inyeccion rocas

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geologia

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F .K. Ewcrt, Sprinqer Verlag, Berln, 1985

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CRITERIO TOLERABLE.

PRCTICO

PARA DETERMINAR

LA

PERMEABILIDAD

9.1. INTRODUCCION, FUNDAMENTOS IIIDRAULICOS, PROFUNDIDAD DE LA PANTALLA, "PERMEABILIDAD TOLERABLE". La consecuencia de la inyectabilidad especfica de tipos de roca, es que la permeabilidad original se puede reducir solamente a un grado especfico, cuando se aplica la inyeccin de cemento normal. La permeabilidad permanente puede ser ms grande que la "permeabilidad tolerable", la -cual es la medida de conductividad que todava es aceptable con respecto a la perdida de agua y estabilidad a la erosin. El grado de permeabilidad tolerable es especfico para cada tipo de roca, y la situacin de los proyectos individuales, es decir; que pueden ser distintos de un caso a otro; pueden tambin diferir bastante de la permeabilidad inyectable antes mencionada, siendo ms alto o ms bajo. Los resultados de este estudio han llegado a la conclusin que la permeabilidad tolerable no deber ser aceptada de conformidad al criterio de 1 Lugeon. Valores WPT, hasta de 5 Lugeon, se pueden tomar como el lmite de la permeabilidad tolerable en detrimento del proyecto, excepto para casos extraordinarios, puesto que los tipos de rocas de permeabilidades ms bajas, prcticamente no son inyectables y por otra parte, este orden caracteriza una permeabilidad suficientemente baja. El valor de 5 Lugeon, debe realmente representar la roca, es decir, que sencillamente no puede ser un valor medio 5 Lugeon, que se pudo obtener ya que un gran nmero de resultados dispersos que se usaron para la evaluacin y la interpretacin consistieron de una mayora de volmenes de absorcin minuto y varias tomas hidrulicos muy grandes, las cuales indican zonas locales de una alta permeabilidad no aceptable. El valor de WPT de 5 Lugeon, aqu sera falsa y no pudo formar una base. Las cantidades de WPT, apropiadas para esta consideracin, deben reflejar la conductividad y representar el tipo de roca con todas sus distintas zonas. Las cantidades limitantes de WPT, pueden ser aumentadas en el sentido de la Fig. 190, si la roca muestra un patrn de espaciamiento estrecho de grietas menudas y las tomas de agua estn distribuidas entre muchas trayectorias. En casos de cantidades de WPT an ms grandes, se debe investigar si la permeabilidad natural que se da puede ser todava tolerable y en que extensin todava razonable con trabajo de inyeccin se puede lograr una permeabilidad tolerable. Es conveniente en este contexto tambin comentar los aspectos geolgicos que hablan en pro o en contra de la construccin de una galera de control e inyeccin, porque esto permitira la ejecucin del trabajo de inyectado tambin en alguna fecha posterior (Cap.9.6). La permeabilidad tolerable tambin tiene que ser vista en la perspectiva de las condiciones del proyecto (Cap. 10).

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Fundamentos: La relacin conocida de: Q =A.v y v = kf . f

h t1.

aplicada a la corriente por debajo de la presa. (Un coeficiente promedio, k f , se usa y que es vlido para la seccin entera de la roca que se infiltra). La permeabilidad es tolerable cuando tanto la prdida de infiltracin con respecto al valor econmico del agua embalsada ("disponibilidad de agua") como las velocidades del agua de filtracin, en cuanto a lo que concierne a la estabilidad de la roca contra la erosin (erosibilidad), no alcanza magnitudes crticas; adems, el orden y distribucin local de la permeabilidad deben aceptar una reduccin suficiente de la presin ascendente. De acuerdo a la disponibilidad de agua que se dio, la cantidad admisible de prdidas de infiltracin se pueden definir y tambin se puede estimar la velocidad permisible de la corriente para varios tipos de rocas. La dificultad radica en evaluar la cantidad probable de prdidas y las velocidades cuando se desconoce kf. El Coeficiente kf. En tanto que los coeficientes kf son bastante pequeos, las prdidas de infiltracin y velocidades del agua de esta permanezcan insignificantes pueden ser pasadas por alto, a condicin por su puesto, que la infiltracin en la roca sea uniforme en cierto grado. Si la corriente est concentrada solo en unas cuantas fisuras amplias, mientras que la mayor parte est sellada, pueden resultar altas velocidades desde el aspecto de posibilidad, a pesar de un coeficiente pequeo para una seccin grande de la roca que cubre las secciones selladas y tambin las pocas fisuras. Los requerimientos bsicos para estimar la infiltracin tolerable, son as el coeficiente kf, pero tambin las posibles velocidades ms altas de la corriente en aberturas amplias, si la roca incluye esta homogeneidad. Puesto que solamente estn disponibles las pruebas de presin hidrulica para la evaluacin antes del embalse, es importante la relacin entre Qwpt y kf. Ya se ha demostrado que es imposible una conversin sencilla (Cap. 4.3.1), no obstante se har un intento para mejorar esta situacin (Cap. 9.2). Mejoramiento de la Situacin Hidrulica ya sea Reduciendo kf o agrandando l. La cantidad de filtracin, como tambin la velocidad del agua de infiltracin, estn ms fuertemente influenciadas al mejorar kf que por el mejoramiento de 1: a condicin que la roca acepte cierta inyectabilidad, kf puede despus ser reducido por medio de una inyeccin relativamente fcil por dos potencias (por ejemplo; permeabilidad original k f

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F .K. Ewcrt, Sprinqer Verlag, Berln, 1985 = 10-4 ms-1; despus de la inyeccin kf = 10-6 ms-1) lo cual significa que tanto las prdidas que tanto las prdidas de infiltraci6n y la velocidad disminuyeron desde el 100 % al 1 %. La prolongacin de las lneas de corriente trae por lo contrario solo pequeos resultados; una carpeta de fondo impermeable, cuya longitud es equivalente a 5 veces la carga de presin, disminuye la velocidad y la infiltracin al 20 % Y esta carpeta es muy costosa de colocar -si es posible que todo el material adecuado este disponible-. Tan pronto como la roca posee una buena inyectabilidad y la cortina puede estar conectada con Una zona de roca de baja permeabilidad original que no yace demasiado profunda, entonces del dinero invertido en una pantalla de inyeccin es como regla, mucho ms provechoso que la longitud de la corriente. La fig. 196, ilustra todos los detalles referentes. Profundidad de la Cortina de Inyeccin. La profundidad requerida para una pantalla de lechada ha sido y todava es determinada con frecuencia esquemticamente. Por ejemplo, Simmonds en (1951) sugiri (citado por Thomas en 1979): D = 1/3 H + C. D = profundidad de la pantalla en metros, H = altura de la presa en metros, C = Constante variable", 8-25 m, basado en el tipo de basamento, tamao de la presa, importancia local de filtraciones La otra concepcin que a menudo se encuentra es que la pantalla deber ser tan profunda como la presa sea de alta, varios autores y profesionales favorecen esto. Ambas concepciones fallan en el ajuste de las muchas situaciones geolgicas que pueden ser transferidas en los siguientes modelos hidrulicos simplificados. (Fig. 197).

a) El subsuelo se compone do un tipo do roca que es suficientemente hermtica, el agua subterrnea corresponde al ro. b) El subsuelo se compone de un tipo de roca que est dividida en una zona superior de alta permeabilidad, de varias decenas de metros de espesor, y una inferior de baja permeabilidad; el agua subterrnea corresponde al ro. c) El subsuelo se compone de diferentes zonas de rocas que al mismo tiempo 70

F .K. Ewcrt, Sprinqer Verlag, Berln, 1985 tienen diferentes permeabilidades; la segunda zona es bastante impermeable, el espesor difiere de lugar a lugar; el agua subterrnea corresponde al ro.

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d) El subsuelo se compone de un tipo de roca solamente, de alta permeabilidad inaceptable que alcanza mucha profundidad; el agua subterrnea corresponde al ro. e) El subsuelo se compone de un solo tipo de roca de alta permeabilidad inaceptable; el agua subterrnea no corresponde al ro, pero va lejos por debajo del valle, el ro lleva agua porque el lecho est sellado superficialmente. Los tipos de roca de acuerdo a (a) no necesitan sellamiento debido a su baja permeabilidad. En los casos de (b) y (c) la cortina de inyeccin puede y debe estar conectada con la zona de roca de baja permeabilidad, entonces el mejoramiento de Kf llega a ser totalmente efectivo. La profundidad de la pantalla depende de la posicin del margen entre las dos zonas. En todos los casos que pertenecen al grupo (c) esto difiere ampliamente y la profundidad de las pantallas tiene que ser dispuesta de acuerdo a la geologa local. Si el margen est situado a mayor profundidad de 70 a 90 m (las diferencias debidas a la desviacin de los barrenos que dependen del tipo de roca y mtodo de perforacin), una pantalla de cemento no mayor, parece ser la concepcin correcta, a menos que pueda ser previsto un tnel de inyeccin de mayor profundidad de inyeccin. La mayor profundidad de la posicin del margen entre la permeabilidad alta y baja, la situacin ms estrecha alcanza al subsuelo del grupo (d). La situacin hidrulica perteneciente al grupo (b) tendr tambin diferentes profundidades para sus pantallas de inyeccin. Sin embargo, debido a la influencia en su mayor parte limitada de intemperizacin y alteracin de los lmites entre las zonas de diferentes permeabilidades no difieren tan marcadamente. Aunque no se puede dar una cifra general, se supone que la mayor parte de los casos las profundidades requeridas de la pantalla pueden fluctuar entre 30 y 70. En los tipos de rocas del grupo (d), una pantalla de inyeccin no puede estar relacionada con una zona permeable, que ya sea que caiga a demasiada profundidad o este completamente desaparecida. La pantalla de inyeccin, solamente puede actuar como una pared sumergida en un medio permeable. Esta pared sumergida, simplemente prolonga las lneas de flujo forzn