02012012- espec ingenieria lts subterraneas

ESPECIFICACIN PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEASCPTT-DDLT-001/11

Revisin 0 Agosto 2011

MXICO

ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS CONTENIDOA B C D 1

CPTT-DDLT-001/11

OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIN .................................................................................. 2 NORMAS Y ESPECIFICACIONES QUE APLICAN ................................................................. 2 ABREVIATURAS ...................................................................................................................... 5 DEFINICIONES ......................................................................................................................... 6 INGENIERA ELECTROMECNICA ............................................................................... 10 1.1 Censo de las instalaciones subterrneas existentes ....................................................... 10 1.2 Ingeniera de la conformacin del sistema de cables de potencia. ................................. 12 1.2.1 Radios mnimos de curvatura para cables de potencia. .......................................... 13 1.2.2 Instalacin de vueltas de reserva de cable de potencia. ......................................... 13 1.2.3 Configuracin de Bancos de Ductos ........................................................................ 14 1.2.3.1 Banco de ductos directamente enterrados. ...................................................... 14 1.2.3.2 Banco de ductos en concreto. .......................................................................... 14 1.2.3.3 Banco de ductos por medio de barrenacin direccional. ................................. 14 1.2.4 Configuracin de galeras ......................................................................................... 14 1.2.4.1 Sistemas de soporte flexibles ........................................................................... 19 1.2.5 Configuracin de trincheras ...................................................................................... 20 1.2.6 Configuracin de registros y fosas ........................................................................... 20 1.2.6.1 Sistema de red de tierras para registros y/o fosas. .......................................... 21 1.2.6.2 Pozos para el sistema de tierras o instalacin de cajas de empalme para CDFO ............................................................................................................... 22 1.2.6.3 Registros y fosas para empalme ...................................................................... 22 1.2.6.4 Registros de deflexin ...................................................................................... 24 1.2.6.5 Registros de transicin ..................................................................................... 24 1.2.6.6 Fosas para anclaje ........................................................................................... 25 1.2.6.7 Fosas para conmutacin de tipo de tubera ..................................................... 25 1.3 Ingeniera de tensiones de jalado .................................................................................... 27 1.4 Ingeniera de distribucin de cable dielctrico con fibras pticas integradas.................. 28 2 INGENIERA CIVIL. ......................................................................................................... 32 2.1 Anlisis y diseo de estructuras ...................................................................................... 32 2.1.1 Caractersticas generales ......................................................................................... 32 2.1.2 Ingeniera de las estructuras de transicin ............................................................... 32 2.1.3 Ingeniera de estructuras de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos 33 2.2 Estudio de mecnica de suelos ....................................................................................... 37 2.2.1 Trabajos mnimos de campo, laboratorio y gabinete ............................................... 37 2.3 Anlisis y diseo de cimentaciones y estructuras enterradas ......................................... 41 2.3.1 Caractersticas y condiciones generales .................................................................. 41 2.3.1.1 Requisitos para el anlisis y diseo de las cimentaciones ............................... 42 2.3.2 Cimentaciones para estructuras de transicin ......................................................... 42 2.3.3 Cimentaciones de estructuras de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos ............................................................................................................. 43 2.3.4 Bancos de ductos ..................................................................................................... 47 2.3.5 Registros y fosas ...................................................................................................... 48 2.3.6 Galeras y crcamos de bombeo.............................................................................. 50 2.3.7 Trincheras ................................................................................................................. 53 2.3.8 Anlisis y revisin al diseo de banco de ductos, registros, fosas, galeras, crcamos de bombeo y trincheras........................................................................... 53 2.4 Revisin al diseo estructural .......................................................................................... 56 2.5 Caractersticas mecnicas de los materiales .................................................................. 58 3 Documentos de salida del proyecto ................................................................................. 59 E ANEXOS ................................................................................................................................. 71

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS

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A

OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIN

Esta especificacin define, tipifica y establece los lineamientos y requerimientos tcnicos, que deben cumplir los diseos de Lneas de Transmisin subterrneas y enlaces subterrneos dentro de Subestaciones elctricas, para tensiones nominales desde 69 kV hasta 400 kV, a cargo de la Coordinacin de Proyectos de Transmisin y Transformacin (CPTT). B NORMAS Y ESPECIFICACIONES QUE APLICAN DESCRIPCIN LRFD Bridge Design Specifications Building Code Requirements for Structural Concrete Code Requirements for Enviriomental Enginnering Concrete Structures Design of Latticed Steel Transmission Structures Design of Steel Transmission Pole Structures Especificacin Normalizada para Acero al Carbono Estructural Standard Specification for Steel Transmission Tower Bolts, ZincCoated and Bare Standard Specification for Carbons and Alloy Steel Nuts Standard Specification for High-Strength Low-Alloy ColumbiumVanadium Structural Steel Standard Specification for Concrete Aggregates Standard Test Method for Measurement of Collapse Potential of Soils Standard Practice for Determining the Normalized Penetration Resistance of Sands for Evaluation of Liquefaction Potential Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12,400 ft-lbf/ft3(600 kN-m/m3)) Structural Welding Code Steel Red de Puesta a Tierra para Estructuras de Lneas de Transmisin Areas de 69 kV a 400 kV en Construccin.

IDENTIFICACIN AASHTO ACI 318-08 ACI 350-06 ASCE 10-97 ASCE SEI-48-05 ASTM A36/A36M ASTM A394 ASTM A563 ASTM A572/A572M ASTM C33 ASTM D 5333 03 ASTM D 606604 ASTM D-698

AWS D1.1 CFE 00J00-52

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS IDENTIFICACIN CFE 10000-63 CFE 2D100-37 CFE 56100-16 CFE C0000-15 DESCRIPCIN

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Estudio Geolgico para la Ubicacin de una Lnea de Transmisin Tapa y Marco 84A de Hierro Fundido o de Hierro Dctil para Arroyo. Electrodos para tierra. Concreto para la Construccin de Estructuras y Cimentaciones de Subestaciones Elctricas de Potencia y Lneas de Transmisin. Sistema de Anclaje en Roca y/o Suelo para Estructuras de Lneas de Transmisin y Subestaciones Estudios Geotcnicos Transmisin. para Estructuras de Lneas de

CFE C0000-42 CFE C0000-43 CFE E0000-17 CFE E0000-28 CFE E0000-32 CFE J1000-50 CFE J6100-54 CFE JA100-57 CFE JA100-64 CIGRE TB 194. CPTT-DSS-001/05 IEC 60840

Cables de Potencia para 69 kV A 138 kV con Aislamiento de XLP. Cables de Energa Monopolares con Aislamiento Sinttico para Tensiones de 150 kV hasta 500 kV. Alambre y cable de cobre semiduro desnudo. Torres para Lneas de Subtransmisin y Transmisin. Postes Metlicos para Lneas de Transmisin y Subtransmisin. Estructuras Metlicas Mayores y Menores para Subestaciones Cimentaciones para Estructuras de Lneas de Transmisin. Construction, laying and installation techniques for extruded and self-contained fluid filled cable systems Especificacin para levantamientos topogrficos de lneas de transmisin. Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 30 kV (Um = 36 kV) up to 150 kV (Um = 170 kV) - Test methods and requirements Power cables with extruded insulation and their accessories for rated voltages above 150 kV (Um = 170 kV) up to 500 kV (Um = 550 kV) - Test methods and requirements IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding.

IEC 62067

IEEE STD 80-2000

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS IDENTIFICACIN IEEE - 691 IEEE STD 837 ISO/TS 14688 ISO/TS 14688-2 ISO/TS 14689-1 ISO/TS 17892-7 DESCRIPCIN

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IEEE Guide for Transmission Structure Foundation Design and Testing IEEE Standard for Qualifying Permanent Connections Used in Substation Grounding Geotechnical Investigation and Testing -- Identification and Classification of Soil -- Part 1: Identification and Description Geotechnical Investigation and Testing -- Identification and Classification of Soil -- Part 2: Principles for a Classification Geotechnical investigation and Testing. Identification and Classification of Rock. Part 12: Identification and Description Geotechnical Investigation and Testing -- Laboratory Testing of Soil -- Part 7: Unconfined Compression Test on Fine-Grained Soils Geotechnical Investigation and Testing -- Laboratory Testing of Soil -- Part 8: Unconsolidated Undrained Triaxial Test Geotechnical Investigation and Testing -- Laboratory Testing of Soil -- Part 9: Consolidated Triaxial Compression Tests on Water-Saturated Soils Acero Estructural Acero Estructural de Alta Resistencia

ISO/TS 17892-8 ISO/TS 17892-9

NMX-B-254 NMX-B-285

NMX-C-407-ONNCCE Varilla Corrugada de Acero Proveniente de Lingote y Palanquilla para Refuerzo de Concreto-Especificaciones y Mtodos de Prueba NMX-C-416-ONNCCE Industria de la Construccin Muestreo de Estructuras Trreas y Mtodos de Prueba NMX-C-430-0NNCCE Industria de la Construccin Geotecnia Cimentaciones Sondeos de Pozo a Cielo Abierto NMX-H-124 Tornillos de Alta Resistencia para Uniones de Acero Estructural

NOM-001-SEDE-2005 Instalaciones elctricas (utilizacin). NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida NRF-042-CFE Sealizacin de lneas de transmisin areas y subterrneas (cables de potencia), para inspeccin area, trfico areo, martimo y terrestre.

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS IDENTIFICACIN NRF-003-CFE S/N S/N DESCRIPCIN

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Apartarrayos de xidos Metlicos para Subestaciones Manual de diseo de obras civiles diseo por sismo Reglamento sobre el peso, dimensiones, capacidad de los vehculos de autotransporte que transitan en los caminos y puentes de jurisdiccin federal - SCT. Manual de diseo de Obras Civiles Diseo por Viento CFE/IIE. Instruccin de Trabajo para la Elaboracin de Planos Procedimiento de diseo y desarrollo

S/N SACPASI N17915 SACPASI NC7011

C

ABREVIATURAS American Association of State Highway and Transportation Officials American Concrete Institute. American National Standards Institute. American Society of Civil Engineers American Society for Testing and Materials Cable Dielctrico con Fibras pticas Comisin Federal de Electricidad Cable de Guarda con Fibras pticas Claro Medio Horizontal Comisin Nacional del Agua. Coordinacin de Proyectos de Transmisin y Transformacin Claro Vertical Densidad equivalente de sal depositada Conductor de continuidad de tierra (Earth Continuity Conductor) para las pantallas metlicas de los cables de potencia. Equipo Terminal ptico

AASHTO ACI ANSI ASCE ASTM CDFO CFE CGFO CMH CNA CPTT CV DESD ecc

ETO

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS IEC kV NAF NMX NOM NPT NTC NTN PEAD Pf POISE SACPASI SCT T3-S3 D DEFINICIONES International Electrotechnical Commission Kilovoltios Nivel de Aguas Freticas Norma Mexicana. Norma Oficial Mexicana. Nivel de Piso Terminado Nivel tope de concreto Nivel de Terreno Natural Polietileno de alta densidad Profundidad mnima

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Programa de Obras e Inversin del Sector Elctrico. Sistema de Administracin de Calidad, Proteccin Ambiental y Seguridad Industrial (CFE-CPTT) Secretara de Comunicaciones y Transportes. Tractor de tres ejes con Semi-remolque de tres ejes.

Para esta especificacin aplican las siguientes definiciones: Ampacidad Banco de ductos Capacidad de transmisin de energa elctrica, expresada en Amperes. Es la canalizacin formada por dos o ms ductos que proporcionan alojamiento y proteccin a los cables de potencia que componen la Lnea de Transmisin subterrnea. Componente de un sistema, capaz de permitir el paso continuo de una corriente elctrica cuando es sometido a una diferencia de potencial entre dos puntos. Conductor trenzado (cable conductor simple) con una capa aislante, una envoltura metlica para fines electrostticos y en el exterior una funda de polietileno para proteccin mecnica.

Cable conductor

Cable de potencia

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS Caractersticas generales

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Conjunto de documentos tcnicos que establecen los requerimientos, valores lmite y criterios de carcter general para el diseo de Lneas de Transmisin. Tambin conocidas como especificaciones tcnicas generales. Conjunto de documentos tcnicos que establecen los datos, requerimientos y valores lmite particulares para efectuar el diseo de una obra de Lnea de Transmisin. Tambin conocidas como especificaciones tcnicas particulares. Se refiere a la distancia horizontal entre dos estructuras consecutivas. Es el valor obtenido de la semisuma de los claros adyacentes a la estructura de referencia. Es el valor de la distancia horizontal existente entre los dos puntos ms bajos de las catenarias adyacentes a la estructura de referencia. Comisin Federal de Electricidad. Se refiere a los perfiles transversales con respecto al eje de la trayectoria de la Lnea de Transmisin. La empresa que celebre contratos de obra pblica o de servicios relacionados con las mismas. Se refiere a todos los planos, memorias de clculo, estudios y reportes tcnicos que se generen durante el desarrollo del proyecto. Es el ngulo de cambio de direccin en la trayectoria de la Lnea de Transmisin. Unin destinada a asegurar la continuidad elctrica entre tramos de conductores, que se comporta elctrica y mecnicamente como los conductores que une. Se refiere al punto de conexin entre dos Lneas de Transmisin. Se refiere a todos los equipos de subestacin localizados entre la estructura de remate y el marco de lnea. Esfuerzos sobre las paredes de los ductos y/o sobre los dispositivos y accesorios rodillos de instalacin, tambin conocidos como presiones laterales, a los que se somete el cable de potencia durante el jalado de este para ser instalado.

Caractersticas particulares

Claro efectivo Claro medio horizontal Claro vertical

Comisin Contraperfil Contratista Documentos Tcnicos

Deflexin Empalme

Entronque Equipo de Lnea Esfuerzos de compresin

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS Estructura de transicin

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Estructura autosoportada instalada en el punto de la transicin areo-subterrnea donde los cables de potencia son soportados mecnicamente con sus accesorios y sus sistemas de proteccin y aislados elctricamente a la misma. Denominacin genrica a las estructuras construidas de forma subterrnea o enterrada y que alojan y conforman el sistema de cables de potencia, es decir: cimentaciones de terminales y apartarrayos, bancos de ductos, registros, fosas, pozos de sistema de tierras y de empalme CDFO; galeras, crcamos de bombeo, trincheras y obras asociadas a todas las anteriores. Estructura subterrnea no visitable, ligada al banco de ductos en la cual: se alojan empalmes del cable de potencia (fosa para empalme); se realizan los cambios de tipo de banco de ductos, de tubos lisos a corrugados o viceversa (fosa para conmutacin de tipo de tubera) y se realiza la sujecin del cable de potencia al piso para evitar su deslizamiento en terrenos con pendiente prolongada (fosa para anclaje). Estructura subterrnea que sirve para alojar equipo para el empalme del cable de comunicaciones con fibras pticas integradas (CDFO). Estructura subterrnea que sirve para alojar equipo para la conexin del sistema de tierras de las pantallas metlicas de los cables de potencia por conexiones especiales, o bien, para la conexin del sistema de tierras convencional. Estructura subterrnea visitable (con acceso a personal) ligada al banco de ductos en la cual: se alojan los empalmes del cable de potencia (registro para empalme); se realizan los cambios de direccin de la trayectoria de la Lnea de Transmisin (registro de deflexin); y se realizan las transiciones area-subterrnea o SF6 - subterrneo (registro de transicin). Se refiere a los sistemas de soporte instalados en galeras, donde se utilizan abrazaderas y flejes, con espaciamientos calculados, para sujetar el cable de potencia que es colocado en forma sinusoidal (snaking). Suelo que por sus caractersticas de dureza puede ser excavado con pala de mano o herramienta similar. Suelo que por sus caractersticas de dureza requiere para su excavacin la utilizacin de pico y pala. Suelo que contenga boleos o que por sus caractersticas de dureza requiera para su excavacin la utilizacin de barretas y/o rompedoras.

Estructura enterrada

Fosas

Pozo para caja de empalme para CDFO. Pozo para sistema de tierras.

Registros

Sistema de soporte flexible para el cable de potencia| Suelo Tipo I Suelo Tipo II Suelo Tipo IIA

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS Suelo Tipo III Terminal Tramo de instalacin

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Material que para su excavacin requiera la utilizacin de explosivos. Dispositivo elctrico que tiene la funcin de distribuir los esfuerzos dielctricos del aislamiento en el extremo del cable. Se refiere a cada una de las secciones en que se divide la longitud total de la trayectoria de la Lnea de Transmisin para fines de instalacin del cable de potencia, delimitadas entre terminales y/o empalmes. Punto de la Lnea de Transmisin en donde ocurre el cambio de un sistema areo (cable desnudo) a uno subterrneo (cable de potencia) o viceversa. Punto de la Lnea de Transmisin en donde ocurre el cambio de un sistema aislado en gas SF6 a uno subterrneo (cable de potencia) o viceversa. Estructura enterrada que en su interior aloja los cables y accesorios, que componen la Lnea de Transmisin. Es la conjuncin de los tres parmetros: Deflexin / claro medio horizontal / claro vertical. Es la Conjuncin de los parmetros elctricos considerados para diseo como es la tensin en kilovolts / cantidad de circuitos / cantidad de conductores por fase y altura sobre el nivel del mar.

Transicin areasubterrnea. Transicin SF6 subterrnea. Trinchera Uso mecnico de la estructura Utilizacin de la estructura

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1 1.1

INGENIERA ELECTROMECNICA Censo de las instalaciones subterrneas existentes

Este apartado tiene por objeto establecer los lineamientos generales y requerimientos tcnicos bajo los cuales se deben obtener en campo y gabinete el censo de las instalaciones subterrneas existentes, a lo largo de las trayectorias generales (o tramos de ellas) de las Lneas de Transmisin Subterrneas. Se deben realizar las siguientes actividades para el desarrollo de los trabajos, mediante el empleo de mquinas y herramientas, las cuales identifiquen los objetos e instalaciones que se encuentran en el subsuelo del trazo de la trayectoria para la Lnea de Transmisin. Informacin entregada por CFE Para el desarrollo de los trabajos, sobre el trazo de la Lnea de Transmisin, la Comisin es la responsable de validar la siguiente informacin: Planos de la Trayectoria General (vista en planta) de la Lnea de Transmisin. Planos de salida y/o llegada de la Lnea de Transmisin a las Subestaciones (vista en planta). Planos del punto de entronque (vista en planta), cuando aplique. a) Trabajos de campo i. Se debe realizar en campo un levantamiento topogrfico vista de planta y perfil, correspondiente al trazo de la trayectoria de la Lnea de Transmisin subterrnea conforme a la especificacin CPTT-DSS-001/05. Deben obtener planos, esquemas y dems documentos tcnicos que indiquen e ilustren las instalaciones subterrneas existentes ante las Dependencias, Entidades Pblicas y/o Compaas Privadas, para las instalaciones tales como: Drenajes sanitario y drenajes pluviales (colectores) Redes de comunicacin (telfono, fibras pticas, televisin por cable, etc.) Redes y/o servicios de electrificacin subterrnea Redes y/o servicios de gas y agua potable a casas habitacin Tuberas de transporte de combustibles (gaseoductos, oleoductos, etc.) Tuberas o redes principales de agua potable iii. Rastreo y muestreo electromagntico del subsuelo, continuo y de alta resolucin, a lo largo de la trayectoria de la Lnea de Transmisin mediante el empleo de un equipo electromagntico denominado Radar de Penetracin Terrestre (RPT) "Groung Penetraiting Radar - GPR". Se deben determinar o confirmar la10

ii.

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existencia, de cmo mnimo, las siguientes instalaciones subterrneas y su profundidad de desplante: Tuberas metlicas, plsticas o a base de concreto Cableados (energa y/o comunicacin) Races de rboles Discontinuidad estratigrfica de las diferentes capas del terreno (fracturas, oquedades, cavernas y rellenos) Este rastreo y muestreo servir de base para la conformacin real del banco de ductos; el ancho mnimo requerido es de un metro sobre el perfil de la trayectoria de la Lnea de Transmisin y hasta una profundidad mxima de 3,5 metros, salvo que se indique una profundidad diferente en CARACTERSTICAS PARTICULARES. Se deben conseguir y entregar a la Comisin los certificados de calibracin (vigentes) referentes al equipo GPR que se emplear para los trabajos de campo, mediante certificados acreditados en trminos de lo dispuesto por la Entidad Mexicana de Acreditamiento (EMA). Durante la ejecucin de los trabajos de campo, es obligatorio que el personal que ejecutar los trabajos utilice ropa reflectiva, as como delimitar y sealizar, para el trnsito, las zonas y/o reas de trabajo. El GPR a emplear debe emitir ondas electromagnticas de radiofrecuencia mediante una antena monoesttica con valores del orden de 10 a 2500 [MHz]. En caso de que las condiciones del sitio lo requieran, se podr emplear un radar de penetracin terrestre que emita ondas electromagnticas de radio frecuencia mediante antenas de doble frecuencia de 200 y 600 [MHz], para que se puedan ubicar las instalaciones subterrneas a diferentes profundidades en un solo levantamiento. b) Trabajos de gabinete i. Se debe determinar e identificar los objetos e instalaciones localizadas en el subsuelo en la proyeccin del trazo de la Lnea de Transmisin, plasmando la informacin resultado de los anlisis e interpretacin de los datos de campo en planos, diagramas y/o esquemas, siendo los siguientes: Esquemas de las trazas realizadas con el georadar o GPR las cuales ilustren los radargramas del subsuelo correspondientes a los trabajos en la trayectoria de la Lnea de Transmisin y la profundidad de los objetos encontrados; ver ejemplo ilustrativo en el ANEXO 30. EJEMPLO DE ESQUEMA DE TRAZAS,RADARGRAMA Y TABLA RESUMEN DE INSTALACIONES SUBTERRNEAS ENCONTRADAS.

Plano(s) de vista de perfil a lo largo de la trayectoria de la Lnea de Transmisin, el cual incluya las instalaciones subterrneas detectadas en el estudio geofsico, siendo como mnimo las listadas en el numeral a) trabajos250811 11


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de campo. Utilizando el formato que se muestra en el ANEXO 31. FORMATODE PLANO PARA CENSO DE INSTALACIONES SUBTERRNEAS EXISTENTES.

Se deben procesar los datos referentes a los radargramas mediante un software para tal fin, as como el comparar los datos obtenidos con la informacin entregada por las Dependencias, Entidades y/o Compaas.

1.2

Ingeniera de la conformacin del sistema de cables de potencia.

Como parte del alcance de este concepto se requiere la planeacin y diseo de las estructuras enterradas que integraran la Lnea de Transmisin y/o enlace subterrneo, con base en los requerimientos determinados en CARACTERSTICAS PARTICULARES. La planeacin de la conformacin se debe realizar considerando el eje de la trayectoria de la Lnea de Transmisin acorde al PLANO GENERAL DE TRAYECTORIA, tomando en cuenta: La existencia de las instalaciones subterrneas, superficiales y las de urbanizacin, mismas que se plasmaron en los planos generados del concepto denominado CENSO DE INSTALACIONES SUBTERRNEAS EXISTENTES. Tensiones mecnicas de jalado mximas permisibles, esfuerzos de compresin (presiones laterales) y radios mnimos de curvatura a que se someter el cable de potencia. Cumplir con las profundidades y distancias mnimas en cruzamientos con instalaciones existentes, establecidas en el ANEXO 1. PROFUNDIDADES Y DISTANCIAS MNIMAS EN CRUZAMIENTOS CON INSTALACIONES SUBTERRNEAS. Tomando como base los planos y toda la informacin obtenida del CENSO DE INSTALACIONES SUBTERRNEAS, se deben generar nuevos planos en vista de planta y perfil que contengan adicionalmente la siguiente informacin: Proyeccin grfica de todas las estructuras enterradas indicando sus caractersticas y profundidades de desplante Localizacin de todas las estructuras enterradas. Los cambios de tipos de estructuras enterradas. Localizacin de las estructuras (torres, postes y/o estructuras de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos) en las transiciones areas-subterrneas. Localizacin de los puntos de transicin SF6-subterrneas. Integrar las estratigrafas del terreno en la vista en perfil, a lo largo de la trayectoria de la Lnea de Transmisin. Como parte de este concepto y derivado de la ingeniera desarrollada, se debe: Generar y entregar las cedulas de cables de potencia, cables de puesta a tierra y cables de comunicacin, con base en los formato incluidos en ANEXO 2 CEDULA DEL CABLE DE POTENCIA (EJEMPLO), ANEXO 3 CEDULA CABLE CONDUCTOR

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PARA CONTINUIDAD DE TIERRA y ANEXO 4 CEDULA DE CABLE DIELECTRICO DE COMUNICACION (CDFO) de este documento. Determinar los tipos de sealizacin, as como cuantificar las cantidades de materiales necesarios, acorde al tipo de instalacin de la Obra, con base en lo establecido en la NRF-042-CFE. La unin entre tubos corrugados debe efectuarse por medio de acopladores de PEAD, los cuales deben garantizar la hermeticidad contra el agua e incluir un dispositivo de seguridad para evitar separaciones entre los tramos de tubos e impedir que ingrese material a los mismos.

1.2.1 Radios mnimos de curvatura para cables de potencia. Los radios mnimos de curvatura para los cables de potencia se deben determinar con base en las formulas indicadas en la Tabla 1.1. Radio mnimo de curvatura para cables de potencia, en funcin del tipo de la cubierta/pantalla metlica del cable de potencia requerido en CARACTERSTICAS PARTICULARES. Tabla 1.1. Radio mnimo de curvatura para cables de potenciaRadio mnimo de curvatura 25 (d + D) + 5% 20 (d + D) + 5% Donde: d = dimetro nominal del conductor, en [mm]. D = dimetro externo nominal del cable de potencia, en [mm]. Tipo de cable Cable con cubierta/pantalla metlica a base de plomo, lminas metlicas a base de aluminio o cobre aplicadas longitudinalmente (sobrepuestas, traslapadas o soldadas). Cable con pantalla metlica a base de alambres de aluminio o cobre.

1.2.2 Instalacin de vueltas de reserva de cable de potencia. Cuando en CARACTERISTICAS PARTICULARES se indique la instalacin de un excedente de cable de potencia adicional (una vuelta de cable de potencia para cada fase del circuito), se debe considerar lo siguiente: Slo aplica para Obras con niveles de tensin elctrica desde 69 y hasta 138 kV, inclusive Slo se requiere en los puntos de transiciones area-subterrnea y SF6subterrnea. Considerar el desarrollo de la ingeniera para determinar las dimensiones de la obra civil (registros de transicin, stano para cables, galera), donde se alojar el excedente de cable de potencia; respetando el radio mnimo de curvatura permisible para el cable de potencia, indicado en la Tabla 1.1. Radio mnimo de curvatura para cables de potencia de este documento.

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Adicionar la longitud excedente en la longitud total del cable de potencia requerida para la cada Obra en particular, misma que se debe plasmar en la cedula del cable de potencia. 1.2.3 Configuracin de Bancos de Ductos

Se debe respetar las profundidades y distancias mnimas para cruzamientos con instalaciones subterrneas existentes, establecidas en el ANEXO 1. PROFUNDIDADES Y DISTANCIAS MNIMAS EN CRUZAMIENTOS CON INSTALACIONES SUBTERRNEAS. Para determinar la profundidad de instalacin el ducto por debajo del fondo de cuerpos de agua, se deben tomar en cuenta las obras de dragado que pudieran existir en el lugar. En el ANEXO 6. CONFORMACIN DE BANCOS DE DUCTOS se muestran los sistemas de conformacin para uno y dos circuitos; para sistemas de conformacin de ms de dos circuitos, se debe realizar el anlisis para determinar la capacidad de transmisin de corriente de los cables de potencia, con el arreglo de disposicin de circuitos que se pretende utilizar, considerando las diferentes condiciones de operacin de la red elctrica. 1.2.3.1 Banco de ductos directamente enterrados. Las caractersticas y conformacin para el banco de ductos directamente enterrados se muestran en el ANEXO 6. CONFORMACIN DE BANCOS DE DUCTOS. 1.2.3.2 Banco de ductos en concreto. Las caractersticas y conformacin para el banco de ductos en concreto se muestran en el ANEXO 6. CONFORMACIN DE BANCOS DE DUCTOS. Los soportes para sujetar a los ductos, as como los separadores, para el caso de banco de ductos para dos circuitos, sern de material a base de PVC, PEAD o prefabricados en concreto, la Comisin no aceptar separadores y/o soportes fabricados a base de madera. Se deben instalar separadores y soportes, mximo a cada metro en sentido longitudinal de la trayectoria de la Lnea de Transmisin. 1.2.3.3 Banco de ductos por medio de barrenacin direccional. Las caractersticas y el alcance para el banco de ductos por medio de barrenacin direccional se muestran en el ANEXO 6. CONFORMACIN DE BANCOS DE DUCTOS. 1.2.4 Configuracin de galeras

Se definen los siguientes tres tipos de arreglos de galeras para cables de potencia, en funcin de la disposicin fsica de los circuitos y del tipo de sujecin de los cables. VerANEXO 7. GALERIA PARA CABLES DE POTENCIA DISPOSICIN DE FASES VERTICAL, ANEXO 8. GALERIA PARA CABLES DE POTENCIA DISPOSICIN DE FASES TRIANGULAR

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y ANEXO 9. GALERIA PARA CABLES DE POTENCIA DISPOSICIN DE FASES TRIANGULAR SUSPENDIDAS. 1) 2) 3) Galera para cables de potencia "Disposicin de fases vertical Galera para cables de potencia "Disposicin de fases triangular Galera para cables de potencia "Disposicin de fases triangular, suspendidos

Los cables de potencia, de comunicaciones y del sistema de puesta a tierra deben estar sujetos a las mnsulas y soportera, conforme a los esquemas ilustrados en ANEXO 7.GALERIA PARA CABLES DE POTENCIA DISPOSICIN DE FASES VERTICAL, ANEXO 8. GALERIA PARA CABLES DE POTENCIA DISPOSICIN DE FASES TRIANGULAR y ANEXO 9. GALERIA PARA CABLES DE POTENCIA DISPOSICIN DE FASES TRIANGULAR SUSPENDIDAS, asociadas a cada tipo de galera.

Las dimensiones, diseo y manufactura de todos los accesorios y soportera deben ser acorde a lo establecido en CARACTERISTICAR PARTICULARES, respetando el concepto mostrado en cada tipo de galera para cables de potencia y al mostrados en la Figura 1.1 Mnsula y soporte abrazadera para cable de potencia y Figura 1.2 Soporte de cables de potencia a base de marcos rgidos. Considerando los siguientes requisitos mnimos: Las mnsulas y soportera pueden ser del tipo metlicos y no metlicos. Deben incluir la instalacin de forro de neopreno en los puntos de sujecin del cable de potencia. Las mnsulas se deben disear para soportar un momento flexionante mnimo de 16 [kg-m], y el dimetro mnimo del anclaje mecnico debe ser de 12 [mm] de material de acero inoxidable, considerando la carga muerta, por maniobras de instalacin y fuerzas provocadas por corto circuito, considerando un factor de seguridad de 1,5. Cuando los soportes de cable de potencia sean a base de marco rgidos como se ilustra en la Figura 1.2 Soporte de cables de potencia a base de marcos rgidos estos se deben disear conforme a la norma ASCE 10-97, considerando la carga muerta, por maniobras de instalacin y fuerzas provocadas por corto circuito considerando un factor de seguridad de 1,5. El desarrollo de la ingeniera para la conformacin de galeras debe incluir lo siguiente: Ubicacin y conformacin de accesos a la galera de cables, en los puntos indicados en CARACTERSTICAS PARTICULARES, acorde a lo establecido en el ANEXO 12. ACCESO (ENTRADA HOMBRE) PARA INICIO O FINAL DE GALERA. Ubicacin y conformacin de sistemas de ventilacin por conveccin natural indicadas, acorde a los siguientes tipos: o Sistema de ventilacin para galera con entrada hombre, ver ANEXO 13. SISTEMA DE VENTILACIN PARA GALERA CON ENTRADA HOMBRE considerando para ello la ubicacin de un sistema a cada 125 m de longitud de la galera. Sistema de ventilacin para la galera sin entrada hombre, ver ANEXO 14. SISTEMA DE VENTILACIN PARA LA GALERIA SIN ENTRADA HOMBRE,

o

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considerando para ello la ubicacin de un sistema a cada 25 m de longitud de la galera. Ubicacin y conformacin de sistemas de extraccin de aguas pluviales, verANEXO 15. CARCAMO DE CONCENTRACIN Y EXTRACCIN DE AGUAS PLUVIALES EN LA GALERA, considerando para ello la ubicacin de un crcamo a cada 70 m de

longitud de la galera. Para lo anterior, se debe realizar el proyecto hidrulico y lista de materiales asociado a la instalacin de la bomba para extraccin de aguas, considerando que se debe instalar tubera de acero galvanizado.

Figura 1.1 Mnsula y soporte abrazadera para cable de potencia En los cruces con instalaciones existentes, tales como trincheras, drenaje, servicios, se debe conformar la galera por la parte inferior de estos respetando una distancia mnima de 0,5 m entre paos de las instalaciones y la galera, acorde al esquemaDETALLE DE LA GALERIA DE CABLES DE POTENCIA EN CRUZAMIENTO SUPERIOR CON OTRAS INSTALACIONES ilustrado en el ANEXO 10. DETALLE DE GALERIA DE250811 16


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CABLES DE POTENCIA EN CRUZAMIENTO CON OTRAS INSTALACIONES. En estos

cruces se debe ubicar y conformar un crcamo de concentracin y extraccin de aguas pluviales de la galera. Para el cruzamiento con tuberas existentes de gran dimetro, la galera de cables de potencia debe cruzar por la parte superior, con base en el esquema DETALLE DELA GALERIA DE CABLES DE POTENCIA EN CRUZAMIENTO INFERIOR CON OTRAS INSTALACIONES, mostrado en el ANEXO 10. DETALLE DE GALERIA DE CABLES DE POTENCIA EN CRUZAMIENTO CON OTRAS INSTALACIONES.

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Figura 1.2 Soporte de cables de potencia a base de marcos rgidos

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Cuando as se requiera en CARACTERSTICAS PARTICULARES, se debe realizar la reparacin de tubera de drenaje existente, tomado como base la solucin mostrada en el esquema REPARACIN DE DRENAJE EXISTENTE EN CRUZAMIENTO CON GALERIA DE CABLES DE POTENCIA, incluida en el ANEXO 10. DETALLE DEGALERIA DE CABLES INSTALACIONES. DE POTENCIA EN CRUZAMIENTO CON OTRAS

Realizar el proyecto de alumbrado y fuerza para el interior de la galera, con base en la norma oficial mexicana NOM-001-SEDE-2005 y con las siguientes caractersticas: o En cada acceso de personal a la galera se debe instalar un contacto monofsico doble polarizado (2 x 1000 w) y un interruptor para el alumbrado principal de la galera. Se deben instalar unidades de alumbrado con dos luminarias a prueba de explosin (32 w), ubicando una unidad a cada 10 metros a lo largo de la galera. Incluir la instalacin de circuitos para la alimentacin de los crcamos de concentracin y extraccin de aguas pluviales de la galera, considerando la instalacin de una bomba para agua con capacidad de 1(un) HP, incluyendo la determinacin de la instalacin elctrica y de control y proteccin asociada a la bomba para agua. Se debe instalar tubera tipo conduits independientes para los circuitos de: 1) alumbrado, 2) contactos y 3) crcamos. Todos los materiales y accesorios que se empleen en el sistema de alumbrado y fuerza deben ser del tipo intemperie. La alimentacin para el sistema de alumbrado y fuerza sern tomados desde el tablero de servicios propios de la subestacin, incluyendo la instalacin de un tablero adicional dedicado para la galera, ubicado dentro de uno de los accesos de inicio o final de la galera.

o

o

o o o

1.2.4.1

Sistemas de soporte flexibles

El sistema de soporte flexible para el cable de potencia debe permitir la expansin longitudinal del cable de potencia y desvos laterales provocados por efectos trmicos, limitando: 1) las flexiones concentradas en las orillas de las abrazaderas en las deflexiones del cable debido a su propio peso y 2) la deformacin total en las pantallas metlicas en funcin de las propiedades de fatiga de la pantalla, considerando la deformacin debida a los movimientos del cable junto con la deformacin debida a la expansin diferencial del conductor y la cubierta del cable de potencia. Por lo anterior, como parte de la conformacin de galeras se deben realizar los clculos de: 1) Espaciamiento entre abrazaderas, 2) Determinacin de la flecha inicial del cable de potencia entre abrazaderas, 3) Deformacin total de la pantalla, 4) Empuje del cable y 5) Fuerzas de corto circuito, con base en lo establecido en el documento CIGRE TB194.

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1.2.5

Configuracin de trincheras

La conformacin de trincheras se muestra en el ANEXO 16. TRINCHERA PARA CABLE DE POTENCIA. El sistema de drenaje de las trincheras debe resolverse mediante crcamos de bombeo y ser drenado hacia los registros pluviales ms cercanos. En caso de que el estudio geotcnico demuestre que existen las condiciones idneas para drenar el agua hacia el subsuelo, se podrn utilizar pozos de infiltracin, los cuales deben estar separados un mximo de 15 [m]. 1.2.6 Configuracin de registros y fosas Para la conformacin de registros y fosas se anexan, con fines ilustrativos, grficos de cada tipo de registro y fosa. Para el diseo y conformacin de cada una de estas estructuras enterradas se deben considerar los siguientes requerimientos: Diseo en funcin de la cantidad de circuitos, equipo a instalar dentro del registro o fosa y el nivel de tensin elctrica nominal de operacin. Para el diseo se debe considerar el espacio necesario para los trabajos de instalacin del cable de potencia (jalado del cable y equipo de alimentacin). Incluir la instalacin de anclas que sirvan de puntos de apoyo para el jalado de los cables de potencia. Los registros visitables deben contar con dos accesos al personal. Diseo del sistema de red de tierras. La localizacin de los registros debe ser tal que su acceso desde el exterior, quede libre y sin interferir con otras instalaciones. No se deben ubicar registros en la carpeta asfltica de carreteras, en carriles de estacionamiento ni en terraplenes de vas de ferrocarril. No deben proyectarse registros o fosas para empalmes del cable de potencia cerca de vlvulas de tuberas de gas y/o combustibles existentes, en un radio mnimo de 20 metros. Para realizar la acometida de los tubos que alojan los cables de potencia y comunicacin hacia los registros y fosas se debe considerar, en la conformacin, la transicin del arreglo de fases triangular del banco de ductos, al arreglo de fases vertical u horizontal de los registros o fosas, ver Figura 1.3. Transicin de disposicin de fases triangular a vertical de banco de ductos. Para la utilizacin de registros o fosas prefabricados, se debe elegir un lugar para maniobras lo ms cercano posible a la ubicacin final del registro, con todas las facilidades para recibir plataformas, camiones con concreto premezclado y gras de gran magnitud. Asimismo, se debe realizar un estudio de la ruta hasta el punto final, cuidando especialmente las condiciones de vialidad, cables areos y condiciones del pavimento.

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS 1.2.6.1 Sistema de red de tierras para registros y/o fosas.

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Se debe disear el sistema de red tierras para todos los registros y fosas de empalme y transicin. El sistema de red de tierras servir para la conexin de puesta a tierra de las pantallas metlicas de los cables de potencia y de la soportera metlica de los cables; tendr la finalidad primordial de resguardar las condiciones de seguridad del sistema y drenar a tierra las sobretensiones de fase y las de las pantallas metlicas originadas por la induccin de la corriente en condiciones normales y de emergencia del sistema subterrneo. Las mediciones de la resistividad del terreno se deben realizar con base en el documento NRF-011-CFE. Las mediciones de resistividad se debern realizar dentro de la excavacin a la profundidad de desplante del proyecto del registro y/o fosa de que se trate. El diseo del sistema de red de tierras se debe realizar con base en el documento IEEE STD 80-2000, considerando que debe cumplir con: Valor mximo de resistencia de la malla de tierra de 5 [], medido en poca de estiaje. Las caractersticas de los materiales deben ser: o Cable de cobre, temple semiduro, de seccin transversal de 107,2 [mm2] o mayor, conductividad I.A.C.S. a 20 C 97,66% con base en la especificacin CFE E0000-32. Los electrodos de tierra debern ser varilla de acero con recubrimiento de cobre electroltico de acuerdo a la especificacin CFE 56100-16. Conexiones soldables tipo exotrmico prototipo probado de acuerdo a los requerimientos establecidos en el documento IEEE STD 837.

o o

El sistema de red de tierras se debe instalar debajo del nivel de la losa fondo del registro y/o fosa. El sistema de red de tierras se debe conectar al acero de refuerzo del registro y/o fosa. Sin embargo, para el clculo de la resistencia de la malla de tierras no se debe considerar la interaccin con el acero de refuerzo. Cuando el sistema de red de tierras del registros y/o fosas se ubique a una distancia no mayor a 10 metros de la red de tierras de: una subestacin elctrica (convencional o aislada en gas SF6); o de una estructura de transicin (poste o torre); entonces, ambas redes de tierras se deben interconectar a travs de la instalacin de cables de cobre. Para los registros y/o fosas que no sean de empalme o transicin, la puesta a tierra de la soportera metlica se deber realizar mediante la conexin con el acero de refuerzo del registro y/o fosa.

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1.2.6.2 Pozos para el sistema de tierras o instalacin de cajas de empalme para CDFO. Para la instalacin de cajas de conexin y equipo asociado al sistema de tierras de pantallas metlicas por conexiones especiales, o instalacin de empalmes de cable dielctrico con fibra ptica, se deben disear y conformar pozos adyacentes a los registros y/o fosas de empalme. Estos pozos se disearan con losas tapas removibles de concreto reforzado, incluyendo diseo y geometra perimetral que impida la penetracin de agua pluvial. Para los registros de empalme, la proyeccin de estos pozos, se ubicar a un costado del registro, identificado como OPCIN 2 en la Figura 1.4 Ubicacin de pozos para el sistema de tierras o empalme CDFO. Para las fosas de empalme, la proyeccin de estos pozos, se podr ubicar a un costado del registro, longitudinal o transversalmente respecto a la fosa; la opcin 1 se utilizar para construirse por debajo del nivel de piso (no visitable); la opcin 2 se utilizar nicamente para construirse a nivel de banqueta (visitable), ver Figura 1.4Ubicacin de pozos para el sistema de tierras o empalme CDFO .

1.2.6.3 Registros y fosas para empalme Los empalmes del cable de potencia, estarn alojados en estructuras enterradas visitables denominadas Registros para empalme o en estructuras enterradas no visitables denominadas Fosas para empalmes. En CARCTERISTICAS PARTICULARES se definir el tipo de estructura a utilizar en cada Obra en particular. Para determinar las dimensiones mnimas interiores de los registros y fosas de empalme se deben considerar las distancias requeridas por maniobras de instalacin de los empalmes y las dimensiones y disposicin fsica de los propios empalmes, estas disposiciones podrn ser: escalonada, triangular o alineada, segn se muestra en la Figura 1.5 Disposicin fsica de empalmes en registros y fosas. Registros para empalme. Las dimensiones mnimas en su interior sern de 3,0 metros de ancho y una altura libre de 2,15 metros. Los registros para empalme deben disearse con acceso al personal, acorde a los registros tipo mostrados en ANEXO 20. REGISTRO PARA EMPALME DECABLE DE POTENCIA y ANEXO 21. REGISTRO PARA EMPALME DE CABLE DE POTENCIA, CON POZO PARA SISTEMA DE TIERRAS.

Fosas para empalme. Se disearan y construirn fosas de empalme, acorde a los esquemas mostrados en el ANEXO 22. FOSA PARA EMPALME DE CABLE DE POTENCIA (DISPOSICIN VERTICAL),ANEXO 23. FOSA PARA EMPALME DE CABLE DE POTENCIA (DISPOSICIN VERTICAL) CON POZO PARA SISTEMA DE TIERRAS, ANEXO 24. FOSA PARA EMPALME DE CABLE

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DE POTENCIA (DISPOSICIN HORIZONTAL) y ANEXO 25. FOSA PARA EMPALME DE CABLE DE POTENCIA (DISPOSICIN HORIZONTAL) CON POZO PARA SISTEMA DE TIERRAS.

Figura 1.3. Transicin de disposicin de fases triangular a vertical de banco de ductos

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Figura 1.4 Ubicacin de pozos para el sistema de tierras o empalme CDFO

1.2.6.4 Registros de deflexin El registro estar diseado para absorber cambios de direccin de la trayectoria de la Lnea de Transmisin con deflexiones de 45, 60 y hasta 90, estos registros deben tener dimensiones mnimas interiores de: altura libre de 2,15 metros, un ancho mnimo tal que en su centro geomtrico tenga un dimetro libre de 2,00 metros y una longitud acorde al radio mnimo de curvatura permisible para el cable de potencia, indicado en la Tabla 1.1. Radio mnimo de curvatura para cables de potencia de este documento. El diseo de estos registros debe realizarse con base en el esquema mostrado en el ANEXO 26. REGISTRO DE DEFLEXIN. El desarrollo de la ingeniera asociada a este concepto considerar la evaluacin de los cambios de direccin de la trayectoria de la Lnea de Transmisin, a partir de la cual se podr absorber deflexiones mediante la curvatura del propio banco de ductos; previendo que las presiones laterales, tensiones de jalado y los radios mnimos de curvatura a los que se vern sometidos los cables de potencia estn dentro del rango establecido en este documento. Las curvaturas que se podrn considerar bajo este criterio, sern las que ocupen deflexiones en rango de 0 y hasta 50. 1.2.6.5 Registros de transicin Los registros de transicin se disearan para absorber la disposicin del cable de potencia entre el ltimo tramo de lnea y la acometida del mismo a la estructura de transicin, donde la transicin, con base en las CARACTERSTICAS PARTICULARES de la Obra, puede ser hacia terminales con cable desnudo (transicin area-subterrnea) o hacia terminales SF6 (transicin SF6-subterrana). El diseo de este registro debe considerar el espacio y distancias requeridas entre cada una de las fases, dependiendo del tipo de transicin, para poder efectuar el arreglo de250811 24


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disposicin de fases en la acometida con las terminales del cable de potencia. Considerando tambin los puntos de sujecin del cable de potencia en el registro para evitar esfuerzos mecnicos adicionales al propio cable de potencia. El diseo de estos registros debe realizarse con base en los esquemas mostrados en la ANEXO 27. REGISTRO DE TRANSICIN. 1.2.6.6 Fosas para anclaje Cuando en la trayectoria de la Lnea de Transmisin existan tramos con una pendiente mayor o igual al 20%, se deben incluir la instalacin de fosas de anclaje, considerando que en stas, se instalaran dispositivos de sujecin para los cables de potencia y evitar deslizamientos y deformaciones debido a su masa. Estas fosas para anclaje no deben tener acceso a personal, por lo que deben quedar sepultados. Se debe considerar la construccin de: Una fosa para anclaje en tramos desde 50 y hasta 200 metros. Dos fosas para anclaje en tramos desde 201 y hasta 700 metros. El diseo de las fosas de anclaje debe realizarse con base en el esquema mostrado en el ANEXO 28. FOSA PARA ANCLAJE DE CABLE DE POTENCIA.

1.2.6.7 Fosas para conmutacin de tipo de tubera Donde exista cambio de tubos lisos a corrugados o viceversa. Se debe incluir la construccin de una fosa para conmutacin de tipo de tuberas. Estas fosas no deben tener acceso a personal, por lo que quedaran sepultadas. El diseo de las fosas para conmutacin de tipo de tuberas se debe realizar con base en el esquema mostrado en el ANEXO 29. FOSA PARA CONMUTACIN DE TIPO DE TUBERA.

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEASEmpalme

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Cable de potencia

Disposicin escalonadaEmpalme Cable de potencia

Disposicin triangularEmpalme Cable de potencia

Disposicin alineadaFigura 1.5 Disposicin fsica de empalmes en registros y fosas

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1.3

Ingeniera de tensiones de jalado

Como parte de este concepto se incluye lo siguiente: Se deben calcular las tensiones mximas de jalado del cable de potencia, necesarias bajo las condiciones de instalacin resultado del concepto INGENIERA DE LA CONFORMACIN DEL SISTEMA DE CABLES DE POTENCIA. El valor mximo de las tensiones de jalado calculado en cada tramo de cable de potencia, no deben exceder las establecidas en la Tabla 1.2. Tensin mxima de jalado para cables de potencia, en funcin de la seccin transversal del conductor , especificada en CARACTERSTICAS PARTICULARES, sin embargo, independientemente de los valores de tensin establecidos, se debe considerar el valor lmite permisible que el Proveedor de los cables de potencia estipula para el proyecto u obra de que se trate. Tabla 1.2. Tensin mxima de jalado para cables de potencia, en funcin de la seccintransversal del conductorMaterial del conductor Aluminio Cobre [daN/mm2] 5 6 500 2 500 3 000 Seccin transversal del conductor [mm2] 630 800 1 000 1 200 1 600 1 800 3 100 3 700 4 000 4 500 4 800 5 300 5 500 6 200 6 000 7 200 6 500 7 600 2 000 7 000 8 100

Tensin mxima de jalado para cables de potencia [daN]

= Esfuerzo mximo que soporta el material sin afectar sus propiedades fsicas.

Las tensiones mximas de jalado deben calcularse, para cada tramo de instalacin, longitudinalmente en ambos sentidos, es decir, del sitio A al sitio B y viceversa; el valor mnimo resultado de estos clculos ser la que se utilice para la instalacin de cada tramo de cable de potencia, siempre y cuando las condiciones del sitio lo permitan. El desarrollo de esta ingeniera debe efectuarse considerando las formulas establecidas en la Tabla 1.6 Clculo de Tensiones de Jalado para cables de potencia y Tabla 1.7 Clculo de Tensiones de Jalado para cables de potencia (continuacin) , y los coeficientes de friccin k de referencia se establecen en la Tabla 1.3 Coeficientes de friccin k, sin embargo se recomienda aplicar el factor de friccin proporcionado por el fabricante del lubricante a emplear durante la instalacin del cable de potencia. No se acepta la ingeniera de tensiones de jalado sin la consideracin de lubricante. En toda la trayectoria del cable de potencia, se debe verificar que los esfuerzos de compresin (presiones laterales) ejercidas por las paredes de los ductos y los dispositivos y accesorios de instalacin rodillos generada por las curvas de conformacin, no excedan las recomendadas por el Proveedor del cable. Tabla 1.3 Coeficientes de friccin kMaterial de la tubera y condiciones de lubricacin PVC sin lubricante PVC con lubricante PEAD sin lubricante PEAD con lubricante Cubierta exterior del cable PVC Polietileno 0,30 0,30 0,15 0,15 0,20 0,20 0,15 0,15

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El clculo de los esfuerzos de compresin se debe realizar mediante las formulas indicadas en la Tabla 1.5. Esfuerzos de compresin (presiones laterales), en funcin de las condiciones de instalacin. Los valores de los esfuerzos de compresin para cables de potencia no deben exceder los valores indicados en la Tabla 1.4. Esfuerzos mximos de compresin para cables de potencia. Tabla 1.4. Esfuerzos mximos de compresin para cables de potenciaTipo de cableEsfuerzos mximos de compresin (presiones laterales) Para cables en ductos o Para cables sobre sobre superficies continas. rodillos. [daN/m] [daN] 300 70 700

Cable con cubierta/pantalla metlica a base de plomo, lminas metlicas a base de aluminio o cobre aplicadas longitudinalmente (sobrepuestas, traslapadas o soldadas). Cable con pantalla metlica a base de alambres de aluminio o cobre.

Para fines de clculo de tensiones de jalado y de compresin para los cables de comunicaciones (CDFO) y del sistema de puesta a tierra (ecc) se deben utilizar bajo la misma metodologa aplicada para cables de potencia, con la particularidad de que se deben obtener los valores lmites permisibles con los Proveedores de estos cables.

1.4

Ingeniera de distribucin de cable dielctrico con fibras pticas integradas

Como parte del alce de este concepto se requiere determinar las cantidades del suministro del cable dielctrico con fibras pticas integradas (CDFO), tomando en cuenta: Lo requerido en CARACTERSTICAS PARTICULARES. El resultado del concepto INGENIERA DE LA CONFORMACIN DEL BANCO DE DUCTOS Y LOCALIZACIN DE REGISTROS. Los arreglos de los bancos de ductos, galeras, trincheras y registros, incluidos en este documento. El resultado del concepto INGENIERA DE TENSIONES DE JALADO, en relacin al CDFO. Obteniendo como resultado lo siguiente:a).

La longitud total del CDFO, incluyendo los tramos del cable en los empalmes, vueltas de reserva y acometidas hasta las casetas de control de las subestaciones, o en su caso, en los puntos de inicio y fin del enlace, definidos en CARACTERSTICAS PARTICULARES. La ruta de la canalizacin del CDFO, en los tramos, desde los sitios de transicin subterrnea-area y hasta las casetas de control de las subestaciones, o en su caso, en los puntos de inicio y fin del enlace.

b).

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En estos tramos, el CDFO se debe instalar en tubera de PEAD, de 1 in, con RD=11, por lo que se debe obtener las longitudes de tubera requeridas. Cuando no exista espacio en las trincheras existentes en las subestaciones, la tubera se debe instalar directamente enterrada a un costado de dichas trincheras. Tabla 1.5. Esfuerzos de compresin (presiones laterales)

Esfuerzo de compresin sobre rodillos

Esfuerzo de compresin sobre superficies continas.

C= T*d [daN] R

C= T R

[daN/m]

Td

T c

c

R

RDonde: T = Tensin en el cable [daN]. R = Radio de curvatura del cable [m]. C = Esfuerzo de compresin d = Distancia entre rodillos [m].

c).

El total de herrajes y accesorios para la instalacin del CDFO, los cuales incluyen, entre otros: Accesorios de fijacin de la tubera de PEAD a la pared, para los casos de instalacin en galerias, trinchera y registros. Accesorios para fijacin del CDFO en estructuras de transicin areasubterrnea-area. Charolas para los casos de instalacin en casetas de control de las Subestaciones.

d). e).

Procedimiento y programa de instalacin del CDFO. Presupuesto de atenuacin ptica de los enlaces completos de fibras pticas.

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS Tabla 1.6 Clculo de Tensiones de Jalado para cables de potenciaSeccin RectilneaSin PendienteT2 T1 PkL

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Pendiente AscendenteT2 T1 PL sin k cos

Pendiente DescendenteT2 T1 PL sin k cos

T1

L

T2T1

LT2

T1

L

T2

Curvatura en el Plano Horizontal2 TT2 T1 cosh( k k) ) sinh( k ) T1 2 ((PR )) 2 T1 cosh( sinh(k ) T1 PR 2 2

T2 T1R

Curvatura en el Plano Vertical Curvatura Hacia ArribaT2 T1ek 1 k 2

T3 T2e

1 k2 PR2 1 k

PR1

2k sin 2ke

1

1 k2 e2

k 1

cos

1 k 2 c os

2

k 2

sin

1 k2 1 e

2

T31

R1 T1

T2 R22

Curvatura Hacia AbajoT2 T1ek 1 k 2

T3 T2e

1 k2 PR2 1 k

PR1

2k sin 2ke

1

1 k2 e2

k 1

cos

1 k 2 c os

2

k 2

sin

1 k2 1 e

2

T1 R11

2

R2 T2 T3

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Tabla 1.7 Clculo de Tensiones de Jalado para cables de potencia (continuacin) Curvatura en un Plano Inclinado Ascendente o Descendente de Pendiente

Plano AscendenteT2 a 1 sin b c sinT2

Plano Descendentea 1 sin b c sin

Posicin del centro de curvatura en relacin con el eje

Posicin del centro de curvatura en relacin con el eje

c

c1T1

R

T2Plano Horizontal

c

c1

T1RPlano Horizontal

T2

c

c2T1R

T2Plano Horizontal

c

c2

T1

R

T2sinh k T12 ( PR )2 ; b T1e k 2k cos 2k sin 2ke k k 2 1 ek

Plano Horizontal

a T1 cosh k c1 c2

PR 1 k 2 sin 1 k2 PR k 2 1 cos 1 k2

Donde: T1 = Tensin (de entrada) [daN]. T2, T3 = Tensin (de salida) [daN]. k = Coeficiente de friccin [adimensional]. P = Peso del cable [kg/m]. R, R1, R2 = Radio de seccin curva [m]. L = Longitud de una seccin recta [m] = ngulo de seccin curva [radianes]. = ngulo de pendiente ascendente y/o descendente [radianes]. 1, 2 = ngulo de curva en relacin con el plano vertical [radianes].

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2 2.1

INGENIERA CIVIL. Anlisis y diseo de estructuras

El anlisis y revisin al diseo de todas las estructuras se realizar por el mtodo de los estados lmite. Se deben establecer los requisitos de seguridad y servicio, definir los valores de acciones y resistencias mecnicas, evaluar los efectos de las acciones y proponer las dimensiones de los elementos estructurales. Por lo que se deben evaluar: Los estados lmite de falla (relacionados con la seguridad de la estructura) corresponden al agotamiento definitivo de la capacidad de carga de la estructura, o de cualquiera de sus elementos; o bien a la etapa en que, debido a los efectos de acciones pasadas, dicha capacidad, sin estar agotada, no es suficiente para soportar los efectos de acciones futuras. Los estados lmite de servicio (relacionados con el funcionamiento adecuado de la misma), corresponden a etapas de deformaciones, agrietamientos, vibraciones o daos que afectan el correcto funcionamiento de la estructura o sus instalaciones, pero no la capacidad para soportar cargas. 2.1.1 Caractersticas generales La transicin area-subterrnea, se realizar mediante dos opciones: 1) 2) Con estructuras de transicin (postes troncocnicos o torres de acero autosoportadas). Utilizando estructuras de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos.

Las terminales para cable de potencia y apartarrayos se instalarn en las transiciones area-subterrnea. Dependiendo del proyecto de acometidas y salidas de la Lnea de Transmisin, se establecer en CARACTERSTICAS PARTICULARES cual de las opciones se utilizar para cada Obra en particular. 2.1.2 Ingeniera de las estructuras de transicin El anlisis y revisin al diseo estructural para los postes troncocnicos y torres de acero autosoportadas, se debe realizar conforme a las especificaciones CFE J1000-50 y CFEJ6100-54, y considerar lo siguiente: Distancias dielctricas entre partes energizadas y hacia la propia estructura. Utilizacin mecnica. Angulo de blindaje. Masas y dimensiones de herrajes, accesorios para transicin (cadena de250811 32


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aisladores, apartarrayos y terminales), as como las generadas por maniobras de elevacin y colocacin en la estructura. En la seccin inferior de las estructuras se debe considerar el espacio libre para efectuar la acometida de los cables, considerando que el desarrollo de los dobleces o los radios que formen las curvaturas de los cables en cualquier punto de las transiciones, deben cumplir con lo establecido en la Tabla 1.1. Radio mnimo de curvatura para cables de potencia de este documento. Para los postes troncocnicos incluir: i) en postes empotrados, la longitud mnima a empotrar debe ser 10% de la altura total del poste; ii) deben incluir en los planos de taller y montaje los herrajes y accesorios necesarios para la sujecin de los cables de guarda y conductor; iii) el diseo de los tornillos de las conexiones debe ser con la rosca incluida en el plano de corte; iv) el diseo de las placas de conexin de los brazos a caa y de las placas del conjunto de herrajes al brazo del poste debe realizarse por medio del mtodo de Elemento Finito y/o diferencias finitas con una malla de los elementos estructurales entre 2 y 3 cm, considerando una relacin de aspecto no mayor de 1:4; v) Incluir el tipo, cantidad de soportera, accesorios y herrajes necesarios para sujetar y soportar los cables de potencia, terminales y apartarrayos; y vi) Para la condicin de hiptesis de carga de servicio, la deformacin mxima permisible en la caa y en los brazos del poste debe ser del 1 % de su longitud. Se debe disear el brazo de las terminales para alojar el apartarrayos tal como se indica en el detalle de brazo para terminales de cable de potencia contenido en el esquema del poste troncocnico del ANEXO 27. REGISTRO DE TRANSICIN. 2.1.3 Ingeniera de estructuras de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos Se refiere al diseo de las estructuras tipo pedestal, a base de celosa, tubulares de acero galvanizado o concreto armado, que servirn para el soporte de las terminales del cable de potencia para las transiciones areo-subterrneas-area que se realicen al nivel del equipo primario de las bahas de subestaciones. El requerimiento de estructuras de soporte tipo pedestal para apartarrayos adjuntos a las terminales del cable de potencia se establece en CARACTERSTICAS PARTICULARES. Se muestra, para fines de referencia, estructura tipo en la Figura 2.1 Estructura de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos. Se deben considerar las dimensiones necesarias para que en las estructuras de soporte se aloje y se sujete el cable de potencia, con caractersticas establecidas en CARACTERSTICAS PARTICULARES, y accesorios a instalar, as como las distancias necesarias para maniobrar durante el proceso de instalacin y mantenimiento. Asimismo se deben considerar los dispositivos de fijacin para la terminal del cable de potencia y apartarrayos.

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS b.1) Requisitos para el anlisis y diseo

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Velocidad regional Se debe considerar la velocidad regional del viento para un periodo de retorno de 50 aos.APARTARRAYO

TERMINALES CABLE - AIRE

TERMINALES CABLE - AIRE

50 cm 50 cm 50 cm 50 cm 50 cm 50 cm CABLE DE POTENCIAN.P.T.

TUBO CORRUGADO

CABLES DE POTENCIA

OPCIN GALERIA DE CABLES CIMENTACIN CIMENTACIN OPCIN BANCO DE DUCTOS

ESTRUCTURA DE SOPORTE TIPO PEDESTAL PARA TERMINAL

ESTRUCTURA DE SOPORTE TIPO PEDESTAL PARA TERMINAL Y APARTARRAYOS

ESTRUCTURA DE SOPORTE TIPO PEDESTAL PARA TERMINALES Y APARTARRAYOSNOTA: La informacin mostrada es de caracter informativo y slo para fines de referencia.

Figura 2.1 Estructura de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS Presiones debidas al viento

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Las velocidades regionales de viento y sus presiones correspondientes se calculan de acuerdo a lo indicado en el Apndice A de la especificacin CFE J1000-50 y CFEJ610054. Coeficiente ssmico El coeficiente ssmico de diseo debe ser conforme al programa PRODISIS del MANUAL DE DISEO DE OBRAS CIVILES DISEO POR SISMO de 2008. Las estructuras de referencia se deben considerar del grupo A+. El anlisis por sismo se analiza ante la accin de tres componentes ortogonales del movimiento del terreno, dos horizontales y uno vertical, de acuerdo a la seccin 3.3.5.6 del MANUAL DE DISEO DE OBRAS CIVILES DISEO POR SISMO de 2008. Cargas e identificacin de las condiciones de carga En el diseo de la estructura y en funcin a su uso se deben considerar los siguientes tipos de carga: i. ii. iii. iv. Masa propia de la estructura, equipo, cables, aisladores, herrajes y accesorios. Cargas debidas a eventos climticos: Viento, temperaturas extremas y hielo. Cargas que transmiten los cables a la estructura. Estas se deben a: tensin mecnica, presin de viento y temperatura. Accin del sismo sobre las estructuras y el equipo.

Las cargas anteriores se denotan mediante las siguientes literales y deben ser expresadas en kilonewton [kN] y la presin de viento en Pascales [Pa]. WT = Peso de la estructura WE = Peso del equipo, cables, aisladores, herrajes y accesorios TM TR TT PE PR S = Tensin de los cables en condicin de viento mximo = Tensin de los cables en condicin de viento reducido con o sin hielo = Tensin de los cables en condiciones normales de servicio. = Presin de viento en la estructura y equipo asociada a un viento mximo = Presin de viento en la estructura y equipo asociada a un viento reducido = Carga por sismo

VMa = Viento mximo asociado a un periodo de retorno de 50 aos VRe = Viento reducido, se considera el 50% del viento regional asociado a un periodo de retorno de 10 aos.

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Combinaciones y factores de cargaDeformacin permisible Condicin de servicio (WT+WE+TT) 1,0 L/100 Normal con viento mximo (WT+WE+TM+PE) 1,2 -Normal con viento reducido (WT+WE+TR+PR) 1,2 -Sismo (WT+WE+TT+S) 1,5 -Nota: Para cargas de servicio, donde L corresponde a la altura total de la estructura Hiptesis de carga Combinacin de carga Viento VMa VRe -

Anlisis estructural El anlisis debe ser no lineal geomtrico y realizarse por computadora para resolver la matriz de rigidez del sistema considerando, el sistema de fuerzas inicial adicionando los desplazamientos y momentos de segundo orden que se generan mediante iteraciones hasta que se considere que los esfuerzos inducidos ya no sean significativos. Diseo estructural Clculo de la resistencia de los elementos estructurales y conexiones La revisin al diseo estructural debe realizarse por el mtodo de resistencia ltima y debe ser conforme a las normas:ASCE SEI-48-05 y ASCE 10-97, para estructuras a base de celosa o tubulares de

acero galvanizado. ACI-318-08, para estructuras de concreto armado. Para este tipo de estructuras que no requieren de pruebas de prototipo a escala real, todos los elementos estructurales y conexiones se deben disear al 90% de su resistencia (tornillos, placas de conexin y perfiles, incluyendo placas base y anclas). Los tornillos se deben revisar con el plano de corte incluido en la rosca. El diseo de las placas de las conexiones debe realizarse por medio del mtodo de Elemento Finito y/o diferencias finitas con una malla de los elementos estructurales entre 2 y 3 cm, considerando una relacin de aspecto no mayor de 1:4. Se aceptaran elementos soldados, siempre y cuando la soldadura a emplear cumpla con lo establecido en el documento AWS D1.1. b.2) Caractersticas de los materiales Perfiles y placas Para ngulos, vigas de seccin I, seccin cajn, tubulares y placas con fy mnimo de 248,21 [MPa], aplican las normas NMX-B-254 y ASTM A36/A36M. Para ngulos, vigas de seccin I, seccin cajn, tubulares con fy mnimo de 344, 74 [MPa], aplican las normas NMX-B-285 y ASTM A572/A572M.

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS No se aceptan perfiles hechos a base de placa doblada.

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Tornillos, anclas y tuercas El acero de tornillos debe cumplir con los documentos NMX-H-124 y ASTM A394. Las tuercas deben ser de acuerdo a la norma ASTM A563. El acero de fabricacin para anclas debe ser de acuerdo a las normas NMX-B-254 y ASTM A36/A36M grado 75 con fy mnimo de 517,10 [MPa]. Resistencia mecnica del concreto y fluencia del acero de refuerzo La resistencia mnima del concreto a compresin simple debe ser de un fc de 24,51 [MPa], el cual debe cumplir con la norma CFE C0000-15. El acero de refuerzo debe ser de una resistencia mnima a la tensin en su punto de fluencia fy de 411,87 [MPa], aplica la norma NMX-C-407-ONNCCE. Con relacin a tolerancias y ajustes de fabricacin, ingeniera de detalle, proteccin anticorrosiva, control de calidad, debe ser conforme a las especificaciones CFE J1000-50, CFEJ6100-54 y CFE JA100-57.

2.2

Estudio de mecnica de suelos

Este apartado tiene por objetivo establecer los lineamientos generales y requerimientos tcnicos mnimos bajo los cuales debe cumplirse en la ejecucin del estudio geotcnico, a lo largo de las trayectorias generales (o tramos de ellas) de las Lneas de Transmisin Subterrneas. Estos trabajos deben ser aplicados por ingenieros especializados en geotecnia y geologa para elaborar el estudio de mecnica de suelos. El alcance del estudio de mecnica de suelos incluye los siguientes trabajos de campo y laboratorio y de gabinete conforme a lo siguiente: 2.2.1 Trabajos mnimos de campo, laboratorio y gabinete a) Identificacin de los suelos Para definir los tipos de materiales por excavar se deben hacer sondeos con posteadora mecnica manual o equipo porttil motorizado equipado con barrenas helicoidales, en funcin de la dureza del suelo, en cada uno de los puntos de inflexin definidos en el PLANO DE TRAYECTORIA GENERAL de la Lnea de Transmisin. b) Trabajos de campo i. Deben excavarse pozos a cielo abierto sin afectar instalaciones subterrneas (drenaje, agua potable, fibras pticas, ductos de PEMEX, entre otros) en la lnea de transmisin indicada en el PLANO DE TRAYECTORIA GENERAL de la Lnea de Transmisin, conforme a la norma NMX-C-430-0NNCCE.

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En tangentes mayores de 500 metros se deben excavar dos pozos a cielo abierto. Identificar el nivel de aguas freticas (NAF) Los pozos se deben excavar con pico y pala o medios mecnicos a una profundidad mnima de 3 m o la limitada por el nivel fretico o suelo tipo IIA. En cada uno de los pozos se hace una inspeccin visual y se obtienen muestras representativas de cada estrato identificado. En los pozos representativos del tramo en cuestin se deben obtener adems, muestras cbicas inalteradas retirando previamente la capa de suelo alterado producto de la excavacin, para su caracterizacin y pruebas de laboratorio (ndices y mecnicas). ii. En los puntos de inicio, final y en cada punto de inflexin de la trayectoria de la Lnea de Transmisin se deben realizar las exploraciones y el muestreo necesario para establecer la estratigrafa, las propiedades ndices y mecnicas con sondeos continuos tipo SPT mixtos con alguno de los equipos indicados en la Tabla 2.1. Penetrmetros para diferentes tipos de suelos, obteniendo muestras inalteradas de los estratos representativos utilizando tubos muestreadores de pared delgada (shelby) para suelos blandos y muestreadores tipo "denison" pitcher, barril doble giratorio o similar para materiales de mayor resistencia. Adicional a lo anterior se debe realizar sondeos en mrgenes en cruzamientos con cuerpos de agua (lagunas, vados, canales, ros, etc.), a una profundidad de 12 metros. La profundidad mnima de los sondeos tipo SPT mixtos continuos debe ser a 5 metros o la limitada por el suelo tipo IIA, en caso de encontrarse baja capacidad de carga del suelo, la exploracin debe ser a mayor profundidad. Determinar la geologa superficial a lo largo de la trayectoria de la Lnea de Transmisin, incluyendo rasgos significativos, depsitos de suelos susceptibles de licuacin, karsticidad, colapsables, de alta compresibilidad y/o suelos expansivos, problemas de inestabilidad de taludes y de socavacin. iii. En las zonas donde aflore roca o se encuentre a menos de 2 m de profundidad, se deben obtener muestras inalteradas utilizando el equipo adecuado y en el manto rocoso realizar pruebas de extraccin de anclas conforme a la especificacin CFE C0000-42, y la norma ISO/TS 14689-1. Se debe hacer pruebas de extraccin de anclas en cada tipo de roca definido por zonificacin geotcnica, en cada punto de inflexin y en donde se localicen los registros y trincheras en tangentes largas. La longitud efectiva mnima de las anclas de friccin en las cimentaciones no debe ser menor de 2.00 metros y de 2.54 centmetros de dimetro de la varilla corrugada con fy mnimo de 411.87 [MPa]. iv. En el caso que no se realicen pruebas de laboratorio con muestras inalteradas, se pueden realizar pruebas de campo en cada uno de los estratos identificados hasta una profundidad de 5 metros, para determinar las propiedades mecnicas38

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de los suelos tanto de resistencia como de deformabilidad, utilizando veleta, dilatmetro, presiometro, piezocono elctrico y prueba de placa horizontal y vertical Se deben realizar estudios piezometricos cuando se indique en las CARACTERSTICAS PARTICULARES para determinar el nivel de aguas freticas. c) Trabajos de laboratorio i. Todas las muestras obtenidas deben identificarse y clasificarse en laboratorio, determinar su contenido de agua, peso volumtrico natural de acuerdo a la norma NMX-C-416-ONNCCE.Tabla 2.1. Penetrmetros para diferentes tipos de suelosAplicacin al suelo Tipo de penetrmetro Aceptable Cono holands de 3,6 cm de dimetro y 60 de ngulo de ataque (CPT) Arena Limo Arcilla Cono holands elctrico de 3,6 cm de dimetro y 60 de ngulo de ataque (CPT) Arena Limo Arcilla Penetrmetro estandar de 5,1 cm de dimetro exterior y 3,6 cm de dimetro interior (SPT) Arena Arcilla dura Arcilla media Cono simple hincado a percusin de 5,1 cm de dimetro y 60 de angulo de ataque Penetrmetro Sermes de 7,0 cm de dimetro y 90 de ngulo de ataque Piezocono de 3,6 cm (U1 o U2) y 60 de pice Dilatmetro de Marchetti Grava Arcilla Arena Arena con poca grava Arcilla blanda Arcilla dura Arena Gravas y boleos Arcilla dura, media y blanda Todos los suelos Arcilla blanda Grava Grava Inaceptable

ii.

Adems, a las muestras representativas del subsuelo se les deben determinar las siguientes propiedades: Lmite lquido y lmite e ndice plstico conforme a la norma NMX-C-416ONNCCE. Peso especifico relativo de slidos conforme a normas ISO/TS 14688 eISO/TS 14688-2.

Anlisis granulomtrico conforme a la norma NMX-C-416-ONNCCE.

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ESPECIFICACION PARA DISEO DE LNEAS DE TRANSMISIN SUBTERRNEAS En suelos granulares su grado de compacidad relativa Relacin de vacios iii.

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En especmenes obtenidos de muestras inalteradas se les deben realizar pruebas de compresin simple, triaxiales tipo UU (en suelos puramente cohesivos), triaxiales CU (en suelos cohesivo- friccionantes) y de consolidacin de acuerdo con las normas ISO/TS 17892-7, ISO/TS 17892-8 e ISO/TS 17892-9, en un nmero tal que permita caracterizar las propiedades de resistencia y deformabilidad del subsuelo a las profundidades de inters. No se aceptan pruebas triaxiales UU con muestras remoldeadas, reconstruidas y/o alteradas

iv.

Los suelos con potencial de licuefaccin se deben identificar y evaluar de acuerdo a la norma ASTM D 606604. Cuando el peso volumtrico seco natural de una muestra de suelo sea menor a 12,0 [kN/m3], se considerar como suelo colapsable por lo que se debern evaluar conforme a la norma ASTM D 5333 03. En suelos cohesivos identificados patolgicamente como expansivos, se les debe identificar su grado de expansividad. Conforme al Criterio del Bureau of Reclamation de Estados Unidos de America y Chen, F.H., (1975), Foundation on Expansive Soils, Elsevier Scientific Publishing Co.

v.

vi.

d) Trabajos de gabinete i. Con base en los trabajos de campo y laboratorio, se deben elaborar los perfiles estratigrficos del subsuelo en escala 1:100. ii. iii. iv. Se realizar el modelo estratigrfico por zona geotcnica definida Se debe incluir en el estudio de mecnica de suelos la relacin del esfuerzo horizontal y el esfuerzo vertical (Ko) por estrato identificado. Se analizan las alternativas de cimentacin ms convenientes en funcin de las estructuras a utilizar en el proyecto, definiendo la profundidad de desplante y los siguientes aspectos: Cohesin aparente, ngulo de friccin interna por estrato y peso volumtrico del suelo in situ, Capacidad de carga de la cimentacin superficial de acuerdo a la normaIEEE-691.

Capacidad de carga de tensin de anclas, de forma individual y grupal conforme a la especificacin CFE C0000-42. Capacidad de carga vertical y lateral de pilas y pilotes, Estimacin de los mdulos de rigidez horizontal y vertical, en el caso de pilas y pilotes, a travs de mtodos numricos o expresiones analticas que consideren el sistema pilote-suelo o pila-suelo, Clculo de asentamientos totales y diferenciales, en caso de suelos cohesivos,250811 40


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Estabilidad de cortes y laderas naturales, profundidad de desplante considerando socavacin, cuando las estructuras se ubiquen en cauces de ros y arroyos o dentro de llanuras de inundacin, La capacidad de carga por compresin en cimentaciones superficiales debe ser considerando el estrato de suelo puramente friccionante o puramente cohesivo, La capacidad de carga de tensin en forma grupal debe considerar la capacidad del cono de arrancamiento o la capacidad de cortante del cono de falla pero no ambos en conjunto, para las cimentaciones sometidas a tensin. v. vi. vii. Deben presentarse los procedimientos constructivos indicando los ms convenientes. Para el caso de zonas inundables se debe determinar el Nivel de Aguas Mximas Extraordinarias (NAME). Para el caso de estructuras localizadas prximas a escurrimientos permanentes o intermitentes, arroyos, ros, y/o algn otro cuerpo de agua con transporte de sedimentos. Se debe determinar el grado de arrastre de los sedimentos, socavacin, proponer y construir protecciones a dichas estructuras y entregar a la Comisin los documentos necesarios para su supervisin. Consideraciones adicionales. Si derivado de las condiciones particulares detectadas en sitio se requiere de trabajos y/o estudios especficos, estos forman parte del alcance del estudio de mecnica de suelos. Anlisis y diseo de cimentaciones y estructuras enterradas 2.3.1 Caractersticas y condiciones generales Las estructuras enterradas deben cumplir con la utilidad para lo cual fueron diseadas, durabilidad, permeabilidad baja, estructuras con deflexiones bajas, que no presenten grietas. En los sitios donde se localicen suelos expansivos, las cimentaciones deben ser desplantadas por debajo de la zona activa de los suelos expansivos o colapsables, as mismo se debe calcular el ndice de expansin libre modificado. Se deben disear cimentaciones superficiales y profundas para suelos predominantemente cohesivos o predominantemente friccionantes, de acuerdo con el perfil estratigrfico definido en el estudio geotcnico correspondiente. En el caso de suelos estratificados, se deben definir los parmetros geotcnicos de cada estrato, pero en ningn caso un estrato debe considerarse como cohesivo-friccionante.

viii.

2.3

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2.3.1.1 Requisitos para el anlisis y diseo de las cimentaciones i. ii. iii. iv. 2.3.2 Sismo Subpresin Cargas actuantes Combinaciones y factores de carga

Cimentaciones para estructuras de transicin

Para las cimentaciones de torres y postes de transicin la revisin de estabilidad y la revisin al diseo estructural debe ser conforme a la especificacin CFE JA100-64 y considerando los elementos mecnicos producto de un anlisis estructural, tomando en cuenta los diagramas de carga de diseo, en el programa TowerTM (Power Line Systems, Inc) y/o similar para torres autosoportadas y Pls-PoleTM (Power Line Systems, Inc), y/o similar para postes troncocnicos de acero. Para la fabricacin y colocacin de los concretos se debe considerar lo indicado en la especificacin C0000-15. En los sitios donde se localicen suelos expansivos, las cimentaciones deben ser desplantadas por debajo de la zona activa de los suelos expansivos o colapsables, as mismo se debe calcular el ndice de expansin libre modificado. Para las estructuras que se ubiquen cercanos o dentro de taludes y/o canal de aguas, se debe considerar una distancia de 3 dimetros a partir del centro de la pila como se muestra en la Figura 2.2 Ubicacin de estructuras en taludes y/o canales de agua. Adems, se debe realizar una revisin de falla de talud. Adicionalmente este concepto incluye lo siguiente: ESTUDIOS GEOTCNICOS El estudio geotcnico debe realizarse de acuerdo a lo indicado en la especificacin CFE C0000-43. No se aceptaran pruebas remoldeadas para pruebas triaxiales UU. El factor de reduccin de resistencia (FR). 0,35 Para predominantemente friccionantes. PRUEBAS DE EXTRACCIN DE ANCLAS Las pruebas de extraccin de anclas se deben realizar de acuerdo a lo indicado en la especificacin CFE C0000-42. PRUEBAS DE COMPACTACIN

estratos

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Las pruebas de compactacin se deben realizar de acuerdo a lo indicado en la especificacin ASTM D-698.

Figura 2.2 Ubicacin de estructuras en taludes y/o canales de agua

2.3.3

Cimentaciones de estructuras de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos

Consideraciones de anlisis En ningn caso se deben desplantar estructuras sobre suelo orgnico, desechos y rellenos no controlados. Los cimientos deben ser desplantados en rellenos estructurales o controlados, siempre y cuando stos cumplan con el material empleado como relleno de las cepas de cimentacin, el cual puede ser; el producto de la excavacin cuando250811 43


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cumplan con un Valor Relativo de Soporte (VRS)>20% y un peso volumtrico seco mximo compactado mayor a 163.15 N/m, o material producto de prstamo de banco, el compactado se debe realizar en capas de 20 cm. y al 95% de su masa volumtrica seca mxima (Prueba proctor estndar, norma ASTM D-698). Ver Figura 2.3 Cimentacin (tipo) para estructura de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos. El esquema mostrado es representativo, el plano de construccin es el resultado del anlisis y diseo de la cimentacin. De acuerdo a la ubicacin del nivel fretico durante la vida til de las terminales y apartarrayos se deben disear cimentaciones para las siguientes condiciones; i. ii. Suelo sumergido (nivel fretico superficial, por arriba del desplante de la cimentacin). Suelo hmedo (nivel fretico abajo de la profundidad de desplante).

La profundidad mnima de desplante a partir del nivel de plataforma debe ser 1,5 metros. La conexin en la interfaz de estructura y cimentacin debe ser con placas base, ngulos o anclas ahogadas en el concreto. El factor de reduccin de resistencia FR debe ser por estrato y emplear los siguientes valores de acuerdo a la exploracin geotcnica realizada para cada Lnea de Transmisin subterrnea: 0,7 = Cuando los parmetros de diseo del material sean los obtenidos utilizando pruebas puntuales del sitio de cimentacin mediante ensayes triaxiales, con muestras inalteradas. Cuando la resistencia del material se obtenga de correlaciones con pruebas de campo y stas se hayan verificado con pruebas de laboratorio con materiales del sitio determinando propiedades mecnicas. Para el caso de macizos rocosos con un RQD mayor de 75%. Cuando la resistencia del material se obtenga de correlaciones con pruebas de campo y en arenas que no presenten limites de consistencia.

0,5

=

0,35

=

a) Estados limite de falla Para el anlisis se deben emplear los elementos mecnicos ms desfavorables que la superestructura transmite a la cimentacin, afectados por el factor de carga correspondiente a cada combinacin de cargas analizada; conforme a lo indicado en la seccin 2.1.3 Ingeniera de estructuras de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos de este documento. a.1) capacidad de carga En todos los casos, la cimentacin debe cumplir con la desigualdad indicada a continuacin: Q Fc QR F R A250811 44


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m C L C L 10 C L

DADO

C L C L A

C L

ARMADO

n

LOC. DE ANCLAS

ZAPATA TIPOSin escalaJUNTA DE AISLAMIENTO PERIMETRAL

DADO PARA ZAPATASin escala

ANCLA TIPO PLACA BASE

0

20

N.P.T.

ACERO GALVANIZADO

N.D.C.

5 5

5 5

PLANTILLA DE CONCRETO f'c = 9,81 [MPa]

CORTESin escala

A

ANCLA TIPOSin escala

Figura 2.3 Cimentacin (tipo) para estructura de soporte tipo pedestal para terminales y apartarrayos

250811

45


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Donde: QFc = Suma de las acciones verticales a tomar en cuenta en la combinacin de cargas considerada, afectada de su respectivo factor de carga FC igual a 1,1, en [kPa]. rea efectiva del cimiento, reducida por excentricidades de carga. Capacidad de carga resistente del suelo o roca obtenida del estudio geotcnico, realizado conforme a la seccin 2.2 Estudio de mecnica de suelos de este documento. Factor de reduccin de resistencia

A QR

= =

FR

=

a.2) volteo Debe cumplirse:

Mr Mv

1,0

Donde: Mr Mv = = Momento resistente, producido por las fuerzas que se oponen al volteo aplicadas a la cimentacin, respecto al borde de la zapata o losa. Momento de volteo, producido por las fuerzas que ocasionan el volteo de la cimentacin, respecto al mismo borde.

Las fuerzas resistentes por la masa del relleno se deben calcular considerando los pesos volumtricos que se indican en el estudio geotcnico para las dos siguientes condiciones que imperen durante su vida til:

02012012- espec ingenieria lts subterraneas

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