1 SIMPOSIO AMITOS

SIMPOSIO LAS OBRAS SUBTERRÁNEAS EN EL PROYECTO HIDROELÉCTRICO LA YESCA

PRIMERA SESIÓN: Estudios y diseños de las obras subterráneas y tratamientos de la roca 29 de julio de 2010

Ing. Évert V. Hernández

Centrales subterráneas Centrales hidroeléctricas en operación: 78 Potencia hidroeléctrica instalada: •

Río Grijalva (PI = 4 930 MW)

•

Río Santiago (PI = 2 011 MW)

•

Río Balsas (PI = 1 880 MW)

11 304 MW

N° de centrales hidroeléctricas subterráneas: 12 El Cóbano Tingambato Santa Rosa El Novillo El infiernillo Malpaso

(1955) (1957) (1964) (1964) (1965) (1969)

La Angostura Chicoasén El Caracol Aguamilpa Zimapán El Cajón

La Yesca (2012)

(1975) (1980) (1986) (1994) (1995) (2007)

Dimensiones cavernas presa Chicoasén CH Ing. Manuel Moreno Torres (5 U x 300 MW y 3 U x 310 MW) Casa de máquinas: Longitud: Ancho: Alto:

199, 60 m 23,35 m 44,95 m

Sala de transformadores: Longitud: Ancho: Altura:

209,5 m 12,7 m 14,5 m

Galería de oscilación (2): Longitud: Ancho: Alto:

200,8 m 18,5 m 55,5 m

Factores que condicionan la selección del tipo de casa de máquinas

• • • • •

Topográfico Modelo geológico–geotécnico Constructibilidad Impacto ambiental COSTO

•

Con estudios suficientes y adecuada interpretación geológica pueden desarrollarse buenos diseños hidráulicos, estructurales y geotécnicos (sistemas de soporte temporal y definitivo), aunque siempre persistirán las incertidumbres. Se requiere disponer de dinero y tiempo para hacer los estudios necesarios.

Incertidumbres Estudios, interpretación Riesgos (costo y tiempo)

Especificaciones, catálogos de conceptos, precios unitarios

Costo y Programa

Factores que condicionan la selección del tipo de casa de máquinas

Proyecto La Yesca, años 2004 y 2006

Factores geológicos - geotécnicos

Las principales incertidumbres están relacionadas con el comportamiento geomecánico del macizo rocoso: • • •

Resistencia Deformabilidad Permeabilidad

Las discontinuidades geológicas (fallas, fracturas, fisuras, planos de estratificación y de diaclasamiento) dominan el comportamiento del macizo rocoso.

Los diseños de las obras subterráneas deben tomar en cuenta las condiciones de trabajo que se presenten durante construcción y operación, así como los eventos extraordinarios en el sitio (como los eventos sísmicos, por ejemplo).

Debe diseñarse e instalarse un sistema de monitoreo (qué medir, dónde y cómo), que permita observar el comportamiento de las obras subterráneas y permita tomar acciones oportunas en caso de ser necesario.

Obras subterráneas en presas hidroeléctricas

Las obras subterráneas en las presas hidroeléctricas, se refieren a:

• • • • • • •

Galerías de exploración geológica y geotécnica Túneles de acceso al sitio (presas Chicoasén y Zimapán) Túneles de desvío Túneles de conducción (presa Zimapán) Túneles vertedores (presas El Infiernillo, Chicoasén y Zimapán) Galerías de inspección, inyección y drenaje Obra de generación

Toma

Acceso vertedores

Casa de máquinas

Descarga vertedores

Desfogue

Componentes de una obra de generación

1.

2.

• • 3.

4.

5.

6.

• • • • 8.

9.

10.

11.

Obra de toma Conducción Baja presión (varios kilómetros de longitud, en túnel, canal o combinada) Alta presión (vertical, inclinada y horizontal) Pozo de oscilación o tanque de puesta a presión Túnel de acceso   Casa de máquinas Lumbreras Buses Cables Ventilación Elevador Túnel de aspiración Galería de oscilación Túnel de desfogue Vialidades subterráneas PERFIL DE LAS OBRAS DE GENERACIÓN

(Galería de Oscilación)

Obra de generación

GALERÍA DE OSCILACIÓN

CASA DE MÁQUINAS

TUBERÍA A PRESIÓN

ACCESO

Corte longitudinal Fechas de colados en Foso de la Unidad No. 1

A

Precios índice El Cajón Planta hidroeléctrica

Volumen (m3)

Importe (dólares x 106)

Costo índice (USD/m3)

Porcentaje relativo

Exc. cielo abierto

601 700

5,2

8,6

5,5

Exc. subterráneas

305 400

17,3

56,7

18,2

77 900

30,3

388,9

31,8

Concretos

Tratamientos

42,4

44,5

95,2

100,0

Obra de desvío Exc. cielo abierto

143 600

1,1

7,6

1,8

Exc. subterráneas

320 600

10,4

32,5

17,2

Terracerías

872 200

9,4

10,8

15,5

Concretos

72 400

21,6

298,0

35,5

Tratamientos

18,3

30,0

60,8

100,0

Conclusiones • Se requiere disponer de recursos y tiempo para realizar los estudios suficientes que soporten la selección del sitio, el tipo de obras y los diseños de las estructuras que constituyen el proyecto.

• Se requiere de grupos multidisciplinarios de especialistas con alto nivel de conocimientos y experiencia, para programar, supervisar e interpretar los estudios y trabajos de campo.

• Se requiere que los ingenieros diseñadores interpreten correctamente la información de los especialistas en ciencias de la tierra, con la finalidad de elaborar diseños seguros y económicos.

• Es fundamental el monitoreo del comportamiento de los macizos rocosos donde se alojan las obras subterráneas y que se interpreten los resultados, para asegurar el buen curso de los trabajos o para tomar oportunamente las acciones preventivas o correctivas necesarias.

• Se requiere ejercer en todo momento una supervisión rigurosa de los procesos constructivos.

Conclusiones

• La empresa contratista requiere elaborar su planeación constructiva considerando las incertidumbres geológicas, para no afectar los rendimientos de su oferta.

•La empresa contratista requiere disponer en la obra de personal técnico y operativo de alta capacidad y experiencia en excavaciones de obras subterráneas.

• La empresa contratista requiere disponer de los materiales y equipos adecuados, así como de recursos financieros oportunos, para realizar los trabajos programados y los extraordinarios que eventualmente se requieran.

• La empresa contratista y el cliente requieren disponer en el sitio de una dirección técnica capaz.

• Se requiere de un sólido y eficaz liderazgo para coordinar el esfuerzo conjunto de varios grupos y especialidades de trabajo.