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Investigación para el diseño de obras subterráneas

(RESUMEN)

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Dentro de las obras de ingeniería de un proyecto, las obras subterráneas presentan una incertidumbre especial, ya que el conocimiento de las condiciones del sitio donde se desarrollarán es parcial. No existe una certeza absoluta en las propiedades de los materiales donde se construirán las obras, lo cual a su vez provoca dificultades en la estimación de los costos y tiempos del proceso constructivo.

Para un proyecto hidroeléctrico, el éxito en la construcción del túnel de conducción es esencial, por eso con antelación se debe tener un conocimiento adecuado de la zona donde se desarrollará esta obra subterránea.

La etapa de investigación del túnel de conducción del PHED contempló la realización de 10 perforaciones a lo largo del alineamiento del túnel. Las perforaciones brindan información de la estratigrafía del área, fallas geológicas e hidrogeología. Asimismo, los estudios geofísicos permiten definir estructuras como fallas geológicas, estratigrafía y propiedades hidrogeológicas a lo largo de la línea de túnel. Una de las estructuras geológicas que requieren más detalle e investigación exhaustiva son las zonas de fallas.

La galería de investigación en Colinas: una exploración de la Falla Chánguena

A lo largo del alineamiento del túnel de conducción, se identificaron varias fallas, entre ellas la Falla Chánguena y la Falla Térraba. Caracterizar de manera más precisa las propiedades geológicas y geotécnicas del material y la respuesta del macizo bajo un escenario de excavación resulta una necesidad en los diseños de la obra. Para obtener esta información, se concluyó que el sector de Colinas de Buenos Aires era apto, puesto que se ubica en el trazo de la Falla Chánguena, hay facilidad de accesos y disponibilidad de servicios básicos que facilitarían la realización de una galería exploratoria, a la cual se ingresaría por una “ventana de acceso”.

Para desarrollar esta exploración, la Secretaría Técnica Nacional Ambiental otorgó un permiso específico para construir la galería para la investigación de los 1000 metros de la falla Chánguena en tramo de la línea de túnel, además de un permiso para construir la ventana de acceso, necesaria para acceder a la zona de falla. La ventana de acceso tiene una longitud aproximada de 660 m, con una inclinación descendente de 13%, y es de 6 m de altura y 6 m de ancho.

Actualmente, la obra cuenta con cuatro cuadrillas de construcción: dos cuadrillas para la excavación; una de patio, que es la encargada de la logística de los materiales; y una con rol cambiado, que tiene la tarea de colocar concreto en el piso y de hacer la “perforación al avance”. Esta perforación consiste en una prospección previa al avance en la ventana o galería, para determinar las condiciones del macizo en el tramo próximo a excavar así como obtener datos hidrogeológicos. Esta práctica es una norma de seguridad que aplica en todas las obras subterráneas que el ICE desarrolla.

En setiembre del 2011, se inició la excavación del portal, y casi dos meses después, se efectuó el avance del primer metro de excavación en la ventana de acceso. A pesar de no estar ubicada en la zona de falla propiamente, se ha observado que la zona de afectación ha disminuido la calidad del macizo.

Un elemento que agrega más complejidad a una obra subterránea es el agua. Hasta el momento la cantidad ha sido poca y fácilmente manejable; no obstante, desde ya se están tomando las medidas para cuando haya que enfrentarse a un mayor volumen de agua.

Esta ventana de acceso y la galería de exploración son de las obras de exploración más importantes en la actualidad del Proyecto Hidroeléctrico El Diquís.