PRIMERA SESIÓN:

Estudios y diseños de las obras subterráneas y tratamientos

de la roca

Ing. Évert V. Hernández

SIMPOSIO LAS OBRAS SUBTERRÁNEAS EN EL PROYECTO

HIDROELÉCTRICO LA YESCA

29 de julio de 2010

Centrales hidroeléctricas en operación: 78

Potencia hidroeléctrica instalada: 11 304 MW

• Río Grijalva (PI = 4 930 MW)

• Río Santiago (PI = 2 011 MW)

• Río Balsas (PI = 1 880 MW)

N° de centrales hidroeléctricas subterráneas: 12

El Cóbano (1955) La Angostura (1975)

Tingambato (1957) Chicoasén (1980)

Santa Rosa (1964) El Caracol (1986)

El Novillo (1964) Aguamilpa (1994)

El infiernillo (1965) Zimapán (1995)

Malpaso (1969) El Cajón (2007)

La Yesca (2012)

Centrales subterráneas

CH Ing. Manuel Moreno Torres (5 U x 300 MW y 3 U x 310 MW) Casa de máquinas:

Longitud: 199, 60 m Ancho: 23,35 m Alto: 44,95 m Sala de transformadores: Longitud: 209,5 m Ancho: 12,7 m Altura: 14,5 m Galería de oscilación (2): Longitud: 200,8 m Ancho: 18,5 m Alto: 55,5 m

Dimensiones cavernas presa Chicoasén

• Topográfico

• Modelo geológico–geotécnico Incertidumbres

• Constructibilidad Estudios, interpretación

• Impacto ambiental Riesgos

• COSTO (costo y tiempo)

• Con estudios suficientes y adecuada interpretación geológica pueden desarrollarse buenos diseños hidráulicos, estructurales y geotécnicos (sistemas de soporte temporal y definitivo), aunque siempre persistirán las incertidumbres. Se requiere disponer de dinero y tiempo para hacer los estudios necesarios.

Especificaciones, catálogos de conceptos, precios unitarios

Costo y Programa

Factores que condicionan la selección del tipo de casa de máquinas

Factores que condicionan la selección del tipo de casa de máquinas

Proyecto La Yesca, años 2004 y 2006

Las principales incertidumbres están relacionadas con el comportamiento geomecánico del macizo rocoso:

• Resistencia

• Deformabilidad

• Permeabilidad

Las discontinuidades geológicas (fallas, fracturas, fisuras, planos de estratificación y de diaclasamiento) dominan el comportamiento del macizo rocoso.

Los diseños de las obras subterráneas deben tomar en cuenta las condiciones de trabajo que se presenten durante construcción y operación, así como los eventos extraordinarios en el sitio (como los eventos sísmicos, por ejemplo).

Debe diseñarse e instalarse un sistema de monitoreo (qué medir, dónde y cómo), que permita observar el comportamiento de las obras subterráneas y permita tomar acciones oportunas en caso de ser necesario.

Factores geológicos - geotécnicos

Las obras subterráneas en las presas hidroeléctricas, se refieren a:

• Galerías de exploración geológica y geotécnica

• Túneles de acceso al sitio (presas Chicoasén y Zimapán)

• Túneles de desvío

• Túneles de conducción (presa Zimapán)

• Túneles vertedores (presas El Infiernillo, Chicoasén y Zimapán)

• Galerías de inspección, inyección y drenaje

• Obra de generación

Obras subterráneas en presas hidroeléctricas

Toma

Acceso vertedores

Descarga vertedores

Desfogue

Casa de máquinas

1. Obra de toma

2. Conducción

• Baja presión (varios kilómetros de longitud, en túnel, canal o combinada)

• Alta presión (vertical, inclinada y horizontal)

3. Pozo de oscilación o tanque de puesta a presión

4. Túnel de acceso

5. Casa de máquinas

6. Lumbreras

• Buses

• Cables

• Ventilación

• Elevador

8. Túnel de aspiración

9. Galería de oscilación

10. Túnel de desfogue

11. Vialidades subterráneas

(Galería de Oscilación)

PERFIL DE LAS OBRAS DE GENERACIÓN

Componentes de una obra de generación

Obra de generación

ACCESO

CASA DE MÁQUINAS

GALERÍA DE OSCILACIÓN

TUBERÍA A PRESIÓN

A

Fechas de colados en Foso de la Unidad No. 1

Corte longitudinal

Precios índice El Cajón

Planta hidroeléctrica

Volumen (m3)

Importe (dólares x 106)

Costo índice (USD/m3)

Porcentaje relativo

Exc. cielo abierto 601 700 5,2 8,6 5,5

Exc. subterráneas 305 400 17,3 56,7 18,2

Concretos 77 900 30,3 388,9 31,8

Tratamientos 42,4 44,5

95,2 100,0

Obra de desvío

Exc. cielo abierto 143 600 1,1 7,6 1,8

Exc. subterráneas 320 600 10,4 32,5 17,2

Terracerías 872 200 9,4 10,8 15,5

Concretos 72 400 21,6 298,0 35,5

Tratamientos 18,3 30,0

60,8 100,0

• Se requiere disponer de recursos y tiempo para realizar los estudios suficientes que soporten la selección del sitio, el tipo de obras y los diseños de las estructuras que constituyen el proyecto.

• Se requiere de grupos multidisciplinarios de especialistas con alto nivel de conocimientos y experiencia, para programar, supervisar e interpretar los estudios y trabajos de campo.

• Se requiere que los ingenieros diseñadores interpreten correctamente la información de los especialistas en ciencias de la tierra, con la finalidad de elaborar diseños seguros y económicos.

• Es fundamental el monitoreo del comportamiento de los macizos rocosos donde se alojan las obras subterráneas y que se interpreten los resultados, para asegurar el buen curso de los trabajos o para tomar oportunamente las acciones preventivas o correctivas necesarias.

• Se requiere ejercer en todo momento una supervisión rigurosa de los procesos constructivos.

Conclusiones

• La empresa contratista requiere elaborar su planeación constructiva considerando las incertidumbres geológicas, para no afectar los rendimientos de su oferta.

•La empresa contratista requiere disponer en la obra de personal técnico y operativo de alta capacidad y experiencia en excavaciones de obras subterráneas.

• La empresa contratista requiere disponer de los materiales y equipos adecuados, así como de recursos financieros oportunos, para realizar los trabajos programados y los extraordinarios que eventualmente se requieran.

• La empresa contratista y el cliente requieren disponer en el sitio de una dirección técnica capaz.

• Se requiere de un sólido y eficaz liderazgo para coordinar el esfuerzo conjunto de varios grupos y especialidades de trabajo.

Conclusiones