PROTOCOLOS DE CAMPO DE PERFORACION DIAMANTINA

1 Generalidades

El programa de perforación consistirá en la perforación de suelo y roca, pruebas in situ

e instalación de instrumentación geotécnica tal como se describe en este documento.

La perforación de suelo se realizará con métodos de sondeo rotativo con inyección

de agua (con tubería de revestimiento de ser necesario). La perforación de roca se

realizará con la línea de perforación HQ3 a menos que el requerimiento así lo

indique, utilizando métodos de triple tubo.

El contratista de la perforación tendrá la responsabilidad de facilitar todo el

equipo necesario para ejecutar la perforación de suelo y roca, pruebas in situ y la

instalación de instrumentación geotécnica en los pozos de perforación.

2 Equipo de perforación

El equipo de perforación suministrado y operado por el contratista de la perforación

deberá estar en óptimas condiciones. Además, tendrá la capacidad de suministrar las

fuerzas descendentes necesarias para que los pozos lleguen a las profundidades

requeridas y para impulsar el muestreo y la extracción de testigos de rocas.

El equipo de perforación incluirá:

Una maquina DIAMEC 262, con línea de perforación HQ y NQ. Una bomba de lodos. Unidad de accionamiento con motor Deutz BF6L 912 de 75 kw a 2110 RPM. Tubería metálica de revestimiento (Casing) de diámetro HW. Tubería y brocas HQ y NQ. Un martillo SPT de 65 kg. Tubo muestreador para SPT (arenas). Core Barrels de 5 pies Bombas de suministro de agua. Sonda eléctrica graduada para medición de agua. Un deposito tanque para abastecimiento de agua Una camioneta 4x4

El contratista de la perforación garantizará que el equipo específico de perforación

usado sea compatible con las condiciones que se esperan encontrar en el suelo, roca y

agua subterránea.

3 Métodos de perforación de suelos

La perforación de suelos debe realizarse con brocas del tipo “Widea” para

exploraciones únicamente en suelos del tipo cohesivos y arenas, este tipo de

perforaciones se realizan en seco, además tenemos métodos de perforación de sondeo

rotativo con inyección de agua usando brocas del tipo “HQ3” para poder llevar a cabo

una adecuada investigación geotécnica, en vista que las dimensiones de recuperación

de muestra se adaptan eficientemente a los diversos ensayos practicados en roca. El

contratista de la perforación deberá contar con el equipo necesario para usar uno de

estos métodos o todos bajo la dirección del Ingeniero.

Los métodos de perforación de sondeo rotativo con inyección de agua se usan por lo

general en formaciones de suelo bajo el nivel del agua subterránea donde las paredes

de perforación son inestables. Se puede utilizar agua o agua con un polímero

biodegradable para estabilizar las paredes de perforación y retirar los detritos de la

perforación.

No deberá permitirse el uso de aditivos para la estabilización de las paredes de

perforación, cuando se requiera determinar la permeabilidad por medio de ensayos

del tipo Lefranc o Lugeon.

En algunos casos, el retorno del agua de perforación se perderá o se

reducirá considerablemente. Esta acción identifica uniones abiertas, fisuras, o zonas

de alta permeabilidad.

4 Métodos de muestreo de suelo y roca

El contratista de la perforación deberá contar con el equipo para realizar el muestreo

de suelo que incluya los siguientes métodos:

• Muestreadores de pared gruesa excavada (Muestreador de Caña Partida /

SPT). Este muestreador mide por lo general 18 – 30 pulgadas de largo, tubo

hueco de 2.0 pulgadas de diámetro exterior partido longitudinalmente a la mitad.

Un par de zapatas encajadoras de metal endurecido con una abertura de 1.375

pulgadas está unido al extremo inferior y una válvula de paso único y un adaptador

de la varilla de perforación están unidos a la cabeza del muestreador. Se introduce

en el suelo con un martillo de 140 libras, 30 pulgadas adentro. El conteo de golpes

(martillazos) se requiere para que el muestreador avance un total de 18 pulgadas

se cuenta y registra en tres incrementos de 6 pulgadas. Las muestras de SPT se

determinan perturbadas.

• Muestreadores de pared gruesa excavada (Muestreador de Caña Partida / LPT). Al

igual que el muestreador de SPT, el barril muestreador tiene un diámetro

mayor y generalmente está revestido con tubos metálicos para contener las

muestras. Las muestras del Muestreador LPT se pueden considerar no

perturbadas si el suelo no es excesivamente suave, no contiene grava ni tiene

arena muy densa.

El muestreo en roca será ejecutado utilizando técnicas de perforación con brocas con

incrustaciones de diamante según ASTM D 2113. Los tubos muestreadores de rocas

serán de tamaño N o H y se utilizarán los métodos de triple tubo que usan tubos

internos divididos. Igualmente, se requieren las técnicas “Wireline” consideradas para

capturar las tuberías muestreadoras o “Core Barrel”. Mediante la utilización de medios

aprobados, los testigos de roca deben ser extraídos en porta testigos designados para su

registro antes de ser colocados en cajas de muestras. El contratista de la perforación

facilitará las cajas de madera o plástico para muestras para poder contener el testigo de

roca y el tamaño de las cajas corresponderá al tamaño del testigo obtenido. Los bloques

de madera o plástico, también suministrados por el contratista de la perforación, serán

provistos como insertos entre tramos. Las muestras de testigo de roca seleccionadas

por el Ingeniero para ser analizadas fuera del emplazamiento serán colocadas en bolsas

plásticas de pared delgada, selladas y empaquetadas en envoltura plástica de burbujas,

según lo requiera el Ingeniero. Las muestras empaquetadas serán rotuladas según lo

requiera el Ingeniero y colocadas en cajas de embalaje de madera. Estos artículos de

empaque deberán ser facilitados por el contratista de la perforación.

A continuación se presenta los Cuadros 1 y 2, donde visualizamos las

diferentes denominaciones de brocas, revestimientos y sus respectivas dimensiones.

Cuadro 1: Dimensiones de brocas usadas en perforaciones.

Normado por DCDMA Diam. Interior Diam. ExteriorMedidas in. mm in. mmBrocasEWX and EWM 60/71 21 1/2 1 16/33 37 7/10AWX and AWM 1 5/27 30 1 8/9 48BWX and BWM 1 19/29 42 2 9/25 59 9/10NWX and NWM 2 11/71 54 7/10 2 40/43 75 7/102 3/4 in., 3 7/8 in. 2 20/29 68 3/10 3 7/8 98 2/54 in., 5 1/2 in. 3 65/67 100 4/5 5 49/99 139 3/58 in., 7 3/4 in. 5 32/33 151 3/5 7 37/49 196 4/5AQ 1 1/16 27 1 57/64 48BQ 1 7/16 36 1/2 2 23/64 60NQ 1 7/8 47 3/5 2 63/64 75 4/5HQ 2 1/2 63 1/2 3 25/32 96PQ 3 11/32 85 4 53/64 122 3/5

Cuadro 2: Dimensiones de revestimientos usados en perforaciones.

Medida Diam. Exterior Diam. Interior Pesoin. mm in. mm lb/ft kg/m

RevestimientoEW 1 13/16 43 1 1/2 38 1/10 2 19/25 4 1/5AW 2 1/4 57 1/5 1 29/32 48 2/5 3 4/5 5 4/5BW 2 7/8 73 9/10 2 3/8 60 3/10 7 10 3/5NW 3 1/2 88 9/10 3 76 1/5 8 20/29 13 1/5HW 4 1/2 114 3/10 4 101 3/5 11 7/20 16 9/10PW 5 1/2 139 7/10 4 7/8 127 15 7/20 22 4/5SW 6 7/8 168 3/10 6 1/32 152 2/5 19 24/49 29UW 7 5/8 193 7/10 7 177 4/5 23 39/83 34 9/10ZW 8 5/8 219 1/10 8 3/32 203 1/5 27 4/5 41 2/5

a Fuente: "Diamond Core Drill Manufacturers Association" (DCDMA)

b Medidas originales de Brocas de perforación. c

Normados actualmente por DCDMA.

5 Ensayos de permeabilidad

Las mediciones del nivel de agua subterránea deberán ser ejecutadas por el contratista

de la perforación en cada pozo. Durante la perforación en un pozo, se deberá medir el

nivel de agua al inicio de la perforación en cualquier turno.

Las pruebas de permeabilidad in situ se realizarán en pozos en terrenos de material

encima de roca usando el procedimiento Lefranc y en el lecho de roca usando el

procedimiento Lugeon. El Ingeniero especificará el número y profundidad de las pruebas

en los pozos.

• Ensayo de Permeabilidad con Carga Variable y/o Carga Constante (Ensayo

Lefranc)

• Ensayo de Permeabilidad de Obturador Simple y Carga constante (Ensayo

Lugeon).

6 Cajas portatestigo

Caja en las cuales se almacenara las muestras otenidas de las perforaciones

diamantinas, las cuales cuentan con las siguientes características:

Separaciones:

4 Largo: 686 mm

Ancho: 308 mm.

Alto: 74.5 mm.

Peso de la caja vacía: 889 Gr.

Peso de la caja llena: 25.1 Kg.

(Considerando una densidad de roca de 3.3 g/cm3)

7 Personal técnico profesionalEl personal que participo en los trabajos de perforación logueo y ensayos de campo son:

01 Ingeniero Geotécnico 01 Técnico Perforista

03 Ayudantes de perforación 01 chofer de camioneta

8 Descripción del trabajo

De acuerdo a los datos proporcionados para el diseño de la presa, se ha determinado efectuar 5 sondajes diamantinos, los cuales se distribuyeron de la siguiente manera: 3 en el eje, 1 aguas arriba y 1 aguas debajo de la presa proyectada, con profundidades de 10 a 15 m. En los cuadros 01 y Foto 01 se presenta la ubicación de los sondajes geotécnicos y profundidades efectuadas:

Cuadro 3: Ubicación de los sondajes diamantinos en la presa

SondajeUbicación (coordenadas) Cota

(msnm)Profundidad

(m)Norte Este

DDH-P1 8410325 0548884 4017 25.30DDH-P2 8410363 0548870 4001 30.45DDH-P3 8410369 0548841 4017 25.00DDH-P4 8410495 0548953 4008 15.40DDH-P5 8410555 0548960 4010 15.15

Foto 01. Detalle de la Zona de eje de presa.