| REIVINDICACIONES 1.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación constituido a partir de una primera etapa con los planos de Ia estructura a rehabilitar, y las manifestaciones de las grietas o fisuras detectadas, se dibuja un primer mapeado de las roturas a reparar Caracterizado porque en una segunda etapa con los planos de fisuración así trazados, se diseña una red de taladros. 2.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicación 1 , caracterizado porque los taladros son ejecutados desde Ia coronación de Ia presa, desde galerías o desde andamios. 3.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los taladros se efectúa preferiblemente a rotación con corona de diamante y recuperación de testigo, que corten a los planos de rotura de Ia estructura o del macizo rocoso de cimentación. 4.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque Ia distribución de taladros se espaciará en función de las características del elemento a reparar. 5.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisu ración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque en una tercera etapa se ejecutan los taladros y recuperación de los testigos de Ia perforación, conservación en cajas apropiadas. 6.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisu ración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los testigos se fotografiarán y analizarán. 7.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque con el embalse lleno, y una vez conocidos los posibles pasos de agua, como son las fisuras, grietas o juntas de Ia presa, o el despegue de Ia presa de Ia roca en Ia cimentación, o las grietas o diaclasas de Ia roca, se replantean los taladros que servirán para Ia inyección. 8.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los taladros se realizan desde Ia coronación de Ia presa o las galerías. 9.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque una vez alcanzadas con Ia perforación las zonas de paso de agua, al estar el agua a presión en ellas, es necesario colocar rápidamente un obturador dotado de una válvula antirretorno o una llave de bola, para evitar Ia inundación de Ia galería. 10.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el obturador será posteriormente utilizado para Ia inyección de Ia resina. 11.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque en una cuarta etapa, en los taladros realizados se introducirá una cámara de TV sumergible, de buena resolución, autoiluminada, conectada a un monitor y una grabadora. 12.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 11 , caracterizado porque Ia distancia de Ia cámara a Ia boca del taladro aparecerá sobreimpresa en Ia pantalla y en Ia grabación con objeto de conocer el estado y tamaño de las fisuras o discontinuidades a tratar. 13.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque en una quinta etapa se realizan análisis de los taladros mediante equipos geofísicos, obteniendo datos de temperatura, resistividad, conductividad, caudal, y en general toda Ia información sobre el estado del macizo a tratar, posición y estado de sus fisuras, grietas o diaclasas. 14.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque en una sexta etapa se procede a Ia colocación en Io taladros de inyectores adecuados que impidan el retroceso de Ia resina de inyección, incluso con presiones elevadas. 15.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque en una séptima etapa se procede a Ia colocación de medidores de desplazamientos para controlar los eventuales movimientos de Ia estructura. 16.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque en una octava etapa se realiza inyecciones de agua a baja presión por los inyectores. 17.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque se anota todas las incidencias, derivadas de Ia inyección de agua, como comunicaciones entre taladros, caudales admitidos, fugas al exterior, y otros parámetros en función del tipo de estructura a reparar. 18.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque en una novena etapa, con los datos de todos los ensayos y pruebas realizadas, se diseña Ia inyección, eligiendo Ia viscosidad del polímero a emplear en cada zona, Ia secuencia de inyección, los movimientos máximos admisibles leídos en los medidores de desplazamiento, limitaciones de consumos de resina, por taladro y otras circunstancias a tener en cuenta según el terreno, tipo de presa y actividad. 19.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque en una décima etapa se realiza Ia inyección de acuerdo con el diseño realizado. 20.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 19, caracterizado porque en Ia inyección de polímero se utiliza una bomba capaz de inyectar incluso masillas de elevada viscosidad, tixotropía mayor de 100.000 cP bajo agua, a altas presiones, que pueden superar los 800 atm en Ia salida de bomba, con polímero no miscible en el agua, no contaminante y capaz de endurecer y adherir al hormigón o Ia roca incluso dentro de una corriente de agua. 21.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque el procedimiento de inyección desplazará el agua de las fisuras o grietas, siendo sustituido por el polímero autoendurecible. 22.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 21 , caracterizado porque Ia elevad ísima presión de inyección microinyecta poros e incluso fisuras capilares 23.- Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de juntas y fisuración en presas y roca de cimentación sin necesidad de desembalsar y sin suspender Ia explotación según reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque en una onceava etapa, una vez concluida Ia inyección y endurecida Ia resina, se cortan los obturadores y se disimula el orificio con un mortero de reparación. 24.- Reparación de juntas y grietas en presa caracterizada porque está constituido por el producto obtenido a partir de las etapas anteriormente descritas. |
Como consecuencia de Ia acción de agentes exteriores y de cargas tanto estáticas como dinámicas, es frecuente que macizos de roca, generalmente utilizados como apoyo de grandes estructuras, así como el propio hormigón de todo tipo de obras, se fisuren, disgregándose en menor o en mayor medida y perdiendo, por Io tanto el monolitismo original. Igual ocurre con los sistemas de estanquidad de las juntas. Y si esta fracturación tanto de Ia roca como de Ia propia estructura puede representar un gran problema, éste se agrava cuando Ia roca o Ia estructura se encuentran bajo el agua, como en el caso de presas, determinadas cimentaciones, pilas de puentes, depósitos, diques de puertos, y otras estructuras.
La forma de reparación habitual, consiste en Ia inyección con lechadas de cemento en las grietas, Ia inyección con resinas de baja viscosidad a baja presión, el cosido de las estructura con bulones y métodos parecidos. En el caso de las juntas se suelen colocar externamente bandas o tapajuntas, de escasa utilidad. Suelen ser soluciones caras y de efectividad reducida, ya que, en ningún caso devuelven Ia estructura a su estado mecánico y funcional original. Ninguno de estos sistemas funciona bajo agua, por Io que se requiere, dejar en seco previamente el elemento a reparar, Io que es muchas veces imposible o los costes, en el caso del desembalse de una presa, son social, política y económicamente, inasumibles.
El procedimiento propuesto viene a solucionar estos problemas con un sistema menos costoso, más sencillo y sobre todo, con Ia novedosa solución que desarrolla una gran actividad inventiva, de ejecutar Ia reparación sin necesidad de proceder al desembalse de Ia presa a reparar.
Tiene su campo de aplicación dentro de Ia industria de Ia construcción y singularmente dentro de Ia industria auxiliar de mantenimiento de grandes estructuras, más concretamente en Ia reparación y rehabilitación de las masas rocosas y de hormigón de las presas. No se conoce en este sector de Ia industria ningún procedimiento ni dispositivo con aplicación directa para resolver de una forma específica Ia problemática que soluciona Ia presente invención, que desarrolle un sistema de reparación sin necesidad de desembalsado de Ia presa. Así Ia carencia de un sistema que aporte al estado de Ia técnica las novedosas soluciones propuestas, presenta ante esta invención los siguientes inconvenientes:
Al no poderse realizar Ia reparación con el embalse lleno, los costes de desembalse son elevados, incluso en muchas ocasiones, socialmente inabordables.
Al no grabar con TV el interior de los sondeos, ni aplicar en ellos métodos geofísicos, se carece de información adecuada sobre el estado real de las grietas y fisuras, por Io que cualquier reparación se realiza prácticamente a ciegas. No poder inyectar resinas muy viscosas a muy alta presión, compatibles con el agua, impide que el material de inyección penetre por las grietas y poros, única forma de realizar una micro inyección efectiva de las discontinuidades. Así las reparaciones tradicionales con cemento o resinas de baja viscosidad a baja presión, además de que sólo se pueden realizar en seco, tan sólo consiguen rellenos muy escasos de las zonas fracturadas y una deficiente adhesión entre ellas. Con importantes vías de agua en las grietas, los materiales tradicionales, aplicados de forma convencional, son arrastrados, siendo absolutamente ineficaces y pudiendo contaminar el entorno.
Las características mecánicas de Ia lechada de cemento siempre son muy inferiores a las del hormigón o Ia roca a reparar, por Io que, aún en el caso improbable de que se consiguiera un perfecto rellenado de todas las fisuras, el macizo nunca recuperaría las propiedades iniciales.
En algunos casos, para sellar importantes vías de agua, si no existe Ia posibilidad de desembalsar, se recurre a buzos, con unos costes extraordinariamente elevados y unos resultados bastante mediocres, ya que por este sistema sólo se taponan superficialmente las entradas de agua, pero no se consigue reparar el macizo fisurado.
Ante estos inconvenientes descritos, Ia presente invención aporta al estado de Ia técnica unas soluciones novedosas, sencillas y de fácil ejecución que dan como resultado las siguientes ventajas:
Poder realizar Ia reparación en servicio, con embalse lleno, sin afectar a Ia explotación supone un importantísimo ahorro.
El conocimiento previo, antes de inyectar, del estado de las grietas y fisuras, gracias a Ia inspección con cámara de TV y procedimientos de geofísica, permite diseñar Ia forma de realizar el trabajo: viscosidad óptima del material a emplear, tiempo de endurecimiento más adecuado, secuencia de inyección, cantidades a inyectar por cada taladro, posible puntos de fuga de Ia resina, y otros parámetros.
La inyección de resinas muy viscosas, incluso de más de
100.000 cP a muy alta presión, incluso mayor de 800 atm, compatibles con el agua, permite Ia microinyección de fisuras capilares, consiguiendo Ia recomposición del macizo roto, ya sea de hormigón o de roca.
Las resinas utilizadas, cuando endurecen, incluso bajo agua, presentan unas características mecánicas muy superiores a las del hormigón o Ia roca tratados, por Io que una vez concluido el tratamiento, se comprueba que se ha conseguido devolver a Ia estructura su monolitismo inicial.
La posibilidad de consolidar macizos de hormigón o roca, incluso bajo importantes cargas de agua, es Ia principal ventaja de este procedimiento y de una gran actividad inventiva, ya que permite Ia reparación de estructuras hidráulicas sin tener que desembalsar, ni recurrir al costosísimo empleo de buzos. La reparación se realiza, por Io tanto en servicio, sin afectar a Ia explotación, aportando al estado de Ia técnica una novedosa tecnología, hasta ahora desconocida.
Todos estos elementos conjugados dan lugar a un resultado final en el que se aportan características diferenciadoras significativas frente al estado de Ia técnica actual. Así, el procedimiento propuesto se constituye a partir de las siguientes etapas:
Primera etapa: Con los planos de Ia estructura a rehabilitar, y las manifestaciones de las grietas o fisuras detectadas, se dibuja un primer mapeado de las roturas a reparar.
Segunda etapa: Con los planos de fisuración así trazados, se diseña una red de taladros, ejecutados desde Ia coronación de Ia presa, desde galerías o desde andamios, preferiblemente a rotación con corona de diamante y recuperación de testigo, que corten a los planos de rotura de Ia estructura o del macizo rocoso de cimentación. La distribución de taladros se espaciará en función de las características del elemento a reparar.
Tercera etapa: Ejecución de los taladros y recuperación de los testigos de Ia perforación, conservación en cajas apropiadas. Los testigos se fotografiarán y analizarán. Con el embalse lleno, y una vez conocidos los posibles pasos de agua, como son las fisuras, grietas o juntas de Ia presa, o el despegue de Ia presa de Ia roca en Ia cimentación, o las grietas o diaclasas de Ia roca, se replantean los taladros que servirán para Ia inyección. Los taladros se realizan desde Ia coronación de Ia presa o las galerías. Una vez alcanzadas con Ia perforación las zonas de paso de agua, al estar el agua a presión en ellas, es necesario colocar rápidamente un obturador dotado de una válvula antirretorno o una llave de bola, para evitar Ia inundación de Ia galería. Este mismo obturador será posteriormente utilizado para Ia inyección de Ia resina.
Cuarta etapa: En los taladros realizados se introducirá una cámara de TV sumergible, de buena resolución, autoiluminada, conectada a un monitor y una grabadora. La distancia de Ia cámara a Ia boca del taladro aparecerá sobreimpresa en Ia pantalla y en Ia grabación. Esta inspección tiene por objetivo conocer el estado y tamaño de las fisuras o discontinuidades a tratar.
Quinta etapa: Análisis de los taladros mediante equipos geofísicos. Obteniendo datos de temperatura, resistividad, conductividad, caudal, y en general toda Ia información sobre el estado del macizo a tratar, posición y estado de sus fisuras, grietas o diaclasas.
Sexta etapa: Colocación en Io taladros de inyectores adecuados que impidan el retroceso de Ia resina de inyección, incluso con presiones elevadas.
Séptima etapa: Colocación de medidores de desplazamientos para controlar los eventuales movimientos de Ia estructura.
Octava etapa: Inyección de agua a baja presión por los inyectores, anotando todas las incidencias, como comunicaciones entre taladros, caudales admitidos, fugas al exterior, y otros parámetros en función del tipo de estructura a reparar.
Novena etapa: Con los datos de todos los ensayos y pruebas realizadas, se diseña Ia inyección, eligiendo Ia viscosidad del polímero a emplear en cada zona, Ia secuencia de inyección, los movimientos máximos admisibles leídos en los medidores de desplazamiento, limitaciones de consumos de resina, por taladro y otras circunstancias a tener en cuenta según el terreno, tipo de presa y actividad.
Décima etapa: Inyección de acuerdo con el diseño realizado, utilizando una bomba capaz de inyectar incluso masillas de elevada viscosidad, tixotropía mayor de 100.000 cP bajo agua, a altas presiones, que pueden superar los 800 atm en Ia salida de bomba, con polímero no miscible en el agua, no contaminante y capaz de endurecer y adherir al hormigón o Ia roca incluso dentro de una corriente de agua. El procedimiento de inyección desplazará el agua de las fisuras o grietas, siendo sustituido por el polímero autoendurecible. La elevad ísima presión de inyección microinyecta poros e incluso fisuras capilares
Onceava etapa: Una vez concluida Ia inyección y endurecida Ia resina, se cortan los obturadores y se disimula el orificio con un mortero de reparación.
Para una mejor comprensión de esta memoria descriptiva se acompañan unos dibujos que a modo de ejemplo no limitativo, describen una realización preferida de Ia invención:
Figura 1.- Esquema
En dichas figuras se destacan los siguientes elementos numerados: 1.- Embalse 2.- Presa
3.- Grietas o juntas en Ia presa 4.- Galerías 5.- Grieta o diaclasa en Ia roca
6.- Taladros de inyección 7.- Despegue de Ia presa en Ia roca
Una realización preferida de Ia invención propuesta, se constituye a partir de una primera etapa en Ia que con los planos de Ia estructura a rehabilitar, y las manifestaciones de las grietas o fisuras detectadas, se dibuja un primer mapeado de las roturas a reparar. En una segunda etapa con los planos de fisu ración así trazados, se diseña una red de taladros (6), ejecutados desde Ia coronación de Ia presa (2), desde galerías (4) o desde andamios, preferiblemente a rotación con corona de diamante y recuperación de testigo, que corten a los planos de rotura de Ia estructura o del macizo rocoso de cimentación. La distribución de taladros (6) se espaciará en función de las características del elemento a reparar. En una tercera etapa se procede a Ia ejecución de los taladros (6) y recuperación de los testigos de Ia perforación, y conservación en cajas apropiadas. Los testigos se fotografiarán y analizarán. Con el embalse lleno (1), y una vez conocidos los posibles pasos de agua, como son las fisuras, grietas o juntas de Ia presa (3), o el despegue de Ia presa de Ia roca en Ia cimentación (7), o las grietas o diaclasas de Ia roca (5), se replantean los taladros (6) que servirán para Ia inyección. Los taladros se realizan desde Ia coronación de Ia presa o las galerías (4). Una vez alcanzadas con Ia perforación las zonas de paso de agua (3, 5 y 7), al estar el agua a presión en ellas, es necesario colocar rápidamente un obturador dotado de una válvula antirretomo o una llave de bola, para evitar Ia inundación de Ia galería. Este mismo obturador será posteriormente utilizado para Ia inyección de Ia resina. En una cuarta etapa en los taladros (6) realizados se introducirá una cámara de TV sumergible, de buena resolución, autoiluminada, conectada a un monitor y una grabadora. La distancia de Ia cámara a Ia boca del taladro (6) aparecerá sobreimpresa en Ia pantalla y en Ia grabación. Esta inspección tiene por objetivo conocer el estado y tamaño de las fisuras o discontinuidades a tratar.
En una quinta etapa se efectúa el análisis de los taladros (6) mediante equipos geofísicos. Obteniendo datos de temperatura, resistividad, conductividad, caudal, y en general toda Ia información sobre el estado del macizo a tratar, posición y estado de sus fisuras, grietas o diaclasas (5). En una sexta etapa se colocan en Io taladros (6) de inyectores adecuados que impidan el retroceso de Ia resina de inyección, incluso con presiones elevadas. En una séptima etapa se procede a Ia colocación de medidores de desplazamientos para controlar los eventuales movimientos de Ia estructura. En una octava etapa se inyecta agua a baja presión por los inyectores, anotando todas las incidencias, como comunicaciones entre taladros (6), caudales admitidos, fugas al exterior, y otros parámetros en función del tipo de estructura a reparar. En una novena etapa, con los datos de todos los ensayos y pruebas realizadas, se diseña Ia inyección, eligiendo Ia viscosidad del polímero a emplear en cada zona, Ia secuencia de inyección, los movimientos máximos admisibles leídos en los medidores de desplazamiento, limitaciones de consumos de resina, por taladro y otras circunstancias a tener en cuenta según el terreno, tipo de presa y actividad. En una décima etapa, inyección de acuerdo con el diseño realizado, utilizando una bomba capaz de inyectar incluso masillas de elevada viscosidad, tixotropía mayor de 100.000 cP bajo agua, a altas presiones, que pueden superar los 800 atm en Ia salida de bomba, con polímero no miscible en el agua, no contaminante y capaz de endurecer y adherir al hormigón o la roca incluso dentro de una corriente de agua. El procedimiento de inyección desplazará el agua de las fisuras o grietas, siendo sustituido por el polímero autoendurecible. La elevad ísima presión de inyección microinyecta poros e incluso fisuras capilares. En una onceava etapa, una vez concluida Ia inyección y endurecida Ia resina, se cortan los obturadores y se disimula el orificio con un mortero de reparación.