Diseño geotécnico del túnel de desfogue del proyecto hidroeléctrico La Yesca, México

R. Padua-Fernández, R. Rivera-Constantino, H. Marengo-Mogollón

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Embankments and Dams

ABSTRACT: This paper combine design criteria for tunnels in rock, from semiempirical methods having their basis in the experience of tunnels already constructed, to those who make use of role models, whose solution requires the use of more sophisticated numerical techniques. A methodology for the design of tunnels in geological adverse conditions, as was the case of tunnel vent the large hydroelectric project Tindal, a rockfill dam with concrete face of 205.5 m in height, it™s located within the boundaries of the states of Nayarit and Jalisco, Mexico. This methodology represents a new alternative for geotechnical design of tunnels in rock, considering the heterogeneity of the environment through the formation of wedges of rock and stabilization. Under the assumption of a homogeneous medium can analyze the relaxation zone of the rock mass surrounding the tunnel through the finite element method and some empirical criteria applicable to the elastic range of rock. The design is based on the calculation of the response of the support system based on the resistance ratio of the element, which leads to the determination of the mechanical elements necessary for the structural design of the tunnel. Finally we describe the construction procedure adopted in building combining the Austrian Method and of Madrid, whose implementation led us to good results in the construction of the tunnel.

RESUMEN: En este trabajo se presentan algunos criterios de diseño de túneles en roca, desde los métodos semiempíricos que tienen su sustento en la experiencia de túneles ya construidos, hasta aquellos que hacen uso de modelos de comportamiento, cuya solución necesita el uso técnicas numéricas más elaboradas. Se desarrolla una metodología para el diseño de túneles en roca en condiciones geológicas adversas, como fue el caso del túnel de desfogue del gran proyecto hidroeléctrico La Yesca, una presa de enrocamiento con cara de concreto de 205.5 m de altura, que se localiza entre los límites de los estados de Nayarit y Jalisco, en México. Esta metodología constituye una nueva alternativa de diseño geotécnico de túneles en roca, al considerar la heterogeneidad del medio a través de la formación de cuñas de roca y su estabilización. Bajo el supuesto de un medio homogéneo se puede analizar la zona de relajación del macizo rocoso que circunda al túnel por medio del método del elemento finito, y de manera aproximada, se pueden emplear algunos criterios empíricos aplicables al rango elástico de la roca. El diseño se basa en el cálculo de la respuesta del sistema de soporte en función de la razón de resistencia del elemento, lo cual conduce a la determinación de los elementos mecánicos necesarios para el diseño estructural del túnel. Finalmente se describe el procedimiento constructivo adoptado en obra, que es una combinación del Método Austriaco y el de Madrid, cuya aplicación condujo a muy buenos resultados en la construcción del túnel. 1 INTRODUCCIÓN El Proyecto Hidroeléctrico (P.H.) La Yesca, se localiza en las coordenadas geográfícas 21°11™49fl de latitud Norte y 104°06™21fl de longitud Oeste, el cual se construye sobre el río Santiago entre los límites de los estados de Nayarit y Jalisco, México. La Yesca es una presa de enrocamiento con cara de concreto, construida para la generación de energía eléctrica de pico, con una generación media anual de 1210 GWh. Las obras subterráneas de generación están conformadas por: Túneles de Conducción, Casa de Máquinas, Túneles de Aspiración, Galería de Oscilación, Túnel de Desfogue y Túneles de acceso, localizadas en la margen derecha de la presa. La principal función del túnel de desfogue es desalojar el agua aprovechada para la generación de energía eléctrica proveniente del embalse. El túnel tiene una longitud de 326 m y su sección transversal es tipo portal de 13 m ancho por 14 m de alto, en su sección constante, hasta desembocar en el río Santiago aguas abajo de la cortina y en la salida de la galería de oscilación tiene 21 m de alto. Está diseñado para trabajar como canal y como conducto a presión, descargando hasta 503 m3/s. 2 CONDICIÓN GEOLÓGICA El túnel de desfogue quedó alojado en rocas ígneas del tipo ignimbrita de composición dacítica porfídica de la unidad litológica denominada Tmid. A lo largo de su eje longitudinal el túnel está afectado por fallas escalonadas y alabeadas, entre las que destacan las fallas Crucero-Pitayo, Pilar, Escondida, Esperanza y Sabanilla, las cuales favorecen bloques basculados hacia el NE.

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