PROCEDIMIENTO PARA EL SELLADO DE VIAS DE AGUA Y REPARACION DE LAS JUNTAS Y LA FISURACION EN PRESAS Y LA ROCA DE CIMENTACION, SIN NECESIDAD DE DESMEBALSAR Y SIN SUSPENDER LA EXPLOTACION. Y REPARACION DE JUNTAS Y GRIETAS EN PRESAS.

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 la explotación.

Constituido por un procedimiento para reparación y sellado de fisuras, despegue del contacto de cimentación y diaclasas de la roca en presas, mediante inyección a alta presión de polímeros, recuperando el monolitismo estructural y sellando vías de agua, sin desembalsar y manteniendo el servicio. Primeramente se levanta un plano de las fracturas, y de los taladros a inyectar, que se perforan y analizan con cámara de TV y sondas geofísicas para conocer el estado de las discontinuidades. Después se instalan inyectores para altas presiones, se lava la zona a inyectar, y se realiza la inyección con polímeros, de viscosidades incluso superiores a 100.000 cP, a presiones de 600 atm o más, que desplazan el agua y rellenan las fracturas, recuperando, una vez endurecida la resina, sus características estructurales y mecánicas iniciales

Procedimiento para el sellado de vías de agua y reparación de las juntas y la fisuración en presas y la roca de cimentación, sin necesidad de desembalsar y sin suspender la explotación y reparación de juntas y grietas en presas.

La presente invención se refiere a un procedimiento de sellado de juntas, grietas y fisuras del hormigón de las presas, así como las diaclasas de la roca de cimentación, sin necesidad de desembalsar y manteniendo su explotación durante el tiempo de reparación. Se propone un procedimiento efectivo y específicamente dedicado a la función en cuestión, que da lugar a un sistema de reparación de las fisuras y grietas en las presas de sencilla ejecución, con bajo coste y resultados técnicamente apreciables. Las características de este sistema ofrecen al estado de la técnica una realización novedosa, simple, sencilla y de ejecución altamente económica frente a otras alternativas tradicionales.

Como consecuencia de la 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 lo tanto el monolitismo original. Igual ocurre con los sistemas de estanquidad de las juntas. Y si esta fracturación tanto de la roca como de la propia estructura puede representar un gran problema, éste se agrava cuando la roca o la 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 la inyección con lechadas de cemento en las grietas, la 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 la estructura a su estado mecánico y funcional original. Ninguno de estos sistemas funciona bajo agua, por lo que se requiere, dejar en seco previamente el elemento a reparar, lo 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 la novedosa solución que desarrolla una gran actividad inventiva, de ejecutar la reparación sin necesidad de proceder al desembalse de la presa a reparar.

Tiene su campo de aplicación dentro de la industria de la construcción y singularmente dentro de la industria auxiliar de mantenimiento de grandes estructuras, más concretamente en la reparación y rehabilitación de las masas rocosas y de hormigón de las presas.

No se conoce en este sector de la industria ningún procedimiento ni dispositivo con aplicación directa para resolver de una forma específica la problemática que soluciona la presente invención, que desarrolle un sistema de reparación sin necesidad de desembalsado de la presa. Así la carencia de un sistema que aporte al estado de la técnica las novedosas soluciones propuestas, presenta ante esta invención los siguientes inconvenientes:

Al no poderse realizar la 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 lo 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 la lechada de cemento siempre son muy inferiores a las del hormigón o la roca a reparar, por lo 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 la 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, la presente invención aporta al estado de la técnica unas soluciones novedosas, sencillas y de fácil ejecución que dan como resultado las siguientes ventajas:

Poder realizar la reparación en servicio, con embalse lleno, sin afectar a la explotación supone un importantísimo ahorro.

El conocimiento previo, antes de inyectar, del estado de las grietas y fisuras, gracias a la inspección con cámara de TV y procedimientos de geofísica, permite diseñar la 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 la 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 la microinyección de fisuras capilares, consiguiendo la 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 la roca tratados, por lo que una vez concluido el tratamiento, se comprueba que se ha conseguido devolver a la estructura su monolitismo inicial.

La posibilidad de consolidar macizos de hormigón o roca, incluso bajo importantes cargas de agua, es la principal ventaja de este procedimiento y de una gran actividad inventiva, ya que permite la reparación de estructuras hidráulicas sin tener que desembalsar, ni recurrir al costosísimo empleo de buzos. La reparación se realiza, por lo tanto en servicio, sin afectar a la explotación, aportando al estado de la 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 la técnica actual.

Así, el procedimiento propuesto se constituye a partir de las siguientes etapas:

Primera etapa

Con los planos de la 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 la coronación de la 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 la 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 la 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 la presa, o el despegue de la presa de la roca en la cimentación, o las grietas o diaclasas de la roca, se replantean los taladros que servirán para la inyección. Los taladros se realizan desde la coronación de la presa o las galerías. Una vez alcanzadas con la 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,...

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 la explotación caracterizado porque en una primera etapa se procede a la preparación del taladrado, dibujándose un primer mapeado de las roturas a reparar con los planos de la estructura a rehabilitar y las manifestaciones de las grietas o fisuras detectadas.

En una segunda etapa con los planos de fisuración así trazados, se diseña una red de taladros en la que éstos son ejecutados desde la coronación de la presa, desde galerías o desde andamios efectuándose los taladros preferiblemente a rotación con corona de diamante y recuperación de testigo, que corten a los planos de rotura de la estructura o del macizo rocoso de cimentación, espaciándose la distribución de taladros en función de las características del elemento a reparar.

En una tercera etapa se ejecutan los taladros y recuperación de los testigos de la perforación, conservación en cajas apropiadas, se fotografían los testigos y se analizan y con el embalse lleno, y una vez conocidos los posibles pasos de agua, como son las fisuras, grietas o juntas de la presa, o el despegue de la presa de la roca en la cimentación, o las grietas o diaclasas de la roca, se replantean los taladros que servirán para la inyección, realizándose los taladros desde la coronación de la presa o las galerías y una vez alcanzadas con la 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 la inundación de la galería siendo posteriormente utilizado el obturador para la inyección de la resina.

En una cuarta etapa se introduce en los taladros realizados una cámara de TV sumergible, de buena resolución, autoiluminada, conectada a un monitor y una grabadora, apareciendo la distancia de la cámara a la boca del taladro sobreimpresa en la pantalla y en la grabación con objeto de conocer el estado y tamaño de las fisuras o discontinuidades a tratar.

En una quinta etapa se realizan análisis de los taladros mediante equipos geofísicos, obteniendo datos de temperatura, resistividad, conductividad, caudal, y en general toda la información sobre el estado del macizo a tratar, posición y estado de sus fisuras, grietas o diaclasas.

En una sexta etapa se procede a la colocación en los taladros de inyectores adecuados que impidan el retroceso de la resina de inyección, incluso con presiones elevadas.

En una séptima etapa se procede a la colocación de medidores de desplazamientos para controlar los eventuales movimientos de la estructura.

En una octava etapa se realizan inyecciones de agua a baja presión por los inyectores, anotándose todas las incidencias derivadas de la inyección de agua, como comunicaciones entre taladros, 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 la inyección, eligiendo la viscosidad del polímero a emplear en cada zona, la 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 se realiza la inyección de acuerdo con el diseño realizado, utilizándose en la inyección de polímero 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 la 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 desplazándose en el procedimiento de inyección el agua de las fisuras o grietas, siendo sustituida por el polímero autoendurecible pudiendo la elevadísima presión de inyección microinyectar poros e incluso fisuras capilares.

En una onceava etapa, una vez concluida la inyección y endurecida la resina, se cortan los obturadores y se disimula el orificio con un mortero de reparación.

2. Presa con juntas y grietas reparadas y selladas por el procedimiento descrito en la reivindicación 1.