En agosto de 1955 se completó una determinada presa, con una capacidad de almacenamiento diseñada de 13,5 millones de m3, una altura de presa de 21,15 m y una elevación de la cresta de la presa de 1870 m. Debido a que los cimientos de la presa tienen una capa de suelo blando, la presa principal es una presa de tierra homogénea arqueada que se curva aguas arriba, de 660 m de longitud, y hay dos presas auxiliares, de 1128 m de longitud, y la longitud total del eje de la presa es de 1788 m.
Debido a que la presa está situada sobre las capas de limo arenoso y arena fina del Terciario, no se llevó a cabo ningún tratamiento de cimentación, lo que provocó numerosas filtraciones de agua, chorros de arena y el derrumbe del talud de la presa tras la construcción del embalse. Aunque se trató muchas veces, no se pudo curar.
Muchos años después, basándose en una investigación detallada, se propusieron soluciones. Se utilizó una capa de tela filtrante geotextil para sustituir a la capa filtrante de grava tradicional en el cojín del talud de la presa de 120 m aguas arriba y en la zanja de drenaje de 181 m aguas abajo en la sección del lecho del río de la presa principal para controlar el drenaje y la erosión.
Tras la colocación profesional por parte del equipo de ingeniería, incluye 7630 m2 de amortiguador de talud de la presa aguas arriba, 1460 m2 de zanja de drenaje aguas abajo, 14770 m2 de superficie de acolchado aguas arriba de la presa principal, y un total de 23860 m2 de tejido geotextil puesta. Tras años de funcionamiento normal, la presa principal no ha registrado hasta ahora ninguna anomalía.
Análisis de diseño de presas de tierra
1) Cálculo de filtraciones de presas de tierra
Para comprender la distribución del campo de flujo de infiltración en la presa de tierra del embalse, se realizaron pruebas de simulación eléctrica bidireccional y análisis numéricos por el método de los elementos finitos en las secciones 0+390 y 0+460 de la presa de tierra.
2) Prueba de la capa filtrante geotextil.
Esta prueba de ingeniería utiliza geotextiles no tejidos punzonados para realizar pruebas de permeabilidad al agua del sistema con materiales del suelo (arcilla limosa, suelo arenoso y arena) para medir los cambios en la permeabilidad al agua del suelo base y el sistema de tejido a lo largo del tiempo. Los resultados de los cálculos muestran que el tejido geotextil puede cumplir los requisitos y utilizarse como capa filtrante.
3) Análisis de la resistencia del geotextil.
En el caso de las capas filtrantes geotextiles, depende principalmente del tamaño de los poros del tejido y de su permeabilidad al agua. Utilizando las fórmulas de rotura y perforación para la verificación, el tejido geotextil filtrante puede cumplir las condiciones reales de funcionamiento de la presa de tierra del embalse.
Diseño de ingeniería geotextil
1. Capa de filtro inverso aguas abajo
Esta presa de tierra de embalse utiliza geotextil no tejido punzonado (espesor 4,58 mm) como el cuerpo del filtro trasero en tres lugares:
1) El cuerpo de filtro inverso nº 4 está situado al pie de la presa principal, con una longitud total de 180 m.
2) La cabeza del cuerpo filtrante posterior nº 2 se cruza verticalmente con el cuerpo filtrante posterior nº 1. Dado que el cuerpo filtrante de grava convencional tiene una sección final de 52,1 m, el geotextil no puede colocarse directamente sobre él. Por lo tanto, primero se construyó una sección de filtro de grava de 3,25 m y se colocó la capa de filtro de tela geotextil con una longitud de 26,65 m.
3) El cuerpo del retrofiltro nº 6 es una estructura plana de retrofiltro de 9 m de largo y 6 m de ancho. Está situado en el antiguo lecho del río, al pie de la presa principal. El antiguo lecho del río tiene 5 m de profundidad con arena y guijarros y una capa de arcilla debajo.
2. Protección del talud de la superficie de la presa
Es necesario renovar la presa principal para proteger de las olas y los taludes en la superficie de la presa, que abarca una superficie de 23.500 m2. La capa amortiguadora está hecha de geotextil no tejido punzonado de poliéster con un espesor de 3,5 m. Se utilizan dos tipos de materiales de protección facial al mismo tiempo. En los estribos izquierdo y derecho y por debajo de los 1.862,5 m de la presa principal se utiliza una protección de cara en seco. La superficie de la presa principal por encima de 71862,5 m está protegida por una serie de bloques prefabricados de hormigón.
Tecnología de construcción con tela geotextil
1. Construcción del cuerpo del filtro inverso
La construcción del cuerpo antifiltro de este proyecto debe completarse en una sola excavación de la fosa de cimentación.
Durante la construcción, los geotextiles se colocan primero desde ambos extremos de la fosa de cimentación hacia el centro, y los guijarros se rellenan durante la colocación.
Para evitar que los trabajadores de la construcción pisen y se expongan al sol, hay que cubrir el tejido geotextil de la parte superior de la fosa con una cortina de paja. Para evitar que el lodo de la superficie de la presa se llene de guijarros y afecte al flujo del agua, se colocan arena gruesa y piedras encima de los guijarros, y luego se cubren con escombros para proteger la superficie.
La construcción del cuerpo del filtro inverso se completa según la sección transversal requerida por el diseño.
2. Construcción de taludes
1) Renovación de la superficie de la presa.
La presa principal de este proyecto lleva en funcionamiento más de 30 años. Una vez retiradas las piedras de protección del talud originales, los cojines y la maleza de la superficie, es necesario realizar mediciones exhaustivas y precisas para ajustar el talud y cortarlo de acuerdo con la relación de pendiente del diseño original.
Si es necesario rellenar la depresión y compactarla con cuidado para que la superficie de la presa quede plana, se puede colocar la tela geotextil de forma plana. Sólo después de colocar los bloques de hormigón, la superficie de la presa quedará limpia y bonita.
2) Colocación de tejido geotextil y bloques de hormigón.
El geotextil se coloca en secciones de abajo arriba siguiendo la dirección vertical del eje de la presa. Cada sección mide entre 8 y 12 m de largo, es decir, se cosen entre 2 y 3 piezas de geotextil.
Después de colocar la tela geofiltrante, los bloques de hormigón deben seguir inmediatamente para minimizar el tiempo de exposición del geotextil al sol hasta que se coloque a la elevación de diseño.
Incrustar la tela filtrante geotécnica 30 cm en la zanja del cuerpo de la presa, y luego clavar taladros de acero de 12 mm de diámetro cada 2 m y anclarlos en el cuerpo de la presa. A continuación se rellena la zanja y se compacta, y luego se pueden colocar los bloques de hormigón.
Los bloques de hormigón también se colocan desde la base hasta la parte superior de la presa, y las barras de acero se perforan durante la colocación. Los extremos de las barras de acero se sueldan y se atan firmemente, y luego se entierran en los pilotes de madera de la parte superior de la presa. Los huecos entre los bloques de hormigón se rellenan con arena gruesa y luego se vierte mortero asfáltico.
Para embellecer la superficie de la presa, se puede aplicar una capa de mortero coloreado sobre la superficie del mortero asfáltico.
Efecto de la ejecución del proyecto
Esta presa de tierra de embalse utiliza una capa filtrante geotextil en lugar de la tradicional capa filtrante de grava. Tras la finalización del proyecto, el pantano situado al pie de la presa se secó inmediatamente, la salida del cuerpo filtrante quedó despejada y el efecto de filtración del drenaje fue notable.
La práctica ha demostrado que, a falta de materiales de grava natural con una gradación ideal, el uso de capas filtrantes geotextiles presenta las ventajas de una construcción sencilla, un control fácil de la calidad de la construcción, un avance rápido de la obra y un ahorro de la inversión del proyecto en comparación con las capas filtrantes de grava convencionales. Puede acortar el período de construcción en más de la mitad y ahorrar alrededor de 1/3 de la inversión del proyecto.
