INVESTIGACIONES GEOTECNICAS
TERCER JUEGO DE EXCLUSAS DEL CANAL
PANAMA
4.- DISEÑO DE LAS PRESAS BORINQUEN
4.- DISEÑO DE LAS PRESAS BORINQUEN
CARACTERISTICAS PRINCIPALES
•Nivel de corona de las presas 32 m (PLD)
•Ancho de corona de las presas 50 m
•Nivel de agua en Lago Gatun 27.13 m
•Nivel de agua en el Lago Miraflores 16.45 m
•Elevación de la solera del canal (PAC)
9.14 m
•Ancho de la solera del canal (PAC) 218 m
CRITERIOS DE DISEÑO
1. Criterio Diseño Civil.
2. Criterio Geotécnico..
3. Criterio Sísmico.
4. Criterio Hidrológico.
5. Criterio Operación.
6. Criterio Constructivo.
CRITERIO DISEÑO CIVIL•Alineamiento de las presas Borinquen
Paralelo al PAC (Pacific Access Channel
•Ancho de la corona presas
30 m
•Cota corona mínimo 32.0 m (PLD)
•Ancho de la base del canal PAC
218 m
•Taludes de excavación del canal
3H:1V
CRITERIO GEOTÉCNICO Parámetros
geotécnicos•De fundaciones y bancos préstamo.
Control de infiltración •Fundaciones & cuerpo presas
Estados de carga y criterios de estabilidad
•Final/Durante const. FS=1.3•Largo plazo FS=1.5•Nivel máximo FS=1.4•Vaciado rápido FS=1.3
Diseño de presas para acomodarse al desplazamiento de las fallas
•2E y 2W: 1m lateral y 0.5 m normal.•1E y 1W: 3m lateral y 0.5 m normal
Diseño de filtros y drenaje
•U. S. Bureau of Reclamation USBR (1994).
Criterio Sísmico•Diseño de terremoto y aceleración max. Horizontal.
Probabilistic seismic hazard Analysis (PSHA)
975 años : 0.72g
2500 años: 0.97g
10000 años: 1.38g
•Magnitud del desplazamiento de las fallas en existentes.
• Falla Pedro Miguel: horizontal 3 m y vertical 0.5m• Falla Miraflores: horizontal 1 m y vertical 0.5m• Falla sin nombre: horizontal 1 m y vertical 0.5m
Criterio Hidrológico
•Crecida máxima probable Q=847.000 cfs. Elevación 28.47 m
•Obras de control •Periodo de retorno 100 años ataguia •Periodo de retorno 20 años drenaje
•Precipitación media mensual
•Etapa de construcción
•Velocidad de viento •115 km/hr
•Bordo libre •Prevenir el rebalse, 4.87 m.
Criterio Operación•Niveles de operación de los lagos.
Máximo: Lago Gatun: 27.13 m
Lago Miraflores: 16.75 m
Mínimo: Lago Gatun: 24.70 m
Lago Miraflores: 16.45 m
•Impacto de los buques. •Condiciones de impacto barco Post Panamax 160.000 tn m
•38º a vel. 8 nudos
•45 º a vel. 4 nudos
•Tamaño del Rip Rap. •Velocidad de viento y olas inducidas por los buque
•Instrumentación. •Piezómetros, BMs, inclinómetros, acelerógrafos, etc.
•Requerimientos de acceso a la corona.
•Mantenimiento y operación.
Criterio Construcción•Disponibilidad de materiales para las presas.
Utilizar material disponible pero apropiado
•Áreas restringidas para la construcción.
•Áreas prohibidas
•Voladura/vibraciones. •Minimizar ruido por voladura y vibraciones
•Impacto del clima en la etapa de la construcción
•Zona de alta precipitación
•Periodo lluvioso Mayo - Diciembre
•Periodo seco Enero - Abril
•Promedio anual: 2300 mm
ALTERNATIVAS DE TIPOS DE PRESA • Presa de enrrocado con cara de concreto o
asfalto. Daño de la placa fatal por impacto de en transito buques.
• Presa de RCC (Roller Compacted Concrete). Daño de la estructura fatal por sismo, reparación complicado.
• Presa de tierra homogénea. Periodo de lluvias critico 8 meses.
• Presa de enrrocado con núcleo de RCC. Su confiabilidad es cuestionable después del sismo, reparación muy complicado.
Cont.
• Alternativa 3.-Presa de enrocado con pantalla de asfalto. Muy adaptable a zonas húmedas, riesgo cuando hay falla de la placa, complicado su reparación.
• Alternativa 4.-Presa de enrocado con pantalla de concreto (idem alt. 3).
Análisis de Estabilidad• Análisis de estabilidad para las secciones mas
criticas: SLOPE/W (GEO-SLOPE).
1. Durante la construcción - Final de las excavaciones - Final de la construcción - PAC seco, sin agua en el canal
2. Largo plazo (condiciones normales de operación).
3. Nivel máximo de operación. 4. Vaciado rápido. 5. Análisis seudo-estático.
Cont.• Análisis de flujo a través del cuerpo de la
presa y la fundación. Evitar erosión interna SEEP/W.
• Realizar una análisis seudo-estático: UTEXAS4, Kh.