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Sistema de Drenaje
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SISTEMAS DE DRENAJESISTEMAS DE DRENAJE
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA CIVIL
SECCIN DE POSTGRADO
Dr. Ing. Jorge E. Alva Hurtado
03 y 04 de Febrero del 200603 y 04 de Febrero del 2006
UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN DE TACNA
- INTRODUCCIN
- TIPOS DE PRESAS DE RELAVE
- CARACTERSTICAS DE LOS RELAVES
- PROPSITO DEL DRENAJE EN PRESAS DE RELAVE
- DRENAJE EN VARIOS TIPOS DE PRESAS
- DRENAJE CON CIMENTACIONES PERMEABLES
- MEDIDAS DE REMEDIACIN DURANTE LA OPERACIN
- FILTROS
- DRENES
- CONCLUSIONES
INTRODUCCIINTRODUCCINN
- IMPORTANCIA VITAL EN LA CONFIABILIDAD Y SEGURIDADDURANTE LA VIDA DEL DEPSITO.
- COMPONENTE PRINCIPAL DE DISEO Y FACTOR SIGNIFICATIVO ENLA ESTABILIDAD ESTTICA Y DINMICA.
- EL POTENCIAL DE LICUACIN DEPENDE DEL DRENAJE.
- LA INFILTRACIN EN EL TALUD AGUAS ABAJO CONDUCE A LAEROSIN.
- INFILTRACIN INCONTROLADA CONDUCE A LA CONTAMINACIN.
- EL SISTEMA DE DRENAJE DEBE SER LOCALIZADO YDIMENSIONADO APROPIADAMENTE. SE REQUIEREN FILTROS YDRENES.
- PUEDEN ESTAR CONSTRUIDAS DE RELAVE, DESECHO DE MINA OSER DE TIERRA O ENROCADO.
- A EXCEPCION DE LAS PRESAS CONSTRUIDAS DE RELAVE, ELDISEO ES SIMILAR A UNA PRESA PARA RETENCIN DE AGUA.
- PARA LAS PRESAS DE RELAVE SE UTILIZAN LOS MTODOS DEAGUAS ARRIBA, AGUAS ABAJO Y LINEA CENTRAL. TAMBIENEXISTEN MTODOS MIXTOS.
- EL MTODO DE CONSTRUCCIN ESCOGIDO DEPENDE DE LASPROPIEDADES DEL RELAVE, TOPOGRAFA, GEOLOGA, SISMICIDAD,CLIMA, HIDROLOGA, ECOLOGA Y MATERIALES DISPONIBLES.
- LOS TIPOS BSICOS SON:
TIPOS DE PRESAS DE RELAVETIPOS DE PRESAS DE RELAVE
TIPO PRESA RETENCIN DE AGUA.CONSTRUCCIN AGUAS ARRIBA.CONSTRUCCIN AGUAS ABAJO.CONSTRUCCIN LINEA CENTRAL.CONSTRUCCIN MIXTA.
- EL RELAVE TIENE COHESIN NULA, POR LO QUE ES SUSCEPTIBLE A TUBIFICACIN Y EROSIN SUPERFICIAL. LA LNEA FREICA NO DEBE EMERGER POR EL TALUD AGUAS ABAJO. SE DEBE INCLUIR AL DRENAJE UN FILTRO.
- LOS RELAVES SE DEPOSITAN HIDRALICAMENTE, CON DENSIDAD RELATIVA SUELTA, DE 0.3 A 0.5. SU RESISTENCIA CORTANTE ES BAJA. LA PERMEABILIDAD ES BAJA, POR LO QUE SE DESARROLLAN EXCESOS DE PRESIN DE POROS CON EL AUMENTO DE LA ALTURA.
- EL POTENCIAL DE LICUACIN ES ALTO DEBIDO A LA NATURALEZA DEL MATERIAL, DENSIDAD, ACCIN DINMICA, CAMBIO RPIDO DE CARGA ESTTICA O LNEA FRETICA.
- EL RELAVE PERMANECE SATURADO POR UN PERIODO LARGO Y CONSOLIDA LENTAMENTE.
CARACTERCARACTERSTICAS DE LOS RELAVESSTICAS DE LOS RELAVES
PROPPROPSITO DEL DRENAJE EN PRESAS DE RELAVESITO DEL DRENAJE EN PRESAS DE RELAVE
- UNA LNEA FRETICA BAJA.
- REDUCCIN EN LA PRESIN HIDRODINMICA QUE DEFORMA LA RED DE FLUJO.
- REDUCCIN DE LA PRESIN DE POROS.
- CONTROL DE INFILTRACIN Y RETENCIN DE PARTCULAS.
DRENAJE EN VARIOS TIPOS DE PRESASDRENAJE EN VARIOS TIPOS DE PRESAS
- PRESAS DE RELAVE DEL TIPO RETENCIN DE AGUA.
- PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBA.
* Presa de Arranque de Material Permeable.* Presa de Arranque de Material Impermeable.* Drenaje en el Talud Aguas Abajo.* Ciclonaje.
- PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ABAJO.
- PRESAS DE RELAVE DE TIPO LNEA CENTRAL.
- PRESAS DE RELAVE DE CONSTRUCCIN MIXTA.
- El Relave siempre Permanece bajo Agua.
- Vertido desde la Presa.
- Vertido desde el Extremo del Reservorio.
- Etapas de Construccin : Presas Homogneas y con drenes.
- Presa de Enrocado.
PRESAS DE RELAVE DEL TIPO RETENCIPRESAS DE RELAVE DEL TIPO RETENCIN DE AGUAN DE AGUA
ICOLD (1994)
PRESA DE TIERRA IMPERMEABLE
LINEA FREATICA
DREN CON FILTRO
RESERVORIO
RELAVE DEPOSITADO BAJO AGUA
PRESA DE RELAVE DE TIPO CONVENCIONAL DE RETENCIN DE AGUA. EL RELAVE SIEMPRE PERMANECE BAJO AGUA
ICOLD (1994)
LINEA FREATICA
LAGUNA
LAMAS ARENA PRESA
PLAYA
FILTRO
DREN
PRESA DE RECUPERACION
PRESA AL PIE
LAGUNA DE RECUPERACION
PRESA DE RELAVE DE TIPO CONVENCIONAL DE RETENCINDE AGUA VERTIDO DESDE LA PRESA
ICOLD (1994)
PRESA DE RELAVE DE TIPO CONVENCIONAL DE RETENCIN DE AGUA VERTIDO DESDE EL EXTREMO DEL RESERVORIO
LINEA FREATICA
PRESA DE TIERRA IMPERMEABLE
DELANTAL DE DRENAJE
DRENAJE AL PIE DE PRESA
ICOLD (1994)
a b. c.
IVIIIIII
IVIIIII
I
d.
III III IV
III
III
ETAPAS DE CONSTRUCCIN - PRESAS HOMOGNEAS Y PRESAS CON DRENES CHIMENEA
III
III IV
PRESA DE ENROCADO
ICOLD (1994)
PLAYA
RELAVE
FILTRO
ENROCADO
LINEA FREATICA
PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBAPRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBA
- Presa de Arranque de Material Permeable
* Delantal de drenaje aguas arriba bajo agua
* Construccin aguas arriba mejorada
PRESA DE RELAVE DE CONSTRUCCIN AGUAS ARRIBA
ICOLD (1994)
LAMA
LAGUNA DE RECUPERACION
PRESA DE RECUPERACION
FILTROLINEA FREATICA
ARENA
DIQUE DE ARRANQUE PERMEABLE
DIQUES SECUNDARIOSPERMEABLES
PLAYALAGUNA
DELANTAL DE DRENAJE AGUAS ARRIBA BAJO AGUA
ICOLD (1994)
FILTROPRIMERA TORRE DE DECANTACION
DELANTAL DE DRENAJE BAJO AGUA
CONTRUCCIN AGUAS ARRIBA MEJORADA
ICOLD (1994)
DIQUE DE ARRANQUE DEMATERIAL PERMEABLE
PRESA AGUAS ARRIBA DEL DIQUEDE ARRANQUE (LENGUA)
FILTRO
PRIMERA TORRE DE DECANTACION
SELLOLAGUNA DE SEDIMENTACION
- Presa de Arranque de Material Impermeable.
* Presa de arranque de tierra.
* Presa de arranque de tierra con vlvula.
* Dren en la parte superior de la presa de arranque.
* Pantalla en la parte inferior del talud aguas arriba en la presa de arranque.
PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBAPRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBA
PRESA DE ARRANQUE DE TIERRA
ICOLD (1994)
LINEA FREATICA
DRENAJE
DRENAJE DE FONDO
SALIDAD DE DRENAJE
DIQUE DE DRENAJE AL PIE
FILTRO
RELLENO IMPERMEABLE
PRESA DE ARRANQUE DE TIERRA
ICOLD (1994)
LINEA FREATICA
DRENAJE DE FONDO
DRENAJE
TUBERIA DE SALIDADEL DRENAJE
RELLENO IMPERMEABLE
DREN EN LA PARTE SUPERIOR DE LA PRESA DE ARRANQUE
ICOLD (1994)
LINEA FREATICA
DRENAJE
DRENAJE
PANTALLA EN LA PARTE INFERIOR DEL TALUD AGUASARRIBA DE LA PRESA DE ARRANQUE
ICOLD (1994)
a.FILTRO
ENROCADO
RELLENO DE BAJA PERMABILIDAD
LINEA FREATICA
b.
LINEA FREATICA
FILTRO
ENROCADO
PANTALLA IMPERMEABLE
PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBAPRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBA
- Drenaje en el Talud Aguas Abajo
* Presa de arranque y diques de material permeable.
* Presa de arranque y diques de material impermeable.
* Diques impermeables en talud plano.
* Presa de arranque impermeable.
* Uso de drenes longitudinales.
* Uso de drenes tipo chimenea y delantal.
PRESA DE ARRANQUE Y DIQUES DE MATERIAL PERMEABLE
ICOLD (1994)
FILTROS
DIQUES SECUNDARIOS DE ENROCADO
PRESA DE ARRANQUE DE ENROCADO
PRESA DE ARRANQUE Y DIQUES DE MATERIAL IMPERMEABLE
ICOLD (1994)
DRENES
ZANJA DE CAPTACION
DIQUES SECUNDARIOS IMPERMEABLES
SALIDA DE DRENAJE
DIQUE DE ARRANQUEIMPERMEABLE
DIQUES IMPERMEABLES EN TALUD PLANO
ICOLD (1994)
DIQUES SECUNDARIOS IMPERMEABLES
PRESA DE ARRANQUE IMPERMEABLE
DRENES
SOBRE CARGA
PRESA DE ARRANQUE IMPERMEABLE
ICOLD (1994)
FILTROMATERIAL IMPERMEABLE
MATERIAL PERMEABLE
LINEA FREATICA
USO DE DRENES LONGITUDINALES
ICOLD (1994)
DRENES LONGITUDINALES
SALIDA DE DRENES
DRENES
PRESA DE ARRANQUE PERMEABLE
DIQUES SECUNDARIOS IMPERMEABLES
DIQUES SECUNDARIOS IMPERMEABLES
USO DE DRENES TIPO CHIMENEA Y DELANTAL
ICOLD (1994)
PRIMERA TORRE DE DECANTACION
h l
PARTE VERTICAL DEL DRENAJE
SEDEMIENTO FINO DE LA ETAPAINICIAL DE OPERACION
PARTE HORIZONTAL DEL DRENAJE
PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBAPRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ARRIBA
- Ciclonaje.
* Diques secundarios con arena cicloneada.
* Uso de arena cicloneada como contrapeso de estabilizacin al pie.
* Procedimiento combinado de ciclonaje y vertido.
* Drenaje tipo lengua de arena cicloneada.
DIQUES SECUNDARIOS CON ARENA CICLONEADA
ICOLD (1994)
a. BAJO PORCENTAJE DE ARENA EN EL RELAVE
b. ALTO PORCENTAJE DE ARENA EN EL RELAVE
LAMAS OVERFLOWDEL HIDROCICLON
HIDROCICLON
HIDROCICLON
PRESA SECUNDARIA DE ARENA CICLONEADA
PRESA DE ARRANQUE
PRESA SECUNDARIA DE ARENA CICLONEADA
LAMAS OVERFLOWDEL HIDROCICLON PRESA DE ARRANQUE
USO DE ARENA CICLONEADA COMO CONTRAPESO DE ESTABILIZACIN AL PIE
ICOLD (1994)
HIDROCICLON
PARTE CICLONEADA DE SOPORTE
LAMAS OVERFLOWDEL HIDROCICLON
DIQUES SECUNDARIOS DE ARENA CICLONEADA
PROCEDIMIENTO COMBINADO DE CICLONAJE Y VERTIDO
HIDROCICLON
PARTE CICLONEADA DE SOPORTE
LAMAS OVERFLOWDEL HIDROCICLON
DIQUES SECUNDARIOS DE ARENA CICLONEADA
ICOLD (1994)
PROCEDIMIENTO COMBINADO DE CICLONAJE Y VERTIDO
ICOLD (1994)
HIDROCICLON
CAPAS VERTIDAS COMO DRENES
DRENAJE TIPO LENGUA DE ARENA CICLONEADA
PRIMERA TORRE DE DECANTACION
SEGUNDA PRESA DE RELLENO IMPERMEABLE
LENGUA DE ARENA CICLONEADA
PRESA DE ARRANQUEDE RELLENO PERMEABLE
ICOLD (1994)LAGUNA DE SEDIMENTACION
PRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ABAJOPRESAS DE RELAVE DE TIPO AGUAS ABAJO
- Presa de Arranque Impermeable.
- Presa de Arranque Permeable.
PRESA DE RELAVE DE CONSTRUCCIN AGUAS ABAJO
ICOLD (1994)
FRACCION MAS GRUESADEL OVERFLOW DEL HIDROCICLON
LAGUNA
LINEA FREATICA
PLAYADIQUE SECUNDARIO
ARENA CICLONEADA
PRESA DE RECOLECCION
SALIDA DE DRENAJE
PRESA DE PIE IMPERMEABLEDELANTAL DE DRENAJE
PRESA DE ARRANQUE IMPERMEABLE
LAMAS
PRESA DE RELAVE DE CONSTRUCCIN AGUAS ABAJO
ICOLD (1994)
CAPAS VERTIDAS DE ARENA
SELLOPRESA DE PIE IMPERMEABLE
LINEA FREATICA
PRESA DE ARRANQUE PERMEABLE
PRESAS DE RELAVE DE TIPO LPRESAS DE RELAVE DE TIPO LNEA CENTRALNEA CENTRAL
PRESA DE RELAVE DE CONSTRUCCIN LNEA CENTRAL
ICOLD (1994)
FRACCION MAS GRUESA DEL OVERFLOW
PRESA DE ARRANQUE IMPERMEABLE
DELANTAL DE DRENAJE
SALIDA DE DRENAJE
PRESA DE PIE PERMEABLEO IMPERMEABLE
ARENA CICLONEADA
DIQUES SECUNDARIOS DE ARENA CICLONEADAO RELLENO DE PRESTAMOPLAYA
LAGUNA
LAMAS LINEA FREATICA
PRESAS DE RELAVE DE CONSTRUCCIPRESAS DE RELAVE DE CONSTRUCCIN MIXTAN MIXTA
PRESA DE RELAVE DE CONSTRUCCIN MIXTA
ICOLD (1994)
LINEA FREATICAPLAYALAGUNA
RELAVE VERTIDO
DIQUES SECUNDARIOS DE CONSTRUCCION AGUAS ARRIBA
DIQUES SECUNDARIOS DE CONSTRUCCION AGUAS ABAJO
ARENA CICLONEADA
LAMA VERTIDA
PRESA ALTA DE ARRANQUEDE MATERIAL IMPERMEABLE
LINEA FREATICADELANTAL DE DRENAJE
SALIDA DE DRENAJE
PRESA AL PIE PERMEABLEO IMPERMEABLE
DRENAJE CON CIMENTACIONES PERMEABLESDRENAJE CON CIMENTACIONES PERMEABLES
- CAPA PERMEABLE DE ESPESOR LIMITADO BAJO LA PRESA.
* Presas de Relave de Construccin Aguas Arriba. * Presas de Relave de Construccin Aguas Abajo.
- CIMENTACIN PERMEABLE DE ESPESOR CONSIDERABLE.
CAPA PERMEABLE EN CIMENTACIN
ICOLD (1994)
SI SE REQUIERE
a .DRENES
PRESA DE ARRANQUE IMPERMEABLE
FILTRO ZANJA DE LODO
MATERIAL DE FILTRO Y DREN
ZANJA COLECTORA
PRESA DE RECOLECCION
FILTRO
ZANJA DE LODO
MATERIAL DE FILTRO Y DREN
ZANJA COLECTORA
PRESA DE ARRANQUE PERMEABLEb .
CAPA PERMEABLE EN CIMENTACIN
ICOLD (1994)
ZANJA DE LODO
FILTRO
ZANJA DE LODO
PRESA DE ARRANQUE IMPERMEABLE
PRESA PERMEABLE AL PIE
PRESA RECOLECTORASI SE REQUIERE
ZANJA COLECTORA
DRENES DE FONDO SOBRE GEOMEMBRANA
ICOLD (1994)
h
DRENH
LINEA FREATICA
GEOMEMBRANA
DREN
MEDIDAS DE REMEDIACIMEDIDAS DE REMEDIACIN DURANTE LA OPERACIN DURANTE LA OPERACINN
- DEFICIENCIAS EN EL PLANEAMIENTO Y DISEO DE DRENAJE.
* Deficiencia en la Granulometra o la Estructura y Dimensiones de los Drenes.
* Deficiencia en el Diseo del Aliviadero. * Deficiencia en los Mtodos de Vertido.
- CAMBIOS EN LOS DATOS DE DISEO.
* Cambio en las Propiedades del Relave. * Altura de Presa Mayor que el Diseo.
- MAL FUNCIONAMIENTO DE DRENAJE BIEN DISEADO.
- DEFICIENCIAS EN EL VERTIDO.
MEDIDAS DE REMEDIACIN
ICOLD (1994)
DRENAJE LONGITUDINAL
TRINCHERA DE DRENAJE
SALIDA DE DRENAJE
DRENES
SALIDA DE DRENAJE
TRINCHERA DE DRENAJESOBRECARGA
MEDIDAS DE REMEDIACIN
ICOLD (1994)
DRENAJE HORIZONTAL OSALIDAS DE DRENAJE
TRINCHERA DE DRENAJE
DRENAJE VERTICAL
MEDIDAS DE REMEDIACIN
ICOLD (1994)
SOBRECARGA DRENANTE
FILTRO
FILTROSFILTROS
- LA FUNCION DE LOS FILTROS ES RETENER LAS PARTCULAS DEL SUELO A DRENAR Y PERMITIR EL PASO DEL AGUA A LA ZONA MS GRUESA.
- LOS FILTROS SE LOCALIZAN :
* Entre dos suelos vecinos con granulometra distinta, de modo que las partculas de uno puedan migrar en el otro.
* En la interfase entre un relleno fino y una base muy permeable, donde el flujo puede erosionar el relleno.
* Bajo y ms all de una presa al pie aguas abajo.* Bajo una sobrecarga drenante.
- EL DISEO DEL FILTRO DEBE TOMAR EN CUENTA LAS PROPIEDADES DEL SUELO A DRENAR Y PROTEGER DE LAEROSIN, LA DESCARGA ESPERADA Y LAS TCNICASCONSTRUCTIVAS.
- LOS RELAVES SON ESTRATIFICADOS, NO-COHESIVOS YSUELTOS, QUE LOS HACEN SUSCEPTIBLES A LA EROSIN.
FILTROSFILTROS
- FILTROS DE MATERIALES GRANULARES PROTEGIENDO SUELOS NO-COHESIVOS-CRITERIOS Y REQUERIMIENTOS.
* Criterio de Tubificacin.* Criterio de Permeabilidad.* Criterio de Estabilidad Interna.* Requerimientos de Proteccin contra la Segregacin.* Requerimientos de Proteccin contra el Taponamiento.* Criterio Hidrulico.* Espesores de Filtros.* Densidad y Compactacin.* Estabilidad Mecnica, Qumica y Biolgica.* Criterio de No - Cohesividad de los Filtros.
- FILTROS DE MATERIALES GRANULARES PROTEGIENDO SUELOS COHESIVOS-CRITERIOS Y REQUERIMIENTOS.
- FILTROS SINTTICOS - CRITERIOS Y REQUERIMIENTOS.
CRITERIOS Y REQUERIMIENTOS DE FILTROS DE MATERIALCRITERIOS Y REQUERIMIENTOS DE FILTROS DE MATERIALGRANULAR PROTEGIENDO SUELOS NOGRANULAR PROTEGIENDO SUELOS NO--COHESIVOSCOHESIVOS
- CRITERIO DE TUBIFICACIN
a) Ip = 0
b) Cu = 6
- CRITERIO DE PERMEABILIDAD
54dD
axm15
inm15 >
25dD
min50
max50 0.074 mm.
5DD
f58
g15 0,2 m
RELAVE
GRAVA
RELAVE
RELAVE
RELAVE
RELAVE
ICOLD (1994)
FILTROS EN TALUD
a. b. c.
LOSA DE CONCRETO PERFORADA
GRAVA
ARENA O MEZCLA DE ARENA-GRAVA
RELLENO
GRAVA
GEOTEXTIL NO TEJIDO
GRAVA
ARENA-GRAVAARENA O MEZCLA DE
GEOTEXTIL NO TEJIDO
RELLENO
RELLENO
ICOLD (1994)
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
- LA INFILTRACIN EN PRESAS DE RELAVE PUEDE SER PELIGROSA SI NO SE CONTROLA ADECUADAMENTE.
- EL CONTROL SE REALIZA POR BUEN DISEO, MTODOSCONSTRUCTIVOS APROPIADOS, SELLADO, DRENES Y FILTROS.
- EL DRENAJE PUEDE IMPLEMENTARSE FACILMENTE YECONMICAMENTE EN EL DISEO, CONSTRUCCIN YOPERACIN PARA MEJORAR LA ESTABILIDAD.
- EL DRENAJE EN PRESAS DE RELAVE DEPENDE DE LASCARACTERSTICAS FSICAS DEL RELAVE. EL DRENAJEAPROPIADO ES DIFERENTE PARA CADA PRESA. EL DISEADOR DEBE ESCOGER EL MEJOR DRENAJE.
- DEBE CONSTRUIRSE CORRECTA Y CUIDADOSAMENTE ELDRENAJE PARA ASEGURARSE QUE NO HAYA QUE CONSTRUIR MEDIDAS DE REMEDIACIN CARAS EN EL FUTURO.