intruduccion tuneles

5/12/2018 INTRUDUCCION tuneles - slidepdf.com

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INFORME VISITA:

PEQUEÑA CENTRAL HIDROELECTRICA BARROSO

SEBASTIAN ARANGO GIL

ELIANA OSORIO SUAREZ

DISEÑO GEOTECNICO DE TUNELES

PROF: WILLIAM ULBEY GOMEZ

16 de Diciembre

POLITECNICO COLOMBIANO JAIME ISAZA CADAVID

MEDELLIN

2011



INTRUDUCCION

El municipio de salgar tiene cerca de 18mil habitantes, y se encuentra rodeado de dosfuentes importantes de agua: el rio Barroso y la quebrada la liboriana; los cuales se

convierten en parte fundamental para el municipio ya que hacen de los alrededores

tierras fértiles para el cultivo de caña, café y plátano. En la actualidad estos yacimientos

de agua no solo serán importantes para la sostenibilidad de la actividad agrícola, si no

que mediante un proyecto se busca generar energía eléctrica para el municipio

utilizando este recurso hídrico.

El proyecto de la Pequeña Central Hidroeléctrica Barroso, consiste en la construcción de

una pequeña central de generación de energía eléctrica a filo de agua, y tendrá una

capacidad instalada para producir la energía que puede consumir una población de

40mil personas en un día.

La energía que producirá la PCH Barroso se considera limpia, usa una fuente renovable

como el agua y no emitirá gases de efecto invernadero, por sus características el

proyecto no contribuirá al calentamiento global y cumple con el protocolo de Kioto

(acuerdo internacional que tiene como objetivo la reducción de 6 gases de efecto

invernadero).

A grandes rasgos el proyecto consiste en una toma parcial de agua del rio barroso, y su

posterior paso por un túnel de 4 Km 600 metros que la conduce hacia la casa de

maquinas, donde 2 turbinas PELTON serán movidas por la fuerza del agua, la energía

producida por el movimiento de las ruedas turbinas será llevada a una subestación

eléctrica por medio de una línea de 750 metros que estará conectada a la línea de

transmisión Amagá-La clara-Hispania que hace parte de la red de EPM.

Este proyecto cuanta con la licencia ambiental de CORANTIOQUIA la cual es la autoridad

ambiental del centro y norte del Departamento, para este permiso hizo falta adelantar

un estudio de impacto ambiental con el objeto de identificar las posibles afectaciones

del proyecto, a si como el plan de manejo y la medida necesitarías para mitigar,compensar y prevenir el impacto socio-ambiental.

El constructor del proyecto es la empresa HMV INGENIEROS y su gestor y futuro

operador es la empresa BARROSO SASESP.



LOCALIZACIÓN

El proyecto PCH barroso, se encuentra ubicado al suroeste antioqueño, en jurisdiccióndel municipio de Salgar, exactamente sobre la vía que conduce de la troncal del café,

hacia este municipio, en el sector conocido como el junco a unos 70km de la ciudad de

Medellín. La PCH barroso se encuentra a 1017 metros sobre el nivel del mar.

y Municipio de Salgar: N 5° 57´19´´/W 75°58´56´´

y Rio Barroso: N 5° 54´2´´/W 75° 53´44´´

y Veredas afectadas por el proyecto:

Junco: N 5° 55´´ 11´´/W 75° 54´21´´

Angostura: N 5° 56´ 18´´/W 75° 56´39´´

Siberia: N 5° 54´11´´/W 75° 55´50´´

la Taborda, vereda La chuchita.



DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Desde hace más de dos años, diferentes entidades del sector privado vienen efectuandoestudios para el desarrollo de centrales hidroeléctricas de pequeña escala en diferentes

departamentos del territorio colombiano. Como fruto de este esfuerzo, en la cuenca del

río Barroso, municipio de Salgar, departamento de Antioquia, se identificó el Proyecto

Hidroeléctrico Barroso, con una capacidad instalada de 20,4 MW y una capacidad

efectiva de 19,9 MW.

Al ser las obras de conducción subterráneas, las áreas de afectación son mínimas,

limitándose a las zonas de captación y a la casa de máquinas. Con base a las cantidades

de las obras civiles calculadas a partir de los pre-diseños, y sus correspondientes costos

unitarios; y los costos suministrados por los fabricantes de los equipos

electromecánicos, se estimó que el proyecto demandará una inversión total de US$40

millones, los cuales serán suministrados en su totalidad por una inversión extranjera.

El área a declarar de Utilidad Pública e Interés Social se ubica al suroeste del

departamento de Antioquia, en jurisdicción del municipio de Salgar, estando delimitada

por dos polígonos para un área total de 452 ha.

y El primero tiene un área de 93 ha, donde se ubicará el azud, la captación, el

desarenador, el portal de entrada del túnel de conducción, las zonas de depósito

y las demás obras de captación del proyecto.

y El segundo polígono tiene un área de 359 ha, ubicándose la casa de máquinas,las obras descarga, la subestación de conexión, la línea de transmisión de

conexión, las zonas depósito y las demás obras de generación del proyecto.

El proyecto pequeña central hidroeléctrica Barroso, consiste en la construcción de una

central de generación de energía eléctrica a filo de agua, es decir que la captación de

agua se hace en un muro de aproximadamente 6,5 mt de alto por 30 de ancho, y una

bocatoma lateral que no genera embalse por lo tanto el proyecto garantiza el flujo de

agua a partir de la bocatoma, lo que conoce como caudal de garantía ambiental.

Una vez captada el agua se introduce a un sistema de conducción o túnel que tiene una

longitud de 4,4 km que lleva el agua directamente a la casa de maquinas ubicada en el

sector de Jagual. En esta casa de maquinas el agua mueve dos turbinas hidráulicas tipo

phelton que están conectadas a un generador eléctrico, la energía producida por el

movimiento de las turbinas y el generador eléctrico se interconectaran al sistema de

distribución regional a 110km. Finalmente el agua utilizada ira al rio san Juan por medio

de un canal de Descargue.



Se espera que al final el Proyecto Hidroeléctrico Barroso, tenga una capacidad instalada

de 20,4 MW y una capacidad efectiva de 19,9 MW, para un caudal de diseño de 6,2

m3/s y un salto neto de 386,2 m.



ASPECTOS TECNICOS OBSERVADOS.

Descripción General

y Longitud:

Túnel A: 2 544mt

Túnel B: 2 056mt (Aprox)

Túnel de conexión: 200mt

Longitud total del sistema de captación: 4 600mt

Longitud excavada del túnel visitado (túnel A) 1200 mts.

y T ipo de geometría:

El tipo de geometría del túnel A y B es en herradura



Del túnel de conexión la geometría es circular

y N ichos

Las funciones de los nichos son varias:

Se hacen como ayuda para el flujo vehicular, es decir para facilitar el

tránsito en doble sentido de las maquinarias.

sirven como resguardo del personal al hacer las detonaciones.



Sirven Para guardar o instalar maquinarias, como plantas eléctricas o

herramientas de trabajo.

En promedio cada 200 mt se hace un nicho.

y C ontrol de aguas

El espacio creado por la construcción del túnel, genera un cambio de presión

en la montaña, por lo tanto, automáticamente el túnel se convierte en un

filtro porque toda la humedad del la montaña se filtra hacia su interior; Como



este tiene una pendiente constante del 6%, el agua corre siguiendo la

dirección de la pendiente y a la entrada del túnel hay una motobomba que se

encarga de evacuar toda el agua acumulada.

Hay puntos especiales en donde se encuentran bolsas de agua, es decir que

la cantidad de agua filtrada es mayor a la normal. En este caso se insertan

mangueras en el foco de filtración para acelerar el drenaje.

TIPO DE EXCAVACIÓN

La excavación es realizada bajo el método de excavación y voladura, el cual es el más

utilizado para los túneles en roca, y es aplicado cuando la roca es muy abrasiva y muy

resistente, o se encuentra en estado masivo.

y Procedimiento:

1. Replanteo en el frente del esquema de tiro

2. Perforación de los taladros (en este proyecto se realiza con una perforadora

JUMBO de una sola pluma)

3. Carga de los taladros con explosivos (barrenos)



4. Voladura y ventilación

5. Retirada del escombro y sondeo del frente y estabilización del frente de

trabajo si se necesita.

PERFORADOR JUMBO

ESQUEMA DEL PROCEDIMIENTO

y Algunos aspectos Las longitudes de avance típicas de este método son entre 1 y 5 metros,

dependiendo de la calidad de la roca.

Para este método la roca se clasifica en 3 grados: buena, media y mala.

Para una calidad media- buena: avanza entre 2,80mt y 3,20mt.

Las zonas en un esquema de tiro, tienen densidades de perforación y carga especifica

diferente. Estas zonas son.

a) Cuele (zona A)

b) Contracuele (zona AA)c) Destrozada (Zona B)

d) Zapateras (Zona C)

e) Contorno (Zona D)



y En caso de que la maquina principal, Jumbo, presente inconvenientes se tiene a

disposición un martillo de aire comprimido, el cual es un sistema que

normalmente se utiliza en túneles muy pequeños o de forma accidental, y surendimiento es inferior a los de los jumbos y requieren de mucha mano de

obra.



SOSTENIMIENTO

y El portal de entrada del tunal A, ubicado en el sector del jagual, está recubiertopor encamisado de acero (falso túnel), debido a que es el lugar más inestable en

el proceso constructivo de un túnel, además es la protección tanto para la

entrada y salida de material procedente del frente de trabajo.

y Luego de la detonación de los explosivos y posterior al retiro del material, se

realiza el proceso de estabilización del frente de trabajo: si se encuentra una

buena calidad de roca el túnel se deja sin recubrimiento, pero dado el caso de

que después de la detonación se encuentre una roca de calidad media o mala, o

se evidencien diaclasas o discontinuidades en la masa de roca, se procede amecanismos de estabilización:

concreto lanzado para el sostenimiento del sector afectado (arco),

también se aplica una capa de concreto en el piso para el avance del

jumbo.

Cuando se evidencian diaclasas, fracturas en la roca, desplazamiento en

los planos, se utilizan pernos de anclaje para estabilizar y darle soporte al

terreno, y así garantizar la firmeza de la sección del túnel y la seguridad

del personal que trabaja en la zona. La pericia para colocar los pernos

depende en gran medida de la experiencia del ingeniero a cargo, en este

caso los pernos eran de 2,5 mts de profundidad y al colocarlos siempre

se buscaba entrelazar o unir los diferentes planos de roca.

Diaclasa ,MMMM



Pernos de anclaje concreto lanzado

SISTEMA DE VENTILACIÓN

El sistema de ventilación es un factor importante en la excavación de un túnelporque básicamente de él dependen factores como la regulación de la

temperatura, el oxigeno requerido por los obreros y el control de gases en la

obra.

y Entre más profundo sea el túnel, es más difícil el acceso del oxigeno

hasta el frente de trabajo por eso se debe garantizar un acceso de

oxigeno puro desde la entrada de la excavación hasta el último punto de

avance.

y Hasta el momento en la excavación del túnel A no se han presentado

problemas de manejo o detección de gases tóxicos (no se han

encontrado bolsas de gases), sin embargo la respiración de los obreros

libera CO2, el cual es un gas que debe ser evacuado del túnel ya que una

alta concentración de este es toxico y puede producir una explosión.



y A medida que la excavación avanza aumenta de forma considerable la

temperatura al interior del túnel, por tanto es importante la regulación

de esta, para poder ser aptas las condiciones de trabajo del personal.

Solución:

Para el ingreso del oxigeno se cuenta con un ducto sujeto a la derecha en

la parte media de la base del arco del túnel, que lleva oxigeno puro

desde el acceso del túnel hasta el frente de trabajo.

El sistema de extracción consiste en ventilador-extractor eléctrico

MONOF. 4920M³/H. básicamente la idea radica en instalar un ducto

(circunferencia mucho mayor a la del ducto de ingreso del oxigeno)

desde el frente de trabajo hasta el acceso de la excavación, el cual va

conectado a los ventilador-extractor eléctrico MONOF.

Los ventiladores se ubican aproximadamente cada 400

metros para re potencializar la salida del aire.

Al extraer el CO2 y el aire del frente de trabajo

automáticamente se regula la temperatura del sistema.

Se debe tener mucho cuidado con el ducto de este

sistema, en este caso se tiene una persona encargada de

recorrer el ducto y verificar que no existan perforaciones

en él y en caso de que las halla repararlas de forma

inmediata.



SEGURIDAD OCUPACIONAL

La actividad de excavación de un túnel es una de las obras ingenieriles más peligrosasexistentes sin embargo hay medidas de seguridad rigurosas que se deben tomar para

disminuir la probabilidad de accidentes, a demás hay un ingeniero de seguridad

ocupacional permanentemente en la obra y básicamente su función es velar por el

bienestar del recurso humano del proyecto.

y Todo tiene que estar debidamente señalizado, señales de tránsito, de

bioseguridad, materiales de obras, equipos, etc.

y El ingreso al túnel es muy controlado, solo entra el personal estrictamente

necesario y siempre se lleva una lista de las personas que ingresan.

y Para ingresar se necesita de un equipo básico: casco, botas, chaleco reflectivo,

guantes y tapones para los oídos.

y Se hacen simulacros de evacuación.

y Todo el personal contratado debe ser mayor de edad y está afiliado a seguridadsocial y a todas las prestaciones reglamentarias.

y El control de todo el material explosivo está bajo control riguroso, nadie

diferente al ingeniero encargado tiene acceso a este tipo de material.

y Nunca se avanza en la excavación sin que el ingeniero a cargo este seguro de la

estabilidad del frente de trabajo

y Previo a una explosión suena una alarma de forma que el personal que no estáinvolucrado directamente en la detonación, este notificado y alerta ante el

procedimiento



CUNCLUSIONES

y En términos geológicos el tipo de suelo en el cual se está trabajando laexcavación es favorablemente extraño, es decir posee la firmeza necesaria de la

roca y por ende las ventajas de estabilidad que proporciona trabajar en material

rocoso, y por otro lado, a pesar de ser una buena roca, la dureza es maleable, es

decir que la roca sede con las cargas explosivas diseñadas.

y El método de perforación y voladura es un método versátil y eficaz ya que se

puede conseguir una buena fragmentación de la roca y superficie de contorno,

facilitando las labores de desescombro y saneo. A demás los altos niveles de

rendimiento se traducen en un sustancial ahorro económico.

y La planeación, el orden y el cuidado en cada proceso constructivo que se realice

en un proyecto como este debe estar dirigido en pro del bienestar de las

personas que en el trabajan.



ANEXOS

Obras de captación

intruduccion tuneles

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