sistema de drenaje

SISTEMAS DE DRENAJESISTEMAS DE DRENAJE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA CIVIL

SECCIN DE POSTGRADO

Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado

03 y 04 de Febrero del 200603 y 04 de Febrero del 2006

UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN DE TACNA

- INTRODUCCIN

- TIPOS DE PRESAS DE RELAVE

- CARACTERSTICAS DE LOS RELAVES

- PROPSITO DEL DRENAJE EN PRESAS DE RELAVE

- DRENAJE EN VARIOS TIPOS DE PRESAS

- DRENAJE CON CIMENTACIONES PERMEABLES

- MEDIDAS DE REMEDIACIN DURANTE LA OPERACIN

- FILTROS

- DRENES

- CONCLUSIONES

INTRODUCCIINTRODUCCINN

- IMPORTANCIA VITAL EN LA CONFIABILIDAD Y SEGURIDADDURANTE LA VIDA DEL DEPSITO.

- COMPONENTE PRINCIPAL DE DISEO Y FACTOR SIGNIFICATIVO ENLA ESTABILIDAD ESTTICA Y DINMICA.

- EL POTENCIAL DE LICUACIN DEPENDE DEL DRENAJE.

- LA INFILTRACIN EN EL TALUD AGUAS ABAJO CONDUCE A LAEROSIN.

- INFILTRACIN INCONTROLADA CONDUCE A LA CONTAMINACIN.

- EL SISTEMA DE DRENAJE DEBE SER LOCALIZADO YDIMENSIONADO APROPIADAMENTE. SE REQUIEREN FILTROS YDRENES.

- PUEDEN ESTAR CONSTRUIDAS DE RELAVE, DESECHO DE MINA OSER DE TIERRA O ENROCADO.

- A EXCEPCION DE LAS PRESAS CONSTRUIDAS DE RELAVE, ELDISEO ES SIMILAR A UNA PRESA PARA RETENCIN DE AGUA.

- PARA LAS PRESAS DE RELAVE SE UTILIZAN LOS MTODOS DEAGUAS ARRIBA, AGUAS ABAJO Y LINEA CENTRAL. TAMBIENEXISTEN MTODOS MIXTOS.

- EL MTODO DE CONSTRUCCIN ESCOGIDO DEPENDE DE LASPROPIEDADES DEL RELAVE, TOPOGRAFA, GEOLOGA, SISMICIDAD,CLIMA, HIDROLOGA, ECOLOGA Y MATERIALES DISPONIBLES.

- LOS TIPOS BSICOS SON:

TIPOS DE PRESAS DE RELAVETIPOS DE PRESAS DE RELAVE

TIPO PRESA RETENCIN DE AGUA.CONSTRUCCIN AGUAS ARRIBA.CONSTRUCCIN AGUAS ABAJO.CONSTRUCCIN LINEA CENTRAL.CONSTRUCCIN MIXTA.

- EL RELAVE TIENE COHESIN NULA, POR LO QUE ES SUSCEPTIBLE A TUBIFICACIN Y EROSIN SUPERFICIAL. LA LNEA FREICA NO DEBE EMERGER POR EL TALUD AGUAS ABAJO. SE DEBE INCLUIR AL DRENAJE UN FILTRO.

- LOS RELAVES SE DEPOSITAN HIDRALICAMENTE, CON DENSIDAD RELATIVA SUELTA, DE 0.3 A 0.5. SU RESISTENCIA CORTANTE ES BAJA. LA PERMEABILIDAD ES BAJA, POR LO QUE SE DESARROLLAN EXCESOS DE PRESIN DE POROS CON EL AUMENTO DE LA ALTURA.

- EL POTENCIAL DE LICUACIN ES ALTO DEBIDO A LA NATURALEZA DEL MATERIAL, DENSIDAD, ACCIN DINMICA, CAMBIO RPIDO DE CARGA ESTTICA O LNEA FRETICA.

- EL RELAVE PERMANECE SATURADO POR UN PERIODO LARGO Y CONSOLIDA LENTAMENTE.

CARACTERCARACTERSTICAS DE LOS RELAVESSTICAS DE LOS RELAVES

PROPPROPSITO DEL DRENAJE EN PRESAS DE RELAVESITO DEL DRENAJE EN PRESAS DE RELAVE

- UNA LNEA FRETICA BAJA.

- REDUCCIN EN LA PRESIN HIDRODINMICA QUE DEFORMA LA RED DE FLUJO.

- REDUCCIN DE LA PRESIN DE POROS.

- CONTROL DE INFILTRACIN Y RETENCIN DE PARTCULAS.

DRENAJE EN VARIOS TIPOS DE PRESASDRENAJE EN VARIOS TIPOS DE PRESAS

- PRESAS DE RELAVE DEL TIPO RETENCIN DE AGUA.

- PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBA.

* Presa de Arranque de Material Permeable.* Presa de Arranque de Material Impermeable.* Drenaje en el Talud Aguas Abajo.* Ciclonaje.

- PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ABAJO.

- PRESAS DE RELAVE DE TIPO LNEA CENTRAL.

- PRESAS DE RELAVE DE CONSTRUCCIN MIXTA.

- El Relave siempre Permanece bajo Agua.

- Vertido desde la Presa.

- Vertido desde el Extremo del Reservorio.

- Etapas de Construccin : Presas Homogneas y con drenes.

- Presa de Enrocado.

PRESAS DE RELAVE DEL TIPO RETENCIPRESAS DE RELAVE DEL TIPO RETENCIN DE AGUAN DE AGUA

ICOLD (1994)

PRESA DE TIERRA IMPERMEABLE

LINEA FREATICA

DREN CON FILTRO

RESERVORIO

RELAVE DEPOSITADO BAJO AGUA

PRESA DE RELAVE DE TIPO CONVENCIONAL DE RETENCIN DE AGUA. EL RELAVE SIEMPRE PERMANECE BAJO AGUA

ICOLD (1994)

LINEA FREATICA

LAGUNA

LAMAS ARENA PRESA

PLAYA

FILTRO

DREN

PRESA DE RECUPERACION

PRESA AL PIE

LAGUNA DE RECUPERACION

PRESA DE RELAVE DE TIPO CONVENCIONAL DE RETENCINDE AGUA VERTIDO DESDE LA PRESA

ICOLD (1994)

PRESA DE RELAVE DE TIPO CONVENCIONAL DE RETENCIN DE AGUA VERTIDO DESDE EL EXTREMO DEL RESERVORIO

LINEA FREATICA

PRESA DE TIERRA IMPERMEABLE

DELANTAL DE DRENAJE

DRENAJE AL PIE DE PRESA

ICOLD (1994)

a b. c.

IVIIIIII

IVIIIII

I

d.

III III IV

III

III

ETAPAS DE CONSTRUCCIN - PRESAS HOMOGNEAS Y PRESAS CON DRENES CHIMENEA

III

III IV

PRESA DE ENROCADO

ICOLD (1994)

PLAYA

RELAVE

FILTRO

ENROCADO

LINEA FREATICA

PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBAPRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBA

- Presa de Arranque de Material Permeable

* Delantal de drenaje aguas arriba bajo agua

* Construccin aguas arriba mejorada

PRESA DE RELAVE DE CONSTRUCCIN AGUAS ARRIBA

ICOLD (1994)

LAMA

LAGUNA DE RECUPERACION

PRESA DE RECUPERACION

FILTROLINEA FREATICA

ARENA

DIQUE DE ARRANQUE PERMEABLE

DIQUES SECUNDARIOSPERMEABLES

PLAYALAGUNA

DELANTAL DE DRENAJE AGUAS ARRIBA BAJO AGUA

ICOLD (1994)

FILTROPRIMERA TORRE DE DECANTACION

DELANTAL DE DRENAJE BAJO AGUA

CONTRUCCIN AGUAS ARRIBA MEJORADA

ICOLD (1994)

DIQUE DE ARRANQUE DEMATERIAL PERMEABLE

PRESA AGUAS ARRIBA DEL DIQUEDE ARRANQUE (LENGUA)

FILTRO

PRIMERA TORRE DE DECANTACION

SELLOLAGUNA DE SEDIMENTACION

- Presa de Arranque de Material Impermeable.

* Presa de arranque de tierra.

* Presa de arranque de tierra con vlvula.

* Dren en la parte superior de la presa de arranque.

* Pantalla en la parte inferior del talud aguas arriba en la presa de arranque.


PRESA DE ARRANQUE DE TIERRA

ICOLD (1994)

LINEA FREATICA

DRENAJE

DRENAJE DE FONDO

SALIDAD DE DRENAJE

DIQUE DE DRENAJE AL PIE

FILTRO

RELLENO IMPERMEABLE

PRESA DE ARRANQUE DE TIERRA

ICOLD (1994)

LINEA FREATICA

DRENAJE DE FONDO

DRENAJE

TUBERIA DE SALIDADEL DRENAJE

RELLENO IMPERMEABLE

DREN EN LA PARTE SUPERIOR DE LA PRESA DE ARRANQUE

ICOLD (1994)

LINEA FREATICA

DRENAJE

DRENAJE

PANTALLA EN LA PARTE INFERIOR DEL TALUD AGUASARRIBA DE LA PRESA DE ARRANQUE

ICOLD (1994)

a.FILTRO

ENROCADO

RELLENO DE BAJA PERMABILIDAD

LINEA FREATICA

b.

LINEA FREATICA

FILTRO

ENROCADO

PANTALLA IMPERMEABLE


- Drenaje en el Talud Aguas Abajo

* Presa de arranque y diques de material permeable.

* Presa de arranque y diques de material impermeable.

* Diques impermeables en talud plano.

* Presa de arranque impermeable.

* Uso de drenes longitudinales.

* Uso de drenes tipo chimenea y delantal.

PRESA DE ARRANQUE Y DIQUES DE MATERIAL PERMEABLE

ICOLD (1994)

FILTROS

DIQUES SECUNDARIOS DE ENROCADO

PRESA DE ARRANQUE DE ENROCADO

PRESA DE ARRANQUE Y DIQUES DE MATERIAL IMPERMEABLE

ICOLD (1994)

DRENES

ZANJA DE CAPTACION

DIQUES SECUNDARIOS IMPERMEABLES

SALIDA DE DRENAJE

DIQUE DE ARRANQUEIMPERMEABLE

DIQUES IMPERMEABLES EN TALUD PLANO

ICOLD (1994)


PRESA DE ARRANQUE IMPERMEABLE

DRENES

SOBRE CARGA


ICOLD (1994)

FILTROMATERIAL IMPERMEABLE

MATERIAL PERMEABLE

LINEA FREATICA

USO DE DRENES LONGITUDINALES

ICOLD (1994)

DRENES LONGITUDINALES

SALIDA DE DRENES

DRENES

PRESA DE ARRANQUE PERMEABLE



USO DE DRENES TIPO CHIMENEA Y DELANTAL

ICOLD (1994)


h l

PARTE VERTICAL DEL DRENAJE

SEDEMIENTO FINO DE LA ETAPAINICIAL DE OPERACION

PARTE HORIZONTAL DEL DRENAJE


- Ciclonaje.

* Diques secundarios con arena cicloneada.

* Uso de arena cicloneada como contrapeso de estabilizacin al pie.

* Procedimiento combinado de ciclonaje y vertido.

* Drenaje tipo lengua de arena cicloneada.

DIQUES SECUNDARIOS CON ARENA CICLONEADA

ICOLD (1994)

a. BAJO PORCENTAJE DE ARENA EN EL RELAVE

b. ALTO PORCENTAJE DE ARENA EN EL RELAVE

LAMAS OVERFLOWDEL HIDROCICLON

HIDROCICLON

HIDROCICLON

PRESA SECUNDARIA DE ARENA CICLONEADA

PRESA DE ARRANQUE

PRESA SECUNDARIA DE ARENA CICLONEADA

LAMAS OVERFLOWDEL HIDROCICLON PRESA DE ARRANQUE

USO DE ARENA CICLONEADA COMO CONTRAPESO DE ESTABILIZACIN AL PIE

ICOLD (1994)

HIDROCICLON

PARTE CICLONEADA DE SOPORTE


DIQUES SECUNDARIOS DE ARENA CICLONEADA

PROCEDIMIENTO COMBINADO DE CICLONAJE Y VERTIDO

HIDROCICLON

PARTE CICLONEADA DE SOPORTE


DIQUES SECUNDARIOS DE ARENA CICLONEADA

ICOLD (1994)

PROCEDIMIENTO COMBINADO DE CICLONAJE Y VERTIDO

ICOLD (1994)

HIDROCICLON

CAPAS VERTIDAS COMO DRENES

DRENAJE TIPO LENGUA DE ARENA CICLONEADA


SEGUNDA PRESA DE RELLENO IMPERMEABLE

LENGUA DE ARENA CICLONEADA

PRESA DE ARRANQUEDE RELLENO PERMEABLE

ICOLD (1994)LAGUNA DE SEDIMENTACION

PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ABAJOPRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ABAJO

- Presa de Arranque Impermeable.

- Presa de Arranque Permeable.

PRESA DE RELAVE DE CONSTRUCCIN AGUAS ABAJO

ICOLD (1994)

FRACCION MAS GRUESADEL OVERFLOW DEL HIDROCICLON

LAGUNA

LINEA FREATICA

PLAYADIQUE SECUNDARIO

ARENA CICLONEADA

PRESA DE RECOLECCION

SALIDA DE DRENAJE

PRESA DE PIE IMPERMEABLEDELANTAL DE DRENAJE


LAMAS

PRESA DE RELAVE DE CONSTRUCCIN AGUAS ABAJO

ICOLD (1994)

CAPAS VERTIDAS DE ARENA

SELLOPRESA DE PIE IMPERMEABLE

LINEA FREATICA

PRESA DE ARRANQUE PERMEABLE

PRESAS DE RELAVE DE TIPO LPRESAS DE RELAVE DE TIPO LNEA CENTRALNEA CENTRAL

PRESA DE RELAVE DE CONSTRUCCIN LNEA CENTRAL

ICOLD (1994)

FRACCION MAS GRUESA DEL OVERFLOW


DELANTAL DE DRENAJE

SALIDA DE DRENAJE

PRESA DE PIE PERMEABLEO IMPERMEABLE

ARENA CICLONEADA

DIQUES SECUNDARIOS DE ARENA CICLONEADAO RELLENO DE PRESTAMOPLAYA

LAGUNA

LAMAS LINEA FREATICA

PRESAS DE RELAVE DE CONSTRUCCIPRESAS DE RELAVE DE CONSTRUCCIN MIXTAN MIXTA

PRESA DE RELAVE DE CONSTRUCCIN MIXTA

ICOLD (1994)

LINEA FREATICAPLAYALAGUNA

RELAVE VERTIDO

DIQUES SECUNDARIOS DE CONSTRUCCION AGUAS ARRIBA

DIQUES SECUNDARIOS DE CONSTRUCCION AGUAS ABAJO

ARENA CICLONEADA

LAMA VERTIDA

PRESA ALTA DE ARRANQUEDE MATERIAL IMPERMEABLE

LINEA FREATICADELANTAL DE DRENAJE

SALIDA DE DRENAJE

PRESA AL PIE PERMEABLEO IMPERMEABLE

DRENAJE CON CIMENTACIONES PERMEABLESDRENAJE CON CIMENTACIONES PERMEABLES

- CAPA PERMEABLE DE ESPESOR LIMITADO BAJO LA PRESA.

* Presas de Relave de Construccin Aguas Arriba. * Presas de Relave de Construccin Aguas Abajo.

- CIMENTACIN PERMEABLE DE ESPESOR CONSIDERABLE.

CAPA PERMEABLE EN CIMENTACIN

ICOLD (1994)

SI SE REQUIERE

a .DRENES


FILTRO ZANJA DE LODO

MATERIAL DE FILTRO Y DREN

ZANJA COLECTORA

PRESA DE RECOLECCION

FILTRO

ZANJA DE LODO

MATERIAL DE FILTRO Y DREN

ZANJA COLECTORA

PRESA DE ARRANQUE PERMEABLEb .

CAPA PERMEABLE EN CIMENTACIN

ICOLD (1994)

ZANJA DE LODO

FILTRO

ZANJA DE LODO


PRESA PERMEABLE AL PIE

PRESA RECOLECTORASI SE REQUIERE

ZANJA COLECTORA

DRENES DE FONDO SOBRE GEOMEMBRANA

ICOLD (1994)

h

DRENH

LINEA FREATICA

GEOMEMBRANA

DREN

MEDIDAS DE REMEDIACIMEDIDAS DE REMEDIACIN DURANTE LA OPERACIN DURANTE LA OPERACINN

- DEFICIENCIAS EN EL PLANEAMIENTO Y DISEO DE DRENAJE.

* Deficiencia en la Granulometra o la Estructura y Dimensiones de los Drenes.

* Deficiencia en el Diseo del Aliviadero. * Deficiencia en los Mtodos de Vertido.

- CAMBIOS EN LOS DATOS DE DISEO.

* Cambio en las Propiedades del Relave. * Altura de Presa Mayor que el Diseo.

- MAL FUNCIONAMIENTO DE DRENAJE BIEN DISEADO.

- DEFICIENCIAS EN EL VERTIDO.

MEDIDAS DE REMEDIACIN

ICOLD (1994)

DRENAJE LONGITUDINAL

TRINCHERA DE DRENAJE

SALIDA DE DRENAJE

DRENES

SALIDA DE DRENAJE

TRINCHERA DE DRENAJESOBRECARGA


ICOLD (1994)

DRENAJE HORIZONTAL OSALIDAS DE DRENAJE

TRINCHERA DE DRENAJE

DRENAJE VERTICAL


ICOLD (1994)

SOBRECARGA DRENANTE

FILTRO

FILTROSFILTROS

- LA FUNCION DE LOS FILTROS ES RETENER LAS PARTCULAS DEL SUELO A DRENAR Y PERMITIR EL PASO DEL AGUA A LA ZONA MS GRUESA.

- LOS FILTROS SE LOCALIZAN :

* Entre dos suelos vecinos con granulometra distinta, de modo que las partculas de uno puedan migrar en el otro.

* En la interfase entre un relleno fino y una base muy permeable, donde el flujo puede erosionar el relleno.

* Bajo y ms all de una presa al pie aguas abajo.* Bajo una sobrecarga drenante.

- EL DISEO DEL FILTRO DEBE TOMAR EN CUENTA LAS PROPIEDADES DEL SUELO A DRENAR Y PROTEGER DE LAEROSIN, LA DESCARGA ESPERADA Y LAS TCNICASCONSTRUCTIVAS.

- LOS RELAVES SON ESTRATIFICADOS, NO-COHESIVOS YSUELTOS, QUE LOS HACEN SUSCEPTIBLES A LA EROSIN.

FILTROSFILTROS

- FILTROS DE MATERIALES GRANULARES PROTEGIENDO SUELOS NO-COHESIVOS-CRITERIOS Y REQUERIMIENTOS.

* Criterio de Tubificacin.* Criterio de Permeabilidad.* Criterio de Estabilidad Interna.* Requerimientos de Proteccin contra la Segregacin.* Requerimientos de Proteccin contra el Taponamiento.* Criterio Hidrulico.* Espesores de Filtros.* Densidad y Compactacin.* Estabilidad Mecnica, Qumica y Biolgica.* Criterio de No - Cohesividad de los Filtros.

- FILTROS DE MATERIALES GRANULARES PROTEGIENDO SUELOS COHESIVOS-CRITERIOS Y REQUERIMIENTOS.

- FILTROS SINTTICOS - CRITERIOS Y REQUERIMIENTOS.

CRITERIOS Y REQUERIMIENTOS DE FILTROS DE MATERIALCRITERIOS Y REQUERIMIENTOS DE FILTROS DE MATERIALGRANULAR PROTEGIENDO SUELOS NOGRANULAR PROTEGIENDO SUELOS NO--COHESIVOSCOHESIVOS

- CRITERIO DE TUBIFICACIN

a) Ip = 0

b) Cu = 6

- CRITERIO DE PERMEABILIDAD

54dD

axm15

inm15 >

25dD

min50

max50 0.074 mm.

5DD

f58

g15 0,2 m

RELAVE

GRAVA

RELAVE

RELAVE

RELAVE

RELAVE

ICOLD (1994)

FILTROS EN TALUD

a. b. c.

LOSA DE CONCRETO PERFORADA

GRAVA

ARENA O MEZCLA DE ARENA-GRAVA

RELLENO

GRAVA

GEOTEXTIL NO TEJIDO

GRAVA

ARENA-GRAVAARENA O MEZCLA DE

GEOTEXTIL NO TEJIDO

RELLENO

RELLENO

ICOLD (1994)

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

- LA INFILTRACIN EN PRESAS DE RELAVE PUEDE SER PELIGROSA SI NO SE CONTROLA ADECUADAMENTE.

- EL CONTROL SE REALIZA POR BUEN DISEO, MTODOSCONSTRUCTIVOS APROPIADOS, SELLADO, DRENES Y FILTROS.

- EL DRENAJE PUEDE IMPLEMENTARSE FACILMENTE YECONMICAMENTE EN EL DISEO, CONSTRUCCIN YOPERACIN PARA MEJORAR LA ESTABILIDAD.

- EL DRENAJE EN PRESAS DE RELAVE DEPENDE DE LASCARACTERSTICAS FSICAS DEL RELAVE. EL DRENAJEAPROPIADO ES DIFERENTE PARA CADA PRESA. EL DISEADOR DEBE ESCOGER EL MEJOR DRENAJE.

- DEBE CONSTRUIRSE CORRECTA Y CUIDADOSAMENTE ELDRENAJE PARA ASEGURARSE QUE NO HAYA QUE CONSTRUIR MEDIDAS DE REMEDIACIN CARAS EN EL FUTURO.

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