seccign 02350 - perforacion e inyecciones (co-plementaria3)

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PROYECTO HIDROELECTRICO HUANZA

SECCIÓN 02350 – Perforaciones e Inyecciones

REVISION : 1 FECHA : Octubre 09, 10 1 de 24

SECCION 02350

PERFORACIONES E INYECCIONES

Rev. Fecha Descripción Preparada Revisada

0 29.04.09 Documento

Inicial

JP CT

1 09.10.10 Especificaciones

Complementarias

JA JA

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TABLA DE CONTENIDOS

SECCION 02350 –PERFORACIONES E INYECCIONES

PARTE 1 GENERALIDADES .............................................................................................. 4

1.1 ALCANCE DEL TRABAJO ........................................................................................ 4 1.2 DEFINICIONES ........................................................................................................... 4 1.3 SECCIONES RELACIONADAS ................................................................................. 4 1.4 REFERENCIAS ............................................................................................................ 4 1.5 ENTREGAS POR PARTE DEL CONTRATISTA ...................................................... 5 1.6 MEDICION Y PAGO ................................................................................................... 5

PARTE 2 PRODUCTOS ........................................................................................................ 6

2.1 MATERIALES.............................................................................................................. 6

PARTE 3 EJECUCION ........................................................................................................... 9

3.1 LIMITES ....................................................................................................................... 9 3.2 PERFORACIONES ...................................................................................................... 9 3.3 ENSAYOS PREVIOS A LAS INYECCIONES EN LA CORTINA DE LA PRESA 10 3.4 INYECCIONES A PRESIÓN ..................................................................................... 11

PARTE 4 ESPECIFICACIONES COMPLEMENTARIAS .............................................. 16

4.1 TRATAMIENTO DE FUNDACIONES ..................................................................... 16 4.2 TRATAMIENTOS DE SUPERFICIE ........................................................................ 16 4.3 TRATAMIENTOS PROFUNDOS ............................................................................. 17 4.4 LIMITE Y CONTROL DE VELOCIDAD DE PARTÍCULA DE VOLADURAS DURANTE TRABAJO DE INYECCIONES ........................................................................ 23

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SECCION 02350

PERFORACIONES E INYECCIONES

PARTE 1 GENERALIDADES

1.1 ALCANCE DEL TRABAJO

A. En esta sección se trata de todos los trabajos necesarios para la ejecución de perforaciones e

inyecciones a presión en roca, en un todo de acuerdo a los planos y lo exigido por EL

INGENIERO.

B. EL CONTRATISTA proveerá todos los materiales, mano de obra, herramientas, equipos,

dirección y supervisión de los trabajos correspondientes a esta sección.

1.2 DEFINICIONES

A. "Perforación para inyección", significa una perforación ejecutada en la roca con el propósito

de inyectar mezclas a presión en determinadas zonas del estrato rocoso según instrucciones

de EL INGENIERO.

B. “Inyección”, significa una mezcla de agua, cemento y aditivos colocados a presión con el

objeto de consolidar y / o impermeabilizar estructuras geológicas donde estarán asentadas las

estructuras.

1.3 SECCIONES RELACIONADAS

A. SECCION 02290 EXCAVACION A CIELO ABIERTO

B. SECCION 02295 EXCAVACIONES SUBTERRANEAS

C. SECCION 03300 CONCRETO VACIADO EN SITIO

D. SECCION 03800 CONCRETO COMPACTADO A RODILLO (CCR)

1.4 REFERENCIAS

Las normas y estándares aquí enumerados se considerarán en su última versión valida.

A. ASTM C 150-07 Standard Specification for Portland Cement

B. ASTM D 2241-05 Standard Specification for Poly (Vinyl Chloride) (PVC) pressure-rated

Pipe (SDRSeries)

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C. USBR Earth Manual.

D. Unites States Corp of Engineers. Design Manual. EM-1110-2-3506. Grouting Technology

1.5 ENTREGAS POR PARTE DEL CONTRATISTA

A. Previo al inicio de las tareas EL CONTRATISTA deberá presentar a EL INGENIERO el

listado de equipos de perforación e inyección que utilizará en los trabajos conjuntamente con

el registro de experiencia de los operadores y supervisores que tendrán a su cargo la

ejecución de las tareas.

B. EL CONTRATISTA también presentará la metodología y programas de trabajo para

perforaciones e inyecciones.

C. En las perforaciones de reconocimiento, se recogerán la totalidad de testigos resultantes y se

conservará en cajas adecuadas, y colocados en el mismo orden en que fueron obtenidos, con

indicación de la profundidad a que corresponden.

D. A medida que se ejecutan los trabajos EL CONTRATISTA irá entregando a EL

INGENIERO todos los registros de perforaciones e inyecciones donde constarán fecha y

número de perforación, descripción y cambios de estratos, lectura de niveles de agua,

longitud de corrida y de recuperación de testigos, resultados de ensayos de absorción y de

permeabilidad cuando éstos se efectúen, detalles de las inyecciones de lechada de cemento,

presiones, consistencia, cantidades y tiempos empleados para cada etapa de inyección,

registro del manómetro, proporciones de los materiales de las lechadas utilizadas y

viscosidades. Asimismo se deberán incluir toda la información que puede resultar relevante

tal como conexiones con otras perforaciones si las hubiera, medición de movimientos de

roca, etc.

1.6 MEDICION Y PAGO

A. Las medidas para el pago de todas las perforaciones se harán a lo largo del eje de cada uno

de ellas, desde la superficie de la roca hasta el extremo de la longitud perforada, siguiendo

las instrucciones de EL INGENIERO.

B. El pago de todas las perforaciones se hará sobre la base de los precios unitarios por metro

consignado en la planilla de la Oferta. Los precios unitarios incluirán el pago de la provisión

de los registros de campaña, sondeos, cajas para testigos, el relleno de las perforaciones

inyectadas, el lavado y limpieza de perforaciones, el retiro de las herramientas perdidas o

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atascadas, el control de desviación, el equipo de perforación y su desplazamiento e

instalación.

C. No se hará pago adicional alguno por las dificultades que pudieran surgir por perforar

boquillas o agujeros en el hormigón, por las reperforaciones de aquellas perforaciones que

fuera necesario hacer por haber realizado una limpieza inadecuada, por retirar herramientas

perdidas. Tampoco se hará pago adicional por los requisitos de interrumpir las perforaciones

para permitir ensayos, lavado o inyección, o para limpiar las mismas para poder seguir

perforando.

D. Las medidas para el pago de la provisión y manipuleo de materiales básicos, como también

el proceso de inyección se hará sobre la base del volumen de material inyectado, según los

registros de ingreso de material a las perforaciones. El pago se hará sobre la base del

volumen inyectado.

E. El Cemento utilizado será pagado por separado, considerando la cantidad de cemento

medido en peso en la planta de dosaje, utilizado en las distintas mezclas y efectivamente

inyectado en las perforaciones. Las cantidades serán expresadas en toneladas.

F. El pago de la provisión y manipuleo de todos los materiales básicos para la inyección y el

agua se hará sobre la base de los precios consignados. Los precios unitarios incluirán el pago

de la provisión, transporte a obra y a las plantas de inyección, el almacenamiento y

manipuleo de los materiales y las técnicas de mezclado y procedimiento de inyección

utilizado. También se incluirán las tuberías, accesorios, codos, cajas de inyección, topes,

niples, y demás elementos necesarios para efectuar las inyecciones.

G. No se hará pago alguno por el cemento u otros materiales básicos desperdiciados por no haber

protegido adecuadamente de la exposición de agentes atmosféricos, el deterioro o

endurecimiento debido a causas durante el transporte, el almacenamiento o manipuleo o por

pérdidas y grietas, perforaciones o juntas que EL CONTRSTISTA no haya cerrado u

obturado, o no hayan sido descubiertas.

PARTE 2 PRODUCTOS

2.1 MATERIALES

A. La mezcla para inyección estará compuesta por cemento portland y agua, y/o cemento

portland, agua y un aditivo plastificante o eventualmente bentonita. Podrá ser requerido el

agregado de arena y/u ocasionalmente un acelerador de fragüe aprobado, si así lo ordenara

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EL INGENIERO. Las mezclas para inyecciones, a las que en este pliego se las denominará

"lechadas", se variarán como fuera necesario de acuerdo con las características de cada

perforación, en la forma que determine EL INGENIERO de acuerdo con las condiciones

encontradas en la roca.

B. El Contratista proveerá, almacenará, manipulará y protegerá de la inclemencia del tiempo,

todos los materiales para inyecciones a presión, requeridos por los trabajos especificados en

esta sección.

C. El cemento estará libre de terrones debidos a su fraguado durante el almacenamiento. Deberá

tener una superficie específica de mínimo 3500 cm2/g y no deberá quedar más del 5% en

peso retenido en el tamiz Nº 200. Será provisto en bolsa y almacenado en forma separada de

otros cementos que se empleen para otros fines. Todo cemento que contuviera terrones o

sustancias extrañas, en cantidades que EL INGENIERO considerara perniciosas para las

inyecciones, será rechazado y deberá ser retirado del emplazamiento por EL

CONTRATISTA a su cargo.

D. La bentonita que se usará en las mezclas para inyecciones deberá cumplir con lo

especificado por el American Petroleum Institute y con las siguientes condiciones:

• Tipo: Montmorillonita sódica

• Tamizado vía húmeda. Residuo en el tamiz Nº200 : Máximo 2,5%

• Humedad: Máximo 10%

• Lectura del mezclador: Mínimo 30 a 600 rpm

• Punto de fluencia: Máximo 3 x viscosidad plástica

• Filtrado: Máximo 13,5 ml

• Índice de plasticidad: Mínimo 400%

E. El agua deberá estar libre de materia orgánica, aceites, ácidos, álcalis, sales, limo. El grado

de turbidez máximo será de 2000 mg/l. No deberá contener más de 1000 mg/l de cloruros y

no más de 1000 mg/l de sulfatos. La cantidad de impurezas será tal que como máximo

aumente en un 25% el tiempo de fraguado respecto a la mezcla realizada con agua destilada.

La temperatura del agua no debe exceder los 25 ºC.

F. Se emplearán aditivos plastificantes, reductores de contracción y aceleradores libres de

cloruros. No deben corroer al acero ni afectar la resistencia y endurecimiento de la lechada.

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G. En caso de utilizarse arena, ésta deberá cumplir con la norma ASTM C33 y estar formada

por fragmentos de roca duros, densos, durables, libres de películas superficiales y que la

cantidad de impurezas orgánicas en proporción con el total sea pequeño y de acuerdo a las

normas de este pliego. La finura y graduación granulométrica de la arena a usarse en las

mezclas de inyección, deberá cumplir con la siguiente prescripción.

Tamices Malla Cuadrada % Acumulado en peso

Pasa Retenido

8 100 0

16 95-100 0-5

30 60-85 15-40

50 20-50 50-80

100 10-30 70-90

200 0-5 95-100

H. EL CONTRATISTA deberá medir y mezclar los componentes de las mezclas con toda

precisión, en las proporciones y la forma requerida por EL INGENIERO.

I. Previo a la iniciación de las inyecciones, EL CONTRATISTA deberá realizar ensayos de

laboratorio y de campo. La relación agua/cemento estará comprendida entre 0,65 y 1,00. Las

lechadas de cemento deberán cumplir los siguientes requisitos:

a. Estabilidad. Que la exudación o sangrado medido en una probeta de 500 mililitros y

durante 2 horas no exceda el 5%.

b. Fluidez. Que el tiempo de evacuación del volumen estándar de lechada en el cono

Marsh esté comprendido entre 30 y 33 segundos.

c. Resistencia. Que la resistencia a la compresión inconfinada de una probeta

endurecida de lechada a 28 días, con relación de diámetro a altura de 2, sea mínimo de

80 kg/cm2.

J. EL INGENIERO dirigirá las pruebas, pero esto no exime al CONTRATISTA de la

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responsabilidad de garantizar las propiedades de las lechadas exigidas en estas

Especificaciones.

K. EL CONTRATISTA deberá efectuar pruebas utilizando el equipo de inyección, con el

objeto de determinar la dosificación óptima de las mezclas de lechada que se usarán en las

inyecciones.

L. La lechada se realizará primero mezclando el agua con la bentonita para una relación dada

de agua/bentonita o aditivo plastificante. En otro mezclador a esta mezcla básica se le

agregará cemento, aditivos, arena si correspondiera y agua adicional, esta será la mezcla

final. No se podrá utilizar el mismo mezclador para la mezcla básica y la final.

PARTE 3 EJECUCION

3.1 LIMITES

A. Las perforaciones ejecutadas, bajo las prescripciones de esta sección, no se separarán de la

dirección exigida en más del 5 % en la longitud de la perforación. Las desviaciones de las

perforaciones serán controladas por EL CONTRATISTA, a requerimiento de EL

INGENIERO, con instrumentos adecuados aprobados por este último. Si los resultados de

tales determinaciones mostraran desviaciones superiores al 5 % como se indica más arriba,

se podrá exigir a EL CONTRATISTA el relleno de tales perforaciones con mortero y la

reperforación con desviación inferior al 5 % sin costo adicional alguna. Las medidas

relativas a la longitud de la perforación se tomarán desde el extremo superior del entubado o

desde la boca de pozo, según sea el caso.

3.2 PERFORACIONES

A. Cada equipo dispondrá de agua o fluido de perforación a la presión y caudal adecuado al

diámetro y condiciones de la perforación, suministrado por bomba individual o línea de

alimentación adecuada.

B. Las perforaciones a rotación destinadas a investigación, o a instalación de equipos de

instrumentación utilizarán agua como fluido de perforación. Se utilizará diámetro NX con

toma núcleos de doble barril.

C. Cada perforación se emplazará según lo indicado en los planos, con una tolerancia en la

posición de la boca de perforación de hasta 10 cm respecto al punto teórico replanteado

sobre la superficie, y una desviación máxima de 5° respecto al rumbo y/o la inclinación

establecida, medida sobre el varillaje, con un instrumento adecuado.

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D. Una vez terminado un tramo de perforación, se descenderá hasta el fondo la barra de

perforación circulando agua a presión, hasta obtener un reflujo claro; en el caso que no se

pueda obtener agua de retorno por pérdidas a través de las fisuras de la roca, se hará

trabajar la bomba con su máxima capacidad durante no menos de cinco (5) minutos. El

lavado de las perforaciones será un trabajo de rutina para todas las perforaciones en roca y se

lo considerará una parte integrante del trabajo de perforación.

E. El uso de lubricantes, grasas u otros aditivos no será permitido en las varillas de perforación,

ni agregados de agua de perforación sin permiso escrito de EL INGENIERO.

F. Las perforaciones para inyección serán ejecutadas en etapas o en toda su longitud en una

operación continua. Sin embargo, si durante la perforación para la inyección se perdiera el

agua de perforación o se encontrara una capa acuífera importante, se suspenderá la

perforación, se lavará la sección de la misma en que se ha presentado este fenómeno, se hará

el ensayo con agua a presión y se inyectará. Esas perforaciones normalmente se lavarán una

vez cumplido el tiempo de fraguado inicial de la mezcla inyectada pudiéndose a partir de

esta operación continuar con la ejecución de la perforación.

G. Una vez terminada y lavada cualquier perforación, EL CONTRATISTA la tapará

inmediatamente con tapones de madera o tapas de metal y las protegerá de la entrada de

suciedad, productos de deshecho, lechada, agua superficial o cualquier otro material.

H. El equipo de perforación debe encontrarse en perfecto estado y sujeto a la aprobación de EL

INGENIERO.

I. El equipo debe ser para perforaciones rotativas capaz de perforar con cualquier ángulo hasta

una profundidad superior a las establecidas en los planos y con los diámetros especificados.

3.3 ENSAYOS PREVIOS A LAS INYECCIONES EN LA CORTINA DE LA PRESA

A. Se ejecutarán ensayos de absorción de agua tipo Lugeon con la finalidad de estudiar la

permeabilidad del macizo rocoso de la fundación de la presa antes de su tratamiento con

las inyecciones.

B. En principio, previa autorización de EL INGENIERO, se ejecutarán ensayos Lugeon en

determinadas perforaciones primarias para la cortina seleccionadas por EL INGENIERO

aproximadamente cada 48 m de distancia, y con una longitud de 10 m más que la longitud

prevista en los planos para el sector que se investiga. Una vez realizadas las perforaciones

se realizarán ensayos Lugeon por tramos de 3 a 5 metros, si eventualmente es requerido

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por EL INGENIERO.

C. El ensayo Lugeon se realizará registrando 4 valores de presión y caudales

correspondientes durante 10 minutos, aislando con obturador la zona del sondeo a

verificar. La presión máxima a utilizar se adoptará teniendo en cuenta las condiciones del

sitio a ensayar de acuerdo con las instrucciones de EL INGENIERO. El ensayo se

realizará en fase ascendente de presión, y descendente, por los mismos puntos. Los

resultados se registrarán en gráficos caudal-presión. El equipo a utilizar deberá ser apto

para aplicar, como mínimo, una presión relativa adicional de 10 kg/cm2.

D. La inyección de estas perforaciones se hará una vez terminadas las pruebas Lugeon, con

el propósito de correlacionar la recuperación y el RQD medido en los testigos (por cada

sector) con el número de unidades Lugeon y las absorciones obtenidas de lechada, en

volumen por metro de perforación.

E. No se ejecutarán ensayos Lugeon en perforaciones o en sectores adyacentes a

perforaciones que se estén inyectando o que ya hayan sido inyectados.

3.4 INYECCIONES A PRESIÓN

A. Las inyecciones a presión, serán trabajos a ser ejecutados bajo la supervisión de EL

INGENIERO. EL CONTRATISTA incluirá, sin estar limitada a ello, el proyecto detallado y

el establecimiento de los procedimientos a ser adoptados, el material a inyectar, el control y

ensayo de las mezclas, y los ajustes a ser hechos en todos los aspectos de los procedimientos

de inyección, los que deberán ser sometidos a la aprobación de EL INGENIERO.

B. Para asegurar un desempeño eficiente y satisfactorio con el máximo de cooperación y

coordinación entre el personal de EL INGENIERO y el personal de EL CONTRATISTA,

este último empleará supervisores y personal competente experimentado en los trabajos de

inyección y perforación de manera de obtener un trabajo correctamente ejecutado por

personal idóneo que en ningún momento estará falto de dirección y supervisión inmediata en

obra.

C. Los equipos necesarios para realizar las inyecciones deberán estar aprobados por EL

INGENIERO y deben tener como condicionante el batir y agitar la mezcla con efectividad y

forzarla a las conducciones de inyección en forma continua con las presiones especificadas.

Todas las operaciones de mezclado se harán mecánicamente y existirán medidas de

precisión, realizándose la dosificación en peso.

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D. Cada equipo para inyección que se suministre para la Obra deberá incluir el siguiente equipo

mínimo:

1. Una bomba de flujo continuo para operación y otra auxiliar. Estas bombas deberán

contar con válvulas automáticas para regular la presión y el flujo. No se permitirá

inyectar a una tasa mayor de 50 l/min de lechada. Las bombas deberán tener

capacidad para operar a baja presión y en forma efectiva. La capacidad de la bomba

de inyección no será inferior a una presión de inyección de 50 kg/cm2. Las bombas

podrán tener una variación máxima en la presión de inyección del cinco por ciento

como máximo. Se deberá instalar en la toma de las bombas una conexión para agua

con el fin de facilitar el lavado del sistema y la inyección de agua dentro de los

huecos, además de un sistema que garantice el retorno de la mezcla sobrante hasta el

agitador.

2. Un mezclador coloidal de alta velocidad, no menor de 1500 rpm, capaz de mezclar

cualquier tipo de lechada con las proporciones especificadas. El mezclador deberá

estar equipado con un dispositivo medidor de agua calibrado para dar lecturas en

litros y décimas de litro. El mezclador debe tener la capacidad suficiente para

asegurar el suministro suficiente de lechada, cuando se esté inyectando con el gasto

máximo especificado.

3. Un agitador mecánico con una velocidad mínima de 100 rpm y con capacidad para

agitar y mantener en suspensión todos los materiales sólidos contenidos en la mezcla

de inyección. El agitador deberá estar equipado con tamices que permitan remover

de las mezcladoras y del tubo de retorno, cualquier mezcla endurecida o cualquier

material extraño que sea retenido por un tamiz No. 100, U.S. “Standard”, cuando no

se utilicen mezclas con arena, o uno No. 8 si se está utilizando arena. La capacidad

del agitador no deberá ser menor que la del mezclador. El agitador deberá estar

graduado de modo que el volumen inyectado de mezcla se pueda medir con

suficiente aproximación. El agitador deberá estar a menos de 30 m del hueco que se

está inyectando.

4. Tanques para la saturación de la bentonita que será incorporada a la lechada. Se

anticipa que este proceso requiere de la agitación del lodo de bentonita por un

período mínimo de 24 horas. Los tanques deberán estar provistos de un mecanismo

que permita dicha agitación.

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5. Todas las válvulas, medidores del flujo de agua, medidores de mezcla, mangueras de

presión, tuberías, manguitos, tapones, conexiones y herramientas necesarias para

efectuar la operación de inyección de acuerdo con lo especificado. EL

CONTRATISTA deberá disponer de un medidor de presión de alta precisión para

verificar la exactitud de todos los medidores de presión usados en el sistema de

inyección y de un medidor de flujo de alta precisión para verificar la exactitud de

todos los medidores de flujo usados en el sistema de inyección.

6. Empaques expandibles neumática o hidráulicamente o aros manipulados

mecánicamente, de caucho, cuero, u otro material apropiado que puedan colocarse

solos o en pares, en un hueco a cualquier profundidad, con el fin de aislar una

sección del mismo. Los empaques deberán poder expandirse para sellar los huecos

en un determinado lugar y una vez expandidos deberán soportar, sin escapes, durante

cinco minutos, presiones de agua iguales a las máximas presiones de inyección que

deban soportar.

E. El equipo de inyección constará de una línea de abastecimiento y otra de retorno, entre la

bomba y el orificio de inyección. La línea de retorno deberá estar ubicada antes del medidor

volumétrico de las mezclas inyectadas.

F. Las mezclas que pasen más de 1,5 horas en la mezcladora, deben ser desechadas, ya que las

propiedades reológicas se modifican luego de transcurrido ese tiempo, no obstante ello, este

valor puede ser corroborado o ajustado en obra.

G. El sistema contará con el número necesarios de manómetros de forma tal que se pueda

comprobar la presión, principalmente en las inmediaciones del taladro de inyección, de

modo que se pueda garantizar la que tiene la mezcla al introducirse en el mismo. La

disposición, número y tipo de manómetros debe estar verificada por EL INGENIERO.

H. El sistema contará con un registro gráfico permanente de los volúmenes y presiones

utilizadas en la inyección, disponiendo de cortes automáticos para los volúmenes máximos y

presiones máximas indicadas por EL INGENIERO.

I. Inyecciones de la cortina de la presa. Las inyecciones de la cortina de la presa se

ejecutarán por el método ascendente en tramos no mayores a 5 m de longitud, para las

inyecciones de consolidación, la longitud de tramo podrá adaptarse en obra de acuerdo a

los ensayos previos realizados.

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Antes de iniciar el proceso de inyección, es necesario introducir agua para saturar las

fisuras del terreno, este proceso se realizará en tramos de 5 m en la pantalla profunda y en

tramos de 4 a 5 m para la consolidación. La saturación, a ejecutarse por vertido de agua

por gravedad, previa a la inyección, se realizará solamente en los tramos de taladro que se

encuentren por encima de la napa freática.

La presión de inyección corresponde a la presión que se está aplicando al tramo de

inyección durante todo el proceso. Por razones prácticas, la presión se mide en el

manómetro ubicado en la boca de pozo, o bien en la bomba, pero teniendo en cuenta la

diferencia de nivel si ésta se halla en un nivel diferente.

La inyección se llevará a cabo por el método de control de presión y volumen. Cada

etapa se deberá llevar al nivel de presión pre-establecido en un periodo mínimo de 10

minutos, utilizando incremento lineal de presión. Las presiones inicialmente

seleccionadas se muestran en la tabla siguiente, pero podrán ser ajustadas por EL

INGENIERO, dependiendo de los resultados iniciales.

Etapa presión

0 – 5 m 2.0 kg/cm2

5 – 10 m 4.0 kg/cm2

10 – 15 m 6.0 kg/cm2

Mayor de 15m 10.0 kg/cm2

El criterio de rechazo para las inyecciones será indicado por EL INGENIERO después de

las pruebas iniciales y podrá cambiar durante las operaciones de inyección. En general, la

inyección de un hueco o etapa no estará terminada hasta que el hueco rechace a la presión

máxima requerida para esta etapa o hueco, con un caudal de bombeo menor a 5 litros por

minuto.

Si no se alcanza la presión máxima estipulada y se han inyectado hasta 1000 litros de

lechada en una etapa, se suspenderá la inyección por un período de 24 horas, teniendo

cuidado de lavar el hueco después de alcanzado el tiempo de fraguado inicial de la

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lechada, con el propósito de poder continuar posteriormente con las inyecciones.

J. Inyecciones de contacto. Las inyecciones de contacto se realizarán con el objeto de

llenar todos los espacios vacíos existentes entre el concreto y la superficie de roca en los

revestimientos del túnel. En los sitios previamente establecidos durante las operaciones

de colocación del concreto de revestimiento y de acuerdo con lo mostrado en los planos y

con las indicaciones de EL INGENIERO, EL CONTRATISTA dejará tubos embebidos

en el vaciado del revestimiento para aplicar las inyecciones.

EL INGENIERO establecerá en la obra la proporción de la mezcla de lechada o mortero

que deba aplicarse en las inyecciones de contacto. No obstante, como dosificación de

partida se podrá utilizar un mortero con una dosificación en peso de 1:2.5,

cemento/arena, con una relación agua/cemento de 0.52.

En general la inyección de contacto no será considerada completa hasta que el hueco

rechace a la presión máxima requerida, con un caudal de bombeo menor de 2 lt/min. La

presión máxima para aplicar en las inyecciones de contacto será indicada por EL

INGENIERO y estará comprendida entre 1 y 3 kg/cm2.

Las inyecciones de contacto se deberán iniciar conectando los tubos de suministro de

mezcla a los huecos localizados en los sitios más bajos de un extremo de la sección

inyectada y con los huecos restantes abiertos y libres de obstrucciones.

Posteriormente, se deberá inyectar mezcla en los espacios vacíos hasta cuando el hueco

no admita más mezcla a la presión requerida. Si durante la aplicación de las

inyecciones la mezcla fluye a través de un hueco abierto, y esta mezcla es de

consistencia similar a la de la inyectada, este hueco abierto deberá taparse. Cuando un

hueco no admita la mezcla inyectada en la forma especificada deberá cerrarse por medio

de una llave removible de cierre, o por cualquier otro método aprobado, y el tubo del

suministro deberá conectarse al hueco inmediatamente superior o al hueco que indique

EL INGENIERO. Después de haber terminado la aplicación de inyecciones en un

hueco, la presión deberá mantenerse constante por medio de una válvula adecuada hasta

cuando la mezcla haya endurecido suficientemente y sea retenida en el hueco.

herrerrl

Sticky Note

Considerar!!!

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PARTE 4 ESPECIFICACIONES COMPLEMENTARIAS

4.1 TRATAMIENTO DE FUNDACIONES

A. Los criterios para el tratamiento de las fundaciones de las estructuras incluyen:

a. Tratamientos de la superficie de fundación, que comprende todos los trabajos de

excavación fina, limpieza, preparación y liberación de las fundaciones.

b. Tratamientos en subsuelo, que incluye los tratamientos profundos por medio de

inyecciones de consolidación, cortina de impermeabilización y pantalla de drenaje.

4.2 TRATAMIENTOS DE SUPERFICIE

A. Los criterios para preparación de las fundaciones se relacionan a las características del macizo

rocoso a medida que se llega al nivel de desplante en cada sector de trabajo, nivel que en cada

zona de la presa debería coincidir, en la medida de lo posible, con los limites o juntas de los

bloques de concreto que componen la estructura de la presa RCC prevista a construir.

B. Referente a la excavación de la fundación es de señalar que el método que se utilizará incluye

el uso de topadora D-8 con escarificador, retropala mecánica, martillo neumático sobre

retropala (picotón) a lo que se agregará voladuras hasta la proximidad del nivel final de

excavación requerida, según sea necesario para uniformizar sectores muy resistentes. La

terminación fina de la excavación deberá ser realizada en todos los casos con picotón,

martillos neumáticos manuales, y posteriormente cuadrillas de obreros utilizando barretas,

pico y palas para liberar bloques sueltos y materiales blandos. Finalmente se realizará la

limpieza de finos con chorro de agua y aire a presión, acorde con los requerimientos y las

características de la roca hasta la limpieza completa de su superficie.

C. Una vez alcanzado este nivel de limpieza, todas las “aberturas de discontinuidades” de 1 a 30

cm de ancho, aisladas entre sí, deberán en principio dejarse en la condición en que se

encuentran, o sea sin realizar tratamiento dental, removiéndose únicamente los bloques y

partículas sueltos o descalzados con barreta de mano y limpieza con agua –aire a presión,

inmediatamente antes de la colocación del concreto de regularización. No es necesario el uso

de martillo neumático o hidráulico en las mismas. Todas las aberturas de discontinuidades

mayores a 30 cm de ancho, como también aquellas menores que estuvieran asociadas entre sí

formando un campo único mayor a 30 cm de ancho, que presenten evidencias importantes de

alteración y cizallamiento, llevarán tratamiento dental, esto es barreta de mano, pala, pico y si

fuera necesario martillo neumático hasta una profundidad máxima y excepcional del doble de

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su ancho, y profundidad sujeta a que no se observen mejoras de la calidad o reducción

evidente del ancho con la profundización de la excavación y antes de alcanzar la profundidad

máxima programada, lo que permitirá reducir la profundidad de estos tratamientos,

asegurando una superficie que permita una firme adherencia del concreto de remplazo

(preferentemente rugosa) con el macizo rocoso de fundación.

D. Los taludes que se generen entre los distintos niveles de fundación a lo largo de la presa,

también deberán ser saneados y limpiados a una condición final equivalente a la de los niveles

de fundación, a medida que se asciende sobre los mismos con las camadas de RCC.

E. Una vez completada la limpieza e inmediatamente antes de la colocación del concreto de

nivelación o regulación en cada paño de trabajo liberado para construcción, se realizará un

levantamiento geológico de detalle focalizado a identificar las diferentes clases de macizo

rocoso encontrado y las discontinuidades y zonas de roca descompuesta (fallas, etc.)

encontradas en las fundaciones. Estas tareas serán complementadas con fotografías

representativas del paño que se libera.

4.3 TRATAMIENTOS PROFUNDOS

A. El tratamiento somero y profundo de las fundaciones de la presa deberá considerar la

ejecución de inyecciones de consolidación y de cortina de impermeabilización asociada, las

que serán ejecutadas con lechada de cemento desde el nivel de fundación, y posteriormente

de una pantalla de drenaje ubicada aguas abajo de la cortina de impermeabilización, la cual

será realizada con posterioridad desde la galería de drenaje prevista en el proyecto de la presa.

B. Inyecciones de Consolidación

a. Las inyecciones de consolidación se realizarán para consolidar e impermeabilizar la zona

del macizo rocoso más cercana al nivel de fundación, buscando uniformar su calidad

mediante el relleno de las fisuras descomprimidas con una lechada de cemento a una

presión limitada a valores que no permita el levantamiento del macizo rocoso en esa

zona.

b. El programa se ejecutará completamente desde el concreto de nivelación o regulación

sobre la fundación de la presa. El programa propuesto para las inyecciones de

consolidación se desarrolla perpendicular al flujo, constituyendo un tratamiento masivo

sistemático de la fundación con barrenos verticales hasta la profundidad de 6,0 m. El

carácter de verticales de los mismos queda sujeto a la verificación de la inclinación de las

discontinuidades a tratar, tarea que se realizará mediante levantamiento geológico de

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detalle al momento de alcanzarse con las excavaciones el nivel de fundación.

c. Se define en primer lugar una zona de tratamiento de inyecciones de consolidación con

una retícula de 6 m x 6 m indicada en el plano que ocupa todo el ancho de la presa en el

área central y de máxima altura, que coincide con la zona de lecho del río. En ambos

estribos se reduce en función de las absorciones obtenidas en la primera retícula de

6 m x 6m, o pudiera densificarse por la existencia de fuertes debilidades puntuales

observadas en la calidad del macizo rocoso, a ser definidas en campo por la inspección.

d. Una segunda malla de perforaciones a inyectar denominada secundaria, que será

obligatoria al igual que la primera, se ubicará intercalada a tresbolillo a tres metros de

distancia de la anterior.

e. Completadas las etapas primaria y secundaria, y en función de las absorciones

resultantes medidas y siguiendo los criterios de cierre establecidos, se deberá realizar los

barrenos terciarios separados a tres metros de distancia dentro de la malla primaria, lo

que dejará una malla general de 3 m x 3 m en los sitios que lo requieran. Finalmente se

podrá ingresar nuevamente a tres bolillo en los sitios donde aún no su hubiera obtenido

el criterio de cierre proyectado.

f. Los barrenos serán siempre perforados de modo alternado e inyectados en dos etapas de

3 metros de profundidad cada una, de abajo hacia arriba cuando sea posible, o sea la

primera de 3 a 6 metros y la segunda de 0 a 3 metros de profundidad.

g. En caso de derrumbe durante la perforación, la inyección se realizará de manera

descendente. La distancia entre huecos abiertos nunca será menor a 6 metros. Se iniciará

el programa con una presión de inyección que no será superior a 2.5 kg/cm2 en el tramo

de 3 a 6 m de profundidad y 1.5 kg/cm2 en el tramo de 0 a 3 m de profundidad. En

función de las respuestas que se obtengan se podrán reajustar estos rangos de presión de

inyección.

h. La mezcla será única y compuesta de agua:cemento de grano fino y superfluidificante,

con una relación agua/cemento del orden de 0.7 o 0.8: 1 en peso, con valores de cohesión

aprobados, peso específico del orden de 1.6 a 1.7 t/m3; tiempo de flujo del embudo de

Marsh( 4.7mmm de �) de 29 a 32 s; resistencia a la compresión a los 28 días de 15 a

20 MPa; decantación inferior a 5% en dos horas y con la retracción mínima posible. La

mezcla a utilizar deberá ser previamente ensayada y aprobada.

i. La perforación podrá ser realizada a percusión, rotopercusión o rotación.(siempre se

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paga la más económica). Con posterioridad a la perforación se realizará un lavado

completo de la perforación con agua y aire a presión de abajo hacia arriba hasta que

salga limpia.

j. Se anticiparán los tratamientos por debajo del conducto de desvío que deberán serán

programadas compatibles con los eventuales voladuras que se realicen en la zona de

cauce.

k. En todos los trabajos de inyecciones el Contratista utilizará una computadora con

monitor, programada para registrar procesar y mostrar el progreso de los parámetros de

inyección en tiempo real, graficando contra el tiempo: presión, gasto de lechada,

volumen acumulado y penetrabilidad (caudal/presión).

l. Previo a la inyección se deberá saturar la roca mediante inyección de agua limpia.

m. El caudal de inyección se podrá mantener en el orden de 10 litros /minuto y no mayor de

50 litros/minuto.

n. El tramo superior de 0 a 3 metros deberá inyectarse de una platea de concreto, que podrá

ser el de nivelación si tiene un espesor apropiado, no inferior a 10 cm. Caso contrario, se

realizará previamente a la perforación e inyección una platea de mortero de 3 metros de

diámetro alrededor del punto.

o. La etapa de inyección (criterio de rechazo) en cada barreno estará concluida cuando se

cumpla alguna de estos criterios:

i) La tasa de inyección se mantenga por debajo de 3 litros/metro/minuto durante 5 minutos.

ii) Cuando sin alcanzarse este criterio, se alcance un valor de 1000 litros de inyección en el tramo que se inyecta.

iii) En caso de pérdida manifiesta de la lechada en superficie o por algún otro barreno próximo al que se inyecta, se deberá suspender el trabajo para reanudarlo en iguales condiciones a las 24 hrs con presiones más bajas. Por ejemplo en caso de presentarse condiciones de hidrofracturación o levantamiento de la fundación.

p. Criterio de cierre:

i) La inyección de barrenos terciarios y cuaternarios se realizará en aquellos casos en que la presión máxima de inyección no haya sido alcanzada o la absorción del barreno referente anterior haya excedido una absorción de 1000 litros sin alcanzar el criterio de rechazo.

ii) Los criterios de rechazo y cierre deberán ser aprobados por la Inspección en el terreno

iii) En todos los casos que la Inspección lo determine se podrá realizar un

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tratamiento específico de inyecciones de consolidación mediante cosido inclinado de zonas de cizalla que así lo requieran, tal como está indicado en el el detalle típico del plano de inyecciones de consolidación.

iv) Las relaciones entre ubicación y angulo de los programas de consolidación, impermeabilización y drenaje están planteadas en la sección típica indicada en el plano de consolidación.

C. Cortina de impermeabilización por Inyección de Lechadas de Cemento

a. La cortina de impermeabilización tiene como objetivo:

i) Generar una barrera o pantalla que mejore la impermeabilidad del macizo rocoso de fundación evaluada, hasta una profundidad del orden de los 2/3 de la carga hidrostática.

ii) Reducir y controlar las percolaciones de agua que van a la pantalla de drenaje;

iii) Controlar junto a las inyecciones de consolidación las pérdidas de agua significativas que puedan dañar la fundación de la presa.

b. De acuerdo con la experiencia de diseños para macizos rocosos fracturados similares

será considerada la ejecución de una cortina lineal de inyección de lechada de cemento

constituida, en principio, por una única línea de perforaciones a lo largo de la presa,

ubicada inmediatamente adelante de la primera línea de la consolidación, con un ángulo

de 15º hacia aguas arriba.

c. En los tramos que no se cumpla el criterio de cierre la pantalla de impermeabilización

con una sola línea, la misma podría ser reforzada por una segunda línea paralela del lado

de aguas abajo.

d. La pantalla de impermeabilización, se realizará con posterioridad al tratamiento de la

consolidación, y también podrá ser ejecutada desde la misma losa de hormigón de

nivelación de la fundación.

e. Debido a que la proyección hacia arriba de las perforaciones de la línea de

impermeabilización alcanza a la galería de inspección y drenaje en su pie de aguas

arriba, en caso de necesidad podrían llegar a dejarse conductos en espera en la misma

para completar desde allí parte de la pantalla de impermeabilización.

f. El proceso de inyección será por el método denominado del espaciamiento divisional,

aplicando el sistema del número de intensidad de Inyección (GIN), con perforaciones

denominadas de exploración, primarias, secundarias, terciarias y cuaternarias, conforme

a su espaciamiento en la pantalla. La profundidad final de la cortina se definirá con la

información obtenida durante la fase exploratoria.

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g. Los espaciamientos entre perforaciones y las respectivas profundidades tentativas están

indicadas en la tabla siguiente.

Orden de la Perforación Espaciamiento Profundidad Máxima y Mínima

(m) (m)

Exploración (obligatoria) variable 35‐20 Primaria (obligatoria) 12.0 25‐10 Secundaria (obligatoria) 6.0 25‐10 Terciaria (obligatoria) 3.0 25‐10 (variable)Cuaternaria (criterio cierre) 1.5 Variable

h. La inyección de los barrenos primarios, secundarios y terciarios es obligatoria. Según las

absorciones de lechada y criterio de cierre, podrán ser necesarias perforaciones de orden

superior (cuaternarias), como también en los tramos que así lo defina el criterio de cierre

se podrá implementar una línea de perforaciones adicional aguas abajo a 0.75m de

distancia de la anterior que permita alcanzar el criterio de cierre.

i. El cierre final (inyecciones terciarias y de rango superior) podrá ser realizado desde la

galería de inspección y drenaje, para lo cual habría que dejar tubos en espera.

j. Los barrenos exploratorios se realizarán con recuperación continua de testigos en

diámetro NX/NQ o mayor y ensayos de presión de agua de tipo Lugeon a cada 5 metros.

k. Las presiones máximas de inyección y el valor GIN serán regulados con la profundidad

y resultados, de acuerdo a la siguiente tabla tentativa, pudiendo ser modificadas durante

la etapa exploratoria:

Tramo (profundidad) Presión en Manómetro

Valor GIN de Referencia (kg/cm2)

0 a 5 metros variable 1500

5 a 10m 1.5‐2.5 1500

10 a 15m 3.5 1500

15 a 20m 6.0 1500

>20m 9.0 1500

l. Al igual que para las inyecciones de consolidación, la mezcla será única y compuesta de

agua:cemento de grano fino y superfluidificante, con una relación agua/cemento del

orden de 0.7 o 0.8: 1 en peso, con valores de cohesión aprobados, peso específico del

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orden de 1.6 a 1.7 t/m3; tiempo de flujo del embudo de Marsh (4.7 mm de ∅ ) de 29 a

32 s; resistencia a la compresión a los 28 días de 15 a 20 MPa; decantación inferior a

5% en dos horas y con la retracción mínima posible. La mezcla a utilizar deberá ser

previamente ensayada y aprobada.

m. Los barrenos serán perforados en forma continua hasta el final de la perforación e

inyectados en etapas de 5 metros de abajo hacia arriba. En caso que se presente

desmoronamiento o grandes pérdidas de agua durante la perforación el barreno será

inyectado de arriba para abajo en etapas sucesivas.

n. Los barrenos primarios y sucesivos podrán ser perforados a percusión, rotopercusión o

rotación (se reconocerá el precio del mas económico).

o. Con posterioridad a la perforación se realizará un lavado completo de la perforación con

agua y aire a presión de abajo hacia arriba hasta que el agua salga limpia.

p. Se dejarán tubos en espera para los tratamientos por debajo del conducto de desvío.

q. Se utilizará una computadora con monitor, programada para registrar procesar y mostrar

el progreso de los parámetros de inyección en tiempo real, graficando contra el tiempo:

presión, gasto de lechada, volumen acumulado y penetrabilidad (caudal/presión).

También se llevará en tiempo real el gráfico GIN: presión/volumen.

r. Previo a la inyección se deberá saturar la roca mediante inyección de agua limpia.

s. El caudal de inyección se podrá mantener en el orden de 10 litros /minuto y no mayor

que 50 litros minuto.

t. La etapa de inyección (criterio de rechazo) en cada barreno estará concluida cuando se

cumpla alguno de estos criterios:

i) Cuando la tasa de inyección se mantenga por debajo de 3 litros/metro/minuto durante 5 minutos.

ii) Cuando se alcance el valor GIN. iii) En caso de pérdida manifiesta de la lechada en superficie o por algún otro

barreno próximo al que se inyecta. (Indicar que hay que volver). iv) En caso de manifestarse condiciones de hidrofracturación o levantamiento

de la fundación.

u. Criterio de cierre: 30 kg de cemento/metro de perforación. La inyección de barrenos

cuaternarios y posteriores se realizará en aquellos casos en que en los barrenos referentes

se excede dicho límite.

v. Todos los criterios mencionados serán evaluados y eventualmente modificados durante

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la ejecución de los trabajos.

D. Sistema de Drenaje

a. El sistema de drenaje tiene por objetivo controlar el flujo de agua que pase a través de la

cortina de impermeabilización reduciendo las subpresiones en las fundaciones de la

presa. Las perforaciones de drenaje se ejecutarán dentro de la galería de la presa y con

posterioridad al tratamiento de impermeabilización de las fundaciones.

b. El sistema de drenaje estará constituido por una única línea de barrenos ejecutados a

partir de la galería de drenaje de la presa. Si bien la ubicación, orientación, separación y

longitud se indicarán en su condición final en los planos de proyecto, típicamente, estos

barrenos tendrán diámetro de 75 mm y serán verticales y ejecutados con espaciamiento

de 5 m. La cota (elevación) que alcancen las perforaciones del sistema de drenaje será

la misma que la de la cortina de impermeabilización en todos los casos.

c. Un refuerzo del sistema de drenaje mediante tubos en espera con espaciamiento de 2,5m

será ejecutado con posterioridad al inicio de la explotación del sistema, según se haga

necesario.

4.4 LIMITE Y CONTROL DE VELOCIDAD DE PARTÍCULA DE VOLADURAS

DURANTE TRABAJO DE INYECCIONES

a. Se definirá el Valor Pico de velocidad de vibración y también la frecuencia en caso de

estructuras próximas (por ejemplo estructura de toma).

b. La barrera limite es velocidad de vibración pico máxima 50mm/seg a 50 metros, siendo

50 metros la distancia menor a la que se podrá realizar inyecciones de consolidación o

impermeabilización en ambos estribos de la presa Pallca con respecto al campo de

voladura a ejecutar en la zona de cauce.

c. La primera acción a realizar es conocer la ley de transmisividad del terreno mediante la

realización de una o mas voladuras previas con medición del control de vibraciones, que

a partir de una carga unitaria permita verificar una vibración de partícula máxima inferior

a 50 mm. a una distancia de 50 metros.

d. Los sismógrafos (al menos 2) deben estar calibrados y deben tener capacidad de medir

las 3 componentes (x,y,z).

e. Los sismógrafos deben tener una sensibilidad entre 1 y 100 mm/s para velocidad pico y

una rango de frecuencia de 2 a 200 Hz. Esto último en caso de que existan también

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cercanas a la voladura obras en construcción (en este caso la obra toma).

f. En estructuras existentes en principio no se debe admitir exceder un valor pico de

vibración de 50mm/seg. En principio esto es coincidente con el valor previsto para

lechadas en proceso de fraguado, dentro de las primeras 24 horas.

g. Como valor de referencia, el umbral de resquebrajamiento de la masa de Concreto es de

254 mm/s. En estructuras (Obra de Toma) se recomienda:

i) No se debe admitir valores pico de vibración mayores a 50mm para concretos de mas de 60 horas de edad.

ii) No se debe admitir valores picos de vibración de 10mm/s para concretos de entre 4 y 60 horas de edad. (Evitar las voladuras).

h. Recursos a utilizar recomendados para bajar los parámetros de velocidad de vibración de

la voladura:

i) Minimizar la máxima carga operante por retardo. ii) Llevar a su justa medida el Consumo específico de explosivo. iii) Realizar un diseño de voladura que evite la superposición de onda. iv) Generar un adecuado desarrollo del frente libre. v) Utilizar pantallas en caso de necesidad. vi) Hacer uso adecuado de los dispositivos de precorte y/o smooth blasting en

los bordes de la voladura vii) Reemplazar o suplementar con martillo hidráulico todo lo que se pueda

FIN DE LA SECCIÓN

seccign 02350 - perforacion e inyecciones (co-plementaria3)

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