grupo uno 7p3

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ING. Byron Morales GEOTÉCNIA

Universidad Central del Ecuador

Facultad de Ingeniería Ciencias Físicas y Matemática

Carrera de Ingeniería Civil

GEOTECNIA

Presa de técnicas de excavación- fundación en China:

Una revisión

GRUPO N° 01

Profesor: Ing. Byron Morales

Estudiantes: Arévalo Arico Byron Arévalo Arico Julio Guamán Daniel Calderón Diego Caical Juan

Curso: Séptimo Paralelo: Tercero

Fecha de entrega: 13 - 07 – 2015

Quito - Ecuador

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DIARIO DE MECÁNICA DE ROCAS Y GEOTÉCNICA INGENIERÍA

Una capa de protección (PL) es comúnmente reservado encima de la superficie base para proteger la roca subyacente masa durante la excavación fundación de la presa. En China, el PL de la fundación de la presa se divide convencionalmente en dos o tres capas delgadas y excavado con el método de voladura superficial hoyos, incluso por neumática elegir método en el caso de la masa de roca blanda. La excavación en capas antes mencionado de la PL retrasa la construcción de todo el proyecto. Después de casi 30 años prácticas, varios métodos seguros y eficaces para la PL excavación de fundación de la presa se desarrollan gradualmente. Incluyen banco superficial hoyos de voladura con material de cojín (SBC) en la parte inferior del agujero, y voladura lisa horizontal (HSB). El PL está incluso cancelado con la condición de que la técnica de pre-división horizontal se emplea durante la excavación fundación de la presa.

INTRODUCCIÓN

Con el rápido desarrollo de la economía, el aumento de un agudo se requiere la demanda de electricidad en China en las últimas tres décadas. Como resultado, se han completado muchos proyectos de energía hidroeléctrica a gran escala o están en construcción en China (Jia et al., 2010), como se muestra en la Tabla. La construcción de los proyectos hidroeléctricos a menudo implica a gran escala y la excavación de alta intensidad, mientras perforación y voladura método sigue siendo el principal método para la presa de roca de fundación de excavación.

Mientras tanto daño, inducida por la voladura debe ser estrictamente controlada, especialmente en las regiones en las proximidades de los contornos de excavación diseñados tales como la superficie de la cimentación.

Por lo tanto, se ha prestado mucha atención a la voladura técnicas que se emplean en la superficie de la cimentación de la presa. Por lo general, se toman los siguientes cuatro pasos durante la fundación de la presa excavación, es decir,

(1) la eliminación de la masa de roca suelta antes excavación,

(2) la excavación del cuerpo principal de la roca a una cierta distancia por encima del nivel base planificada,

(3) Excavación reservados la masa rocosa cerca del nivel de fundación previsto, y (4) la limpieza de la fundación (Murphy et al, 1976;. Novozhilov y Oganesyan, 1978; Mgalobelov, 2000; Kühnel, 2004).

En Europa y EE.UU., el cuerpo principal de la roca a una cierta distancia por encima del nivel base planificada se suele excavar aflojando método de voladura combina con perímetro de voladura controlada técnicas, como la pre-separación, con chorro de cojín o chorro suave. La selección del método de voladura específica y el grosor de la masa rocosa reservada generalmente se deja a la contratista. La reservados macizo rocoso cerca del nivel de


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cimentación prevista es por lo general excavó mediante chorreado superficial hoyos o haciendo palanca con la excavadora hidráulica.

Tabla 1

Estadísticas de la construcción de represas en China.

El cuerpo principal de la masa de roca es excavado por el banco de voladura y el PL se excavará por el perímetro de voladura controlada. En China, este método de la ex Unión Soviética se aprobó en 1980.

El espesor de la PL se determina asociado con la geometría de la zona de daño inducido por la voladura-(BDZ). El BDZ es generalmente definido como la zona de roca más allá del límite de excavación donde las propiedades físicas, mecánicas e hidráulicas de la masa de roca han sido afectadas de manera significativa debido a la voladura de la excavación

Cuanto mayor sea el BDZ más gruesa es la PL. En las regiones garganta con alto contenido de estrés, la rápida excavación del macizo rocoso dará lugar a una rápida liberación de estrés que induce una deformación excesiva y un daño inducido por la excavación más grande-zona (EDZ) durante la excavación fundación de la presa.

De acuerdo con las especificaciones técnicas de construcción en Roca Fundación de excavación Ingeniería de Estructuras Hidráulicas en China, el espesor de la PL en el entorno de la superficie horizontal de la base debe ser determinado por una prueba en situ. Si una prueba in situ de voladura es difícil de realizar, un espesor de 25-40 veces el diámetro del cartucho D de la última capa de banco.

Se propone voladura, como se muestra en la Tabla 2. El espesor de la presa Fundación PL de algunos proyectos a gran escala de nueva construcción en la Tabla 3.


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Tabla 2

PL espesor H propuesto en las especificaciones técnicas de Nacional de Desarrollo yComisión de Reforma de la República Popular de China (2007).

2. Excavación en capas de capa protectora fundación de la presa

La excavación de voladura en capas de la PL se ha empleado en China por varias décadas desde 1960. En el actual técnico norma DLT5389-2007, la excavación de voladura en capas convencional todavía se sugiere como un método fiable para fundación de la presa PL. El PL excavación de 3 capas debe ser considerada, y la excavación de cada capa está estrictamente controlado. Procedimiento típico de capas de voladura excavación de PL se muestra en la Fig. 2.

(1) La primera capa de hoyos superficiales del banco voladura debe adoptarse. Después de la excavación de la primera capa, el espesor restante de la PL debe ser inferior a 1,5 m. Cartucho de diámetro debe ser menor de 40 mm.

(2) La segunda capa del método de voladura de un solo orificio debe ser adoptado. Después de la excavación de la segunda capa, por masa de roca intacta / duro o relativamente intacto / duro, el restante espesor debe ser inferior a 0,5 m; para articulado roca / masa suave, el espesor restante debe ser inferior a 0,7 m.

El ángulo entre el agujero de perforación y la base de la superficie horizontal debe ser inferior a 60◦. Cartucho de diámetro debe ser inferior a 32 mm.


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(3) La tercera capa para la masa de roca intacta / duro o relativamente intacto / duro, el agujero de perforación no debe pasar por la base horizontal superficie; para la masa articulado / roca suave, el fondo del orificio de perforación debe ser 0,2 m por encima de la superficie de la base horizontal, y la final de 0,2 m de la masa de roca se debe excavar haciendo palanca.

Tabla 3

Espesor de fundación de la presa PL de algunos proyectos de gran tamaño de nueva construcción.

La idea del banco de voladuras con capas delgadas superficiales hoyos y espreferible debido al estricto control de la BDZ. Sin embargo, la construcciónvelocidad de la excavación PL se reduce significativamente debido aun método de excavación en capas tales (Zhang, 2003). A diferencia de los proyectos de construcción generales, los proyectos hidroeléctricos tienen generalmente una gran inversión y un largo período de construcción. Ingenieros y los investigadores en China han hecho grandes esfuerzos para revisar el método de excavación en capas convencional y desarrollar algunos nuevos métodos que son más seguros y eficientes.


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Nuevos métodos para la capa protectora fundación de la presa excavación.Experimentos de producción de algunos métodos de excavación (shallowhole banco de voladuras con el amortiguador en la parte inferior del agujero (SBC), horizontal pre-split de fundación de la presa sin PL (HPP)) tenía ha propuesto para algunos proyectos hidroeléctricos de gran tamaño desde 1970. Los ejemplos son Gezhouba (Río Yangtze, la provincia de Hubei)en 1971 (SBC), East River (río Xiangjiang, provincia de Hunan) en 1978 (HPP). Sin embargo, la primera norma técnica de fundación de la presa excavación, es decir, especificaciones técnicas de construcción sobre el Rock Fundación de excavación Ingeniería de Estructuras Hidráulicas (SDJ211- 83) (Ministerio de Recursos Hídricos y Energía Eléctrica de los PueblosRepública de China, 1983) en China, con chorro de capas se requiere enPL excavación de fundación de la presa.

Con el progreso de las teorías y prácticas en ingeniería, algunas modificaciones se hicieron en las Especificaciones Técnicas de Construcción en roca Fundación de excavación Ingeniería de Estructuras Hidráulicas (SL47-94) (Ministerio de Recursos Hídricos y el Ministerio de Energía Industria de la Energía de la República Popular de China, 1994). En SL47- 94, el método de excavación de voladura en capas fue recomendado, pero también señaló que la voladura métodos de excavación fundación de la presa con o sin PL podrían adoptarse si se ha comprobado que ser factible por la voladura de prueba. Durante este período, de una sola vez de voladura métodos de excavación para la fundación de la presa, con o sin PL eran utilizado en muchos proyectos de energía hidroeléctrica a gran escala, como Longtan (Río Hongshui, Región Autónoma Zhuang de Guangxi), Xiaowan (Río Lancang, provincia de Yunnan), Gaobazhou (río Qingjiang, La provincia de Hubei), Xiluodu (río Jinsha, provincia de Sichuan y Yunnan Provincia), etc., y la buena ingeniería y beneficios económicos se han logrado.

En la actualidad DLT5389-2007 técnica estándar, algunos métodos nuevos, tales como SBC, HSB, HPP, se recomiendan para la primera tiempo, ya que han demostrado ser viable por la voladura de prueba, y la capas de excavación de voladura es sólo reservado, pero ya no se recomienda como el método de preferencia. Estadísticas de métodos de excavación


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fundación de la presa de parte de los proyectos de energía hidroeléctrica a gran escala en China se enumeran en la Tabla 4.

Banco Shallow hoyos de voladura con el amortiguador en la parte inferior de agujero

En 1982, la SBC se propuso y luego se aplican a la producción excavación de fundación de la presa en la estación de energía hidroeléctrica PL Wanan (Río Ganjiang, provincia de Jiangxi). Desde entonces, este método era empleado en varios otros proyectos, como Dongfeng hidroeléctrica estación (río Wujiang, provincia de Guizhou), la energía hidroeléctrica Geheyanestación (río Qingjiang, provincia de Hubei), primera fase longitudinal ataguía del Proyecto de las Tres Gargantas (río Yangtze, Hubei Provincia), etc.

Principios básicos

El diagrama esquemático de la interacción onda de tensión en la interfaz de explosivo y el amortiguador se muestra en la Fig. 3. El estado de estrés del lecho de roca debajo del agujero chorreado pueden mejorarse de manera efectiva mediante el establecimiento de un cojín flexible a la parte inferior de la voladura agujero. Generalmente, la impedancia sónica del material de cojín (? 1C1) es menor que el de explosivo (? 0C0). Cuando la onda de detonación llama la atención la interfaz de materiales explosivos y amortiguar, la reflexión y la transmisión de onda de detonación se produciría en el de la interfaz, y la amplitud de onda transmitida se puede escribir como:

Donde y son las amplitudes de onda transmitida y incidente onda, respectivamente; y son las densidades de explosivo y el material amortiguador, respectivamente;

son la onda de sonido velocidades de material explosivo y el cojín, respectivamente.Como consecuencia de ello, la onda de tensión que actúa sobre el lecho de roca bajo el pozo de sondeo se reduce. Cuando la tensión se reduce a un valor inferior que la última resistencia a la compresión y la última a la tracción de la roca madre, la protección efectiva de la base puede ser lograda.

(1) Indicaciones sobre aspectos técnicos Materiales de cojín razonables con baja impedancia sónica (Resistencia aparente de un circuito dotado de capacidad y autoinducción al flujo de una corriente eléctrica alterna, equivalente a la resistencia efectiva cuando la corriente es continua) Diseño del amortiguador incluye básicamente tres partes, a saber la longitud del amortiguador, la ubicación cojín y los materiales para cojín. En general, el cojín debe ser situado por encima de la fundación la superficie, y la longitud del amortiguador no debe ser demasiado grande con el fin dedos de los pies para evitar excesivas de voladura. De acuerdo con el principio de acción del cojín, puede ser visto que cuanto menor es la impedancia de


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onda de materiales para cojín es, mejor efecto de protección de la roca madre van a recibir. Actualmente, los materiales de cojín de uso común en los proyectos incluyen aserrín, restos de rocas, espuma de polietileno, tubo de bambú, madera, etc.

En la práctica, el efecto y la evaluación económica de las diferentes voladuras materiales para cojín se proyectarán en el diseño óptimo. Cojín parámetros de diseño de proyectos típicos (Pan, 1994; Xu yLin, 1999; Zhen, 1999) se muestran en la Tabla 5.

(2) voladura Shallow hoyos.

En voladura superficial hoyos, el banco bajo y el diámetro pequeño pozos de sondeo se adoptan, que es uno de los medios importantes para reducir la carga por intervalo de demora y las vibraciones de voladura. En las prácticas de ingeniería, la altura del banco es generalmente menos de 5 m, y el diámetro de la perforación es generalmente de menos de 50 mm.(3) el agujero por agujero Detonating Detonando hoyo por hoyo, voladura de retardo de milisegundos a saber, que transformaría un gran cargo de la voladura en una serie.

Tabla 4

Estadísticas de métodos de excavación de cimentación presa para algunos proyectos hidroeléctricos de gran tamaño en China.

Tabla 5Parámetros de diseño del amortiguador de proyectos típicos (Pan, 1994; Xu y Lin, 1999; Zhen, 1999).


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3.1. Diseño típico de perforación y explosión

El perfil típico del diseño de perforación y voladura de SBC y su estructura de carga se muestra en las Figs. 4 y 5, respectivamente. El drilland- parámetros hornos de SBC en la estación de energía hidroeléctrica Ertan (Pan,1994) también se enumeran en la Tabla 6.

3.2. Chorro suave Horizontal

Voladura Smooth pertenece a la tecnología contorno voladura controlada que es ampliamente utilizado en los trabajos de excavación de la energía hidráulica proyectos. Recientemente, chorreado lisa horizontal para la excavación PL se ha utilizado en muchos recursos de agua a gran escala y la energía hidroeléctrica proyectos, como el Proyecto de las Tres Gargantas (río Yangtze, Hubei Provincia), la estación de energía hidroeléctrica Xiluodu (río Jinsha, Sichuan Provincia y la provincia de Yunnan), etc., y se consiguen buenos resultados.

3.2.1. Principios básicos

Una de las características de detonación de explosivos en un pozo es que la energía de onda de choque se transmite desde el pozo de sondeo de una manera muy no discriminatorio, lo que significa que el shock la energía se propagará desde el agujero a la masa de roca que rodea independiente de la dirección. En consecuencia, la fragmentación dirigida al macizo rocoso y el daño inducido por la voladura de la reserva macizo rocoso ocurrirá.

3.2.2. Indicaciones sobre aspectos técnicos

(1) distancia razonable entre la separación y la profundidad sobrecargar.

La experiencia en Ingeniería demuestra que la calidad de la fundación-superficie depende principalmente de la relación entre la separación (S) y la profundidad sobrecargar (B). Generalmente, S / B ≤ 0,8 es razonable, lo que significa que la profundidad sobrecargar no debe ser demasiado pequeño en comparación con el espaciado.

Tabla 6

Parámetros de perforación y voladura de SBC en la estación de energía hidroeléctrica Ertan (Pan, 1994).


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(2) detonante al mismo tiempo

Grietas en crecimiento independientemente de la dirección se propagarán en un pozo cuando se utiliza detonante explosivo. Si explosivos en los pozos adyacentes se detonaron al mismo tiempo, se formará una grieta a través de ruptura entre perforaciones adyacentes más fácilmente y la cantidad y la longitud de otras grietas se reducen. Se muestra en los experimentos de Langefors y Kihlström (1978) que el contorno de voladura instantánea y voladura retardo de milisegundos (menos de 100 ms) es superior a la de la detonación de hoyo por hoyo. En proyectos prácticos, cordón detonante se utiliza generalmente para reducir el retraso de la detonación.

(3) carga Desacoplamiento

Desacoplamiento de carga es uno de los principales métodos para voladura suave. Por desacoplamiento carga, una carga óptima se puede obtener, que es capaz de formar una grieta penetrado entre pozos adyacentes, pero no lo suficientemente grande para causar daño inesperado a la masa rocosa reservada. En proyectos prácticos, desacoplamiento radial y desacoplamiento axial se logran mediante cargo en forma de cadena.

(4) la precisión de perforación

Calidad de perforación es otro aspecto importante en chorro suave. Debido a la mala calidad de la perforación, a veces pueden ocurrir incidentes de mala calidad excavación. Tanto de la desviación de la ubicación de perforación y el ángulo de perforación afectará a la calidad de excavación. Cuando la desviación es grave, la superficie de contorno puede no estar bien formado. De acuerdo con la DLT5389-2007 código, en voladura suave, la desviación de la ubicación de perforación debe limitarse en 50 mm, la desviación del ángulo de perforación debe limitarse en el 1◦, y las irregularidades de la superficie excavada debe ser inferior a 15 cm. Relación de medio reparto también está estrictamente restringido, como se muestra en la Tabla 7.

Tabla 7Relación de medio fundido requiere las especificaciones técnicas con la Comisión de Reforma de la República Popular de China (2007)


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3.2.3. Diseño típico de perforación y explosión

El perfil típico del diseño de perforación y voladura de HSB y su estructura de carga se muestra en las figuras. 6 y 7, respectivamente. Los parámetros hornos drilland- de HSB en Tres Gargantas del Proyecto (Wang, 2003) también se enumeran en la Tabla 8.

Tabla 8

Parámetros de perforación y voladura de HSB en el Proyecto de las Tres Gargantas (fundación shiplock permanente) (Wang, 2003).

4. Horizontal pre-split de fundación de la presa sin capa protectora

Desde su primera aplicación en la excavación fundación de la presa de la central hidroeléctrica Dongjiang (río Xiangjiang, provincia de Hunan) en 1979, horizontal pre-split de fundación de la presa sin PL se ha utilizado en muchos de los recursos hídricos y los proyectos hidroeléctricos, como túnel de desvío de los Tres Proyecto Gargantas (río Yangtze, Hubei Provincia), la estación de energía hidroeléctrica Jinshuitan (río Oujiang, provincia de Zhejiang), etc.

4.1. Principios básicos

Las características de los agujeros pre-split son intensamente perforados en la línea de contorno diseñado y disociación cargada. En el proceso de voladura pre-split, la carga de pre-split en primer lugar se detonó a formar grietas pre-split.

4.2. Indicaciones sobre aspectos técnicos

Tanta voladura pre-split y voladura suave se controlan contorno voladuras técnicas que están diseñados para reducir el BDZ, para controlar la generación y desarrollo de las grietas de detonación, y para proteger la masa de roca restante y forman la superficie del contorno de la


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excavación. Los conceptos básicos y los puntos principales técnicas son similares, pero las diferencias son los procesos específicos y la selección de los parámetros.

4.3. Diseño típico de perforación y explosión

El diagrama esquemático de la excavación ranura pionero en HPP en la estación de energía hidroeléctrica Laxiwa (Dong et al., 2007) se muestra en la figura. 8. El perfil típico del diseño de perforación y voladura para HPP y su estructura de carga se muestra en las figuras. 9 y 10, respectivamente.

Los parámetros de perforación y voladura de HPP en el Proyecto de las Tres Gargantas (sección aliviadero de la presa) (Zhen, 2000) también se enumeran en la Tabla 9.

Tabla 9

Parámetros de perforación y voladura de HPP en el Proyecto de las Tres Gargantas (sección aliviadero de la presa) (Zhen, 2000).


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5. Comparación de diferentes métodos de excavación de capa protectora

La evaluación de los métodos de construcción rápida de fundación de la presa PL principalmente incluye la voladura efecto de excavación, la velocidad de construcción de ingeniería, costos, etc. Especialmente, voladura efecto excavación se refleja principalmente en la zona dañada de la masa de roca restante y la calidad de la superficie de la cimentación.

Tomando central hidroeléctrica Wanan (río Ganjiang, provincia de Jiangxi) y las prácticas de ingeniería en Yantan y Ertan centrales hidroeléctricas de ejemplos, se puede observar que el buen efecto de la excavación de voladura se puede obtener SBC. Para los casos como Longtan, Laxiwa, Xiangjiaba y centrales hidroeléctricas Xiluodu, se puede demostrar que, utilizando el control de contorno de voladura tecnologías, podemos conseguir una buena superficie de contorno de la excavación y el buen efecto de chorreado por tanto HSB y HPP.

6. Problemas de excavación capa protectora de alta in situ en regiones de tensión

La mayoría de los proyectos de energía hidroeléctrica a gran escala en construcción o que se construirá se encuentran en las regiones del valle profundos en el suroeste de China, donde alta en el estrés situ es uno de los retos en la ingeniería de la construcción de la presa. La descarga de rock fuerte y la relajación inducida slabbing ocurrieron en presa fundación excavación de la estación de energía hidroeléctrica Xiaowan (Liu et al, 2008;.. Qi et al, 2008;. Huang et al, 2010). Fisura de descarga típica en la presa fundación excavación de la estación de energía hidroeléctrica Xiaowan se muestra en la figura. 11. Durante la excavación fundación de la presa a gran profundidad, el alto estrés situ se libera de repente y fisuras de descarga, en consecuencia inducida. Las fisuras de descarga son más o menos clasifican en tres tipos, es decir, fisuras sucesivas que se extienden a lo largo de las fisuras tectónicas iniciales, que se extienden amplias fisuras controladas por las fisuras tectónicas iniciales y fisuras frescas recién nacido durante la excavación o después del proceso de excavación (Qi et al, 2008; Ma. , 2009).

7. Conclusiones

Fundación PL excavación es un tema importante en la construcción de proyectos hidroeléctricos en China. La operación segura de todo el proyecto está directamente afectada


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por la calidad de excavación fundación, y el programa de construcción de todo el proyecto se ve afectada por la velocidad de excavación fundación.

La excavación PL menudo influye en el programa de construcción. De este modo, la fundación presa relacionada PL reglamentos de excavación deben reforzarse estrictamente en China. Por lo tanto, en la construcción de proyectos de energía hidroeléctrica, la calidad de la ingeniería debe garantizarse para mejorar la velocidad de la construcción.

En la actualidad, investiga sobre la excavación PL se centra en dos cuestiones: por un lado, la forma de mejorar la voladura de la calidad y la eficiencia asociada a los procesos de construcción; por el contrario, una mayor exploración en el criterio de fallo daño inducido por chorro y la viabilidad de la abolición de la PL de fundación de la presa.

Al mismo tiempo, más investigación debe llevarse a cabo también en los problemas de la fundación de la presa PL excavación se encuentran en las regiones alpinas y garganta con alto contenido de estrés situ.

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