Protocolo de Perforaciones
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PROTOCOLOS DE CAMPO DE PERFORACION DIAMANTINA
1 Generalidades
El programa de perforación consistirá en la perforación de suelo y roca, pruebas in situ
e instalación de instrumentación geotécnica tal como se describe en este documento.
La perforación de suelo se realizará con métodos de sondeo rotativo con inyección
de agua (con tubería de revestimiento de ser necesario). La perforación de roca se
realizará con la línea de perforación HQ3 a menos que el requerimiento así lo
indique, utilizando métodos de triple tubo.
El contratista de la perforación tendrá la responsabilidad de facilitar todo el
equipo necesario para ejecutar la perforación de suelo y roca, pruebas in situ y la
instalación de instrumentación geotécnica en los pozos de perforación.
2 Equipo de perforación
El equipo de perforación suministrado y operado por el contratista de la perforación
deberá estar en óptimas condiciones. Además, tendrá la capacidad de suministrar las
fuerzas descendentes necesarias para que los pozos lleguen a las profundidades
requeridas y para impulsar el muestreo y la extracción de testigos de rocas.
El equipo de perforación incluirá:
Una maquina DIAMEC 262, con línea de perforación HQ y NQ. Una bomba de lodos. Unidad de accionamiento con motor Deutz BF6L 912 de 75 kw a 2110 RPM. Tubería metálica de revestimiento (Casing) de diámetro HW. Tubería y brocas HQ y NQ. Un martillo SPT de 65 kg. Tubo muestreador para SPT (arenas). Core Barrels de 5 pies Bombas de suministro de agua. Sonda eléctrica graduada para medición de agua. Un deposito tanque para abastecimiento de agua Una camioneta 4x4
El contratista de la perforación garantizará que el equipo específico de perforación
usado sea compatible con las condiciones que se esperan encontrar en el suelo, roca y
agua subterránea.
3 Métodos de perforación de suelos
La perforación de suelos debe realizarse con brocas del tipo “Widea” para
exploraciones únicamente en suelos del tipo cohesivos y arenas, este tipo de
perforaciones se realizan en seco, además tenemos métodos de perforación de sondeo
rotativo con inyección de agua usando brocas del tipo “HQ3” para poder llevar a cabo
una adecuada investigación geotécnica, en vista que las dimensiones de recuperación
de muestra se adaptan eficientemente a los diversos ensayos practicados en roca. El
contratista de la perforación deberá contar con el equipo necesario para usar uno de
estos métodos o todos bajo la dirección del Ingeniero.
Los métodos de perforación de sondeo rotativo con inyección de agua se usan por lo
general en formaciones de suelo bajo el nivel del agua subterránea donde las paredes
de perforación son inestables. Se puede utilizar agua o agua con un polímero
biodegradable para estabilizar las paredes de perforación y retirar los detritos de la
perforación.
No deberá permitirse el uso de aditivos para la estabilización de las paredes de
perforación, cuando se requiera determinar la permeabilidad por medio de ensayos
del tipo Lefranc o Lugeon.
En algunos casos, el retorno del agua de perforación se perderá o se
reducirá considerablemente. Esta acción identifica uniones abiertas, fisuras, o zonas
de alta permeabilidad.
4 Métodos de muestreo de suelo y roca
El contratista de la perforación deberá contar con el equipo para realizar el muestreo
de suelo que incluya los siguientes métodos:
• Muestreadores de pared gruesa excavada (Muestreador de Caña Partida /
SPT). Este muestreador mide por lo general 18 – 30 pulgadas de largo, tubo
hueco de 2.0 pulgadas de diámetro exterior partido longitudinalmente a la mitad.
Un par de zapatas encajadoras de metal endurecido con una abertura de 1.375
pulgadas está unido al extremo inferior y una válvula de paso único y un adaptador
de la varilla de perforación están unidos a la cabeza del muestreador. Se introduce
en el suelo con un martillo de 140 libras, 30 pulgadas adentro. El conteo de golpes
(martillazos) se requiere para que el muestreador avance un total de 18 pulgadas
se cuenta y registra en tres incrementos de 6 pulgadas. Las muestras de SPT se
determinan perturbadas.
• Muestreadores de pared gruesa excavada (Muestreador de Caña Partida / LPT). Al
igual que el muestreador de SPT, el barril muestreador tiene un diámetro
mayor y generalmente está revestido con tubos metálicos para contener las
muestras. Las muestras del Muestreador LPT se pueden considerar no
perturbadas si el suelo no es excesivamente suave, no contiene grava ni tiene
arena muy densa.
El muestreo en roca será ejecutado utilizando técnicas de perforación con brocas con
incrustaciones de diamante según ASTM D 2113. Los tubos muestreadores de rocas
serán de tamaño N o H y se utilizarán los métodos de triple tubo que usan tubos
internos divididos. Igualmente, se requieren las técnicas “Wireline” consideradas para
capturar las tuberías muestreadoras o “Core Barrel”. Mediante la utilización de medios
aprobados, los testigos de roca deben ser extraídos en porta testigos designados para su
registro antes de ser colocados en cajas de muestras. El contratista de la perforación
facilitará las cajas de madera o plástico para muestras para poder contener el testigo de
roca y el tamaño de las cajas corresponderá al tamaño del testigo obtenido. Los bloques
de madera o plástico, también suministrados por el contratista de la perforación, serán
provistos como insertos entre tramos. Las muestras de testigo de roca seleccionadas
por el Ingeniero para ser analizadas fuera del emplazamiento serán colocadas en bolsas
plásticas de pared delgada, selladas y empaquetadas en envoltura plástica de burbujas,
según lo requiera el Ingeniero. Las muestras empaquetadas serán rotuladas según lo
requiera el Ingeniero y colocadas en cajas de embalaje de madera. Estos artículos de
empaque deberán ser facilitados por el contratista de la perforación.
A continuación se presenta los Cuadros 1 y 2, donde visualizamos las
diferentes denominaciones de brocas, revestimientos y sus respectivas dimensiones.
Cuadro 1: Dimensiones de brocas usadas en perforaciones.
Normado por DCDMA Diam. Interior Diam. ExteriorMedidas in. mm in. mmBrocasEWX and EWM 60/71 21 1/2 1 16/33 37 7/10AWX and AWM 1 5/27 30 1 8/9 48BWX and BWM 1 19/29 42 2 9/25 59 9/10NWX and NWM 2 11/71 54 7/10 2 40/43 75 7/102 3/4 in., 3 7/8 in. 2 20/29 68 3/10 3 7/8 98 2/54 in., 5 1/2 in. 3 65/67 100 4/5 5 49/99 139 3/58 in., 7 3/4 in. 5 32/33 151 3/5 7 37/49 196 4/5AQ 1 1/16 27 1 57/64 48BQ 1 7/16 36 1/2 2 23/64 60NQ 1 7/8 47 3/5 2 63/64 75 4/5HQ 2 1/2 63 1/2 3 25/32 96PQ 3 11/32 85 4 53/64 122 3/5
Cuadro 2: Dimensiones de revestimientos usados en perforaciones.
Medida Diam. Exterior Diam. Interior Pesoin. mm in. mm lb/ft kg/m
RevestimientoEW 1 13/16 43 1 1/2 38 1/10 2 19/25 4 1/5AW 2 1/4 57 1/5 1 29/32 48 2/5 3 4/5 5 4/5BW 2 7/8 73 9/10 2 3/8 60 3/10 7 10 3/5NW 3 1/2 88 9/10 3 76 1/5 8 20/29 13 1/5HW 4 1/2 114 3/10 4 101 3/5 11 7/20 16 9/10PW 5 1/2 139 7/10 4 7/8 127 15 7/20 22 4/5SW 6 7/8 168 3/10 6 1/32 152 2/5 19 24/49 29UW 7 5/8 193 7/10 7 177 4/5 23 39/83 34 9/10ZW 8 5/8 219 1/10 8 3/32 203 1/5 27 4/5 41 2/5
a Fuente: "Diamond Core Drill Manufacturers Association" (DCDMA)
b Medidas originales de Brocas de perforación. c
Normados actualmente por DCDMA.
5 Ensayos de permeabilidad
Las mediciones del nivel de agua subterránea deberán ser ejecutadas por el contratista
de la perforación en cada pozo. Durante la perforación en un pozo, se deberá medir el
nivel de agua al inicio de la perforación en cualquier turno.
Las pruebas de permeabilidad in situ se realizarán en pozos en terrenos de material
encima de roca usando el procedimiento Lefranc y en el lecho de roca usando el
procedimiento Lugeon. El Ingeniero especificará el número y profundidad de las pruebas
en los pozos.
• Ensayo de Permeabilidad con Carga Variable y/o Carga Constante (Ensayo
Lefranc)
• Ensayo de Permeabilidad de Obturador Simple y Carga constante (Ensayo
Lugeon).
6 Cajas portatestigo
Caja en las cuales se almacenara las muestras otenidas de las perforaciones
diamantinas, las cuales cuentan con las siguientes características:
Separaciones:
4 Largo: 686 mm
Ancho: 308 mm.
Alto: 74.5 mm.
Peso de la caja vacía: 889 Gr.
Peso de la caja llena: 25.1 Kg.
(Considerando una densidad de roca de 3.3 g/cm3)
7 Personal técnico profesionalEl personal que participo en los trabajos de perforación logueo y ensayos de campo son:
01 Ingeniero Geotécnico 01 Técnico Perforista
03 Ayudantes de perforación 01 chofer de camioneta
8 Descripción del trabajo
De acuerdo a los datos proporcionados para el diseño de la presa, se ha determinado efectuar 5 sondajes diamantinos, los cuales se distribuyeron de la siguiente manera: 3 en el eje, 1 aguas arriba y 1 aguas debajo de la presa proyectada, con profundidades de 10 a 15 m. En los cuadros 01 y Foto 01 se presenta la ubicación de los sondajes geotécnicos y profundidades efectuadas:
Cuadro 3: Ubicación de los sondajes diamantinos en la presa
SondajeUbicación (coordenadas) Cota
(msnm)Profundidad
(m)Norte Este
DDH-P1 8410325 0548884 4017 25.30DDH-P2 8410363 0548870 4001 30.45DDH-P3 8410369 0548841 4017 25.00DDH-P4 8410495 0548953 4008 15.40DDH-P5 8410555 0548960 4010 15.15
Foto 01. Detalle de la Zona de eje de presa.