Sondeos en túneles (pres)

MASTER EN TÚNELES Y OBRAS SUBTERRÁNEAS

SONDEOSSONDEOS(1)

Mariano Álvaro LópezCompañía General de Ingeniería y Sondeos, S.A.

SONDEOSSONDEOS(1)

Sondeos en Túneles y Obras Subterráneas

SUMARIO (1)

1. LOS SONDEOS EN EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓNDE TÚNELES Y OBRAS SUBTERRÁNEAS

2. DISEÑO DE LAS CAMPAÑAS DE PERFORACIÓN3. IMPLANTACIÓN DE LA CAMPAÑA4. PERFORACIÓN DE SONDEOS A TESTIGO4. PERFORACIÓN DE SONDEOS A TESTIGO

5. ENSAYOS EN LOS SONDEOS6. FINALIZACIÓN Y ABANDONO DEL SONDEO7. GESTIÓN DE TESTIGOS 8. GESTIÓN DE LA INFORMACIÓN DEL SONDEO9. OTROS SISTEMAS DE PERFORACIÓN

10. MISCELÁNEA

Experiencia en Proyectos y Obras con Sondeos Profundospara ESTUDIOS GEOTÉCNICOS DE OBRAS SUBTERRÁNEAS

–Túneles de las Líneas de Alta Velocidad (1998-2011). DGF-ADIF

• LAV Madrid-Barcelona-Frontera francesa: túneles de Sagides, Paracuellos y Le Perthus.

• LAV Madrid-Valladolid: túnel de Guadarrama. Campañas monográficas en “La Umbría”

• LAV Córdoba-Málaga: túneles de Gobantes y Abdalajís.• LAV Córdoba-Málaga: túneles de Gobantes y Abdalajís.• LAV León-Gijón: túneles de Pajares, Sotiello, etc.• LAV Antequera-Granada: túneles del Arroyo de la Negra y de Loja.• LAV Murcia-Almería: túneles de Sorbas• LAV Galicia: Eje Atlántico, Accesos a Galicia• Y Vasca: túneles en Anoeta- Urnieta, Legutiano, Zizurkil, Mondragón, etc.

– 50.000 metros perforados a testigo continuo y rotopercusión inversa (más de 200 sondeos). Entre ellos destacan:

• 1 sondeo de 840 m inclinado 30°.• 3 sondeos verticales de 850, 935 y 938 metros.• 3 sondeos de 1.000 a 1.025 m, vertical e inclinados 20°.

1.Sondeos en Túneles y Obras Subterráneas (1)

TÚNELES Y OBRAS SUBTERRÁNEAS

ESTUDIO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO: conocer con precisión la CONSTITUCIÓN Y PROPIEDADES DEL MACIZO ROCOSO:

• Tipos de rocas (litologías)• Estructura tectónica y discontinuidades del

macizo rocoso• Fluidos: agua (hidrogeología) y gases• Propiedades geotécnicas y comportamiento

geomecánico


ESTUDIO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO DE UN TÚNEL

• Cartografía geológica

• Geofísica

• Sondeos de reconocimiento(ensayos in – situ)

• Ensayos de laboratorio

• PERFIL GEOLÓGICO - GEOTÉCNICO

1.Sondeos en Túneles y Obras Subterráneas (3)SONDEO: perforación en el terreno para conocer u obtener algo que está en el subsuelo

Se clasifican por la finalidad,profundidad, técnica empleada, geometría, etc.Sus características se adaptan a las de la obra estudiada (suelos/rocas,

profundidad, etc). Actualmente: numerosos túneles profundos

TIPOS DE SONDEOS EMPLEADOS EN TÚNELES Y O.S.:-Testigo: métodos convencional y wire-line-Testigo: métodos convencional y wire-line-Destructivo: ripios y diagrafías- Mixtos

INFORMACIÓN OBTENIDA:-Mecánica de la perforación: registros, fluidos,etc.-Testigos: naturaleza,fracturación,recuperación...-Agujero:ensayos in situ

SONDEO: herramienta, no la solución

Tipos de sondeos: testigos y diagrafías

Diagrafía de televiewer acústico• Rayos gamma• Calibre• Imagen acústica• Orientación de

discontinuidades


Túneles de Abdalajís: perfil geológico con dos sondeos


Túneles de Abdalajís: perfil geológico con siete sondeos


Túneles de Pajares, Sierra del Rozo.

2. Diseño de la Campaña de Perforación (1)

DISEÑO: -definición de objetivos, alcance y recursos. Programación-tarea de equipo, basada en un buen conocimiento previo.

Nº y longitud: numerosos factores (tipología de la obra, condicionantes del terreno, etc). Sin regla. (1m.X 1m.)

PROPUESTA DE CAMPAÑA: es un documento específico.

Contenido: Contenido: 1. Planta de situación de sondeos en detalle2. Plano regional de la campaña3. Cuadro Resumen: nombre, inclinación, longitud, diámetro,etc.4. Ficha pormenorizada de cada sondeo: objetivo, profundidad,

ubicación y acceso,prognosis,muestreo,ensayos,esquema, equipamiento, etc.

5. Planificación de la ejecución de la campaña6. Otros: especificaciones técnicas, etc

2. Diseño de la Campaña de Perforación (2)Esquema constructivo de un sondeo


Programa de Perforación de una Campaña


OTROS ASPECTOS

Proyecto Constructivo (Marco Legal)• Director Facultativo• Documento de Seguridad y Salud• Presupuesto• Presupuesto

Gestión de Permisos: institucionales y particulares

Protección Medioambiental


Elementos de Seguridad en un sondeo Protección medioambiental

3. Implantación de la Campaña de Perforación (1)

• Construcción / adecuación accesos

• Plataformas de trabajo y balsas de lodos

• Suministro de agua

• Puesta en obra de maquinaria (sondas, material...)

• Logística local

• INICIO DE LA PERFORACIÓN

Problemática de la Campaña de Sondeos

Perforando en alta montaña

3. Implantación de la Campaña de Perforación (2)

Suministro de agua

Accesos, plataforma y balsas


Camino de acceso en elPrepirineo

Campaña invernal en alta montaña


Acopio de agua en balsas para perforación en alta montaña


Nieve

Inundaciones


Respeto al Medio Ambiente– Fauna– Flora

4. Perforación de sondeos a testigo (1)Mecánica de la Perforación

Sondeos para Túneles y O.S.:someros=sistema convencional profundos= w.l.

Perforación a rotación con extracción de testigo continuo.SONDA VARILLAJE BATERÍA (Corona/Tubo portatestigo)


De: “Manual de Sondeos” T.1“Tecnología de la perforación”. López Jimeno Editor


De: “Manual de Sondeos” T.1“Tecnología de la

perforación”. López Jimeno Editor


De: “Manual de Sondeos” T.1“Tecnología de la perforación”. López Jimeno Editor


• CORONAS DE DIAMANTE Y CORONA DE WIDIA


CALIBREAGUJERO φφφφ mm

TESTIGO φφφφ mm

36 36 22

Diámetro de coronas (sistema métrico convencional).

Diámetro de coronas (sistema americano wire-line).

CALIBREAGUJERO φφφφ mm

TESTIGO φφφφ mm

AQ 48 2736 36 22

46 46 32

56 56 42

66 66 52

76 76 62

86 86 72

101 101 84

116 116 86

131 131 101

146 146 116

AQ 48 27

BQ 60 36,5

NQ 76 47,6

HQ 96 63,5

PQ 122,6 85




Perforación: corte de la roca y alojamiento en tubo portatestigosExtracción del testigo: sistemas convencional y “wire-line”






Extracción del testigo: sistemas convencional y “wire-line”


Extracción del testigo: sistemas convencional y “wire-line”

Ventajas del sistema w.l.•Se puede perforar a mayor velocidad de rotación, aumentando, por tanto, la velocidad de perforación.•Mayor estabilidad del tren de perforación al aumentar su diámetro por emplear tubos en lugar de varillas.•Se pueden emplear bombas pequeñas, por quedar menos espacio anular entre el tren de perforación y el agujero.•Disminución del tiempo perdido en maniobras.•Disminución del tiempo perdido en maniobras.•En zonas fracturadas y con cavidades la batería portatestigos puede ser extraída sin retirar todo el varillaje sin remover zonas de fractura o cavidades.

Inconvenientes del sistema w.l.•El testigo que se obtiene es más pequeño que con una perforación normal.•En terrenos en los cuales sea necesario perforar con lodo hay que tener mucho cuidado, pues un bloqueo del tren de perforación sería muy difícil de salvar.•La corona es mucho más cara por tener un espesor muy superior, con mayor desgaste y menor penetración en rocas duras.•El varillaje de wire-line es más delgado, teniendo una vida más corta y rom-pién-dose con mayor facilidad que el convencional.•La desviación en el sistema wire-line es superior debido a la mayor delgadez del varillaje y la mayor presión de perforación a utilizar.


SONDEOSSONDEOS(2)(2)


Febrero 2013


Sondeos en Túneles y Obras Subterráneas

SUMARIO (2)

1. LOS SONDEOS EN EL DISEÑO Y CONSTRUCCIÓNDE TÚNELES Y OBRAS SUBTERRÁNEAS2. DISEÑO DE LAS CAMPAÑAS DE PERFORACIÓN3. IMPLANTACIÓN DE LA CAMPAÑA

4. PERFORACIÓN DE SONDEOS A TESTIGO5. ENSAYOS EN LOS SONDEOS6. FINALIZACIÓN Y ABANDONO DEL SONDEO7. GESTIÓN DE TESTIGOS8. GESTIÓN DE LA INFORMACIÓN DEL SONDEO9. OTROS SISTEMAS DE PERFORACIÓN10. MISCALÁNEA

4. Perforación de sondeos a testigo (12)

SECUENCIA DE OPERACIONES

Sucesión de maniobras: bajada, perforación,extracción del testigo

• Geometría telescópica

• Entubaciones auxiliares. Cementaciones

• Ensayos en avance


• SECUENCIA DE OPERACIONES



LODOS DE PERFORACIÓN

• Composición:agua,bentonita,polímeros (salmueras...)

• Circuito de circulación: bombas, balsas, • Circuito de circulación: bombas, balsas, otros...

• Funciones:-refrigerar la corona-evacuar los detritus-sostener las paredes del sondeo

LODOS DE PERFORACIÓNBentonita

Acopios de sal gema y bentonita



Preparación y control (densidad, viscosidad…)


SEGUIMIENTO Y CONTROL DE LA CAMPAÑA:

- Encargado sondista: logística y perforación. Partes de perforación.Partes de perforación.

- Técnico especialista: seguimiento, control técnico, muestreo y testificación

5. Ensayos en los sondeos (1)

OBJETIVO: obtener datos de estado y propiedades del macizo rocoso.

PRINCIPALES TIPOS:

• Ensayos de Permeabilidad ensayos Lugeon, slug-test...• Presio-dilatometría deformabilidad• Hidrofracturación estado tensional• Testificación geofísica-diagrafías (calibre,desviación,radiactividad

natural, resistividad,conductividad,temperatura,densidad,velocidad de • Testificación geofísica-diagrafías (calibre,desviación,radiactividad

natural, resistividad,conductividad,temperatura,densidad,velocidad de ondas sísmicas,etc). Herramientas especiales: Acustic televiewer, sondas petroleras (FMI...)

• Tomografía cross-hole eléctrica y sísmica

EJECUCIÓN: -en avance o en retirada-en sondeos desnudos o entubados-riesgos

5. Ensayos en los sondeos (2)Ensayos hidráulicos Hidrofracturación


Equipo de testificación

Registros geofísicos

Testigos y diagrafías

Diagrafía de televiewer acústico• Rayos gamma• Calibre• Imagen acústica• Orientación de

discontinuidades


Hidrofracturación

Registros sónicos

6. Finalización y abandono del sondeo

• Últimos ensayos “in-situ”• Retirada de la entubación• Instalación de piezómetros/instrumentación

• Acabado y tapa de cierre• Clausura de balsas,recogida y limpieza

• Restauración del emplazamiento

DISEÑO DE SONDEO PIEZOMÉTRICOSONDEO PIEZOMÉTRICO VERTICAL

150 metros

Perforación Tubería

0m

131 128X119 Cementación 5-10 m

PQ

(122 mm) 113X104 Cementación

ó

50m 116 50-60 m

compactonic

gravilla

Margas Achiques

cemento

100m HQ (101) Ensayos Lugeon

Control niveles. Achiques

Piezómetros CV

Areniscas y/o conglomerados oo Túneles

150m gravilla 150 m

7. Gestión de los testigos (1)

• Extracción,colocación,manipulación• Fotografiado• Testificación:identificación medición,registro:

-datos de perforación profundidad.,maniobra...-niveles de agua -litología,meteorización,alteraciones-litología,meteorización,alteraciones-recuperación,RQD-estructura y fracturación-orientación de discontinuidades-muestras y ensayos

7. Gestión de los testigos (2)

8. Gestión de la información del sondeo (1)

INFORME FINAL de SONDEO

1. Descripción del sondeo: situación, profundidad, inclinación, fechas,equipo de perforación,esquema constructivo ,incidencias, objetivos,recuperación,RQD,testigos y muestras, ensayos, terrenos atravesados,estructura y fallas,discontinuidades...terrenos atravesados,estructura y fallas,discontinuidades...

2. Registro detallado 3. Documento de Síntesis de Sondeo4. Reportaje fotográfico: emplazamiento,equipo,testigos,detalles...5. Anexos: Ensayos In Situ6. Anexos de Ensayos de Laboratorio: tablas resumen y fichas de

ensayos

INTEGRACIÓN EN EL PERFIL LONGITUDINAL DEL TÚNEL

8. Gestión de la información del sondeo (2)Documento de Síntesis de Sondeo

9. Otros sistemas de perforaciónPERFORACIÓN A DESTRUCTIVO• Rotopercusión a circulación inversa: todo o parte de sondeo (sondas mixtas)

• Rotación a circulación directa (tricono). Lodos. Diagrafías

9.Sondeos inclinados y sondeos horizontales

• Sondeos inclinados u horizontales “convencionales”

• Sondeos dirigidos mediante turbina en cabeza

10. Miscelánea (1)RENDIMIENTOS: TERRENO, EQUIPO, LOGÍSTICA, CLIMA, SONDISTAS...

10. Miscelánea (2)

CONCEPTOS BÁSICOS A PRESUPUESTAR PARA UNA CAMPAÑA DE INVESTIGACIÓN;

• Dirección y coordinación• Proyecto constructivo. Gestión de Permisos• Campaña perforación sondeos s.s.:perforación, accesos y emplazamientos,

• Campaña perforación sondeos s.s.:perforación, accesos y emplazamientos, restauración, almacén de testigos, testificación, seguimiento y control, etc.

• Ensayos in situ: diagrafías, dilatómetros,etc.• Ensayos de Laboratorio• Integración: elaboración de documentos e informes.

10. Miscelánea (3)Campaña de perforación sondeos

CONTRATACIÓN DE SONDEOS PROFUNDOS

• Precios unitarios:– Puesta en obra y retirada– Emplazamiento en cada sondeo– Emplazamiento en cada sondeo– Precio del m. l. de perforación por terreno/profundidad/sistema, etc– Precio de suministro de agua– Precio de suministros diversos: cajas portatestigos, piezómetros,etc.– Precio de actividades; entubaciones, cementaciones, ayuda a ensayos– Precio de parada del equipo por causas ajenas al contratista– Precio del material perdido en el sondeo– Conceptos varios: ensanches, medida orientación, gestión residuos, etc

• Presupuesto Global: aplicación P.U. a las unidades previstas

ELABORACIÓN DEL PROYECTO CONSTRUCTIVO

Proyecto constructivo : imprescindible desde un punto de vista tanto técnico como económico y legal.

Las obras de sondeos están sujetas al Reglamento General de Normas Básicas de Seguridad Minera.

Requieren el nombramiento de un Director Facultativo, que es el responsable legal de la obra en fase de ejecución.

El contenido habitual de un proyecto de estas características es el siguiente:1. MEMORIA

Antecedentes y objeto del proyecto.Síntesis geológica.

§ Características constructivas del sondeo.§ Sistemas y equipos de perforación.§ Medidas de seguridad.§ Medidas de protección del medioambiente.§ Legislación Aplicable.

2. PLANOS

PLIEGO DE CONDICIONESCondiciones Generales.

Esquema constructivo del sondeo.

Descripción de las obras e instalaciones.

Condiciones de ejecución.

Condiciones de los suministros y materiales.

Medición y abono de las instalaciones.2. PLANOSPlano de situación del pozo o sondeo.

§ Corte litológico y estratigráfico previsto.§ Esquema constructivo del sondeo.

Medición y abono de las instalaciones.

Plazo de ejecución y desarrollo de actividades.

Calificación técnica y administrativa exigible a la empresa

Gestión y tramitación de permisos.

PRESUPUESTOMediciones.

Cuadro de precios unitarios.

Presupuestos parciales.

Presupuesto general.

ANEXOSNombramiento del Director Facultativo.

Características técnicas de los equipos de perforación.

Documento de Seguridad y Salud.

PROTECCIÓN AMBIENTAL

Evitar cualquier tipo de deterioro sobre el entorno para el cumplimiento a la legislación vigente y evitar sanciones económicas . Buena imagen corporativa.

• Deseable que las empresas tengan implantado en su organización un Sistema de Gestión Medioambiental, certificado acorde con la normativa ISO 14.001, y los sistemas de Aseguramiento de la Calidad y de Prevención de Riesgos Laborales. El conjunto de estos tres sistemas se planifica y controla de forma integral en lo que se denomina Sistema Integrado de Gestión (SIG).

• Importancia de adoptar una serie de medidas preventivas, como instalación de contenedores de residuos, bandejas metálicas, etc.

• Evitar causar daños al medio ambiente durante la realización de accesos, emplazamientos y balsas.• Evitar causar daños al medio ambiente durante la realización de accesos, emplazamientos y balsas.

• Finalizada la obra, retirar todos los residuos generados, de forma separada.

• Suelen generarse tres tipos de residuos: residuos asimilables a urbanos, residuos inertes y residuos peligrosos.

– Urbanos: papel, cartón, envases

– Residuos inertes, como los lodos de perforación, la chatarra y los neumáticos.

– Residuos peligrosos, como son los aceites usados, las baterías, envases y materiales contaminados, filtros.

• Finalizar con la adecuada restauración de los accesos, emplazamientos y balsas de lodos.

FIN DEL SONDEO




Febrero 2013


PROBLEMÁTICA DE LA EJECUCIÓN DE SONDEOS

Problemática del terrenoProblemática del terreno

Problemática de la perforación

EL TERRENO Y LA PERFORACIÓN

EL TERRENO

ITIPO DE ROCA(LITOLOGÍA)(

•Dureza•Abrasividad

LA SONDA•Sistema•Tipo• Potencia, etc

EL EQUIPO DE PERFORACIÓN

IESTRUCTURA DE LA ROCA•Anisotropía•Orientación•Anisotropía•Orientación•Densidad frecuencia de lafracturación

IAGUA•Presencia/ausencia•Comportamiento

HHOMEGENEIDAD

ÚTILES DE PERFORACIÓN•Coronas, baterías•Varillaje, tuberías• Lodos, bombas, etc

PERSONAL•Técnicos: prognosis y control•Encargado, sondistas y ayudante• Experiencia y motivación

PROBLEMÁTICA DEL TERRENO (1)

SUELOS y rocas meteorizadas– Superficiales– Escasa incidencia

TIPOS DE TERRENO

ROCAS: propiedades» Homogeneidad» Perforabilidad (dureza,resistencia,abrasividad)

AGUA Y GASES

PROBLEMÁTICA DEL TERRENO (2)PERFORACIÓN DE ROCAS DURAS

Granitos,gabros,basaltos,neises,cuarcitas,mármoles,calizas,dolomías,anhidritasPROPIEDADES

– Resistencia (RCS). Alta-media. Comportamiento frágil– Dureza (minerales). Alta-media– Abrasividad (Q). Desgaste. Variable-alta– Fracturación del macizo: densidad y orientación

PROBLEMAS– Consumo de coronas. Rendimiento/recuperación bajos– Consumo de coronas. Rendimiento/recuperación bajos– Perdida de agua: “agarres”, rotura de varillaje– Acuñamientos por fracturación. Baja recuperación

SOLUCIONES– Elección herramientas de corte. Batería doble/triple– Empleo lodos de perforación adecuados– Revestimiento de tramos con pérdidas o inestabilidades– Cementaciones y reperforaciones– Desviaciones del sondeo

PROBLEMÁTICA DEL TERRENO (3)PERFORACIÓN DE ROCAS BLANDAS

Margas, argilitas, pizarras, yesos, areniscas, rocas de falla, etcPROPIEDADES

– Resistencia (RCS). Media-baja. Comportamiento dúctil/plástico– Dureza (minerales). Media-baja– Abrasividad (Q). Desgaste Variable. Menor– Fracturación del macizo: tiene menor incidencia

PROBLEMAS– Menor sensibilidad a la pérdida de agua (excepto fallas).Cortes

de circulación– Menor sensibilidad a la pérdida de agua (excepto fallas).Cortes

de circulación– Atrapamientos del tren de perforación por fluencia, expansividad, – Inestabilidad general de las paredes del sondeo– Dificultades para ensayos in-situ. Pérdidas del revestimiento

SOLUCIONES– Importancia de la circulación permanente del fluido (evacuación)– Control de estabilidad con lodos de perforación adecuados– Revestimiento de tramos con pérdidas o inestabilidades– Repaso y maniobras de limpieza reiteradas

PROBLEMÁTICA DEL TERRENO (4)PERFORACIÓN CON CAVIDADES Y EN ROCAS SALINAS

CAVIDADES– Rocas solubles. Calizas y yesos (KARST: fisuras a cuevas). Sales– Problemas:

• Pérdida de agua: bajo rendimiento, vibraciones, roturas, sobrecostes• Huecos: desviación, pérdidas de revestimiento o varillaje• Desviación del sondeo

– Soluciones:• Previsión del diseño telescópico• Previsión del diseño telescópico• Revestimientos• Abandono

ROCAS SALINAS– Rocas muy solubles: halita, carnalita,silvinita (Triásico-Terciario)– Problemas:

• Muy perforables: rendimientos altos• Pérdidas de recuperación: disolución del testigo• Existencia o creación de cavidades

– Soluciones: Prevención, empleo de lodo salino (salmuera) y control

PERFORACIÓN EN UNA FORMACIÓN SALINA CON CAVIDADESSONDEO SIERRA CABALLERA SP-3 ESQUEMA ANTES DEL COLAPSO DESPUÉS DEL COLAPSO

Perforación Tubería Perforación Tubería

0m 0m

11,70 a 13,70 cueva 11,70 a 13,70 cueva14 131T6 143X134 ensanche 14 131T6 143X134

50m 50m

100m 100m

114,1 116T6 128X119 ensanche 114,1 116T6 128X119

MARGAS Y CALIZAS MARGAS Y CALIZAS

150m 150m156,2 116T6 113X104 156,2 116T6 113X104

200m 200m

HQ HQ HQ HQ

250 250

MARGAS CON YESO Y SAL MARGAS CON YESO Y SAL

300 300

350 350

371,55 SAL 371,55 SAL

400 POSIBLE 400 POSIBLE

CUEVA CUEVA

435,1 NQ NQ 435,1 NQ NQ

BQ450 450

CAVERNA CAVERNA

500 500 497,00

442,5 442,90 m colapsa la base del sondeo. La tubería de NQ cae libremente 54 m.

332,50 A 367,50 Materiales muy fracturados

Rompe una varilla a 394,95 m. se tiene que entubar con NQ.

442,90 m colapsa el fondo del sondeo la tubería de NQ cae libremente 54 m.

395,20 a 415,50 BAJA RECUPERACIÓN (POSIBLE HUECO)

La tubería de NQ cae otro metro al día siguiente durante operaciones de pesca

395,20 a 415,50 BAJA RECUPERACIÓN (POSIBLE HUECO)

PROBLEMÁTICA DEL TERRENO (5)EL AGUA EN EL TERRENO.

Terreno: – Zona no saturada– Zona satuarada: acuíferos libres y confinados

Importancia del agua:– Modelización del macizo rocoso– Afección: agua-túnel / túnel-acuíferos– Control del agua; – Control del agua;

• Durante la perforación: mediciones niveles, quimismo, tª, etc• Después: instrumentación: redes piezométricas

Problemática en la perforación:– Pérdidas de agua: costes, dificultades en la perforación– Afluencia-Surgencia: acuíferos confinados.

• Medición de caudal y presión• Control. Cabeza de pozo. Lodos. Cementaciones. Revestimientos• Abandono. Cementación de sellado. Productos y bombas

DISEÑO DE SONDEO PIEZOMÉTRICOSONDEO PIEZOMÉTRICO VERTICAL

150 metros

Perforación Tubería

0m

131 128X119 Cementación 5-10 m

PQ

(122 mm) 113X104 Cementación

ó

50m 116 50-60 m

compactonic

gravilla

Margas Achiques

cemento

100m HQ (101) Ensayos Lugeon

Control niveles. Achiques

Piezómetros CV

Areniscas y/o conglomerados oo Túneles

150m gravilla 150 m

AGUA SURGENTE EN SONDEO

Sondeo surgente

SONDEO CON AGUA SURGENTECOMPAÑÍA GENERAL DE SONDEOS CGS, S.A.

TÚNEL DE LOJA ESQUEMA DEL SONDEO HIDROGEOLÓGICO SPCT-12

Perforación Tubería Profundidad Fecha Caudal estimado

0m 0,00 09.03.07

Odex 143X134

Rotopercusión Calizas karstif.

6 1/2" 128X119 Cementación ( 20 sacos de cemento)

40 m.

50m50m Arcillas grises 50,90

Testigo 128X119 Margas

50,90 13.03.07

116 T Yesos

(Perf. 116T6+Reperf.-Entubación)

84 m. 87,10

Testigo Conglom.-calcarenita Agua surgente 90,00 15.03.07 0,5 l/s

116 T lumaquelas 88-90 m 1 kg/cm2

100m

113X104 Areniscas 104,40 19.03.07 ligera fluencia

Niveles arcillosos nivel a -1,60

y limosos 115,10 19.03.07 nivel a -1,70

122,70 124,00 23.03.07

Arcillas verdes y negras Agua surgente

Testigo Areniscas Posición aprox.túnel Agua en 124 20 l/m

101 T6 / HQ

143,00 26.03.07 2,5l/s - 5,6 l/s

150m Areniscas y 148,80 27.03.07 7,4 a 13,5 l/s

margas oscuras 155,00 155,00 28.03.07 17 l/s

Fin a 155 m. (8 kg./cm2)

180m

o

PROBLEMÁTICA DEL TERRENO (6)GASES

Su aparición no es frecuente: » Tipo terreno» Profundidad de los sondeos» Metano (CH4), grisú

• Indicios:• TESTIGOS• POZO• POZO• LODOS

• Riesgos:• Erupción• Explosivisad

• Control• Lodos pesados• Cabeza de pozo (BOP)• Caracterización: toma de muestras, analítica, etc

PROBLEMÁTICA DE LA PERFORACIÓN (1)

SISTEMAS. GEOMETRÍA

SISTEMA DE PERFORACIÓN:• ROTACIÓN CON EXTRACCIÓN DE TESTIGO CONTÍNUO• CONVENCIONAL vs.WIRE-LINE (100 mts.)

HERRAMIENTAS DE CORTE Y DE RECUPERACIÓN:HERRAMIENTAS DE CORTE Y DE RECUPERACIÓN:• CORONAS (diamente/widia) Y BATERÍAS (sencillas, dobles, triples)• TIPO DE TERRENO

PROGNOSIS PREVIA: diseño (objetivos, terreno, profundidades)• DIÁMETROS DE PERFORACIÓN. Requisitos mínimos• DIÁMETROS DE ENTUBACIONES AUXILIARES• TIPOS DE LODOS: composición, caudales, bombas, balsas• GEOMETRÍA TELESCÓPICA DEL SONDEO

SISTEMAS Y GEOMETRÍA

DISEÑO DE UN SONDEO MIXTO

PROFUNDIDAD SISTEMA DE PERFORACIÓNDIAMETRO DE PERFORACIÓN TUBERÍA AUXILIAR

0 m.

8 1/2"-9"

200 m.

6 1/4"

PERFORACIÓ

NA

CIR

CULA

CIÓ

NDIR

ECTA

CON

TRIC

ONO

2ª T

estificac

ión ge

ofísica / 1ªT

estificac

ión ge

ofísica

TUBERÍA

ROSCADA H

W Ó

113

x104

mm.

T

UBERÍA

SOLD

ADA D

E 190

x180

mm.

400 m.

HQ/NQ

575 m.

MACIZO ROCOSO: Formación San Emiliano (Carbonífero):Pizarras dominantes con elevado grado de tectonización.Alta plasticidad,baja cohesión.

PERFORACIÓ

NA

TESTIG

OCONTIN

UO

(aux

iliad

o co

n trico

no de 4")

TUBERÍA

ROSCADA H

W Ó

113

x104

mm.


COMPOSICIÓN: agua, bentonita, polímeros (salmueras, barita, etc...)Control de propiedades: densidad, viscosidad, composición, pH …

MECANISMO: Circuito de circulación: bombas, balsas, desarenadores, etc.

FUNCIONES:


FUNCIONES:– refrigerar la corona– evacuar los detritus– sostener las paredes del sondeo (presión/cake)

PROBLEMAS:– Composición,caudal o circuito inadecuados– Control (decantación, propiedades).– Gestión mediambiental de lodos

LODOS DE PERFORACIÓNBentonita

Acopios de sal gema y bentonita


CEMENTACIONES

TUBERÍAS DE REVESTIMIENTOEvitar pérdidas de agua o lodos. Inyección con bomba a través de la tubería auxiliar y retorno por anular. Tiempos de fraguado

TRAMOS DEL SONDEOPara estabilizar el sondeo, evitar pérdidas de lodos, etc. Reperforación Para estabilizar el sondeo, evitar pérdidas de lodos, etc. Reperforación posterior

FINAL, DE TODO EL SONDEOEvitar la conexión de acuíferos, el acceso de agua al futuro túnel, etc.

PRODUCTOSCemento convencional, de fraguado rápido, sulforresistente, yeso…


DESVIACIÓN: CONTROL Y SISTEMAS

DESVIACIÓN: Sondeos verticales, inclinados y desviadosDesviación espontánea e inducida

DESVIACIÓN ESPONTÁNEA• Pautas y magnitudes. • Pautas y magnitudes. • Sistemas de medición: fotográficos, giróscopos, diagrafías• Correcciones

DESVIACIÓN INDUCIDA- Causas: problemas de perforación, plumas- Métodos: cuñas de desviación, perforación dirigida


ATRAPAMIENTOS. ROTURAS

ATRAPAMIETOS (AGARRES). ROTURAS DEL VARILLAJE

Causas: pérdidas de circulación, acuñamientos, rotura del varillaje, etc

ACTUACIONES• Corte y recuperación de la sarta de perforación y/tuberías de • Corte y recuperación de la sarta de perforación y/tuberías de revestimiento (cortadores)

• “Pesca”. Materiales (campanas, machos) y procedimiento• Wash-over para la recuperación de varillaje y batería perdida• Fresado de batería y corona agarrada (material perdido) Reducción de diámetro.

• Cementación o colocación de cuña y desviación del sondeo. Reducción de diámetro

• Repetición del sondeo

PROBLEMÁTICA DE LA EJECUCIÓN DE SONDEOS

Engineering

Sondeos en túneles (pres)