INVESTIGACIONES GEOTECNICAS

TERCER JUEGO DE EXCLUSAS DEL CANAL

PANAMA

4.- DISEÑO DE LAS PRESAS BORINQUEN

4.- DISEÑO DE LAS PRESAS BORINQUEN

DISEÑO CONCEPTUAL PRESAS (ACP)

SECCION TIPICA

CARACTERISTICAS PRINCIPALES

•Nivel de corona de las presas 32 m (PLD)

•Ancho de corona de las presas 50 m

•Nivel de agua en Lago Gatun 27.13 m

•Nivel de agua en el Lago Miraflores 16.45 m

•Elevación de la solera del canal (PAC)

9.14 m

•Ancho de la solera del canal (PAC) 218 m

PRESAS BORINQUEN

PRESAS BORINQUEN

EJE APROX CANAL

CRITERIOS DE DISEÑO

1. Criterio Diseño Civil.

2. Criterio Geotécnico..

3. Criterio Sísmico.

4. Criterio Hidrológico.

5. Criterio Operación.

6. Criterio Constructivo.

CRITERIO DISEÑO CIVIL•Alineamiento de las presas Borinquen

Paralelo al PAC (Pacific Access Channel

•Ancho de la corona presas

30 m

•Cota corona mínimo 32.0 m (PLD)

•Ancho de la base del canal PAC

218 m

•Taludes de excavación del canal

3H:1V

CRITERIO GEOTÉCNICO Parámetros

geotécnicos•De fundaciones y bancos préstamo.

Control de infiltración •Fundaciones & cuerpo presas

Estados de carga y criterios de estabilidad

•Final/Durante const. FS=1.3•Largo plazo FS=1.5•Nivel máximo FS=1.4•Vaciado rápido FS=1.3

Diseño de presas para acomodarse al desplazamiento de las fallas

•2E y 2W: 1m lateral y 0.5 m normal.•1E y 1W: 3m lateral y 0.5 m normal

Diseño de filtros y drenaje

•U. S. Bureau of Reclamation USBR (1994).

SPT

DISEÑO DE LOS FILTROS

Criterio Sísmico•Diseño de terremoto y aceleración max. Horizontal.

Probabilistic seismic hazard Analysis (PSHA)

975 años : 0.72g

2500 años: 0.97g

10000 años: 1.38g

•Magnitud del desplazamiento de las fallas en existentes.

• Falla Pedro Miguel: horizontal 3 m y vertical 0.5m• Falla Miraflores: horizontal 1 m y vertical 0.5m• Falla sin nombre: horizontal 1 m y vertical 0.5m

Fallas en el área

Criterio Hidrológico

•Crecida máxima probable Q=847.000 cfs. Elevación 28.47 m

•Obras de control •Periodo de retorno 100 años ataguia •Periodo de retorno 20 años drenaje

•Precipitación media mensual

•Etapa de construcción

•Velocidad de viento •115 km/hr

•Bordo libre •Prevenir el rebalse, 4.87 m.

Criterio Operación•Niveles de operación de los lagos.

Máximo: Lago Gatun: 27.13 m

Lago Miraflores: 16.75 m

Mínimo: Lago Gatun: 24.70 m

Lago Miraflores: 16.45 m

•Impacto de los buques. •Condiciones de impacto barco Post Panamax 160.000 tn m

•38º a vel. 8 nudos

•45 º a vel. 4 nudos

•Tamaño del Rip Rap. •Velocidad de viento y olas inducidas por los buque

•Instrumentación. •Piezómetros, BMs, inclinómetros, acelerógrafos, etc.

•Requerimientos de acceso a la corona.

•Mantenimiento y operación.

Criterio Construcción•Disponibilidad de materiales para las presas.

Utilizar material disponible pero apropiado

•Áreas restringidas para la construcción.

•Áreas prohibidas

•Voladura/vibraciones. •Minimizar ruido por voladura y vibraciones

•Impacto del clima en la etapa de la construcción

•Zona de alta precipitación

•Periodo lluvioso Mayo - Diciembre

•Periodo seco Enero - Abril

•Promedio anual: 2300 mm

ALTERNATIVAS DE TIPOS DE PRESA • Presa de enrrocado con cara de concreto o

asfalto. Daño de la placa fatal por impacto de en transito buques.

• Presa de RCC (Roller Compacted Concrete). Daño de la estructura fatal por sismo, reparación complicado.

• Presa de tierra homogénea. Periodo de lluvias critico 8 meses.

• Presa de enrrocado con núcleo de RCC. Su confiabilidad es cuestionable después del sismo, reparación muy complicado.

ALTERNATIVAS DE TIPOS DE PRESA

• Alternativa 1.-Presa de enrocado con núcleo vertical de arcilla

Cont.• Alternativa 2.-Presa de enrocado con

núcleo inclinado de arcilla

Cont.

• Alternativa 3.-Presa de enrocado con pantalla de asfalto. Muy adaptable a zonas húmedas, riesgo cuando hay falla de la placa, complicado su reparación.

• Alternativa 4.-Presa de enrocado con pantalla de concreto (idem alt. 3).

Sección Típica Presas 1E y 2E

Sección Típica Presas 1W y 2W

Análisis de Estabilidad• Análisis de estabilidad para las secciones mas

criticas: SLOPE/W (GEO-SLOPE).

1. Durante la construcción - Final de las excavaciones - Final de la construcción - PAC seco, sin agua en el canal

2. Largo plazo (condiciones normales de operación).

3. Nivel máximo de operación. 4. Vaciado rápido. 5. Análisis seudo-estático.

Cont.• Análisis de flujo a través del cuerpo de la

presa y la fundación. Evitar erosión interna SEEP/W.

• Realizar una análisis seudo-estático: UTEXAS4, Kh.

RESUMEN COSTO ESTIMADO