TÚNELES Y POZOS
HIDRÁULICOS
GENERALIDADES
En los
valles estrechos con ríos caudalosos es difícil desviar el cauce del mismo, pero a su
vez este cauce puede transformarse en una obra de toma. Tambien en presas altas de tierra
y roca resulta muchas veces es más económico construir un túnel que un conducto, todo
debido a las cargas que actuarían en dicho conducto, ya que deberían tener un gran
espesor y un gran diámetro.
Aun así
existe una diferencia fundamental entre túnel y conducto, todo esta diferenciación de
caracteres se resumen en uno sencillo y simple, las cargas que debe soportar cada uno son
muy distintas, en el caso del túnel se utilizará donde las alturas y los pesos sean muy
grandes y los conductos con pesos de un menor valor.
Depende
fundamentalmente a 3 factores:
-
Geología
-
Topografía
-
Arquitectura hidráulica
La
geología se convierte en un factor determinante, se debe ubicar el túnel en una roca de
alta calidad, no importa que se tenga que profundizar un poco más, ya que los costos de
excavación se verán recompensados por el dinero y esfuerzo que se ahorrará en
revestimiento.
Otro
aspecto importante será la ubicación de la entrada y de salida del túnel ya que deben
quedar en una zona de alta confiabilidad, si el túnel trabajara como canal se pueden dejar a la entrada que las
filtraciones hagan parte del caudal que este llevará; por el contrario si trabajara a
presión, se debe evitar al máximo cualquier tipo de filtraciones, es de suponer que a
medida que se profundiza el túnel se comiencen a encontrar mejores zonas en el macizo
(roca madre), además a la hora de empezar a construir el túnel se debe desviar el agua
por medio de una ataguía ya que si llegara una creciente podría afectar parcial o
totalmente la construcción, además de representar una gran pérdida económica.
Como se
dijo anteriormente el túnel podrá trabajar como túnel o como conducto, cuando este
trabaja como conducto se deben tener en cuenta las siguientes posibles soluciones:
Al trazar
el túnel se deben tener en cuenta algunos factores tales como:
Zonas de
antiguos derrumbes, esto me generaría una falsa impresión sobre el espesor real del
macizo firme, lo mismo ocurriría con cauces secundarios, valles rellenados y fallas
geológicas ya que allí se encuentra una gran zona de roca triturada que lo único que me
generará será crear un espesor mayor en el diámetro además de un tratamiento especial
en cuanto al cálculo estructural de túnel.
La
construcción de túneles tiene diferentes y variadas formas de hacerse:
De acuerdo
con unos apiques iniciales se puede saber el perfil y el estado del macizo que se tiene en
la zona que se verá afectada por el túnel, con estos apiques se pueden estimar unas
cargas y tener un tipo de revestimiento para cada perfil y al comenzar a excavar se sabrá
que tipo de sección es y que revestimiento le corresponderá.
Se hace
también uso del estudio geosísmico, este estudio se hace por medio de explosiones y
reflejos de la onda de explosión dándose cuenta del efecto que se tendrá en el macizo y
que altura tendrá el tipo del macizo
necesario a la hora de construcción, la zona afectada se llamará zona descomprimida, al
evaluar estas zonas podré ubicar diferentes tipos de cámara para diferentes usos, como
cuarto de máquinas, de aireación, etc.
Las cargas
que me van a afectar el diseño son básicamente; las producidas por al roca, las
producidas por las fuerzas hidráulicas interiores y las fuerzas producidas por las
hidrostáticas externas; es de alta importancia saber que en donde se crea existirá un
mayor esfuerzo sobre el túnel a la hora de hacer el revestimiento se debe pensar en un
determinado tipo de blindaje, para asegurar así el cumplimiento y la seguridad en el
túnel.
El diseño
del revestimiento además de tener en cuenta todas las cargas que actuarán sobre el
túnel debe contar con la más mínima posibilidad de pérdidas, deberá proporcionar el
sostenimiento necesario y la impermeabilización en todos los casos.
APLICACIONES
Para
efectos del estudio hemos considerado dos casos:
1.
Porce II
2.
Río piedras
En Porce
II se construyeron los siguientes túneles:
-
De Desviación
-
De Conducción
-
Almenara aguas arriba (pozo hidráulico)
-
Túneles y pozos de aireación
-
Almenara aguas abajo
-
Túnel de descarga
En Río
Piedras es mas una aplicación para ver los tipos de blindaje que puede llevar los
túneles como les mencionamos anteriormente.