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Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas Alumno: Quiliche Ortiz, Rubén. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes. Curso: Geomecánica Cajamarca - Perú 2020

RUBEN QUILICHE ORTIZ

1

GEOMECANICA

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas

AGRADECIMIENTO Agradecemos primeramente a Dios maestro de nuestra vida; por darnos a nuestros padres quien gracias a ellos estamos aquí presentes; seguido agradecemos a nuestra gloriosa alma mater, UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA, en especial a la Escuela de Ingeniería de Minas, por abrirnos las puertas de éste prestigioso templo de conocimientos; agradecemos a nuestro Docente el Ingeniero MORALES CÉSPEDES WILVER por abrir y despertar en nosotros el conocimiento íntegro y necesario para nuestra carrera profesional.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas

DEDICATORIA Este trabajo se lo dedico a Dios y a mis padres por darme el apoyo y de permitir ser alguien y a todas aquellas personas que me apoyan incondicionalmente.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas RESUMEN

Durante la construcción de las obras subterráneas debido a problemas de orden geotécnico, y durante la operación de las mismas debido a incompatibilidades en su entorno, es necesario hacer tratamientos desde los frentes de excavación o desde la obra misma una vez esta está excavada. Durante construcción se puede necesitar mejorar el terreno para hacer la excavación y durante operación evitar flujos importantes hacia o desde el macizo de roca. Debido al ambiente geológico en que se formó el sistema montañoso Andino, se debe enfrentar en la región durante la construcción de obras subterráneas problemas serios de estabilidad, filtraciones, expansión y otros asociados. En esos terrenos se necesita hacer tratamientos especiales de relleno, consolidación, refuerzo, impermeabilización o drenaje. Cuando el objetivo del tratamiento es la consolidación o la impermeabilización del terreno, estas se hacen mediante inyecciones con las denominadas lechadas de cemento, o de mortero, o de cemento con bentonita; o mediante la inyección de mezclas químicas. Durante el diseño, se definen la geometría del tratamiento y los parámetros de las inyecciones para cumplir con el objetivo propuesto, los cuales deben estar relacionados con el medio geotécnico a inyectar, desde macizos rocosos sanos hasta depósitos recientes de materiales no consolidados.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas

Contenido AGRADECIMIENTO...............................................................................................................2 DEDICATORIA..........................................................................................................................3 RESUMEN..................................................................................................................................4 CAPITULO 1..............................................................................................................................6 INTRODUCCION..................................................................................................................6 1.

OBJETIVOS...................................................................................................................7

CAPITULO II............................................................................................................................8 MARCO TEORICO..............................................................................................................8 2.1.

Historia del grouting..............................................................................................8

2.2.

Inyección de túneles................................................................................................9

2.3.

Presión de inyección.............................................................................................12

2.4.

Definiciones...........................................................................................................13

2.6.

Clases de Mezclas.................................................................................................17

2.7. Consideraciones para el diseño de cortinas de inyección (aplicado a proyectos mineros).............................................................................................................................18 2.8.

Investigación geológica.........................................................................................19

2.9.

Clasificación del material.....................................................................................21

2.10.

Métodos de inyección........................................................................................23

CONCLUSIONES................................................................................................................26 BIBLIOGRAFIA..................................................................................................................27

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas

CAPITULO 1 INTRODUCCION Las inyecciones consisten en un conjunto de operaciones necesarias para rellenar huecos o fisuras no accesibles en el terreno. Su objeto fundamental es mejorar las características mecánicas del suelo (incremento de resistencia, disminución de la deformabilidad, etc.) así como la disminución de la permeabilidad. El fluido de inyección es variable, pudiendo ser exclusivamente químico (resinas y mezclas). Las presiones en las inyecciones convencionales no suelen sobrepasar los 50 bar. La técnica del Jet-Grouting tiene múltiples aplicaciones (mejora del terreno, impermeabilización, túneles, etc.), siendo el fluido de perforación también variable (cemento, bentonita, mezclas químicas, etc.) Su ejecución se desarrolla en dos fases, la primera la perforación hasta la cota final y la segunda la inyección del fluido y la recuperación de la tubería simultáneamente. En este caso las presiones de inyección son elevadas, ent. Las variables en la ejecución son presión, velocidad de rotación, velocidad de avance y consumo de cemento, fundamentalmente. El radio final de la inyección dependerá de dichas variables y de las características geotécnicas del terreno. Aplicaciones Pantallas de contención de excavaciones, Refuerzo de cimentaciones, Cimentaciones de edificios o estructuras, Paraguas para el emboquille de túneles, Recalces de edificios con patologías, Compensaciones de subpresiones en cimentaciones

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas 1. OBJETIVOS

1.1.

OBJETIVO PRINCIPAL  Conocer los tipos de inyecciones de consolidación e impermeabilización, en túneles, con diferentes tipos de mezclas, aplicando las técnicas convencionales.

1.2 OBJETIVOS GENERALES

 Tipos de inyecciones a realizar en función a las características geológicas de la zona, y de los estudios geotécnicos.  Los tipos de mezclas que se utiliza en las inyecciones con el objetivo de lograr una mejor penetrabilidad en las fisuras y fallas de la roca.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas CAPITULO II MARCO TEORICO 2.1. Historia del grouting La inyección de suelos; es un procedimiento de construcción reconocido por todos los ingenieros. Sin embargo, no es muy antiguo; ya que sus comienzos se fijan en Francia a principios del siglo XIX. Su inventor fue Bérigny en 1802, quién inyectó con éxito morteros de cemento, eventualmente asociados con puzolanas. Sin embargo, en sus comienzos, no se pretendía más que rellenar grandes oquedades inyectando casi únicamente morteros líquidos por gravedad. Poco a poco fueron perfeccionándose los métodos de inyección y los morteros utilizados, pero el mayor impulso de las inyecciones data de 1920 – 1930, época en que la construcción de ferrocarriles dio pasó a la de grandes obras hidráulicas. ¿Qué es el grouting? Los rellenos de grouting a presión; son variables, y su uso ahora es muy extendido y su aplicación es ilimitada. El objetivo principal del grouting, es rellenar las fisuras o vacíos de los suelos y controlar las corrientes de agua a través de los defectos de las rocas debajo de las presas. Ahora se realizan rellenos de grouting a presiones, para rellenar las fisuras y grietas, eliminar materiales de sedimento lodo y sólidos. El grout, es usado para controlar las filtraciones y reforzar las rocas. Los suelos o rocas grouteadas requieren de poco tiempo para alcanzar resistencias durables.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas En las nuevas construcciones es recomendable emplear grouting en las fundaciones que no sean muy estables, en suelos porosos o en rocas que presenten fracturas. El grouting en las rocas:  Reduce el flujo de agua  Refuerza las rocas  Mitiga la formación de sumideros El grouting en suelos:  Densifica el suelo  Reduce el nivel de asentamientos  Incrementa la cohesión de suelos granulares  Fortalecimiento por refuerzo  Reduce la permeabilidad y controla el flujo de agua Aplicaciones estructurales:  Reforzamiento de concreto armado  Relleno de espacios largos  Reparación y rehabilitación de estructuras  Control de filtración en estructuras  Impermeabilización de filtros y tuberías 2.2. Inyección de túneles En ocasiones, durante la construcción de túneles, existe la presencia de agua, ya sea por niveles freáticos altos o por cuencas subterráneas. La elección del método de inyección está en función de la cantidad de agua que ingresa al túnel en lts/min, la presión, las fracturas y las condiciones del terreno. La inyección elimina o reduce al mínimo esta filtración

de

aguas

subterráneas

disminuyendo

el

costo

de

bombeo. 

Existen dos tipos principales de materiales para la inyección en túneles: Suspensiones

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas base cemento y soluciones químicas, la diferencia entre ambos radica en que las suspensiones contienen partículas flotando en un medio acuoso, mientras que las soluciones químicas están libres de ellas; consecuentemente las soluciones químicas tienen una mejor penetración en fisuras finas. El procedimiento de inyección consiste en perforar barrenos en todo el perímetro de la frente del túnel, por los cuales se inyecta una lechada de cemento para sellar fracturas que podrían aportar agua, este procedimiento se conoce como preinyección ya que se inyecta el terreno antes de ser excavado, estabilizándolo e impermeabilizándolo. Cuando se hace una inyección después de haber sido excavado el túnel recibe el nombre de postinyección. El primero es el método económico y de mayor uso, el segundo se emplea principalmente para sellar zonas del túnel donde hay presencia de agua mayor al deseado. Entre los sistemas de inyección base cemento existe el sistema Rheocem, que consiste en cementos de fraguado rápido, con una finura mayor el cemento tipo III, con aditivos especiales para aumentar su capacidad de penetración. La mezcla se prepara con una relación 1:1 de agua y Rheocem con la adición de un 2% de aditivo superplastificante, dentro de un mezclador coloidal y se inyectan a presión con ayuda de una bomba de pistón. EL endurecimiento de la mezcla ocurre en un plazo de 15 a 20 minutos, dependiendo de la temperatura ambiente. Esto reduce significativamente los tiempos de espera del proceso constructivo permitiendo continuar con la excavación de la frente una hora después de haber sido inyectada. Con el sistema Rheocem al ser más fino que el grano del cemento permite sellar fracturas más pequeñas obteniendo túneles más secos. Se consiguen niveles altos de impermeabilización utilizando un solo diseño de mezcla, a diferencia como ocurre con las técnicas de inyección convencionales donde se tienen que modificar las proporciones de la mezcla durante el proceso constructivo. Con el método de postinyección se puede construir un túnel seco, aunque eso eleva el costo. Sin

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas embargo, en zonas donde la construcción del túnel requiere una impermeabilización y sellado rápido, se puede utilizar el Meyco MP 355 1K que es una resina especial de poliuretano que reacciona en presencia de agua, sellando rápidamente cualquier fuga que se encuentre dentro de un túnel. Las mezclas para inyección denominadas lechadas de inyección o simplemente lechadas, están influidas por múltiples variables debido a las características de los materiales que las componen, lo que hace difícil entender su comportamiento. El cemento es el componente básico que posee sus propias reacciones químicas, las cuales se combinan con la interacción fisicoquímica de los materiales que se adicionan a las lechadas. (Nagataki, S., et al, 1982). Los aditivos naturales son materiales muy finos que tienen el comportamiento del grupo de las arcillas y actúan a su vez con los aditivos químicos lo que hace más complicado el proceso de reacción. El efecto de los procesos internos de las lechadas ayuda a comprender el porqué de la selección de las diferentes mezclas en cada uno de los casos prácticos. Pero el conocimiento de sus propiedades mecánicas que reflejan la influencia combinada de todas las interacciones fisicoquímicas, son las que permiten definir las mezclas que se utilizan en cada caso. Se puede entonces seleccionar la lechada con las características apropiadas para obtener los beneficios de la consolidación o de la impermeabilización de un terreno con determinado problema geotécnico. En general la selección de la lechada se hace en función de las características granulométricas del material no consolidado o de la distribución de las fisuras de la masa de roca a inyectar. El análisis de esas características permite tener una apreciación del coeficiente de permeabilidad y tal vez de la porosidad del terreno lo que contribuye a la selección de los aditivos para mejorar las mezclas básicas.

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Inyecciones para la estabilización del túnel Este control nos permite utilizar métodos alternativos al procedimiento de inyección convencional como pueden ser las inyecciones de impermeabilización GIN. 2.3. Presión de inyección La presión de inyección consiste en la inyección a presión de un fluido o en los huecos de una masa de suelo o roca. La lechada de inyección debe finalmente formar un gel o un sólido dentro de los huecos tratados, ésta lechada debe cubrir todos estos vacíos. Los objetivos principales de la presión de inyección de una masa de suelo o roca son mejorar la fuerza y la durabilidad de la masa y / o para reducir la permeabilidad de la masa, reducción de la permeabilidad y consolidación.

Mejora de las propiedades mecánicas:  aumento de la capacidad de carga.  la consolidación de las rocas.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas Relleno de vacíos. Lechada de cemento debe en lo posible, cubrir todos los vacíos del subsuelo. Estabilización. Lechada de cemento, se utiliza para la estabilización de fundaciones y para la elevación, estabilización de las zapatas, losas, y pavimentos. 2.4.

Definiciones  Inyecciones de Consolidación: Inyecciones poco profundas, perforadas, agujeros de diámetro pequeño a bajas presiones de inyección.  Cortina de Inyecciones: Inyecciones profundas, perforadas, agujeros de diámetro pequeño a presiones de inyección medias o altas.  Circuito de Inyecciones: Las inyecciones de circuito consisten en bombear el mortero de cemento; mediante una tubería de inyección y mangueras de inyección, controlando la presión y haciendo que el retorno del mortero fluya a través de una manguera al agitador.  Tramo: Un tramo, es un segmento a lo largo de la superficie del terreno, de no más de 150 pies de largo, que es inyectado desde una sola ubicación del agitador o bomba de inyección, o desde la planta portátil de mortero de cemento.

 Zona: Una zona, es un intervalo predeterminado de profundidad de un agujero inyectado.  Etapa:

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas Una etapa, es un intervalo o segmento de agujero de inyecciones, ya sea preseleccionada o seleccionada en base a la condición encontrada en el agujero, que es aislada para fines de pruebas de agua y/o inyecciones.  Obturador: Un dispositivo que puede ser insertado con facilidad en un agujero, en una condición desinflada, y después inflado para proporcionar el sello o aislamiento requerido de una etapa. En caso de roca inestable, los obturadores a ser usados deberán ser descartables.  Inyecciones por Etapas Ascendentes: Las inyecciones por etapas ascendentes; consisten en perforar el agujero a la máxima profundidad planificada, o hasta aquella profundidad que pudiera ser por las condiciones existentes, y utilizar juegos de obturadores cada vez a profundidades menores, para aislar, pruebas de agua y de enlechado en etapas consecutivas o intervalos en el agujero.  Inyecciones por Etapas Descendientes: Las inyecciones por etapas descendentes consisten, en perforar un tramo luego inyectarlo y después reperforar el tramo y continuar perforando para nuevamente ser inyectado.  Método de Espaciamiento-Dividido: El método de espaciamiento dividido consiste en iniciar las perforaciones e inyecciones mediante agujeros primarios relativamente bien separados entre sí, perforar e inyectar agujeros secundarios en la mitad de separación entre los agujeros primarios después que el mortero ha fraguado, y así sucesivamente reduciendo la separación de la misma manera, hasta que se haya obtenido la separación máxima permisible.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas  Inyecciones en Patrón de Costura: Inyecciones en patrón de costura en área de fallas, zonas de cizallamiento, juntas abiertas u otras discontinuidades mediante un patrón de agujeros diseñados para interceptarse y cruzar dicha zona a diferentes profundidades seleccionadas.  Rechazo: El rechazo es la aceptación del mortero a una tasa menor a un 0.5lt/min a presión máxima durante un tiempo mínimo de 5 min. Por lo general, no se inyectará en una sola etapa de cualquier agujero más de 200 bolsas de cemento.  Proporción Agua: Cemento: La proporción agua: cemento, esta proporción es en peso y puede ser también en volumen. Esto aplica a la formulación del mortero para inyecciones.  Unidad Lugeón: Un Lugeón, es una unidad de permeabilidad equivalente al flujo de 1 litro por metro de agujero por minuto para la colocación del mortero siendo probado, como medido a una presión de 10 atmósferas y de aquellas pruebas a presiones menores. El valor Lugeón se calcula de la siguiente manera: UL = [(litro / metro / minuto) x 10(bars)]/ (presión de inyección en bars).  Lavado Especial: Lavado especial se refiere a los dos tipos de lavado siguientes:  Lavado mediante chorro de agua para remover materiales sueltos que obturan un agujero para inyecciones producidas por desmoronamientos o derrumbes en las paredes del agujero.  Lavado a presión de juntas de arcilla o aperturas a través de las cuáles, el agua pasa de un agujero a otro, o de un agujero a la superficie de suelos circundantes observado durante las pruebas de agua.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas  El lavado especial utiliza un cabezal especial (zapata), para dirigir la mayor parte del fluido de lavado y aire a las paredes del agujero perforado. Esta técnica se utiliza para remover el relleno en las fracturas, y para remover materiales sueltos luego obturando el agujero para inyecciones. 2.5.

Parámetros Principales

Se reconoce que entre las variables de los trabajos de inyección hay parámetros de magnitud medibles que permiten presentar en forma simple sus características. (Rodríguez, A., 1991)  Volumen de la inyección por etapa. Este volumen depende de la relación volumétrica. Se refiere al volumen de la mezcla por etapa o a la relación entre el volumen de mezcla a inyectar y el volumen del medio a tratar, definidos por la porosidad y la relación de vacíos del medio. Varía también con la geometría del tratamiento en función del espaciamiento entre las perforaciones y la longitud de cada etapa de inyección.    Mezclas de inyección o lechadas. Las proporciones y tipos de lechada para cada uno de los objetivos se determinan en función de la apertura y de la persistencia de las fisuras de la masa de roca; o del diámetro efectivo, la granulometría y la relación de vacíos del depósito de suelo o del material rocoso muy triturado por tratar.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas  Presión de inyección. La presión de inyección se determina para una presión de rechazo o hasta alcanzar una cantidad de mezcla tal que permita el objetivo de consolidación por compactación hidráulica progresiva del medio, o el de la impermeabilización máxima y más económica posible del mismo. No se debe dejar de lado la complicada relación que hay entre la presión y el flujo semiviscoso de una mezcla de inyección.  Caudal de inyección. El caudal de inyección es un parámetro fundamental, y se recomienda que esté entre 0.2 m3/h y 3.0 m3/h, sin superar este valor. Los caudales pueden estar en valores intermedios que dependen del tiempo de fraguado de las mezclas inyectadas y del medio a tratar.  Tiempo de inyección. Es un parámetro ignorado a menudo en la literatura técnica, y se define por la relación entre el volumen de inyección y el caudal promedio. Permite verificar la duración de inyección de una etapa y por tanto debe ser compatible con el tiempo de fraguado de la mezcla. 2.6.

Clases de Mezclas

En términos amplios las mezclas que se usan en los trabajos de inyección se pueden clasificar en dos categorías:  Líquidos verdaderos. Son fluidos del tipo newtoniano; son aquellos que se deslizan bajo la influencia de un esfuerzo cortante muy bajo, y cuya tasa de deformación es proporcional a ese esfuerzo cortante. Son conocidos como fluidos normales y para efecto de las inyecciones su penetrabilidad depende de la viscosidad. Los más usados son el gel de silicato y las resinas.  Suspensiones. Son fluidos binghanian o plásticos, del tipo no-newtoniano; son aquellos que se deforman permanentemente bajo un esfuerzo mínimo llamado de

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas fluencia. Son conocidos como fluidos atípicos; para efecto de las inyecciones tienen tixotropía y comportamiento geológico, y trabajan bajo leyes de flujo complejas. Las suspensiones más comunes son las lechadas simples a base de cemento, y las que tienen bentonita con algunas adiciones inertes como la arena fina. Su penetrabilidad depende de la finura de las partículas que la constituyen y su comportamiento está controlado por la exudación de las mezclas. 2.7.

Consideraciones para el diseño de cortinas de inyección (aplicado a proyectos mineros)

Las condiciones son: Investigaciones geológicas y geotécnicas del sitio.  Materiales para inyectar.  Elección de las mezclas de cemento.  Presiones de inyección. Medidas de seguridad y control para realizar el diseño de una cortina de grouting, en una estructura rocosa, se debe seguir las siguientes pautas:  Entender el tipo de proyecto.  Revisar la información existente.  Programa de investigación del sitio.  Programa de pruebas de mezclas de grout. 2.8.

Investigación geológica

El reconocimiento geológico, debe incluir la geología general de la zona con sus características tectónicas, determinación de familias de juntas, planos de discontinuidad, buzamientos, zonas de poca resistencia, etc.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas Para que mediante la alineación de los barrenos de inyección se obtenga una óptima intercepción. Los sondeos de investigación con recuperación de testigo son la herramienta más usada en esta etapa. Los aspectos más generales a tener en cuenta en un estudio geológico son los siguientes: a.

Espaciamiento entre juntas abiertas

El espaciamiento, es importante, ya que cuánto más pequeño sea éste, es más fácil la inyección, además nos provee la información, como posibles vías de agua, cavidades, y posibles asentamientos diferenciales. De no tener en cuenta haría que la inyección sea mucho más cara, y difícil. b.

Apertura de las grietas

Las juntas más fáciles de inyectar; son aquellas cuyas aperturas están; entre 0.5 a 6 mm en las juntas superiores a 6 mm, el fluido inyectado viaja muy fácilmente, y puede producirse una penetración excesiva, el cual, se le debe dar un tipo de inyección intermitente.

c.

Inclinación y buzamiento

La inclinación de las juntas, con relación a las perforaciones, incide en el tratamiento de las inyecciones, las perforaciones verticales, interceptan bien a las juntas que forman un ángulo de 0 a 60 grados, las juntas que tiene un fuerte buzamiento normalmente requieren el uso de perforaciones inclinadas. d.

Consistencia del macizo rocoso

La consistencia de un macizo rocoso bueno se puede ver cuándo se perfora un taladro y este se mantiene estable sin derrumbe, en cambio un macizo blando o fracturado, es

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas cuando el taladro se derrumba en algún tramo y la perforación se hace difícil, provocándose atrapamiento de barras e incluso hasta se puede perder el taladro. e.

Rocas buenas; intrusivas y volcánicas sin alteración:  Calizas  Mármol  Areniscas  Cuarcitas  Limolitas  Gneis

f.

Rocas malas; intrusivas y volcánicas con alteración:  Lutitas  Pizarras  Filita  Esquisto

g.

Zonas geológicamente críticas

Las zonas críticas son: fallas, diaclasas, deslizamientos de estratos, materiales heterogéneos, etc. En estas zonas, se tienen que realizar perforaciones con inclinaciones y espaciamientos diversos. h.

Permeabilidad

Cuando el terreno tiene permeabilidad alta y está muy suelto, existe la probabilidad de asentamientos, la inyección debe ser para reducir la permeabilidad y consolidar la zona.

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas 2.9. a

Clasificación del material Roca

Clasificación, descripción física y propiedades de la roca a.1 Clasificación de la roca La clasificación, es según su composición y origen. Grupos de rocas por su composición. I.

Rocas silíceas.

Están formadas por sílice (SiO2) o silicatos, y se reconocen, porque son duras, (no se rayan con la navaja, y rayan al vidrio) y no reaccionan con el ácido clorhídrico diluido, es decir, no producen burbujas. Existen rocas silíceas sedimentarias (sílex, algunas areniscas y conglomerados), ígneas (prácticamente todas ellas) y metamórficas (cuarcita). II. Rocas carbonatadas. Se rayan fácilmente con la navaja y reaccionan con el ácido, produciendo burbujas de CO2. En ellas, es predominanteel carbonato de calcio (caliza) o mezclado con arcilla (por ejemplo, en margas). También pueden ser rocas que posean fragmentos de caliza (por ejemplo: conglomerados o cantos angulosos, carbonatados) o cemento calizo (por ejemplo, areniscas carbonatadas conocido como calcaranitas). Son llamadas también, rocas calcáreas. Un tipo especial, son las dolomitas. También se rayan con la navaja, pero no reaccionan con el ácido en frío, sino en caliente. III. Rocas arcillosas. Aunque las arcillas son silicatos, se diferencian de las silíceas por su aspecto terroso, y su plasticidad al mojarse. No reaccionan con el ácido si son puras,

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas comenzando a hacerlo si son margosas, formado por arcillas de una granulometría menor a 2 micras. IV. Rocas salinas o evaporitas. Están constituidas por sales del tipo sulfatos (yeso) o cloruros (sal gema). El yeso se reconoce por su escasa dureza (se le raya con la uña). La sal gema y otras sales parecidas se reconocen por su sabor salado más o menos amargo. No reaccionan con el ácido (es necesario lavarlas bien de posibles impurezas), son solubles.

Clasificación de las rocas según su origen 2.10. Métodos de inyección Dentro de los métodos de inyección y criterios de cierre se busca definir el momento, en el cuál debe finalizar la inyección de un tramo en un taladro, porque se ha alcanzado las condiciones impuestas en el proyecto. Son criterios necesarios, sobre todo, en las cortinas de impermeabilización de presa en las cuales se debe automatizar los trabajos para optimizar la ejecución, evitar errores de interpretación y facilitar el seguimiento. Siempre se deben analizar algunos criterios puntualmente en cada situación. 2.10.1. Inyecciones aplicando el método convencional Un proceso “tradicional” de inyección consiste en definir una presión de inyección y el uso de diferentes tipos de lechadas, cada vez más espesas, por ejemplo, lechadas con

Geomecánica aplicado en inyecciones de consolidación en túneles y presas relaciones agua cemento sucesivamente menores (2:1, 1:1, 0.8:1, 0.67:1). Los cambios de mezcla tienen lugar a determinados volúmenes de lechada tomados por la perforación. La cohesión de estas mezclas aumenta progresivamente y por lo tanto, la resistencia a fluir y penetrar de la mezcla por lo que, siguiendo estos pasos, se va a detener el proceso de inyección en algún punto. Tomemos como ejemplo el siguiente criterio: 

Se define la longitud del tramo a inyectar, por ejemplo, 5m.



Se define la presión de inyección máxima [kg/cm2] = 0.25 a 0.5 x z[m] (usual en USA, los europeos van hasta 1 x z[m], usan estas grandes presiones con mezclas muy fluidas y en rocas sanas, considerando que abren las fisuras durante la inyección, y luego se cierran “expulsando” el exceso de agua). Esta presión se alcanzará en 10 minutos, que es el intervalo de tiempo a considerar.



Se eligen los distintos tipos de mezcla a utilizar. Hay muchos criterios para elegir la mezcla inicial en base a los ensayos previos de agua, anchos de fisuras y otros, pero siempre se requiere la experiencia del sitio. Para cada una de ellas, se definen las absorciones máximas, los volúmenes máximos acumulados, y las absorciones finales máximas para cerrar (rechazo).



Definidas estas variables para cada mezcla se procede de tal manera que, si no se cumple en cada etapa cualquiera de las tres condiciones o no se llega a la presión máxima, se pasa a la mezcla siguiente más espesa. Por ejemplo: Aplicación en el proyecto Presa de relaves Las Hierbas (Goldfields)

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LVU Las Gordas Proyecto Cerro Corona De varios diseños de mezclas se escogen 3 o 4 diseños que sean los óptimos, por ejemplo: a: c + Euco 37, a = agua, c = cemento − 1:1 − 0.7:1 + 1% − 0.67:1 + 1% − 0.5:1 + 1% Los cambios de mezclas son cada 100 l/m y 3 tipos de mezclas Ejemplo de inyección en un tramo Tramo de 20 a 25 m. estadio o tramo de 5 m o Pmax = 0.23bar/m x 20 m.= 4.6 bars (PM) o Volumen y mezclas  Mix a:c, 1:1, volumen inyectado acumulado = 510 lts, P=3bar, Q=10lts/m. se pasa a otra mezcla.  Mix a:c + aditivo, 0.7:1 + 1%, volumen inyectado acumulado = 1025 lts, P=4 bar, Q= 8 lts/m. se pasa a otra mezcla  Mix a:c + aditivo, 0.5:1 + 1%, volumen inyectado acumulado = 1550 lts. P= 4.6 bars, Q=0.1 lts/m.

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CONCLUSIONES

 Se conoció los tipos de inyecciones a realizar en función a las características geológicas de la zona, y de los estudios geotécnicos.  Se estudió los tipos de inyecciones a realizar en función a las características geológicas de la zona, y de los estudios geotécnicos.  Los tipos de mezclas que se utiliza en las inyecciones con el objetivo de lograr una mejor penetrabilidad en las fisuras y fallas de la roca.

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BIBLIOGRAFIA

 Tesis de mejoramiento de cimentaciones en suelos y rocas aplicando las técnicas de grouting ing. salomón Edgard Ampuero Cayo. (Universidad Nacional de Ingeniería / facultad de ingeniería civil)

 Artículo de túneles: mezclas y tratamientos con inyecciones de consolidación o de impermeabilización

 Artículo de obras y cimentaciones especiales inyecciones y jet grouting