!n ' s"$er+isi!n. Ta#(i/n $r%$%ri%nan s"fiiente es$ai% $ara la instalai!n de t"(er*as ' %tr%s d"rante el enfria#ient% artifiial del %nret%.
Figura $ Colocado de tubería de enfriamiento del concreto
6
1.0.2. G"!e%(") de d%e",e e -%e)") '%"de). En este as% se $"ede %l%ar )aler*as en +ari%s ni+eles %#% se #"estra en la fi)"ra. De esta #anera se )aranti-a ,"e la s"($resi!n sea red"ida en sei%nes "(iadas a #a'%r alt"ra. La infiltrai!n de a)"a en est%s l")ares $"ede $r%d"irse a $artir de )rietas % raad"ras0 $r%d"idas a tie#$% de reali-ar la %nstr"i!n % $%r efet%s t/r#i%s.
Figura 1% &alerías de drenaje en presas grandes
CAPITULO 2 7
TEORIA DEL DRENAJE EN PRESAS DE GRAVEDAD PARA LA REDUCCION DE LA SUBPRESIÓN
7. CAPITULO 7 TEORIA DEL DRENAJE EN PRESAS DE 8RA9EDAD PARDUCCI:N DE LA SUBPRESI:N
1..CAUDAL DE FILTRACIÓN Y LA LEY DE DARCY. El $r%(le#a $rini$al en l%s ál"l%s de fl"%s en #edi%s $%r%s%s es la deter#inai!n de la +el%idad + ' el )ast% ;. De a"erd% a las in+esti)ai%nes reali-adas $%r <. Dar' el a"dal de filtrai!n es $r%$%ri%nal al área de la sei!n trans+ersal ' el )radiente idrá"li% i. De %efiiente de $r%$%ri%nalidad sir+e la #a)nit"d = den%#inad% %efiiente de $er#ea(ilidad. Q=kiA
Eq (2.1)
En la(%rat%ri% se $"ede deter#inar el %efiiente de $er#ea(ilidad = %n a'"da del a$arat% de Dar' fi)"ra 11 ,"e $resenta "n ilindr% %n "n área de sei!n %n%ida ,"e se llena de s"el% a ensa'ar ' d%s $ie-!#etr%s P1 ' P7. El a"dal ; ,"e fl"'e a tra+/s del s"el% es5 Q= k
h3 −h4 L
A
'( )2*2+
, 'ntra 1 2 3
L
.!'/.
h3 4
h4
, -ale
0lano de referencia Figura 11 .parato eperimental de la filtración de Darc
8
Af%rand% el a"dal ; ' %n%iend% el área del ilindr%0 ade#ás de la distania entre l%s $"nt%s de %ne2i!n de l%s $ie-!#etr%s ' la diferenia de let"ras entre est%s se $"ede deter#inar el +al%r de =. La e"ai!n se $"ede esri(ir %#%5 v =k i
'( )23+
Esta +el%idad $"ede inter$retarse %#% la +el%idad de desar)a $ara "na $endiente de ener)*a i)"al a la "nidad es deir = > + $ara "na $endiente i)"al a 1.
1..OVIIENTO DEL AGUA EN ROCAS FRACTURADAS. El %#$%rta#ient% idrá"li% de l%s #ai-%s r%%s%s es #"' +aria(le ' en la #a'%r*a de l%s as%s de$ende #ás de fat%res f*si%s ,"e n% %rres$%nden a s"s arater*stias es$e*fias. P%r ee#$l% l%s esf"er-%s tet!ni%s $r%$iian el dialasa#ient% ' la e2f%liai!n0 )enera $lan%s de frat"ra0 $le)a#ient% ' %tr%s. En #"%s l")ares0 el a#(i% de te#$erat"ras )enera er%si!n ,"e ensana las fis"ras ' rea %tras n"e+as. En el as% de las r%as sedi#entarias ' #eta#!rfias l%s $lan%s de dialasa#ient%0 sedi#entai!n ' es,"ist%sidad "#$len "n $a$el #"' i#$%rtante en la estr"t"ra de l%s #ai-%s r%%s%s ' %nse"ente#ente en el #%+i#ient% de las a)"as. El fl"% en las frat"ras estreas s"ele tener (aa +el%idad0 $%r l% ,"e se %nsidera la#inar0 $er% en )rietas de an"ra i#$%rtante s"ele ser sie#$re t"r("lent%. En el as% de frat"ras estreas de al)"nas deenas de #iras % #en%s el fl"% de a)"a es #"' dif*il (a% las ar)as idrá"lias %#"nes0 $er% $"ede inre#entarse $%r ai%nes andr%$ias.
1.4.TEOR5A DEL FLUJO DE AGUA 6ACIA DRENES VERTICALES. En ateni!n a ,"e el drenae en la f"ndai!n de la $resa es (ásia#ente aia "n t"(% $erf%rad%0 este $"ede ser est"diad% %n la te%r*a de idrá"lia de $%-%s en r/)i#en $er#anente ' %n fl"% radial.
1.4.1. Acu(#e%+ C+#i"d+. Se den%#ina a"*fer% %nfinad% % a $resi!n0 a,"ell%s en l%s ,"e el a)"a está s%#etida a ierta $resi!n0 s"$eri%r a la at#%sf/ria ' %"$a la t%talidad de l%s $%r%s de la la f%r#ai!n )e%l!)ia ,"e l% %ntiene0 sat"ránd%la t%tal#ente. Si se $erf%ra este a"*fer%0 el ni+el de a)"a asenderá asta sit"arse en "na $%sii!n ,"e %inidirá %n el ni+el de sat"rai!n del a"*fer% en el área de rear)a. En "n a"*fer% %nfinad% se s"ele a(lar de s"$erfiie $ie-%#/tria +irt"al0 'a ,"e esta n% %inide %n la s"$erfiie del a)"a.
9
Figura 12 .cuífero Confinado
1.4.2. Te+%(" de -+7+ e e! ce$%+ de u" i)!" ci%cu!"% e "cu(#e%+ c+#i"d+ i#ii$+.819 En este as% las s"$erfiies e,"i$%teniales s%n ilindr%s +ertiales %n/ntri%s %n el $%-%. Al tratarse de fl"% $er#anente se de(e "#$lir ,"e el a"dal de a)"a re%letada $%r el $%-% de(e ser i)"al al fl"% ,"e atra+iesa "al,"iera de l%s ilindr%s. En "al,"iera de l%s ilindr%s +ertiales se "#$le la e"ai!n de Dar'5 ; > Per#ea(ilidad ? )radiente idrá"li% ? área Q= K
dh 2 πr dr
'( )24+
1E. Custodio, M.R. Llamas, Hidráulica Sut!rrá"!as, Ed. #m!$a , 1983
1%
Q
s
r p
hp
ho
h b
r
R
Figura 13 0oo en acuífero confinado en el centro de una isla circular
D%nde5 r > radi% del ilindr% en est"di% > distania radial al ee del $%-% > ni+el $ie-%#/tri% %rres$%ndiente al ilindr% en est"di% @ > C%efiiente de $er#ea(ilidad ; > Ca"dal e2tra*d% Si res%l+e#%s la e"ai!n diferenial dh =
Q dr 2 πKb r
'( )25+
Tendre#%s5 h=
Q ln r + A A > C%nstante 2 πKb
'( )2+
S"$%niend% %n%id% el ni+el $ie-%#/tri% 1 a distania r 1 se $"ede deter#inar el +al%r de la %nstante0 ent%nes5 r1 Q ln r 2 πKb s =h¿
1−¿ h =
'( )2"+
Den%#inada ta#(i/n f!r#"la de Tie#0 la 6al $er#ite deter#inar el desens% s de la s"$erfiie $ie-%#/tria si se %n%e s" $%sii!n en f%r#a radial. S* el $%-% está sit"ad% en el entr% de "na isla ir"lar %#% se #"estra en la fi)"ra 3140 den%#inand% R el radi% de la isla ' % el ni+el del $%-% antes del a(ati#ient% se "#$le ,"e5
11
Q R ln r 2 πKb s = h¿
0 −¿ h=
'( )2#+
1.4.3. C"!cu!+ de !" -%e)ió e e! "cu(#e%+ " -"%$i% de! de)ce)+ de !" )u-e%#icie -ie7+&:$%ic"
S H P &
b
Figura 14 0resión en un punto de un acuífero confinado
La $resi!n en "n $"nt% de la ara s"$eri%r del a"*fer% 324 de la fi)"ra 1$"ede ser allada #ediante5 P ><s
'( )2$+
D%nde5 P > Presi!n en "n $"nt% est"diad% < > Car)a t%tal s%(re este $"nt% s > Desens% de la s"$erfiie $ie-%#/tria desde el ni+el de la ar)a t%tal
1.4.0. C;!cu!+ de! de)ce)+ de !" )u-e%#icie -ie7+&e$%ic" e -+7+) c+ )u-e%-+)ició. C"and% d%s $%-%s se en"entran relati+a#ente era 3a$r%2. #4 est%s $"eden interferir ' el %n% de de$resi!n a#(ia s" f%r#a0 interfiriend% %n el eran%.
12
Q
Q
k
b
Figura 15 nterferencia entre dos poos
De i)"al f%r#a las l*neas de %rriente a#(ian s" %nfi)"rai!n0 $%r efet% de la eran*a0 lle)and% a $erder s" %nfi)"rai!n radial en las in#ediai%nes de la s"$er$%sii!n. Est% altera l%s $ará#etr%s %#% las $resi%nes ' el a"dal $r%d"id%. y
E,"i$%tenial Linea de %rriente
x
. Figura 1 '(uipotenciales líneas de flujo entre dos poos (ue interfieren
El desens% de la s"$erfiie $ie-%#/tria en "n $"nt% "al,"iera es la s"#a de l%s desens%s $r%+%ad%s indi+id"al#ente $%r ada "n% de l%s $%-%s de (%#(e%. s=
n
R Qi ln ∑ r 2 πKb = 1
i
1
i
'( )21%+
D%nde5 ;i > a"dal de (%#(e% del $%-% i. r i> distania del l")ar %nsiderad% al $%-% i R > radi% de infl"enia de "n $%-%0 radi% de "na isla ir"lar.
1.4.. Lie") de -+7+).
13
Una ilera de $%-%s se$arad%s entre s* "na distania d0 rea "n a#$% de fl"% ,"e res"lta ser la re$etii!n del read% $%r "n $%-% en el entr% de "na frana a"*fera de an% d ' %n fr%nteras i#$er#ea(les. T%#and% %#% %ri)en de %%rdenadas el $%-%0 el ee 2 $asand% $%r l%s ees de l%s $%-%s ' el ee ' $er$endi"lar a la l*nea de $%-%s0 en%ntra#%s la f!r#"la de Snee(eli 374 $ara el desens% en "n $"nt% de %%rdenadas 20 '.
s=
Q − ln 4 πT
Ch Ch
2 πy
d
2 πL
d
−cos 2
πx d
'( )211+
P > l%) C D%nde S > $%tenial en "n $"nt% 20' a la distania r0 $ara el #is#% desens% en ada $%-% L > distania de infl"enia en el as% de L d d > distania entre $%-%s P> Presi!n en el $"nt% C> Desi)nai!n de la "r+a de e,"i$resi!n
Figura 1" Contornos de e(uipresión en las cercanías de una línea de poos con espaciamiento unitario 06logC
1.4.. G%u-+ de -+7+) )u&ii)$%"d+) -+% u" !(e" de %ec"%'". En el as% de ,"e se ten)a la f"ente $aralela al a#$% de $%-%s0 %#% %"rre en l%s drenaes de $resas0 d%nde la ar)a de a)"a se en"entra $aralela a l%s drenes0 el (%rde e2tern% 'a n% es ir"lar ' #ás (ien de(e ser re$resentad% $%r "na f"ente linear infinita0 ,"e %inide %n la ar)a efeti+a en la $resa.
2Sc'"!!!li,
() H*drauli+u! sout!rrai"!. Ed. E*roll!s. aris, 1966
14
a d
-
C
Figura 1$ 7ínea de poos paralela a la linea de recarga .8C
La fi)"ra 7 #"estra la distri("i!n de $resi%nes 3a)"as arri(aa)"as a(a%4 en "n a#$% de $%-%s %n l*nea de rear)a. En esta se %(ser+a ,"e la $resi!n 'a n% es si#/tria a l% lar)% del ee '0 sin% #ás (ien ind"e "na $endiente en direi!n n%r#al a la l*nea de rear)a. Esta "alidad de l%s drenes0 i#$lia "na red"i!n s"stanial de la s"($resi!n en la (ase de "na $resa.
Figura 2% Distribución de presiones normal a una línea de poos de espaciamiento a cuando 6a suministrados por una línea de recarga en 6%
1.4.4. F!u,+ /idi&e)i+"! <"ci" u d%e e u" -%e)" de '%"ed"d S%l"i!n anal*tia de G"s=at 34
3G"s=at0 G.0 HTe fl% %f %#%)ene%"s fl"ids tr%") $%r%"s #edia. Ann Ar(%r0 J.G.Edards0 1K.
15
G"s=at anali-! el $r%(le#a del fl"% (idi#ensi%nal en r%as %ntin"as ' $er#ea(les (a% $resas de %nret%. En s" análisis est"di! la infl"enia de l%s drenes en la deter#inai!n de las s"$resi%nes0 neesarias $ara el análisis de la esta(ilidad.
hc
HM
Hj D
FLUJO
d x
a *
FLUJO a
d
Figura 21 9ariables utiliadas en la fórmula de :us;at
G"s=at $resenta "sa s%l"i!n (idi#ensi%nal $ara el fl"% en "na l*nea de drenes entre d%s anales de fl"%. L%s $%-%s f"er%n $erf%rad%s en "n terren% %#%)/ne% e is%tr!$i%. La s%l"i!n se e2$resa de la si)"iente #anera5
( )
y + d −cos 2 πx q a a s ( x , y )= w ln Eq ( 2.12 ) y − d 4 πkD 2 πx )−cos cosh 2 π ( a a cosh 2 π
D%nde , es el a"dal intere$tad% $%r el dren5 q w =k h c a
D Ec ( 2.13 ) d
16
Ree#$la-and% este +al%r en la e"ai!n 37.M4 tendr*a#%s5
s ( x , y )=
hc a ln 4 πkD
( )
y + d −cos 2 πx a a Ec ( 2.14 ) y − d 2 πx )−cos cosh 2 π ( a a cosh 2 π
P ( x , y )= H M −s ( x , y ) Ec ( 2.15 )
D%nde5 (x!y) es la %%rdenada de la s"$erfiie $ie-%#/tria de "n $"nt% de %%rdenadas 320'4 en la
(ase de la $resa0 anali-ada $ara l*neas de $%-%s en el $"nt% 7.. " es el es$aia#ient% de l%s drenes 3#4 d > distania %ri-%ntal desde la ara de la $resa a)"as arri(a a la l*nea de l%s drenes 3#4 D> Es$es%r de la f"ndai!n 3#4 hc> Car)a t%tal 3#4 #(x!y) > S"($resi!n en el $"nt% de %%rdenadas 20' en la (ase de la $resa HG es la $r%f"ndidad a)"as arri(a de la $resa.
Para el desarr%ll% de la e"ai!n 37.140 G"s=at as"#i! las si)"ientes %ndii%nes5 • • • •
• •
El fl"% es $er#anente e in%#$resi(le. El #aterial de la f"ndai!n es %#%)/ne%0 is%tr!$i% e in%#$resi(le. L%s drenes s%n lis%s %n lar)% i)"al al es$es%r de la f"ndai!n. El fl"% es la#inar ' %"rre s%la#ente desde la ara a)"as arri(a a l% lar)% de "na l*nea +ertial en las f"ndai%nes. N% e2iste fl"% a)"as a(a% de l%s drenes. La (ase de la $resa es %ri-%ntal.
La e"ai!n %(tenida 37.14 india ,"e la s"($resi!n es inde$endiente de la $er#ea(ilidad de la r%a0 del diá#etr% de l%s drenes ' el es$es%r de la f"ndai!n. 17
h1 Galeria de drena)e
h2
Dren
y
Sol*cion n*+erica
s(x!y)
Figura 22 Diagrama de subpresion seg
Figura 23 C=lculo analítico de subpresiones bajo la presa> fórmula de :us;at
18
1.=.CRITERIOS DE CALCULO DE LA SUBPRESIÓN SEG>N EL U.S. ARY CORPS Y U.S BUREAU OF RECLAATION 809 La f!r#"la %(tenida se)6n la te%r*a de $%-%s "(iad%s $aralela#ente a "na l*nea de rear)a0 si (ien n%s $r%$%ri%na el s"stent% te!ri% $ara al"lar las s"($resi%nes en l%s i#ient%s de "na $resa de )ra+edad0 esta tiene ,"e ser %#$ati(ili-ada %n l%s +al%res reales ,"e se $resentan en $resas 'a %nstr"idas. Est% a sid% reali-ad% $%r el U.S. Ar#' C%r$s %f En)ineers ' el U.S. B"rea" %f Rela#ati%n0 ,"ienes an #edid% las $resi%nes0 a"dales ' %tr%s $ará#etr%s en $resas %nstr"idas ' an siste#ati-ad% l%s res"ltad%s %(teniend% riteri%s de dise&% $ara ,"e $"edan "tili-arse en dise&% de $resas de )ra+edad de f%r#a se)"ra ' %nfia(le.
1.=.1. C;!cu!+ de !" Su/?-%e)ió c+ d%e",e )e'@ c%i$e%i+ de! U.S A%&* C+%-). La s"($resi!n en la f"ndai!n $"ede ser red"ida a $artir de la instalai!n de drenes. La efeti+idad del siste#a de drenae de$ende de la $r%f"ndidad0 ta#a&% ' es$aia#ient% de l%s drenes as* %#% el aráter de la f"ndai!n ' la failidad %n la ,"e l%s drenes $"eden ser #antenid%s. La efeti+idad del dren $"ede lle)ar asta "n si se $r%$%ri%na la s"fiiente "stifiai!n t/nia.
H1 8ALERIA DRE NAJE
H4
H2
x L
$H1
$H3 $H2
x Figura 24 Distribución de la supresión cuando ? 4@? 2
4.S. -rm* Cor/s o0 E"$i"!!rs, !si$" o0 $rait* dams EM 11%2, 2%%2, S ur!au o0 R!clamatio", !si$" o0 Small ams, 1982
19
H 4 > H 2
Cua"do
[
H 3= K ( H 1− H 2)
Cua"do
( L− X ) L
]
+ H − H + H Eq (2.16 ) 2
4
4
H 4 < H 2
H 3= K ( H 1− H 2 )
( L − X ) L
+ H Eq (2.17 ) 2
D%nde <1 > Car)a idr%státia a)"as arri(a <7> Car)a idr%státia a)"as a(a% <> Car)a de s"($resi%n red"ida $%r el dren > Distania del dren al $ara#ent% a)"as arri(a de la $resa E> Efeti+idad del dren e2$resada %#% dei#al
@>1E
@> C%efiiente de red"i!n de la s"($resi!n Para ,"e el drenae sea %ntr%lad% e%n!#ia#ente0 en f"ndai%nes $er#ea(les0 es %(li)at%ri% retardar el fl"% aia l%s drenes. Est% $"ede reali-arse #ediante "na %rtina de in'ei%nes reali-ada $aralela#ente a la l*nea de drenes. C"and% la f"ndai!n es l% s"fiiente#ente i#$er#ea(le $ara $%der retardar el fl"% ' d%nde la %rtina de in'ei%nes sea i#$ratia(le0 se $"ede instalar s%la#ente la l*nea de drenes en el $ara#ent% a)"as arri(a de la $resa. En as% de f"ndai%nes relati+a#ente $er#ea(les se de(e %l%ar l%s drenes a "na distania #en%r ,"e la al"lada en i#entai%nes del ti$% i#$er#ea(le.
1.=.2. C"!cu!+ de !" Su/-%e)ió c+ d%e",e )e'@ c%i$e%i+ de! U.S Bu%e"u +# Rec!"&"$i+. La distri("i!n de s"($resi%nes dentr% la f"ndai!n de "na $resa de )ra+edad se as"#e ,"e tiene "na intensidad a la l*nea de l%s drenes Q< i)"al a la $resi!n de las a)"as de desar)a 2%
Q <7 #ás "n teri% de la diferenia entre la ar)a de a)"a Q <1 ' la $resi!n en el $ie %#% se #"estra en la fi)"ra 7 en "na $resa en la ,"e el ni+el de la )aler*a se en"entra $%r de(a% de las a)"as de desar)a. <7
H1
8ALERIA
H2 H4
DRENAJE
x L
$H1
$H3 $H2
x Figura 25 0erfil de subpresion con galería de drenaje por debajo del nivel aguas abajo
Cua"do
H 4 < H 2
H 3= K ( H 1− H 2 ) K + H 2 Eq ( 2.18 )
La efeti+idad de este drenae E 3 E>. %n el %rres$%ndiente @ > 1E > .4 está (asada en "na %#$ilai!n de #edii!n de s"($resi%nes en $resas 'a %nstr"idas. Este +al%r de la efeti+idad del dren es (asada en l%s drenes ,"e s%n #"' f"ni%nales0 es$aiad%s ada #0 de ## de diá#etr% ' l%ali-ad%s a "na distania 2 #a'%r al del +al%r de la ar)a s%(re la $resa <1 #edida desde la ara a)"as arri(a. Si l%s drenes se en"entran in%$era(les0 % si se desea reali-ar "n ál"l% sin drenae0 se $"ede "tili-ar la f!r#"la $ara <%#% se #"estra en la fi)"ra 7
21
L
$H1 $H3
$H2
x Figura 2 Diagrama de presiones sin drenaje
C"and% la ele+ai!n de la )aler*a < está a "na ele+ai!n #a'%r ,"e las a)"as de desar)a0 l%s ál"l%s $ara < s%n reali-ad%s as"#iend% ,"e <7 tiene la #is#a ele+ai!n ,"e < %#% se #"estra en la fi)"ra 7. En nin)6n as% < de(e e2eder a l% al"lad% sin %nsiderar drenae.
H1 8ALERIA DRENAJE
H4
H2
x L
$H1
$H3 $H2
x Figura 2" 0erfil de subpresion con galería de drenaje por encima del nivel aguas abajo
Cua"do
H 4 > H 2
H 3= K ( H 1− H 4 ) K + H 4 Eq ( 2.19 )
22
1.=.3. L" )u/-%e)ió e c")+ de $e%%e&+$+. La s"($resi!n se)6n el US ARGY CORPS n% +ar*a $%r ar)as de terre#%t%. El riteri% del USBR en"nia ,"e "and% se $r%d"e "na raad"ra en la (ase d"rante "n terre#%t%0 la $resi!n en la #is#a se as"#e %#% er%. Este riteri% está (asad% en est"di%s ,"e #"estran ,"e la a$ert"ra de "na )rieta d"rante "n terre#%t% li(era las $resi%nes internas del a)"a ' ent%nes la ra$ide- *lia nat"ral de la a$ert"ra ' ierre de la raad"ra n% $er#iten la $enetrai!n del a)"a ' la %rres$%ndiente $resi!n as%iada a esta.
1..SUBPRESION CRITERIOS RECIENTES. En "na $"(liai!n de in)enier*a )e%t/nia0 J. F. da Sil+a0 $%st"la ,"e la f%r#a #ás ade"ada $ara esti#ar la s"($resi!n en $resas de )ra+edad era #ediante el análisis de fl"%s a $artir de #%del%s #ate#áti%s %n "s% de %#$"tad%ra. Este in+esti)ad%r "tili-% "n #%del% n"#/ri% den%#inad% DD #ediante el "s% de ele#ent%s finit%s ' a$%'ad%s %n #%del%s f*si%s. La fi)"ra 7M #"estra l%s res"ltad%s %(tenid%s de l%s #%del%s0 ,"e indian la +ariai!n de la s"($resi!n %#% f"ni!n de +arias +aria(les. En el )ráfi% se #"estra ,"e el lar)% del dren es la +aria(le #ás rele+ante0 se)"ida del es$aia#ient% ' $%r 6lti#% el diá#etr% ,"e #"estra $%a infl"enia en la s"($resi!n.
Figura 2# Fuera de subpresión versus longitud de drenaje di=metro espaciamiento
Entre las %nl"si%nes de la in+esti)ai!n reali-ada $%r Da+is0 $%de#%s itar ,"e5 5da Sil+a0 J. F.Infl"ene %f te )e%#etr' %f te draina)e s'ste# and %f te f%"ndati%nanis%tr%$' %n te "$lift $ress"res "nder %nrete da#s. Bra-ilian S'#$%si"# %n A$$liati%ns %f C%#$"tati%nal Geanis in 8e%tenial En)ineerin)HInf%)e% 7 Bel% <%ri-%nte Bra-il Ga'7
23
•
•
•
A"n "and% la +aria(le $rini$al res"lta ser el lar)% del dren0 la red"i!n de la s"($resi!n es rele+ante asta "n +al%r eran% a la #itad de la $r%f"ndidad de a)"as arri(a ' l"e)% las red"i%nes se +an aiend% ada +e- #ás $e,"e&as asta ,"e el dren alan-a "na l%n)it"d i)"al a la alt"ra del reser+%ri% llen%. La s"($resi!n +aria lineal#ente %n el es$aia#ient% entre drenes. El diá#etr% del dren eere infl"enia en las f"er-as de s"($resi!n0 si la $er#ea(ilidad de la r%a de f"ndai!n es alta ' l%s diá#etr%s s%n #en%res a 7.
L%s drenes lar)%s ta#(i/n re,"ieren de )randes diá#etr%s ' drenes $e,"e&%s $er#itir*an el "s% de $e,"e&%s diá#etr%s. La in+esti)ai!n reali-ada $%r da Sil+a0 ta#(i/n enara l%s efet%s de la anis%tr%$*a del terren% de f"ndai!n en la s"($resi!n es deir "and% l%s +al%res de la $er#ea(ilidad en l%s ees 20'0- s%n diferentes. •
En la in+esti)ai!n reali-ada $%r da Sil+a se #"estra la infl"enia ,"e tiene la +ariai!n es$aial de la $er#ea(ilidad0 +ale deir en l%s ees 20'0 - $ara "n terren% anis%tr!$i%. Ta#(i/n se reali-ar%n est"di%s en relai!n a la $er#ea(ilidad de la f"ndai!n0 ,"e se #"estran en las fi)"ras 7K a 1. En estas se a di("ar%n las $er#ea(ilidades del terren% en direi!n %ri-%ntal0 lateral ' +ertial 20 '0 - res$eti+a#ente. Las l*neas $"nteadas indian la direi!n de la $er#ea(ilidad #ás alta. El as% 1 se refiere a la %ndii!n de is%tr%$*a. Cas%5 7 =2V>7 =-W ='W>7=-W=-W. En esta %ndii!n l%s a#(i%s en la s"($resi!n en la (ase de la $resa de(id% al inre#ent% de la anis%tr%$*a n% s%n si)nifiantes
&
*
Figura 2$ Caso 2A fundación con permeabilidades ;B6;B @;B
Cas% 5 =2W ='W>7=2W=-W>7=2W En esta %ndii!n las red"i%nes en l%s +al%res de la s"($resi!n en la (ase de la $resa de(id% al inre#ent% de la anis%tr%$*a s%n si)nifiantes.
24
&
*
Figura 3% Caso 3A Fundación con permeabilidades ;B 6 ;B @;B
Cas% 5 @2W>7='W='W=-W>7='W
&
*
Figura 31 Caso 4A Fundación con permeabilidades ;B 6 ;B @ ;B
Res"#en de l%s as%s La fi)"ra 7 #"estra l%s dia)ra#as de s"($resi%nes (a% "na $resa $ara l%s as%s de anis%tr%$*a 1 al . C%#% se %(ser+a en las "r+as0 la anis%tr%$*a tiene infl"enia en la s"($resi!n0 es$eial#ente en el as% 0 ,"e inl"si+e e2ede al %nsiderad% $%r el USBR. P%r %nsi)"iente0 en el dise&% de $resas0 es #"' neesari% %n%er l%s %efiientes de $er#ea(ilidad ' s"s res$eti+as direi%nes ,"e $"eden ser reali-ad%s $%r #edi% de $r"e(as de a#$% %n $%-%s de %(ser+ai!n ,"e ali#enten "n #%del% en tres di#ensi%nes del fl"% s"(terráne%.
25
Cas%s
Per#ea(ilidad
Cas% 1 Cas% 7 Cas%
=2V>='V>=-V =2V>7=-V='V>7=-V==2V='V>7=2V=-V>7=2 V =2V>7='V='V=-X>7=' V
Cas%
"SO , "SO "SO . "SO / USBR
Figura 32Diagramas de subpresión para las condiciones de anisotropía descritas en la tabla superior
1.1. CARACTERISTICAS TECNICAS DE LOS DRENAJES EN UNA PRESA DE GRAVEDAD 1.1.1. A'u,e%+) de d%e",e El drenae de la f"ndai!n $r%$%ri%na "n #edi% $ara ali+iar la s"($resi!n en las f"ndai%nes de la $resa. Este drenae se efeti+i-a a $artir de "na serie de %rifii%s0 $erf%rad%s desde la )aler*a asta la f"ndai!n de la $resa. El ta#a&%0 es$aia#ient% ' $r%f"ndidad de l%s a)"er%s se as"#en en (ase a las arater*stias de la f"ndai!n0 s"s %ndii%nes at"ales ' la ar)a en la $resa. La $r%f"ndidad de l%s a)"er%s de(erá estar entre el 7 ' #á2i#% de la ar)a de dise&% ' entre ' del es$es%r de la %rtina de in'ei%nes. •
Es$aia#ient% entre drenes5 # entre dren ' dren 3n%r#a India4
•
Es$aia#ient% entre drenes5 # entre dren ' dren 3 e2$erienias de la USBR4
1.1.2. U/ic"ció de !+) d%ee) %e)-ec$+ "! -e%(&e$%+ de !" -%e)" Al reali-ar el análisis de "na $resa de )ra+edad sin %nsiderar ele#ent%s de drenae0 se $"ede %(ser+ar ,"e en las sei%nes inferi%res se $"eden $resentar esf"er-%s ne)ati+%s0 %#% 6Indian Standard %de %f $ratie f%r draina)e s'ste# f%r )ra+it' da#s0 teir f%"ndati%ns and a("t#ents077
26
%nse"enia de la s"($resi!n. Sin e#(ar)% a $artir de ierta sei!n0 de$endiend% de la )e%#etr*a de la sei!n de la $resa0 s%l% se tienen $resi%nes $%siti+as. Est% es "n riteri% $ara definir asta ,"e alt"ra es neesaria la %l%ai!n de l%s drenes0 'a ,"e a)"as arri(a de la sei!n %n $resi%nes $%siti+as0 l%s drenes n% s%n estr"t"ral#ente neesari%s. En as% de ,"e se ,"iera $r%te)er l%s flan%s de la $resa del efet% er%si+% de las filtrai%nes0 es re%#enda(le ,"e l%s drenes re%rran t%d% el $er*#etr% de la $resa0 est% de(erá reali-arse de a"erd% al est"di% )e%t/ni% ' %n (ase a las arater*stias de la )e%l%)*a estr"t"ral de la f"ndai!n.
4
PRTIR DE EST LTUR L PRES NO RE0UIERE DREN#E PR SUBPRESIÓN
3
ESFUER1O NEGTI!O EN EL TLON RE0UIERE DREN#E
4
4 ESFUER1O M$IMO NEGTI!O EN EL TLON2 %RE0UIERE DREN#E
3
Figura 33 'sfueros en una presa de gravedad sin considerar elementos de drenaje
1.11. GALER5AS DE DRENAJE Las )aler*as de drenae0 tal %#% s" n%#(re l% india0 s%n d"t%s transita(les0 ,"e se %nstr"'en en f%r#a $eri#etral0 al interi%r de la $resa.
8aleria de drenae
T"(eria $ara in'ei!n
T"(eria de drenae
Dren
Figura 34 &alería de drenaje
27
El $r%$!sit% de la )aler*a es la de %letar las filtrai%nes de a)"a de la f"ndai!n ' el "er$% de la $resa. Ade#ás0 $r%+ee el s"fiiente es$ai% $ara reali-ar $erf%rai%nes e in'ei%nes as* %#% reali-ar la ins$ei!n de la estr"t"ra de la $resa.
1.11.1. A!ie"&ie$+ de !" '"!e%(". La )aler*a de(e se)"ir el $er*#etr% $resa0 asta en $"nt% d%nde se re,"iera e+a"ar el a"dal ,"e se %ri)ina en l%s drenes. Para el aes% a estas se de(e $r%$%ri%nar "n in)res% desde el $ara#ent% a)"as a(a% ,"e tiene ,"e estar $r%te)id% $%r $%si(les in"ndai%nes de(id% a las a)"as de desar)a. E2isten ta#(i/n %tr%s as%s %#% en las $resas de ar%0 d%nde se $reisa la instalai!n de "na )aler*a $ara %#$r%(ar la +ertialidad de la $resa ' el %ntr%l de asenta#ient%s. Est% se reali-a #ediante la i#$le#entai!n de "na $l%#ada ,"e $arte desde el $"nt% #ás alt% de la $resa ' $er#ite %ntr%lar las def%r#ai%nes a lar)% $la-% ,"e s"eden en la $resa.
Figura 35 .lineamiento de la galería
1.11.2. U/ic"ció de !" '"!e%("4 La ara a)"as arri(a de la )aler*a de(erá estar l%ali-ada a "na distania #*ni#a del de la ar)a #á2i#a del reser+%ri% ! # de la ara a)"as arri(a0 t%#ar el #a'%r. Se $"ede %l%ar ta#(i/n "na )aler*a de drenae adii%nal en el $ie de la $resa %n "na distania desde el $ie i)"al a . de las a)"as de desar)a.
7"dia" sta"dard cod! o0 /ractic! 0or drai"a$! s*st!m 0or
$rait* dams, t'!ir 0ou"datio"s a"d autm!"ts. !
!l'i 2%%2.
28
5 Figura 3 bicación de la galería
La ara a)"as arri(a de la )aler*a de(erá estar %l%ada a "na distania #*ni#a de de la ar)a de la $resa. Esta %nsiderai!n se la reali-a en ateni!n a $re+enir la %nentrai!n de tensi%nes ,"e $%dr*a desarr%llarse en esta -%na ' ta#(i/n a la $%si(ilidad de ,"e la )aler*a $"eda in"ndarse a %nse"enia de "na fis"ra. Una )aler*a s"$le#entaria es #"as +ees "(iada en el $ie de la $resa0 $ara red"ir l%s efet%s de la s"($resi%n a)"as a(a%.
Figura 3" &alería suplementaria colocada al pie de la presa
La )aler*a s"$le#entaria es re%#enda(le en el as% de ,"e se re,"iera "na #a'%r red"i!n de la s"($resi!n areentada $%r las a)"as de desar)a
1.11.3. Pedie$e de !" '"!e%(". 9arias )aler*as en la $resa ' t6neles rei(en a)"a de l%s drenaes de f"ndai!n0 drenes ent"(ad%s0 de %nret% $%r%s%0 filtrai%nes. Ta#(i/n sir+en $ara %$erai%nes de in'ei%nes de e#ent% ' %tr%s. Est%s fl"%s tienen ,"e ser drenad%s aia af"era $%r )ra+edad %n "na $endiente #a'%r a .1 ##
29
El a)"a re%letada en las )aler*ast"neles%nd"t%s0 de(a% del ni+el s"$erfiial0 de(erán ser e2$"lsadas #ediante (%#(e%.
1.11.0. G"!e%(") e -%e)") -eue") De a"erd% al %#it/ de )randes $resas Franes 3M4 En as% de $resas $e,"e&as n% es e%n!#ia#ente fati(le reali-ar "na )aler*a ' s"s aes%s0 ade#ás en +alles estre%s0 el aes% a la )aler*a es a +ees dif*il desde el $ie a)"as a(a% ' está s"et% ta#(i/n a ,"e $"eda in"ndarse. La esta(ilidad de las $resas lásias de )ra+edad está li)ada )rande#ente a la s"($resi!n (a% la estr"t"ra. De esta f%r#a el drenae de las f"ndai%nes es re%#enda(le. Sin e#(ard% $ara ,"e este sea "n drenae +erdadera#ente efeti+% de(erá estar #"' era de la ara a)"as arri(a de la $resa. Per% el %st% de %nstr"ir "na )aler*a ' s"s aes%s ' l%s re,"eri#ient%s %$erati+%s en la %nstr"i!n s")iere el inre#ent% de las $endientes de l%s tal"des en la $resa. Ade#ás en "n +alle estre% el aes% a la )aler*a $"ede ser difi"lt%s% desde el $ie0 $%r l% ,"e de(e est"diarse si en esta %ndii!n la )aler*a n% %rra el ries)% de in"ndarse. C%#% "na indiai!n0 $"ede %nsiderarse ,"e las $resas %n+eni%nales de %nret% #en%res a l%s 1 #etr%s de alt% n% de(er*an tener )aler*as. Este l*#ite se a$lia asta 7 7 #etr%s en $resas de %r#i)!n %#$atad% %n r%dill%0 $%r las difi"ltades )eneradas $%r la %#$atai!n en las l*neas eranas a la )aler*a. Desde este $"nt% de +ista "na )aler*a0 en $resas de %nret% %#$atad%0 es "na i#$%sii!n )ra+%sa0 $%r l% ,"e n% es re%#enda(le s" "tili-ai!n. Para $resas sin )aler*a se $"ede i#$le#entar "n siste#a alternati+% de drenae ,"e %nsiste en la %nstr"i!n de "na l*nea de $erf%rai%nes era al lad% a)"as a(a% 3$ie4 %n $endiente aia el lad% a)"as arri(a 3+/ase Fi)"ra M4 .Esta alternati+a #e%ra la sit"ai!n de la s"($resi!n en el +/rtie a)"as de(a% de la $resa. Esta sit"ai!n interesa si la (ase es #en%r de 1 ! 17 #etr%s. En "al,"ier as%0 l%s drenes $erf%rad%s de(erán $er#aneer aesi(les $ara la li#$ie-a.
8Comit: ;ra"cais d!s (ra"ds arra$!s, !tit arra$!s,
3%
Figura 3# Disposición de la cortina de inecciones )i+ la cortina de drenaje )d A a8con galería> b8 sin galería+
En l% ,"e res$eta al a)"er% $ara in'ei%nes de la %rtina de e#ent%0 es $referi(le ,"e se las realie desde la s"$erfiie de la $resa0 tal %#% se #"estra en la fi)"ra 3M H(40 d%nde l%s %rifii%s $ara las in'ei%nes $"eden reali-arse a tie#$% de %nstr"ir la $resa. En as% de $resentarse filtrai%nes la %rtina de in'ei%nes de(erá neesaria#ente ser i#$le#entada +aiand% la $resa en te#$%rada de estiae. Esta sit"ai!n es a$lia(le en el as% de $e,"e&as $resas "(iadas en siti%s ,"e n% ten)an "n a"dal (ase ' ,"e s%l% sean a(asteidas en /$%a de ll"+ias0 en este as% la $resa $"eda +aiarse ' $er#itir la reali-ai!n de la %rtina de in'ei%nes. La +entaa de este siste#a está en ,"e $"ede reali-arse "na +e- %nl"ida la $resa ' a(erse detetad% filtrai%nes.
1.12. REUISITOS DE ESTABILIDAD 1.12.1. Vue!c+ La tendenia de la $resa a s"frir "n +"el% se deter#ina t%#and% #%#ent%s %n relai!n al $ie. Se den%#ina %efiiente de se)"ridad al +"el%5 Mo!n"o d!v#!$co Csv = Mo!n"o r!sis"!n"!
El %efiiente de se)"ridad %ntra +"el% es la relai!n del #%#ent% ,"e tiende a endere-ar la $resa al #%#ent%0 ,"e tiene al +%larla alreded%r del $ie de la $resa. Es %n+eniente "n
31
%efiiente de se)"ridad #a'%r ,"e 1. 3K4. Este %efiiente +ar*a desde 1.1 "and% se an t%#ad% en "enta t%das las s%liitai%nes $%si(les en la $resa0 asta +al%res de 0 "and% n% se a $%did% reali-ar t%das las %#$r%(ai%nes0 ! "and% el $r%'et% $resenta ries)% de da&%s i+iles.
1.12.2. De)!i7"&ie$+ Este %efiiente $r%$%ri%na se)"ridad %ntra desli-a#ient% $ara %nret% s%(re %nret%0 %nret% s%(re r%a sana ' %nret% s%(re r%a %n al)"nas la#inai%nes. De(e %nsiderarse la %n+enienia de "sar dentell%nes "and% la alidad de la r%a de f"ndai!n sea #ala. C%efiiente de se)"ridad al desli-a#ient%5 &#!r'a d!s$i'an"! ( hori'on"a$ ) % = (#a d! %#!r'asv!r"ica$!s ) Tabla 1 Coeficientes de desliamiento
Gaterial R%a sana %n s"$erfiie li#$ia e irre)"lar R%a %n al)"nas fis"ras ' la#inai%nes 8ra+a ' arena )r"esa Arena Arilla la#inar Li#% ' arilla
f .M . . . . 354
5 Es neesari% aer $r"e(as
1.12.3. Re"cció de! ci&ie$+. Las $resi%nes ' esf"er-%s n%r#ales en l%s $lan%s %ri-%ntales se al"lan "sand% la f!r#"la de resistenia de #ateriales5 P M + * ( !s%#!r'o )= + A
E"ai!n $ara %(tener el esf"er-% n%r#al +ertial #*ni#% en el tal!n de la $resa0 $ara "n #etr% de an%
9C'a'ar,(rait* ams, oma*, 1996
32
1−
6!
L 4 3=)#74 ./ * "a$ -n = ¿ 10000 L
E"ai!n $ara %(tener el esf"er-% n%r#al +ertial en el $ie de la $resa0 $ara "n #etr% de an% 1+
* 0i! =
6!
L ./
10000 L
¿
4 3=)#74
D%nde e re$resenta la e2entriidad ' $"ede al"larse %n5 L .M != − 2 ./
Esta e2entriidad $"ede al"larse reali-and% #%#ent%s %n relai!n al entr% de )ra+edad de la sei!n %ri-%ntal. D%nde5 5 Pes%3=)4 L5 L%n)it"d de la (ase 3#4 .M 5 S"#at%ria de #%#ent%s res$et% al $"nt% de )ir% en el tal%n. 3=)#4 ./
5 S"#at%ria de f"er-as +ertiales ,"e at6an s%(re la $resa. 3=)4
C"and% la res"ltante de las f"er-as at"and% eni#a s%(re "al,"ier $lan% %ri-%ntal interseta a esta en s" teri% entral0 se ase)"ra ,"e t%d% el $lan% est/ en %#$resi!n ' ,"e n% e2istan esf"er-%s ne)ati+%s 3trai!n4.
33
Figura 3$ !esultante
Para %ndii%nes in"s"ales de ar)a 3sis#%4 es s"fiiente ,"e la res"ltante se #anten)a dentr% de la #edia entral de la (ase.
CAPITULO 3 AREA DE APLICACIÓN
. CAPITULO AREA DE APLICACI:N
3.1ANTECEDENTES DE LA PRESA SALANCAC6I El dise&% del siste#a de drenae $ara "na $resa de )ra+edad se a$liará al $r%'et% de $resa Salanai0 del G"nii$i% de Y%tala. La idea de $r%'et% s"r)e de la %#"nidad del #is#% n%#(re0 ,"ienes s%liitan al 8%(iern% G"nii$al la reali-ai!n de est"di%s ' e+ent"al#ente la %nstr"i!n de la $resa0 $ara el a(astei#ient% %n fines de rie)%. La $re%"$ai!n #anifiesta de $arte del G"nii$i%0 es el alt% %st% ,"e re$resenta la %nstr"i!n de $resas0 $%r l% ,"e +en %#% %n+eniente ,"e se $"edan )enerar alternati+as de red"i!n del %st% de las $resas de )ra+edad sin tener ,"e afetar a s" se)"ridad. De esta #anera #"estran s" $lena dis$%sii!n $ara a$%'ar %n el le+anta#ient% t%$%)ráfi% ' l%s dat%s de la -%na $ara ,"e $"eda reali-arse este $r%'et% de )rad%
34
8raias a la %la(%rai!n del Ofiial Ga'%r T/ni% del G"nii$i% de Y%tala0 se eli)e la $resa de )ra+edad de Salanai 'a ,"e esta es la ,"e se a"sta $ara $%der a$liar l%s riteri%s de drenae ' la %nse"ente %$ti#i-ai!n de la $resa. De esta #anera se iniia este $r%'et% ,"e %nstit"'e "n a$%rte al $lan de desarr%ll% ,"e enara este #"nii$i% ' en )eneral a t%d% el $a*s.
1.12.0. L+c"!i7"ció -+!($ic" * 'e+'%;#ic" La ee"i!n del $r%'et% se lle+ará a a(% en la C%#"nidad de Salanai0 "(iad% en el G"nii$i% de Y%tala0 Pr%+inia Or%$e-a del De$arta#ent% de C","isaa. •
U(iad% )e%)ráfia#ente0 entre las si)"ientes %%rdenadas
•
UTG C%%rd. N%rte M7K1.110 C%%rd. Este 7M.
•
Alt"ra $r%#edi% de 7 #.s.n.#.
Una de las f%r#as #ás senillas de "(iar a la %#"nidad es $%r la "(iai!n del entr% de #anteni#ient% del Ser+ii% Prefet"ral de Ca#in%s ,"e se en"entra en el a#in% S"re P%t%s*0 des$"/s del $"e(l% de Y%tala.
1.12.. L(&i$e) Te%%i$+%i"!e) La C%#"nidad de Salanai li#ita %n las si)"ientes C%#"nidades5 N%rte.G%lle G%lle ' el C%rti%. S"dC%#"nidad el A(ra. EsteC%#"nidad de Y%talilla. Oeste G"nii$i% de Ya#$arae-.
35
Figura 4% bicación
1.12.. Acce)+ " !" +" El aes% a la -%na del $r%'et% se reali-a sin difi"ltad0 $%r #edi% de la arretera interde$arta#ental S"re P%t%s*0 at"al#ente esta arretera es asfaltada ' está en #"' ("enas %ndii%nes de transita(ilidad0 en t%da la /$%a del a&%0 $%r tratarse de "na arretera de alt% fl"% +ei"lar. La %#"nidad se en"entra l%ali-ada a "na distania de 77. @# de la i"dad de S"re0 s%(re la +*a interde$arta#ental0 a M. =# del entr% $%(lad% de Y%tala0 %n tie#$%s de +iae de . #in ' 1. #in res$eti+a#ente. P%r l% desrit% anteri%r#ente0 la C%#"nidad de Salanai0 se identifia %#% "na de las -%nas %n #e%r aesi(ilidad +ei"lar d"rante t%d%s l%s #eses del a&%.
3.2ANHLISIS DEL EDIO F5SICO NATURAL 3.2.1 T+-+'%"#(". La t%$%)raf*a de la -%na es aidentada0 es "na -%na de serran*as de (aa alt"ra %n $e,"e&as "enas ' ,"e(radas de #"a $endiente.
3.2.2 C!i&". La te#$erat"ra #edia an"al alan-a l%s 1.ZC1.ZC 8rad%s ent*)rad%s0 las te#$erat"ras #edias #á2i#as ' #edias #*ni#as s%n de 7ZC ' 0ZC res$eti+a#ente. Presenta "n li#a $red%#inante 6#ed% ' s"el% 6#ed% #es% ter#al.
3.2.3 P%eci-i$"ció. Presenta "na $rei$itai!n #edia an"al de . ##.
36
3.2.0 Ti-+ de Sue!+. El ti$% de s"el% ,"e $red%#ina0 en t%da esta -%na %rres$%nde a rest%s de #ateriales #ete%ri-ad%s ' er%si%nad%s0 trans$%rtad%s desde las $artes altas de esta re)i!n0 l%s "ales se de$%sitar%n en las $artes (aas0 d%nde $asar%n $%r +ari%s $r%es%s de des%#$%sii!n ' alterai!n asta lle)ar al estad% at"al0 en ,"e se en"entra at"al#ente0 $resentand% "na %l%rai!n )ris %s"ra ' lara. En "ant% a la te2t"ra ,"e $resentan est%s s"el%s en )eneral0 s%n de )ran% )r"es% a #edi% %#$"est% $%r sedi#ent%s )ra+%0 aren%0 li#% arill%s%s $r%d"t% de la desinte)rai!n de la a$a r%%sa 3$i-arra ne)ra4 afl%rante a la s"$erfiie0 l%s "ales en %n"nt% %nf%r#an la %(ert"ra s"$erfiial $erteneiente al "aternari% reiente0 s"#ánd%se a est%s l%s #ateriales al"+iales de arrastre fl"+ial0 l%ali-ad%s en l%s le%s alt%s de l%s a"ses.
3.2. Recu%)+) 6(d%ic+). La %#"nidad de Salanai0 $resenta "na ,"e(rada ,"e (%rdea a l% lar)% de t%d% el $%(lad%0 la #is#a ,"e n% tiene "n ni+el de a"dal $er#anente0 l% ,"e ae ,"e sea n% %nstit"'a at"al#ente "n a$%rte *dri% ,"e )enere aes% al a)"a0 tant% $ara %ns"#% "#an% %#% $ara rie)% de "lti+%s a)r*%las. En "ant% a l%s 'ai#ient%s de a)"as s"(terráneas se +e tres $"nt%s d%nde e2isten +ertientes0 %n a"dales $er#anentes0 dentr% la %#"nidad. De est%s tres afl"'entes identifiad%s el de #a'%r a"dal está siend% "tili-ad% en la a$tai!n de a)"a $%ta(le $ara esta %#"nidad0 di% $"nt% dista a 1.7 # del entr% $%(lad% de Salanai.
3.3PARHETRO DE DISEO 3.3.1 C"%"c$e%()$ic") de! )i$i+ de e&-!"7"&ie$+ de !" -%e)". La "ena de a$%rte tiene "na t%$%)raf*a aidentada ' #"' +ariada0 %n "na ele+ai!n #á2i#a de 7#sn# ' "na ele+ai!n #*ni#a de 7M#sn# %n "na $endiente #edia de 7. El e#(alse es el arater*sti% de ,"e(rada0 de %nf%r#ai!n #a'%r#ente r%%sa ' %n esasa +e)etai!n. La )ar)anta $resenta "n $erfil en 90 %n estri(%s r%%s%s de f"erte inlinai!n 34. ' $resenta #"a si#etr*a en a#(%s estri(%s.El área del e#(alse se #"estra resistente a la er%si!n ' des%#$%sii!n0 'a ,"e n% se en"entra #"% #aterial fra)#entad% res"ltante de la #eter%ri-ai!n nat"ral.La (ase de la )ar)anta0 en el $"nt% #ás (a% tiene "n an% de 1.7# d%nde se $"ede ad+ertir "n $e,"e&% "rs% de a)"a ,"e en /$%a de estiae n% s"$era l%s . ls. La -%na de e#$la-a#ient% de la $resa se en"entra en la $arte ele+ada de la "ena 3a(eera de "ena4.
37
3.3.2 Ge+!+'i" 3.3.2.1
Ge+!+'(" 'ee%"!
Figura 41 :apa geológico de la ona
En -%na del #"nii$i% de Y%tala d%nde está "(iada la "ena el ti$% es "aternari% ' la lit%l%)*a es de L"titas0 "aritas0 $i-arras ' arenisas0 la te2t"ra del s"el% es fran% arill%s% aren%s%0 el s"el% tiene C%ns%iai!n Le$t%s%les %n inl"si!n Fl"+is%les0 Pae%-e#s ' Li2is%les.
3.3.2.2
Ge+!+'(" de !" '"%'"$"
38
L"tita )risaea -67/ -678
N ;,< E
-668
-698
8
8 -
8 ,
8 .
8 /
8 :
8 ;
8 9
8 6
PRO8RESI9A Figura 42 0erfil geológico de la garganta 0resa -alancaci
3.3.2.3
C"%"c$e%()$ic") de !" %+c". La r%a l"tita en la )ar)anta $resenta ("ena %esi!n ,"e se #anifiesta en el $%% )rad% de #ete%ri-ai!n ' esta(ilidad de l%s tal"des. El r"#(% de las dialasas es de N 1[ E 0 %n "n ("-a#ient% de 7[ en direi!n fa+%ra(le $ara la i#$le#entai!n de "na $resa. La %nf%r#ai!n r%%sa de t%da la -%na re,"iere de $erf%rai%nes %n dia#antina0 $ara la reali-ai!n de $r"e(as de $er#ea(ilidad ' e2trai!n de testi)%s0 ,"e aen f"era del alane de este tra(a%.
CAPITULO 0 DISEO DEL SISTEA DE DRENAJE DE LA PRESA SALANCAC6I
39
CAPITULO DISE\O DEL SISTEGA DE DRENAJE DE LA PRESA SALANCAC
0.1PREDIENSIONAIENTO DE LA PRESA. Dat%s de la $resa Salanai. C%ta de la resta del +erted%r de de#as*as> 7MK7#sn# C%ta del $"nt% #ás (a% de la $resa > 7M7 #sn# Alt"ra de la $resa < > 7MK77M7 > 7 # L%n)it"d re%#endada de la (ase. L> 3. a .K4 < T%#a#%s L > . < L> .?7 > 1#. Se a %nsiderad% "n tal"d en el lad% a)"as arri(a de 15.7 ' en el lad% a)"as a(a% de 15.. El "s% de tal"d en el lad% a)"as arri(a failita el en%frad% de la $resa 'a ,"e $"ede reali-arse en f%r#a de )radas0 +ale deir "na )rada de 1# de alt"ra $%r ada .7 # distania %ri-%ntal. Esta %nfi)"rai!n se la reali-a $%r #%ti+%s %nstr"ti+%s ' de #anteni#ient% de la $resa0 'a ,"e $er#ite el aes% a "al,"ier $"nt% de la $resa sin neesidad de esalera " %tr% siste#a de ele+ai!n.
0.2DISEO DEL SISTEA DE DRENAJE PARA LA REDUCCIÓN DE LA SUBPRESIÓN. El dise&% del siste#a de drenae ,"e enara este tra(a% tiene %#% finalidad la red"i!n de las f"er-as de e#$"e +ertial ,"e se $r%d"en $%r la ai!n de la s"($resi!n desde l%s i#ient%s de la $resa.
4%
Dat%s iniiales de la "(iai!n de l%s drenes.
0.2.1 U/ic"ció de! d%e. L%n)it"d #*ni#a al $ara#ent% a)"as arri(a0 re%#endada % & '.'H (*ri+,rio -R) E" "u!stro caso % & '.'2' = 1/
L%s drenes se "(iarán en el ee de la $resa0 ,"e en n"estr% as% se en"entra des$la-ad% # de(id% a la $endiente del $ara#ent% a)"as arri(a. %=4 /
0.2.2 E)-"ci"&ie$+ e$%e d%ee) L%n)it"d re%#endada de ee a ee 3l%n)it"d re%#endada $%r el U.S. B"rea" %f Rela#ati%n $ara $er#itir ,"e la efiienia de l%s drenes sea del 4 a># Lar)% de l%s drenes de f"ndai!n. L%n)it"d re%#endada $%r el !di)% indi% 314 Ld > 3.7 a .4 < T%#a#%s L < %.3 d! H
Ld> .?7 > #. Diá#etr% de l%s drenes. T%#and% en "enta l%s est"di%s reali-ad%s $%r Da+is en el a$*t"l% anteri%r0 d%nde se %nl"'e ,"e l%s diá#etr%s )randes0 s%n s%l% 6tiles en el as% de $er#ea(ilidades ele+adas0 "tili-are#%s en este $r%'et% "n diá#etr% ,"e sea e%n!#i% en el as$et% del taladrad% 3drillin)4. Se "tili-ará drenes de "na t"(er*a )al+ani-ada de 1K ## 34 $erf%rada. El taladrad% $ara est%s drenes $"ede reali-arse #ediante "na $erf%rad%ra ne"#átia %n #artill% estándar ' (arren%s de diá#etr% +aria(le 37##4. 1%"dia" Sta"dard Cod! o0 ractic! 0or rai"a$! S*st!m 0or (rait*
ams. 2%%2
41
C%#% l%s drenes $"eden ser $erf%rad%s desde l%s i#ient%s de la $resa0 el lar)% t%tal de l%s #is#%s será de L > ]7 > M# Do0d, 1 / ,s ""dido por " co+" d, c"0" d, dr,0"j, y 1 / por " "+r" d, " ci/,0+"ci0.
0.2.3 F!u,+ e !+) d%ee). El ál"l% del fl"% en l%s drenes se efet"! a $artir de la f!r#"la de Dar' 0 $ara el fl"% intere$tad% ,"e de$ende del es$aia#ient%0 $r%f"ndidad ' distania del dren a la ara a)"as arri(a. q w =k h c a
D Eq ( 2.13 ) d
El +al%r de = se t%#! el %rres$%ndiente a r%a $i-arra alterada 3+/ase ta(la de $er#ea(ilidades en el ane2%4 @ > .1 #d*a > 1K. a> # D># d># , > 1.M ld*a C%#% este a"dal es #"' $e,"e&%0 se "tili-ará t"(er*a de aer% )al+ani-ad% de 1K ##0 ,"e es la de #a'%r diá#etr% ,"e $"ede insertarse en %rifii%s reali-ad%s $%r (arren%s standard0 es deir l%s "tili-ad%s %#6n#ente en $erf%rai!n de r%a. Para la e+a"ai!n de las a)"as drenadas0 se "tili-ara "n anal de drenae en ree#$la-% de la )aler*a de drenae0 as$et% ,"e es e2$liad% en el inis% .
42
"NL DE DREN#E
8=.+
8=.+
TUBERI PERFORD F=G =,7++ ;+
Figura 43 Tuberia de drenaje
0.2.0 C"!cu!+ de !" )u-%e)ió e !" -%e)" c+ )i)$e&" de d%e",e F!r#"la rai%nal de G"s=at5 Cál"l% te!ri% del desens% de la l*nea $ie-%#/tria
s ( x , y )=
hc a 4 πkD
( )
cosh 2 π ln
y + d a
−cos
2 πx
a
y − d 2 πx cosh 2 π ( )−cos a a
Eq (2.14 )
D%nde5 a> # d> # > 7 # L*nea de s"($resi%nes en la (ase. P ( x , y )= H M −s ( x , y ) Eq ( 2.15 )
43
L%s res"ltad%s $ara la (ase de la $resa Salanai se #"estran en la fi)"ra.
44
?%52@'
-+ NMO -67-
NME -67.
-67/
9ALORES DE S ' P 3A)"as arri(aA)"as a(a%4
.+
8 -
* >m? %.%% %.2% %.4% %.5% 1.%% 1.5% 2.%% 2.5% 3.%% 4.%% 5.%% 6.%% 7.%% 8.%% 9.%% 1%.%% 11.%% 12.%% 13.%% 14.%% 15.%%
s>&,*? >m? %.%% 1.%5 2.11 2.63 5.27 7.92 1%.58 13.32 16.31 2%.%% 2%.%% 2%.%% 2%.%% 2%.%% 2%.%% 2%.%% 2%.%% 2%.%% 2%.%% 2%.%% 2%.%%
>&,*? t@m2 2%.%% 18.94 17.89 17.36 14.79 12.%8 9.42 6.67 3.69 %.%% %.%% %.%% %.%% %.%% %.%% %.%% %.%% %.%% %.%% %.%% %.%%
-69-
E)e @
/=88 6+
,/2.:+
-8 t>+- =- t > + - S U B P R E S I O N E S E N T R E D R E N E S
ELE!"ION
E)e @
9ALORES DE S ' P Entre drenes
.
A >m? %.%% %.5% 1.%% 1.5% 2.%% 2.5% 3.%%
.
.
; 5 e ) E
s>&,*? >m? 2%.%% 19.5% 18.15 17.8% 18.15 19.5% 2%.%%
>&,*? t@m2 %.%% %.5% 1.85 2.2% 1.85 %.5% %.%%
PLNT
Figura 44 C=lculo de las subpresiones* 0resa salancaci fórmula de :us;at
45
0.2. De$e%&i"ció de! di"'%"&" de )u/-%e)i+e) c+ c%i$e%i+ U.S. A%&*. C%#% se e2$li! en sei%nes anteri%res0 si (ien la s%l"i!n #ate#átia tiene +alidede#%strada en la $rátia0 ' %nd"e a sei%nes de $resa #ás e%n!#ias0 es neesari% "tili-ar riteri%s estandari-ad%s $ara el ál"l% de la s"($resi!n0 ,"e s%n de "s% )eneral. Para la $resa Salanai se "tili-ara el dia)ra#a ti$% $r%$"est% $%r el U.S. Ar#' C%r$s %f En)ineers. Esta %nsiderai!n se la t%#a0 en ateni!n a ,"e la #et%d%l%)*a a sid% $r%(ada e2$eri#ental#ente ' +erifiada en $resas 'a %nstr"idas.
h1 Galeria de drena)e
Dren
h4
h2
5
$h2
$h3 $h1
DiaAra+a de S*pre?ion
Figura 45 Diagrama de subpresion
Dat%s del $r%'et%5 Y> 1 T%n# <1 > 7 # > # <7 > 3El estad% de ar)a ,"e se está "tili-and% n% %nsidera a"dal fl"'end% $%r el +erteder%. < > 7 # 3se está %nsiderand% 1 # en el "er$% de $resa ' 1 # en el i#ient%4 L > 1 # E > . 3Es la efiienia de l%s drenes a "na se$arai!n de #4 3< > 7 #4 3<7 > 4
46
Se "tili-ará la f!r#"la en el as% H4 & H2
[
H 3= K ( H 1− H 2)
]
L− X + H 2− H 4 + H 4 Eq (2.16 ) L
H3 = . / bpr,si0 ,0 " 50," d, dr,0,s= H 3=1.=. 6o07/2 -+
.+
H,C-8+
,:+
H- C 8 H/C,+ :=:t>+-8t>+-
Figura 4 Diagrama de subpresion -alancaci*
En (ase a este riteri% se a reali-ad% la %#$r%(ai!n a la esta(ilidad de la $resa Salanai
47
3+er ane2%4 %n l%s si)"ientes res"ltad%s • • • •
C%efiiente de se)"ridad al +"el% > 1. 1. "#$le Esf"er-% #á2i#% en el $ie > .17 =)#7 ^ "#$le. Esf"er-% #á2i#% tal%n > .7 =)#7 "#$le Analisis al desli-a#ient% Fs ^. 3 R%a fis"rada 4 "#$le.
0.3DISEO DE LA GALER5A DE DRENAJE. Las arater*stias t%$%)ráfias de la $resa Salanai $resentan "na )ar)anta #"' estrea de 7. # de an% en la (ase0 %n $endientes aia l%s flan%s de asta . Ade#ás el siti% $resenta $%% es$ai% $ara la i#$le#entai!n de aes%s transita(les al interi%r de la $resa0 %n "n ries)% in#inente de in"ndai!n $%r la %ta a la ,"e de(en i#$le#entarse. Las re%#endai%nes de 8erard De)%"tte 3114 $a). 177 indian ,"e n% es %n+eniente la %nstr"i!n de )aler*as en $resas $e,"e&as de %nret% de las arater*stias t%$%)ráfias indiadas arri(a0 $%r l% ,"e $r%$%ne %tr%s siste#as alternati+%s $ara e+a"ar las a)"as $r%+enientes de l%s drenes. 314P%r l%s anteedentes arri(a an%tad%s se a $r%'etad% $ara el dise&% la i#$le#entai!n de "n anal de drenae ,"e re%rra el $er*#etr% de la $resa re%)iend% el a)"a de l%s drenes. El anal de drenae $"ede ser i#$le#entad% en las $endientes $r%n"niadas de la )ar)anta de la $resa Salanai %n "n %st% si)nifiati+a#ente #as (a% ,"e el de "na )aler*a en tales %ndii%nes.
0.3.1 C;!cu!+ de! c""! de d%e",e El a"dal re%letad% $%r "n dren es q8 = 1'.9: 7d5" (1.2 1';9 /37s).
C%nsiderand% ade#ás ,"e el a"dal ira dis#in"'end% en l%s drenes s"$eri%res0 se tendrá "n a"dal #"' (a% en t%d% el anal0 $%r l% ,"e las di#ensi%nes ,"e se t%#an serán las #*ni#as %nstr"ti+as5 ( > . # d > . # Este anal será %nstr"id% a tie#$% de reali-ar la %nstr"i!n del "er$% de la $resa ' $%steri%r#ente a la %l%ai!n de l%s t"(%s de drenae de la f"ndai!n.
11Small ams, Co"sid!ratio"s 0or !si$", co"structio" a"d mo"itori"$. ;r!"c' Comitt! o" Lar$! ams 2%%2
48
8=.+
8=.+
TUBERI PERFORD F=G =,7++ Figura 4" Canal de drenaje
0.3.2 C"&"%") %ec+!ec$+%")de)"%e"d+%"). A l% lar)% del anal de drenae se an instalad% $e,"e&as á#aras de re%lei!n ,"e sir+en $ara re"nir l%s a"dales ' arrastre de $art*"las de arena0 $r%+enientes de diferentes ni+eles ' e+a"arl%s al e2teri%r de la $resa #ediante t"(er*a )al+ani-ada de ## de diá#etr%.
"á+ara recolectora>?edi+entador
T*eria Galaniada
8=.8+
Figura 4# C=mara recolectora
0.3.3 U/ic"ció de !+) d%ee) * de)"%%+!!+ de! c""! de %ec+!ecció El riteri% $ara la "(iai!n de l%s drenes será el ni+el en el ,"e est%s dean de ser neesari%s $ara la "#$lir %n la esta(ilidad de la $resa. Se a ela(%rad% el ál"l% de las tensi%nes en la (ase de la $resa a diferentes alt"ras0 %#% se #"estra en la fi)"ra. K0 %nl"'end% ,"e a $artir de la %ta 7MM la $resa 'a n% re,"iere ele#ent%s de drenae 'a ,"e la )e%#etr*a ' $es% de las sei%nes a $artir de este ni+el n% $er#iten la a$arii!n de esf"er-%s ne)ati+%s en la i#entai!n. 49
-67-
-66;
"NL DE DREN#E
6=88 +
-69TUBERIS DE DREN#E
ESFUER1OS EN SE""IONES DE L PRES Cota >ms"m? 2892 2891 289% 2889 2888 2887 2886 2885 2884 2883 2882 2881 288% 2879 2878 2877 2876 2875 2874 2873 2872
Es0u!ro talo" $@cm2 %.48 %.45 %.37 %.32 %.27 %.22 %.17 %.42 %.4 %.38 %.35 %.32 %.29 %.26 %.23 %.2 %.16 %.13 %.%9 %.%6 %.%2
Es0u!ro /i! ;actor d! $@cm2 d!sliami!"t %.48 % %.58 %.%4 %.71 %.14 %.86 %.24 1.%4 %.32 1.24 %.39 1.45 %.45 1.75 %.4 1.99 %.43 2.23 %.45 2.48 %.48 2.74 %.49 2.99 %.51 3.25 %.52 3.52 %.53 3.78 %.55 4.%4 %.55 4.31 %.56 4.58 %.57 4.85 %.58 5.12 %.58
e ) a n e r d n i S e ) a n e r d n o "
Figura 4$ bicación de los drenes desarrollo del canal de recolección
CONCLUSIONES 5%
Una +e- %nl"id% el $resente tra(a% se $"ede res"#ir las si)"ientes %nl"si%nes5
•
•
•
•
•
•
•
Se a reali-ad% el dise&% de "n siste#a de drenae $ara la red"i!n de la s"($resi!n en las f"ndai%nes de la $resa de )ra+edad Salanai ,"e f%r#a $arte del Plan O$erati+% An"al del 8%(iern% G"nii$al de Y%tala0 De$arta#ent% de C","isaa. El dise&% inl"'e drenes +ertiales0 anal de re%lei!n ' t"(er*as de desar)a. Se a eli#inad% la %nstr"i!n de "na )aler*a de drenae ' se i#$le#entad% "n anal de drenae0 $%r re%#endai%nes ,"e se a$lian a $resas $e,"e&as ' )ar)anta estrea %#% es el as% de Salanai. La f"nda#entai!n te!ria esta (asada en el fl"% en #edi%s $%r%s%s aia "n dren 3$%-%4. Se a a$liad% l%s %ne$t%s desarr%llad%s $ara "n a#$% de $%-%s en l*nea a(asteid%s $%r "na l*nea de rear)a 3dri+e line4 ' ,"e se en"entran en interferenia $ara fl"% $er#anente. Se an re+isad% ' est"diad% #"as instr"i%nes $ara el dise&% de drenae en i#ient%s de $resas de )ra+edad %#% ser5 U. S. Ar#' C%r$s %f En)ineers0 U. S. B"rea" %f Rela#ati%n0 Indian Standard C%de %f Pratie f%r Draina)e S'ste# f%r 8ra+it' Da#s0 C%#it/ Franes de 8randes Presas ' tra(a%s de in+esti)ad%res reientes. De l% est"diad% se %nl"'e ,"e l%s siste#as de drenae $resas de )ra+edad s%n ele#ent%s si#$les0 $er% de #"a efiienia $ara la red"i!n de la s"($resi!n. Se a reali-ad% el ál"l% de esta(ilidad de la $resa en las sit"ai%nes de drenae ' %n la i#$le#entai!n de siste#as de drenae. La %#$arai!n e%n!#ia entre la $resa de %r#i)!n Salanai %n siste#a drenae a %tra del ti$% %n+eni%nal0 arr%a "na +entaa de alreded%r del 1 del %st% t%tal de la %(ra. Este $%rentae $"ede inre#entarse a #a'%res +al%res0 de$endiend% del an% de la )ar)anta0 ,"e inide en el +%l"#en del "er$% de la $resa. La i#$le#entai!n de "n siste#a de drenae en $resas de )ra+edad ta#(i/n $r%$%ri%na "n #edi% de +erifiai!n del %#$%rta#ient% idrá"li% de la f"ndai!n ' $"ede $re+enir en f%r#a antii$ada l%s ries)%s as%iad%s a las filtrai%nes ,"e %"rren en la #asa r%%sa.
51
