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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN “REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO”. TESIS QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE: LICENCIADO EN INGENIERÍA CIVIL PRESENTA: JAIME ADRIÁN GARRIDO NIETO ASESOR: ING. VICTOR JESÚS PERUSQUÍA MONTOYA FECHA: MAYO DEL 2013 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. AGRADECIMIENTOS A Dios por permitirme llegar a este momento único e irrepetible. A mi Mamá por haberme dado educación, amor y comprensión para mi vida y formación profesional. A mi Papá por sus consejos y su apoyo para cursar mis estudios. A mi Asesor el Ing. Víctor Perusquía por su valiosa guía a través de la elaboración de esta tesis. A toda mi familia y amigos, en especial a mi novia Melissa por impulsarme a terminar mis estudios y este trabajo en particular. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 1 ÍNDICE INTRODUCCIÓN 2 OBJETIVO GENERAL 3 CAPÍTULO I. CONSTRUCCIÓN DE LUMBRERAS PARA LA REHABILITACIÓN. 4 1.1 UBICACIÒN Y TRAZO DE LUMBRERA. 5 1.2 INSTALACIÓN DE ADEME Y EXCAVACIÓN. 9 1.3 ABERTURA DE TUBERÌA DEL COLECTOR. 11 CAPITULO II. TRABAJOS PRELIMINARES EN EL INTERIOR DEL COLECTOR. 13 2.1 DESASOLVE. 15 2.2 ELIMINACIÓN DE OTROS OBSTACULOS. 18 CAPITULO III. PERSPECTIVA DE PROCEDIMIENTOS DE REHABILITACIÓN. 21 3.1 CARACTERÍSTICAS DE DIVERSOS MATERIALES. 22 3.2 GENERALIDADES DE LOS PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS. 26 3.3 COMPARATIVA. 50 CAPÍTULO IV. REHABILITACIÓN POR INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA 65 DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. 4.1. INSTALACIONES NECESARIAS. 66 4.2. EMPUJE DE LA TUBERÍA. 68 4.3. INYECCIÓN DEL ESPACIO ANULAR ENTRE LA TUBERÍA INSTALADA Y 69 LA TUBERÍA NUEVA. 4.4. RESTITUCIÓN DE LA ABERTURA DEL COLECTOR EXISTENTE Y 72 DESMANTELAMIENTO DE LA LUMBRERA. CONCLUSIONES 78 BIBLIOGRAFÌA 79 UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 2 INTRODUCCIÓN El desarrollo de las grandes ciudades durante la segunda mitad el siglo XX causó una expansión sin precedentes de las manchas urbanas y por lo tanto un gran auge en la construcción de sistemas de transporte, redes de comunicación y de abastecimiento de agua potable para satisfacer la gran demanda de servicios necesarios para la población actual, así mismo surgió la necesidad de construir grandes sistemas de drenaje que fueran capaces de desalojar las aguas residuales producidas por las actividades domésticas, comerciales e industriales. Dichos sistemas se encargan de recolectar las aguas residuales provenientes de los domicilios y los conducen a redes menores que desembocan en subcolectores y colectores. Los colectores fueron concebidos como estructuras subterráneas construidas con tubería de concreto reforzado para captar y conducir las aguas residuales y pluviales producidas en la ciudad mediante la gravedad, es decir se utiliza la pendiente de la tubería para conducir el agua residual hasta una planta de tratamiento y a la descarga final. Durante la operación de los colectores, la tubería de concreto se expuso a los efectos de diversos productos químicos presentes en el agua, arrastre de azolve, basura y residuos que se condujeron a través de la tubería y se estancaron dentro del colector causando desde erosión del concreto hasta la severa exposición del acero de refuerzo de la tubería. Además de los residuos que causan la corrosión del concreto, estas estructuras pueden presentar dislocaciones entre las juntas de la tubería debido a hundimientos diferenciales del suelo que son causados por la sobreexplotación de los mantos acuíferos subterráneos e incluso colapsos parciales de la tubería debido a sobrecargas causadas por el aumento en el tránsito de vehículos pesados no previsto originalmente en la época cuando se construyó el colector, estos últimos factores de deterioro del colector pueden causar una pérdida de la pendiente y por lo tanto una disminución en la velocidad del flujo de agua que propicia aún más los estancamientos de azolve y basura mermando la capacidad de conducción y poniendo en riesgo el desalojo de las aguas residuales constituyendo serios peligros de una obstrucción total del flujo. Debido al deterioro paulatino de los colectores, se comenzaron a construir nuevas redes por medio de apertura de grandes zanjas longitudinales en las calles de las ciudades, pero debido al crecimiento de la infraestructura urbana superficial, subterránea y a la saturación del tránsito de vehículos y personas en las vías de comunicación han surgido muchos inconvenientes para abrir zanjas porque se daña la imagen y el funcionamiento adecuado de los sistemas urbanos causando molestias y descontento entre la población. Por esta razón ha surgido la necesidad de rehabilitar los colectores existentes para renovarlos con un segundo periodo de vida útil y postergar más tiempo la necesidad de construir nuevos colectores, la rehabilitación en la actualidad se debe realizar sin apertura de zanjas de gran tamaño, sino desde accesos puntuales con excavaciones de menor tamaño para llegar hacia el interior del colector llevando a cabo procedimientos constructivos subterráneos que se desarrollan en la longitud interior del tramo que es necesario rehabilitar. Existen varios materiales y procedimientos constructivos para la rehabilitación con diferentes grados de complejidad y condiciones necesarias para poder llevarlos a cabo, entre ellos figura el introdeslizamiento de tubería de mortero de fibra de vidrio que tiene un amplio rango de aplicación en gran variedad de condiciones de colectores dañados. En el presente documento se expondrán los procedimientos necesarios para la rehabilitación de un colector utilizando distintos materiales y exponiendo sus ventajas, desventajas y calidad de flujo que se obtendrá una vez instalados, así como su rango de aplicación en razón del estado interior de la tubería existente dañada. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 3 OBJETIVO: DESCRIBIR EL PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DE INTRODESLIZAMIENTODE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO, SUS ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS Y EXPONER SUS VENTAJAS PARA LA REHABILITACIÓN DE COLECTORES. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 4 CAPÍTULO I. CONSTRUCCIÓN DE LUMBRERAS PARA LA REHABILITACIÓN. OBJETIVO: DESCRIBIR EL PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE LUMBRERAS PARA ACCEDER AL INTERIOR DEL COLECTOR. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 5 1.1 UBICACIÒN Y TRAZO DE LUMBRERA. Para llevar a cabo la rehabilitación interior de un colector de aguas residuales a gravedad, se debe excavar para encontrar la tubería conductora a nivel existente, de acuerdo a la información disponible en memorias y planos de obra terminada, teniendo como base la localización de los tramos que requieran rehabilitarse debido al deterioro producido en el transcurso de su vida útil. Para localizar los tramos deteriorados se realiza un estudio de video inspección donde al analizar las imágenes grabadas del interior del colector se determine el estado que guarda la tubería existente. La video inspección se puede realizar por medio de una cámara de video instalada sobre un dispositivo flotante que se conduzca sobre el flujo de agua dentro del colector existente. La inspección se realiza en tramos y por cada tramo video grabado se realiza un reporte con las observaciones e imágenes que se obtuvieron para poder determinar la gravedad del daño dentro del colector e identificar los tramos que deben ser rehabilitados como se tratará en el tema 3.2. Figura 1.1.1: Equipo de video inspección e interior del colector. La identificación de los tramos que deben ser rehabilitados se realizará analizando el video y se elaborará un reporte donde se especifiquen los tramos entre pozos y la longitud de los tramos a rehabilitar con las observaciones necesarias sobre el estado que guarda el colector. Tabla 1.1.1: Ejemplo de reporte de video inspección . COLECTOR: COLECTOR CENTRO NORTE UBICACIÓN: PUERTO VALLARTA, JALISCO HOJA: 1 DE 1 FECHA: 01/10/12 REALIZÓ: JAGN EQUIPO: CÁMARA SOBRE LANCHA RC CON CCTV TRAMO LONGITUD DESCRIPCIÓN OBSERVACIONES POZO 42 – 43 50.00 M INICIA LA VIDEO INSPECCIÓN, SE ENCUENTRA DESGASTE DEL RECUBRIMIENTO DE LA TUBERÍA DE CONCRETO, SE NOTA EL AGRAGADO. EN UN COSTADO DE ESTE POZO DEBE CONSTRUIRSE LA LUMBRERA No 1. POZO 43 – 44 65.00 M DEFLEXIÓN DEL COLECTOR, SE ENCUENTRA UNA SECCIÓN CON EXPOSICIÓN DE ACERO DE REFUERZO. DEBIDO A LA DEFLEXIÓN, DEBE CONSTRUIRSE LA LUMBRERA No 2. POZO 44 – 45 120.00 M A MITAD DEL TRAMO SE ENCUENTRA UN DISLOCAMIENTO DE LA TUBERÍA EXISTENTE. EL MATERIAL DE REHABILITACIÓN DEBE GARANTIZAR LA HERMETICIDAD DEL COLECTOR EN ESTE PUNTO PARA DETENER LA FUGA DE AGUA AL SUBSUELO. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 6 POZO 45 – 46 72.00 M LA TUBERÍA CONTINÚA MOSTRANDO DESGASTE EN EL RECUBRIMIENTO OBSERVANDO EL AGREGADO GRUESO. EN ESTE PUNTO DEBE CONSTRUÍRSE LA LUMBRERA No 3 QUE SERÁ LA FINAL. POZO 46 – 47 34.00 M DESGASTE EN EL RECUBRIMIENTO. NINGUNA. POZO 47 – 48 25.00 M SE LOGRA OBSERVAR UN MONTÍCULO DE AZOLVE Y DISMINUYE EL DESGASTE DE LA TUBERÌA DE CONCRETO. ESTE ES EL ÚLTIMO TRAMO QUE REQUIERE REHABILITACIÓN. POZO 48 – 49 110.00 M DESGASTE MÍNIMO EN EL RECUBRIMIENTO DE LA TUBERÍA. ESTE TRAMO NO REQUIERE REHABILITACIÓN. Se debe ubicar en el plano de la obra existente el sitio donde se construirá la lumbrera para tener acceso al colector. Los colectores de aguas residuales debido a las necesidades de operación, tienen a través de su desarrollo longitudinal una serie de pozos de visita que pueden ser pozos lámpara ó pozos caja. De acuerdo del trazo del eje del colector es recomendable ubicar las lumbreras en un costado de las estructuras de los pozos, para evitar demoliciones, ó en la mitad de un tramo, la alternativa elegida debe corresponder a la que cause los menores trastornos a las vialidades en su caso y sea la más económica rehabilitando longitudes considerables con la menor cantidad de lumbreras posible. Figura 1.1.2: Ubicación de lumbreras en un colector que pasa debajo de una avenida principal. Figura 1.1.3: Ubicación de lumbreras en un colector que pasa debajo de una calle en zona urbana. 150.00-4-183 130.00-4-183 139.50-4 -183 25 0. 00 -4 -2 13 290.00-5-213 290.00-5-213 UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 7 En las figuras 1.1.2 y 1.1.3 se puede observar rectángulos sombrados que simbolizan las lumbreras, círculos que representan los pozos de visita y los tramos del colector a rehabilitar en color rojo y flechas que indican la dirección para llevar a cabo la rehabilitación del interior del colector. En la figura 1.1.1 se observa un arreglo de dos lumbreras para rehabilitar tres tramos de tubería instalada debajo de una avenida principal, una de ellas se usará para realizar las actividades de dos tramos, reduciendo obstrucciones al tránsito vehicular y disminuyendo costos. En la figura 1.1.2 se observa un tramo de colector debajo de calles en zona urbana; se ubica la lumbrera a mitad de una calle donde se permitirá solo tránsito local para no causar obstrucciones innecesarias en los cruces de las calles cercanas. Debe hacerse un levantamiento topográfico en sitio de los niveles de terreno natural y de arrastre hidráulico del colector desde el pozo de visita adyacente a la lumbrera que se construirá hacia el pozo de visita donde termina el tramo a rehabilitar. Con los datos topográficos se realiza un plano con las dimensiones requeridas para la construcción de la lumbrera, considerando un espacio interior libre que sea suficiente para desarrollar todas las actividades directas y complementarias para la rehabilitación, en función de las características del procedimiento que se requiera, como se menciona en el tema 3.2. Figura 1.1.4: Detalle en perfil de ademe y excavaci ón para construir una lumbrera. Con base en el plano se lleva a cabo el trazo de la lumbrera en el sitio de los trabajos, debe colocarse el señalamiento vial necesario si la lumbrera queda ubicada en una calle o avenida y se deberá confinar la zona de los trabajos si hay una alta afluencia de vehículos y peatones para restringir la entrada de personas no autorizadas al sitio de los trabajos considerando el espacio suficiente para la maquinaria y equipo que se requiere para construir la lumbrera, realizar la rehabilitación y para el almacenamiento de materiales que sean necesarios. En el caso de no contar con espacio suficiente para el almacenamiento de materiales en la zona de confinamiento de la lumbrera durante el suministro, deberá recurrirse al almacenamiento en un espacio rentado o propio como una bodega, almacén temporal o un terreno sin urbanizar, si se trata de tubería. ADEME MARCO DE TROQUELAMIENTOBARANDAL DE PROTECCION COLECTOR TUBERÍA DESCUBIERTA HASTA MEDIA SECCION NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO N.T.N. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 8 Figura 1.1.5: Áreas de confinamiento para zona de t rabajos de construcción de lumbreras y rehabilitaci ón. Figura 1.1.6: Ubicación, trazo y corte de pavimento para lumbreras de acceso. 25 0. 00 -4 -2 13 LUMBRERA CONFINAMIENTO ENTRADA EQUIPOS EQUIPOS UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 9 1.2 INSTALACIÓN DE ADEME Y EXCAVACIÓN. Como se menciona en el tema 1.1, para acceder al colector y realizar los trabajos de rehabilitación es necesario excavar hasta el nivel donde se encuentra la tubería subterránea, para lo cual se deberá colocar ademe para estabilizar la excavación y evitar posibles derrumbes y fallas del suelo que pueden tener consecuencias de daños materiales y poner en riesgo al personal. Los ademes, en función del tipo de suelo donde se va a excavar, pueden construirse con materiales como madera, vigas de acero, placas metálicas ó tablestacado metálico; este último es recomendable debido a que se logra tener una pared metálica continua que se troquela con vigas de acero para contener los empujes horizontales del suelo. Como una mención de forma general para calcular el efecto de los empujes en un ademe con tablestaca se debe recurrir a un diagrama de presión de tierra, por medio de las propiedades características del suelo, para determinar el momento máximo que recibirá la tablestaca y si esta puede resistirlo, la revisión por falla de fondo en el nivel de troquelamiento que sea más desfavorable en conjunto con la tablestaca y el momento que deberá resistir la losa de fondo para determinar el armado de acero de refuerzo que necesite; también debe calcularse la sección de la viga de acero que se requiere para el marco más cargado por las fuerzas de empuje y utilizar este perfil en todos los marcos de troquelamiento para reforzar la seguridad. No es el objetivo de esta tesis desarrollar este tema por su amplitud, pero se hace mención de él para conocimiento de las consideraciones que se deben tomar para construir una lumbrera de este tipo. A continuación se describe el procedimiento constructivo de lumbreras, por medio de la instalación de ademe y excavación del núcleo. Construcción de lumbrera con tablestacado metálico para rehabilitación de colectores de aguas residuales. Objetivo: Construir un acceso para llevar a cabo las maniobras y suministro de materiales necesarios para la rehabilitación de colectores de aguas residuales subterráneamente. Descripción general: Para construir una lumbrera de acceso para la rehabilitación de un colector es necesario ademar la excavación por medio del hincado de tablestaca metálica para posteriormente excavar el núcleo de suelo mientras se colocan troqueles para evitar que se cierre la excavación durante su utilización. Alcance de aplicación: La construcción de obras de rehabilitación subterránea de colectores de aguas residuales a gravedad sin apertura de zanjas longitudinales. Materiales: • Tablestaca metálica AZ-18 • Vigas IPR de 12” X 8” • Soldadura E-7018 • Soldadura E-6010 • Pintura en aerosol • Esmalte • Tubería de acero galvanizado de 1 ½” • Escalera marina • Concreto hecho en obra F’c= 150 kg/cm2 Mano de obra: • Cabo de Oficios • Oficial Soldador • Topógrafo • Auxiliar de Topografía • Cadeneros • Ayudantes generales Herramienta de mano Maquinaria y equipo: UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 10 • Excavadora sobre orugas • Vibra hinca-extractor (vibro martinete) • Mini excavadora con martillo hidráulico • Grúa con capacidad de carga de 40 ton • Equipo completo de topografía • Bacha para extracción • Planta para Soldar • Generador de Energía • Camión volteo • Equipo de oxicorte • Cortadora de disco para piso Proceso constructivo: 1. Se realiza el corte perimetral de carpeta asfáltica ó de concreto, de ser el caso, con la cortadora de disco para piso para marcar el perímetro exterior de la lumbrera. 2. Posterior al corte de carpeta se comienza la demolición mecánica por medio de la mini excavadora con martillo hidráulico o por medio de la excavadora sobre orugas, dependiendo del espesor y dureza de la carpeta asfáltica o de concreto hidráulico. 3. Se retira el material producto de la demolición de carpeta cargando al camión volteo para la disposición del escombro en un tiro oficial. 4. Se excava el suelo descubierto hasta la profundidad que indique el proyecto en función del tipo de suelo existente para colocar el marco guía. 5. Se coloca dentro de la excavación el marco guía fabricado con vigas IPR de 12” X 8” y se nivela, servirá para guiar el hincado de la tablestaca en la lumbrera. 6. Se coloca la mordaza del vibro martinete en el extremo de la tablestaca, se levanta con la grúa de 40 toneladas de capacidad de carga y se coloca a un costado del marco guía, sobre el nivel actual de la excavación. La brigada de topografía da línea por medio de sus equipos para que con la grúa se acomode la tablestaca; una vez que es alineada se comienza la vibración e hincado dentro del suelo. 7. Durante el hincado se verifica la verticalidad y alineamiento horizontal de la pieza para hincar en secuencia las otras piezas de tablestaca. Se continua vibro-hincando la tablestaca en el perímetro del marco guía cuidando su verticalidad hasta alcanzar el nivel máximo de hincado. Debe tenerse especial cuidado en hincar la tablestaca que quedará sobre la tubería existente hasta antes del nivel superior de la misma para no perforarla con la pieza metálica, se pueden hincar tablestacas más cortas en esta zona para este propósito. 8. Una vez que se hinca la tablestaca perimetral en la lumbrera, se solda el marco guía a la tablestaca y se reanuda la excavación del núcleo de suelo que ahora se encuentra dentro del tablestacado para llegar al nivel máximo de proyecto. Durante este proceso se debe troquelar con marcos metálicos de viga IPR de 12” X 8”, soldados a la tablestaca de acuerdo al avance de la excavación con la separación de acuerdo a proyecto para mantener la estabilidad del ademe. 9. Desde el inicio de la excavación después del hincado de la tablestaca debe instalarse por secciones una escalera marina para uso del personal, la cual debe tener protección “cubre hombre”. 10. Si la excavación debe llegar a una profundidad tal que la excavadora sobre orugas no pueda ahondar desde la superficie, se debe bajar a la lumbrera la mini excavadora para continuar con los trabajos, la extracción del material producto de la excavación se realiza cargándolo a una bacha, misma que se iza con la grúa y se descarga en el camión volteo para llevar el material producto de la excavación a un tiro oficial designado. 11. La excavación deberá llegar hasta el nivel donde se tenga la mitad de la tubería existente descubierta y se permita colar una losa para usarse como plataforma para los trabajos de rehabilitación del colector. 12. Debe colocarse un barandal perimetral en la superficie de la lumbrera por seguridad, a una altura de 1.30 metros con tubería de acero galvanizado, protegido conesmalte, así mismo deben colocarse letreros de seguridad. Cabe destacar que durante todo el proceso de construcción de la lumbrera de acceso el personal que labora debe contar con el equipo de seguridad necesario como son guantes, casco de seguridad, arnés, careta y gafas para los soldadores que trabajan en el ademe, así mismo debe instruirse al personal acerca de las zonas donde no deben caminar debido a las maniobras que se efectúan en la superficie, sobre todo las que involucran la suspensión en el aire de objetos con la grúa. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 11 Figura 1.2.1: Construcción de lumbreras de acceso. 1.3 ABERTURA DE TUBERÌA DEL COLECTOR. Como se mencionó en el tema anterior, la construcción de la lumbrera de acceso permite descubrir el colector existente que va a rehabilitarse. En este punto se procede a realizar una abertura en la tubería demoliendo la mitad superior de la misma, es decir, dejarla con forma de “media caña”. Es recomendable utilizar un detector de gases al momento de realizar la abertura de la tubería debido a que puede haber emanaciones de gases que se encuentran al interior del colector, causadas por la descomposición orgánica o fugas de combustibles que pueden llegan al drenaje. Antes de hacer dicha abertura, se debe colar una losa o plantilla en el fondo de la lumbrera entre los muros del ademe y la línea de drenaje, misma que servirá como plataforma de trabajo para mantener en un lugar seco herramientas y algunos materiales durante la ejecución de la rehabilitación en cantidades de uso diario; el nivel de la plantilla deberá estar por encima del nivel del espejo de agua del colector, para evitar en lo posible arrastre de materiales o herramientas en caso de un aumento en el flujo de agua dentro del colector. A continuación se describe un breve procedimiento constructivo para la abertura de tubería del colector. Colado de losa en el fondo de la excavación de una lumbrera de acceso y abertura de tubería de concreto reforzado. Objetivo: Realizar una abertura en la tubería así como construir una losa que sirva como plataforma para maniobras de la rehabilitación de un colector. Descripción general: Para rehabilitar un colector desde su interior debe hacerse una abertura para introducir maquinaria, equipo y materiales necesarios para llevar a cabo dichos trabajos, así mismo se debe contar con un área de maniobras adyacente al colector apoyada en una losa de fondo. Alcance de aplicación: La construcción de obras de rehabilitación subterránea de colectores de aguas residuales a gravedad sin apertura de zanjas longitudinales. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 12 Materiales: • Acero de refuerzo fy= 4200 kg/cm2 de 3/8” de diámetro • Concreto f’c= 200 kg/cm2 de resistencia rápida • Moños Mano de obra: • Cabo de Oficios • Oficial Albañil • Oficial Fierrero • Ayudantes generales Herramienta de mano Maquinaria y equipo: • Grúa con capacidad de carga de 40 ton • Bacha para concreto • Rotomartillo • Sacabocados rotatorio • Pistola rompedora eléctrica ó neumática • Generador de energía • Bacha para extracción • Equipo de oxicorte Procedimiento constructivo: 1. Se afina el fondo de la excavación de la lumbrera de acceso. 2. Se debe habilitar el acero de refuerzo para construir la losa de fondo, para evitar los posibles agrietamientos por temperatura. 3. Se arma la losa de fondo, asegurándose de separar el fondo afinado del acero con moños para garantizar el recubrimiento de concreto adecuado. 4. Se debe realizar el colado con una bacha para concreto, descendiendo la mezcla al fondo de la lumbrera para su colocación. 5. Una vez que ha fraguado el concreto, se procede a trazar la zona de demolición de la tubería descubierta. 6. Se realizan perforaciones con un sacabocados rotatorio en la tubería, de preferencia dos por cada sección de tubo descubierto, donde se aseguran con un estrobo para sostener con la grúa el fragmento a cortar. 7. Sobre el trazo se realizan perforaciones con el rotomartillo a una distancia de 10.00 cm entre cada una, para formar una línea de rotura de la tubería 8. Se demuele la tubería con la pistola rompedora, atacando en medio de las perforaciones teniendo un corte del concreto lo más alineado posible. 9. Al descubrir el acero de refuerzo de la tubería en demolición, este debe ser cortado con el equipo de oxicorte. 10. Se continúa demoliendo la tubería sobre la línea hasta desprenderla totalmente. 11. Se levanta la sección con la grúa y se carga al camión volteo para disponer de este desecho en un tiro oficial o en un lugar designado para ello. 12. Si se tienen más secciones de tubería por quitar para la abertura necesaria para la rehabilitación del colector, se procede desde el paso 6 hasta el 11. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 13 Figura 1.3.1: Abertura del colector existente. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 14 CAPITULO II. TRABAJOS PRELIMINARES EN EL INTERIOR DEL COLECTOR. OBJETIVO: IDENTIFICAR Y DISPONER DEL AZOLVE Y OBSTACULOS DIVERSOS DEL INTERIOR DEL COLECTOR. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 15 2.1 DESAZOLVE. Cualquier procedimiento constructivo para realizar la rehabilitación de un colector de aguas residuales debe desarrollarse con condiciones de limpieza aceptable para que los materiales que se coloquen en el interior de la tubería existente no tengan contacto con residuos que provoquen aplicaciones inadecuadas o interrumpan la continuidad de la instalación de los mismos. El desazolve es un procedimiento para liberar de obstáculos el interior de un colector, los cuales pueden estar formados de diversos materiales como son basura, arena, desperdicios de tamaño considerable como llantas, perfiles metálicos, fragmentos de árboles y todo tipo de objetos que por descuido o con premeditación pueden ser arrojados a un colector de aguas residuales. Para conocer los obstáculos de este tipo que se encuentran en el interior del colector a rehabilitar, se puede realizar una inspección previa a los trabajos de construcción de la lumbrera, en la cual se puede introducir una video cámara ó a un buzo profesional con equipo de buceo autónomo, para conocer las características del azolve presente en condiciones de operación de la tubería existente como se mencionó en el tema 1.1. Los trabajos de inspección y desazolve así como la rehabilitación son preferiblesde ejecutar durante la época de estío si se rehabilita un colector pluvial o sanitario. También puede considerarse el desviar las aguas residuales por otras redes o realizar bombeo para mantener lo más seco posible el colector, pero en muchas ocasiones no es posible desviar las aguas residuales o pluviales a otros ramales por lo que se deberá trabajar con el colector en funcionamiento. Muchas veces el azolve al interior provoca que el nivel del agua se vea elevado, al desazolvar se tendrá un menor tirante hidráulico y a su vez mejores condiciones de instalación. La identificación de obstáculos al interior del colector debe ser documentada por medio de fotografías y ubicarse topográficamente con cadenamientos al interior del colector. Esta actividad se realiza con la finalidad de hacer un plan de ataque para disponer de los residuos sólidos y azolve en el menor tiempo posible. Para la mayoría de los colectores con azolve formado por suelo arenoso y basura, se introduce un cable de acero impulsado por un malacate mecánico para arrastrar los residuos sólidos y sacarlos a la superficie por medio de una draga tipo pescado. Cuando haya presencia de azolve mezclado con obstáculos tales como desperdicios metálicos y llantas o fragmentos de madera ó árboles, es recomendable extraerlos primero cortándolos con equipos mecánicos de ser posible o en forma manual en fragmentos que puedan extraerse por medio del malacate mecánico. Figura 2.1.1: Desazolve del interior de un colector de aguas residuales por medio de malacates mecánicos. Es importante considerar el uso de un detector de gases en el interior de la tubería para evitar posibles daños al personal por inhalar sustancias dañinas que pudieran estar dentro del colector, incluso sustancias explosivas que se encuentren en el drenaje por fugas o derrames de fuentes cercanas y puedan causar la muerte debido a una chispa accidental. Existen detectores de gases portátiles que facilitan realizar lecturas periódicas, para asegurarse de que la calidad del aire se encuentre dentro del rango aceptable que regularmente se encuentra en una escala numerada en la pantalla del detector; esta revisión es necesaria y debe realizarse durante el turno de trabajo completo. Si la lectura marca un nivel alto de gases tóxicos o un UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 16 bajo nivel de oxígeno activando una alarma sonora, debe evacuarse del interior del colector a todo el personal inmediatamente y solicitar la atención médica que fuera necesaria. Así mismo el personal debe contar con el equipo de seguridad adecuado como trajes especiales para sumergirse en las aguas residuales que tengan un grosor adecuado para evitar lesiones y contacto con los desechos. A continuación se describe el procedimiento para realizar desazolve dentro de un colector de aguas residuales en operación, por medio de malacate mecánico. Desazolve del interior de un colector por medio de malacate mecánico. Objetivo: Retirar el sedimento del fondo de un colector de aguas residuales. Descripción general: Previamente a la rehabilitación de un colector de aguas residuales, debe limpiarse el tramo en cuestión de toda clase de sedimentos y desperdicios diversos depositados por la corriente de agua. Alcance de aplicación: La construcción de obras de rehabilitación subterránea de colectores de aguas residuales a gravedad sin apertura de zanjas longitudinales. Mano de obra: • Cabo de Oficios • Ayudantes generales Herramienta de mano Maquinaria y equipo: • Máquina para desazolvar drenajes con motor a diesel • Draga tipo pescado de cierre automático Procedimiento constructivo: 1. Debe introducirse una cuadrilla de personal al interior del colector de aguas residuales, todos ellos debidamente equipados con cubre bocas, lámparas de mano, pantaloneras o traje impermeable de cuerpo completo, casco y un detector de gases. La cuadrilla verificará si existen obstáculos como fragmentos de troncos o desperdicio metálico para ser retirados con un procedimiento especial. 2. Si no se encuentran obstáculos adicionales, se posiciona una máquina para desazolve dentro de la lumbrera de acceso, una segunda máquina debe situarse en la superficie junto al pozo de visita donde termina el tramo de rehabilitación, la draga tipo pescado se conecta a los cables de acero de ambas máquinas uniéndolas. 3. Ambas máquinas se encargarán de retirar el azolve del interior del colector realizando el recorrido de la draga. 4. La máquina en el pozo de visita jalará la draga, de esta manera se llenará de azolve llevando hacia afuera la draga que encierra el material producto del desazolve. 5. Se cambiará el sentido de la draga tipo pescado para que se realice el recorrido de desazolve desde el pozo de visita hacia la lumbrera. 6. Deberá repetirse el proceso desde el paso 2 al 4, hasta desazolvar por completo el tramo de tubería a rehabilitar. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 17 N .T .N . N IV E L D E A R R A S T R E H ID R A U LI C O P O Z O D E V IS IT A P O Z O D E V IS IT A D E S A Z O LV E E N P R O C E S O LU M B R E R A D E A C C E S O Figura 2.1.1: Desazolve del interior de un colector de aguas residuales por medio de malacates mecánic os desde una lumbrera de acceso y pozo de visita. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 18 Figura 2.1.2: Desazolve del interior de un colector . Debe considerarse que después de realizar el desazolve de un tramo de colector, este nuevamente puede comenzar a azolvarse si se trabaja con flujo de agua, por lo que los trabajos de rehabilitación deben comenzarse a la brevedad. 2.2 ELIMINACIÓN DE OTROS OBSTACULOS. Como se ha mencionado, es común encontrar dentro de un colector una capa de azolve que consiste en la sedimentación y acumulación de lodo, arena y basura en general. Una de las razones adicionales por las que se acumulan estos desechos es la presencia de obstáculos sólidos de tamaño considerable los cuales a su vez pueden estar atorados a causa del daño interior de la tubería de conducción, debido a la corrosión del acero de refuerzo y su exposición, incluso el desprendimiento de secciones de la pared del colector. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 19 Estos obstáculos que forman parte de la propia estructura del colector y que sirven de ancla para el azolve por sedimentación deben descubrirse y eliminarse para poder llevar a cabo la rehabilitación de la superficie interior. Figura 2.1.3: Obstáculos al interior de la tubería del colector producto de la corrosión de la superfi cie, exposición de acero de refuerzo y semicolapso. SEMICOLAPSO DE LA CLAVE ACERO DE REFUERZO EXPUESTOUNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 20 El objetivo principal de esta actividad es el liberar el área hidráulica total del colector de todo obstáculo que no permita la introducción e instalación del material rehabilitador, por lo que debe quedar espacio suficiente para el diámetro exterior de la tubería nueva o en su caso para el recubrimiento a instalar; por ello, es recomendable cortar el acero de refuerzo expuesto que se encuentre dañado severamente por la corrosión de ser posible o en su caso acomodarlo, de tal manera que el material de rehabilitación pueda brindar soporte en las zonas más dañadas. Los segmentos de la tubería que estén semicolapsados solo deberán ser demolidos y retirados si interfieren con la circunferencia exterior del material rehabilitador. Debe tomarse en cuenta el equipo de seguridad adecuado para el personal que realice estos trabajos. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 21 CAPITULO III. PERSPECTIVA DE PROCEDIMIENTOS DE REHABILITACIÓN. OBJETIVO: MOSTRAR UNA VARIEDAD DE MATERIALES Y LAS GENERALIDADES DE LOS DIVERSOS PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS PARA LA REHABILITACIÓN DEL COLECTOR. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 22 3.1 CARACTERÍSTICAS DE DIVERSOS MATERIALES. La rehabilitación interior de un colector de aguas residuales tiene por objetivo ampliar su vida útil y detener por un lapso considerable de tiempo los problemas que presenta el material con el que se construyó originalmente: tubería de concreto reforzado, que a través de su vida útil presenta corrosión, exposición del acero de refuerzo, e incluso semicolapso. Los materiales que se usan para rehabilitar colectores de aguas residuales poseen características específicas para reparar el daño estructural ó superficial presente, así como recuperar la capacidad de conducción hidráulica respecto a la capacidad original ó actual del colector. Existen diferentes materiales que ofrecen un coeficiente de rugosidad menor al de la tubería de concreto reforzado, con un coeficiente de Manning (n) desde 0.009 a 0.012, lo que puede ayudar a la recuperación del gasto hidráulico respecto al colector en las condiciones actuales o incluso en las condiciones originales. Los materiales entre las características deseables que deben ofrecer son recubrir adecuadamente las superficies dañadas del colector existente para mejorar la calidad del flujo y tener capacidad de auto soporte sobre todo en colectores que presentan daños considerables de la tubería existente. La diversidad de materiales para rehabilitación de colectores va desde plásticos hasta tubería de acero, cada uno tiene ventajas específicas para recuperar las características de conducción y extender la vida útil del colector. Tabla 3.1.1: Tuberías para rehabilitación de colect ores de aguas residuales. No TIPO (n) DESCRIPCIÓN GENERAL TIPO Y MÁXIMO DIÁMETRO DE FABRICACIÓN 1.- TUBERÍA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD 0.012 ESTA TUBERÍA DE TIPO PLÀSTICO ES CORRUGADA EXTERIORMENTE Y LISA INTERIORMENTE, LAS JUNTAS ENTRE TUBOS SE REALIZAN POR UNIÒN ESPIGA-CAMPANA. EL RELLENO DEL ESPACIO ANULAR QUE SE FORMA ENTRE EL COLECTOR EXISTENTE Y LA TUBERIA PEAD PUEDE REALIZARSE CON BENTONITA FLUIDIFICADA O MORTERO FLUIDO. Fabricación de línea, hasta 60” de diámetro nominal. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 23 No TIPO (n) DESCRIPCIÓN GENERAL TIPO Y MÁXIMO DIÁMETRO DE FABRICACIÓN 2.- TUBERÍA CURADA EN SITIO (CIPP O TUBO INFLADO) 0.011 ES UNA TUBERÍA FLEXIBLE QUE SE ADHIERE A LAS PAREDES DEL COLECTOR A REHABILITAR FORMANDO UNA CAPA DE ESPESOR MILIMÈTRICO, SE ENDURECE POR MEDIO DE CURADO CON AGUA CALENTADA ALREDEDOR DE 80° CELSIUS OFRECIENDO UNA SUPERFICIE CON BAJA RUGOSIDAD, REQUIERE INSTALARSE SOBRE UNA SUPERFICIE UNIFORME Y LISA LOGRAR PARA UNA CORRECTA ADHERENCIA. Fabricación especial a la medida que requiera el proyecto. No TIPO (n) DESCRIPCIÓN GENERAL TIPO Y MÁXIMO DIÁMETRO DE FABRICACIÓN 3.- PANEL LOK 0.010 SE TRATA DE UNA TIRA EN ESPIRAL PARA RECUBRIR LA PARED DEL COLECTOR. LAS JUNTAS SE REALIZAN A CADA VUELTA DE LA ESPIRAL POR MEDIO DE UN ENGARGOLADO MANUAL. EL RELLENO DEL ESPACIO ANULAR SE REALIZA CON UN MORTERO O GROUT ESPECIAL QUE ES EL MEDIO DE ADHERENCIA Y SOPORTE EN CONJUNTO CON EL COLECTOR EXISTENTE POR MEDIO DE ANCLAS EN FORMA DE “T”. Fabricación de línea, hasta 118” de diámetro nominal. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 24 No TIPO (n) DESCRIPCIÓN GENERAL TIPO Y MÁXIMO DIÁMETRO DE FABRICACIÓN 4.- TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO (CCPRFM) 0.009 ES UNA TUBERÍA DE MORTERO FORMADO POR POLIMEROS Y ARENA SILICA REFORZADA C ON FIBRA DE VIDRIO Y RECUBIERTA INTERIORMENTE UNA RESINA DE BAJA RUGOSIDAD Y ALTA CAPACIDAD DE ELONGACIÒN, LA JUNTA HERMÉTICA SE REALIZA POR UNIÓN ESPIGA-CAMPANA. EL ESPACIO ANULAR SE PUEDE RELLENAR CON BENTONITA FLUIDIFICADA O MORTERO FLUIDO. Fabricación de línea, hasta 110” de diámetro nominal. No TIPO (n) DESCRIPCIÓN GENERAL TIPO Y MÁXIMO DIÁMETRO DE FABRICACIÓN 5.- TUBERÍA DE ACERO CORRUGADO 0.012 ES UNA TUBERÌA DE ESPESORT MILIMÉTRICO QUE SE UNE POR MEDIO DE JUNTAS ATORNILLADAS O CON JUNTA ESPECIAL ESPIGA-CAMPANA PARA SU RÀPIDA COLOCACIÒN. EL ESPACIO ANULAR SE PUEDE RELLENAR CON BENTONITA FLUIDIFICADA O MORTERO FLUIDO. Fabricación de línea, hasta 114” de diámetro nominal. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 25 No TIPO (n) DESCRIPCIÓN GENERAL TIPO Y MÁXIMO DIÁMETRO DE FABRICACIÓN 6.- TUBERÍA DE PEAD SWAGELINING 0.012 ESTÁ FABRICADA CON POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD QUE PUEDE ESTIRARSE Y RECUPERAR SU DIÁMETRO ORIGINAL. LAS JUNTAS SE REALIZAN POR TERMOFUSIÓN. EL TUBO INSTALADO NO ORIGINA ESPACIO ANULAR ENTRE LA LÍNEA ANTIGUA Y LA NUEVA, SE AJUSTA AL DIÁMETRO INTERIOR DE LA TUBERÍA EXISTENTE AL RECUPERAR SU DIÀMETRO ORIGINAL. Fabricación especial, hasta 60” de diámetro exterior para ajustarse a 60” de diámetro nominal del colector existente. Cada tipo de tubería mencionada está fabricada de un material que le ofrece características especiales para las condiciones de operación dentro del colector en funcionamiento, así como soporte estructural en su caso. Tabla 3.1.2: Materialesde las tuberías para rehabi litación. No TUBERÍA CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES QUE INTEGRAN LA T UBERÍÁS 1.- TUBERÍA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD El polietileno es un polímero ligero sólido y flexible, sufre el ataque de los ácidos pero es resistente a la mayoría de los disolventes ordinarios, tiene una densidad de 0.941 g/cm3, no es tóxico, resiste bajas temperaturas y ofrece una alta resistencia mecánica, es resistente a la corrosión. 2.- TUBERÍA CURADA EN SITIO (TUBO INFLADO) El tubo se compone por una o más capas de un material plástico conocido como resina de poliéster absorbente que debe impregnarse con una resina termo endurecible por el interior y en el exterior tiene un recubrimiento plástico compatible para hacer contacto con la tubería existente. El resultado es una tubería rígida con un espesor de 6.00 a 7.50 mm, el ataque de productos químicos en cantidad y periodos prolongados deterioran el material haciéndolo quebradizo. El espesor de la tubería permite un cierto rango de elasticidad, pero no ofrece soporte para deformaciones extraordinarias durante la operación del colector. 3.- PANEL LOK Está compuesto por pvc, el ancho de la tira de la espiral es de 30.00 cm, tiene una densidad de 1.43 a 1.50 g/cm3, un espesor de 1.30 a 2.50 cm, es resistente a la corrosión y al ataque de la mayoría de los disolventes ordinarios, no ofrece un soporte estructural para deformaciones o cargas extraordinarias durante la operación del colector. 4.- TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO (CCPRFM) La tubería de mortero con fibra de vidrio se compone de varias capas de materiales ordenados por un proceso de centrifugado para darle una alta resistencia: la capa exterior de la tubería se compone de una mezcla de arena silica y resina, debajo de esta, una capa de refuerzo compuesta por fibra de vidrio y resina, a continuación, una capa de transición compuesta por fibra de vidrio, resina y mortero y un núcleo de mortero de polímero con arena silica, la otra UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 26 mitad del espesor del tubo se compone por las mismas capas en orden inverso; la capa interior que tiene contacto con el flujo de agua se compone por una resina de gran capacidad de elongación. Es resistente a una gran variedad de disolventes y ofrece una gran resistencia mecánica, soporta deformaciones extraordinarias pudiéndose aplastar hasta 1/3 de su diámetro original sin llegar a la rotura, no es afectada por la corrosión. 5.- TUBERÍA DE ACERO CORRUGADO Se compone por lámina de acero corrugado que le brinda resistencia ante ciertas deformaciones una vez instalada aunque puede sufrir abolladuras, puede sufrir ataques químicos por corrosión dependiendo el flujo de los desechos que conduzca. 6.- TUBERÍA DE PEAD (SWAGELINING) Se compone por polietileno de alta densidad con la característica de poder estirarse hasta reducir su diámetro lo suficiente para poder deslizarse dentro del colector existente es de superficie lisa exterior e interiormente, sus propiedades de resistencia mecánica, química y a la corrosión son iguales al PEAD común. 3.2 PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS PARA REHABILITACIÓN DE COLECTORES. En el tema 3.1 se han mencionado los diferentes tipos de materiales que pueden ser utilizados para la rehabilitación de un colector de aguas residuales, de acuerdo a las características propias del material o tubería se requiere de un procedimiento constructivo particular que aproveche sus cualidades para instalarse de manera rápida, eficiente y que justifique la inversión aumentando la vida útil del colector por lo menos en otro periodo igual al que se proyecto en la construcción original. En el tema 1 se describió como lograr el acceso al interior del colector mediante la construcción de una lumbrera que permanecerá abierta temporalmente, la cual también brinda el espacio requerido para las maniobras de ingreso y manejo de los materiales, mano de obra y equipo o maquinaria necesaria para la ejecución de los trabajos. Para explicar de una manera simplificada la rehabilitación con los distintos materiales y procedimientos adecuados para cada caso, partiremos de la representación de un colector con distintos grados de daño en su interior, el cual ha sido previamente desazolvado y liberado de obstáculos; en el pueden fluir un gasto hidráulico ó no, dependiendo de las posibilidades de un desvío, bombeo o cierre de compuertas para disminuir la aportación y conducción dentro del mismo durante los trabajos de rehabilitación. Tipos de daño en el interior de un colector de agua s residuales. DAÑO MODERADO EN EL RECUBRIMIENTO INTERIOR, SE PUEDE OBSERVAR EL AGREGADO DE LA TUBERÍA. DAÑO SEVERO EN EL RECUBRIMIENTO INTERIOR, EL ACERO DE REFUERZO DE LA TUBERÍA ESTÁ EXPUESTO. DAÑO EN EL RECUBRIMIENTO INTERIOR EN DIFERENTES GRADOS, UNA O VARIAS SECCIONES DEL COLECTOR PRESENTAN ASENTAMIENTO Y TUBOS DISLOCADOS. DAÑO EN EL RECUBRIMIENTO INTERIOR EN DIFERENTES GRADOS, UNA O VARIAS SECCIONES DEL COLECTOR PRESENTAN ASENTAMIENTO, TUBOS DISLOCADOS Y SEMICOLAPSO DE ALGUNOS TUBOS EN LA CLAVE. FIGURA 3.1.1. FIGURA 3.1.2. FIGURA 3.1.3. FIGURA 3.1.4. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 27 Como se muestra en las figuras anteriores, pueden presentar distintos grados de daño en el interior de la tubería de un colector, desde ligeros hasta severos, ofreciendo diferentes texturas en la superficie, deformaciones y dislocamientos de tubería. El material o tubería que se utilice para rehabilitar el interior de un colector que presente estos daños deberá adaptarse al espacio y debe tener la resistencia adecuada para brindar soporte a las zonas dañadas. Para simplificar la mención del tipo de daños al interior del colector como se muestra en las figuras 3.1.1, 3.1.2, 3.1.3 y 3.1.4 se utilizarán la nomenclatura con letras A, B, C y D para referirse a ellos como se muestra en la siguiente tabla: Tabla 3.2.1: Gravedad del daño interior en colector es. NOMENCLATURA (GRAVEDAD DEL DAÑO) TIPO DE DAÑO ILUSTRACIÓN A Daño moderado en el recubrimiento interior, se puede observar el agregado deslavado de la tubería. B Daño severo y pérdida del recubrimiento interior, el acero de refuerzo de la tubería está expuesto. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 28 C Daño en el recubrimiento interior en los grados A y B, en presencia de asentamientos y tubos dislocados dentro del colector. D Daño en el recubrimiento interior en los grados A y B, en presencia de asentamientos, tubos dislocados y semicolapso en la clave de algunos tubos dentro del colector. También puede haber presencia de socavaciones en el subsuelo. El grado de daño que presenta el colector se asocia directamente con los problemas que se presentan al conducir las aguas residuales que contienen basura y azolve así como las deficiencias en su instalación original. Tabla 3.2.2: Problemas ocasionados por el tipo de d año. NOMENCLATURA (GRAVEDAD DEL DAÑO) PROBLEMÁTICA AL INTERIOR DEL COLECTOR A Aumento en la rugosidad de la superficie del colector, se reduce la velocidad del flujo, hay sedimentación ocasional B Mayor aumento de la rugosidad en la superficie del colector, se puedeazolvar el interior debido al acero de refuerzo expuesto, se presentan estancamientos de agua. C Aumenta la presencia de obstáculos ocasionados por el azolve detenido en las zonas de asentamiento de la tubería y de acero de refuerzo expuesto. Al haber dislocaciones en las juntas de la tubería se presentan fugas al exterior de la pared del colector, lo que puede causar contaminación del subsuelo por fugas de las aguas residuales lo que puede llegar a causar asentamientos e incluso socavaciones en la superficie. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 29 Como se trato en el capítulo 2, al llevar a cabo el desazolve y la eliminación de los obstáculos en el colector se descubren los daños que presenta la tubería en servicio lo que debe considerarse para llevar a cabo el procedimiento que logre reparar los daños en el interior. A continuación se presentan los métodos constructivos para la instalación de los diferentes materiales para rehabilitación que se describieron en el tema 3.1, por medio de un formato donde se especifican las características del tipo de material de rehabilitación, los requerimientos del flujo al interior del colector, el rango de aplicación del material y las actividades preliminares necesarias para que sea instalado adecuadamente, los insumos necesarios (materiales , mano de obra y equipo) para realizar las actividades de rehabilitación y una descripción paso a paso del procedimiento constructivo de instalación acompañada de ilustraciones. El formato está redactado en forma de tabla para simplificar el manejo de la información y describir ordenadamente el método de rehabilitación. D Se encuentran diversos obstáculos que disminuyen la velocidad del flujo y la capacidad del colector, el semicolapso, los dislocamientos de la tubería del colector y el deterioro causado por la corrosión en la tubería existente presentan un grave riesgo de disminución del flujo de agua en el interior creando embalses de aguas negras y una situación de operación crítica en el colector. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 30 Tabla 3.2.3: Descripción general del método constru ctivo para la rehabilitación con tubería de PEAD de ntro de un colector existente. MATERIAL DE RECUBRIMIENTO TÉCNICA CONSTRUCTIVA TIPO DE JUNTA LONGITUD POR PIEZA TUBERÍA DE PEAD INTRODESLIZAMIENTO ESPIGA-CAMPANA 6.10 M RANGO DE APLICACIÒN: COLECTORES CON DAÑOS MODERADOS DONDE NO SE ENCUENTRE ACERO DE REFUERZO EXPUESTO DEBIDO A QUE LA SUPERFICIE CORRUGADA EXTERIOR DE LA TUBERÌA PUEDE ATORARSE CON ESE TIPO DE OBSTACULOS EN CASO DE NO PODERSE REMOVER PREVIAMENTE. REQUERIMIENTOS DE FLUJO EN EL COLECTOR: SE REQUIERE INSTALACIÒN EN SECO PARA EVITAR LA FLOTACIÒN DEL MATERIAL YA QUE ESTA IMPIDE LA CORRECTA INSTALACIÓN DE LA TUBERÍA DE PEAD. POR LO TANTO DEBE REALIZARSE UN DESVÌO Ó TAPONAMIENTO EN EL INTERIOR DEL COLECTOR DURANTE LA EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS. MATERIALES MANO DE OBRA MAQUINARIA Y EQUIPO 1. TUBERÍA DE POLIETILENO DE ALTA DENSIDAD CON JUNTA ESPIGA-CAMPANA 1. CABO DE OFICIOS 1. BOMBA SUMERGIBLE DE 1 HP 2. AGUA 2. AYUDANTES GENERALES 2. MALACATE Y ESTROBOS 3. BENTONITA 3. MANIOBRISTA 3. UNIDAD DE INYECCIÓN DE BENTONITA CON MANGUERAS Y CONEXIONES 4. CEMENTO TIPO I 4. OFICIAL TUBERO 4. GENERADOR DE ENERGÍA 5. MORTERO PARA EMBOQUILLADO - 5. SACABOCADOS - - 6. GRÚA DE 25 TONS DE CAPACIDAD DE CARGA - - 7. TINAS PARA BENTONITA ACTIVIDADES PRELIMINARES A) SE INSTALAN LOS EQUIPOS EN LA SUPERFICIE JUNTO A LA LUMBRERA DE ACCESO: GRUA, GENERADOR Y UNIDAD DE INYECCIÓN DE BENTONITA. B) SE DEBEN REALIZAR ORIFICIOS EN LA PARTE SUPERIOR DE CADA TUBO CON EL SACABOCADOS QUE SERVIRÁN PARA LLEVAR A CABO LA INYECCIÒN DE RELLENO DEL ESPACIO ANULAR ENTRE LA TUBERÍA NUEVA Y EL COLECTOR EXISTENTE. C) EN EL PRIMER TUBO QUE VAYA A INTORDUCIRSE SE DEBE AMARRAR UNA ESLINGA ALREDEDOR PARA JALAR LA TUBERÌA AL INTERIOR DEL COLECTOR EXISTENTE, LA CUAL SE ASEGURARÁ CON UN ESTROBO AL CABLE QUE PROVIENE DEL MALACATE UNA VEZ QUE ESTE INSTALADO. D) EN LAS TINAS DE BENTONITA DEBE MEZCLARSE LA BENTONITA CON AGUA Y CEMENTO. ESTA MEZCLA SERÁ LLEVADA CON UNA BOMBA DE 1 HP HASTA LA UNIDAD INYECCIÓN DE BENTONITA EN LA SUPERFICIE DE ACUERDO AL CONSUMO QUE SE REQUIERA PARA EL RELLENO DEL ESPACIO ANULAR. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 1) INSTALAR EL MALACATE EN UN POZO AGUAS ABAJO PARA JALAR LA TUBERÍA DENTRO DEL COLECTOR EXISTENTE. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 31 2) EXTENDER EL CABLE DEL MALACATE HASTA EL EXTREMO DONDE SE ENCUENTRA LA ENTRADA DE LA LUMBRERA, DEBE ASEGURARSE EL CABLE DEL MALACATE PARA EVITAR QUE SE RETRAIGA. 3) DEBE DESCENDERSE A LA LUMBRERA UN TUBO DE PEAD POR MEDIO DE LA GRÚA Y COLOCARSE EN EL FONDO DONDE SE FORMA LA MEDIA CAÑA DEL COLECTOR Y SE DESENGANCHA EL TUBO. 4) SE DEBE ENGANCHAR EL EXTREMO DEL CABLE DEL MALACATE A LA TUBERÍA DE PEAD DONDE SE COLOCÓ LA ESLINGA, ASEGURANDOLO CORRECTAMENTE CON UN ESTROBO. 5) EL TUBO SE JALA CON EL MALACATE HACIA EL INTERIOR DEL COLECTOR DEJÁNDO AFUERA EN LA LUMBRERA UN TRAMO DEL TUBO PARA REALIZAR EL ACOPLE ESPIGA-CAMPANA CON EL SIGUIENTE TUBO. 6) SE REPITE EL PASO 3) HASTA EL PASO 5) EN UN CICLO CONSTANTE HASTA HABER CONCLUÍDO LA INTRODUCCIÓN Y ACOPLE DE LA TUBERÍA. A CONTINUACIÓN SE LLEVARÁ A CABO EL RELLENO DEL ESPACIO ANULAR CON INYECCIÓN DE BENTONITA POR ETAPAS POR MEDIO DE LOS ORIFICIOS REALIZADOS EN LA TUBERÍA. POZO DE VISITA POZO DE VISITA LUMBRERA DE ACCESO NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO N.T.N. TERMOFUSIONADORA GRÚA MALACATE POZO DE VISITA N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO POZO DE VISITA LUMBRERA DE ACCESO GRÚA MALACATE UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 32 7) EN EL EXTREMO DEL COLECTOR EXISTENTE DONDE SE INTRODUJO LA TUBERÍA NUEVA SE DEBE REALIZAR UN EMBOQUILLADO, EN LOS ORIFICIOS DONDE SE PERFORÓ CADA TUBO SE INSTALAN LAS VALVULAS Y MANGURAS DE LA UNIDAD DE BOMBEO DE BENTONITA, LA CUAL BOMBEARÁ LA MEZCLA AL INTERIOR DEL ESPACIO ANULAR ENTRE EL COLECTOR EXISTENTE Y LA TUBERÍA RECIÉN INSTALADA. 8) SE REALIZA EL BOMBEO PARA LA INYECCIÓN DELA MEZCLA BENTONITA-AGUA-CEMENTO POR ETAPAS HASTA LLENAR EL ESPACIO ANULAR EN LA LONGITUD DEL COLECTOR REHABILITADO, SELLANDO LOS ORIFICIOS DONDE SE INYECTÓ. AL CONCLUIR LA INYECCIÓN DE BENTONITA SE REALIZARA EL EMBOQUILLADO DEL SEGUNDO EXTREMO DEL TRAMO REHABILITADO, SELLANDO EL RELLENO. 10) SE REALIZA LIMPIEZA AL INTERIOR DEL TRAMO REHABILITADO Y SE DESMANTELAN LOS EQUIPOS INSTALADOS, DEJANDO LIBRE LA LUMBRERA DE ACCESO PARA SU POSTERIOR DESMANTELAMIENTO. LUMBRERA DE ACCESO POZO DE VISITA NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO N.T.N. POZO DE VISITA INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA GRÚA MALACATE POZO DE VISITA N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO POZO DE VISITA LUMBRERA DE ACCESO TINAS DE HIDRATACIÓN DE BENTONITA UNIDAD DE INYECCIÓN DE BENTONITA GENERADOR EMBOQUILLADO INYECCIÓNDE BENTONITA EN PROCESO UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 33 POZO DE VISITA N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO POZO DE VISITA LUMBRERA DE ACCESO EMBOQUILLAMIENTO PERMANENTE TUBERÍA COLOCADA EN EL COLECTOR CON RELLENO DEL ESPACIO ANULAR TERMINADO EMBOQUILLAMIENTO PERMANENTE UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 34 Tabla 3.2.4: Descripción general del método constru ctivo para la rehabilitación con tubería CIPP dentr o de un colector existente. MATERIAL DE RECUBRIMIENTO TÉCNICA CONSTRUCTIVA TIPO DE JUNTA LONGITUD POR PIEZA TUBERÍA DE POLIÉSTER FLEXIBLE TUBERÌA CURADA EN SITIO SIN JUNTAS UNA SOLA PIEZA DE LA LONGITUD DEL TRAMO A REHABILITAR (FABRICACIÓN ESPECIAL) RANGO DE APLICACIÓN : COLECTORES CON DAÑOS MODERADOS EN LA SUPERFICIE DEL RECUBRIMIENTO DE CONCRETO Y QUE NO PRESENTEN ACERO DE REFUERZO EXPUESTO QUE OBSTRUYA EL ÁREA HIDRÀULICA, DISLOCAMIENTOS DE TUBERÌA Ó SEMICOLAPSO YA QUE LA TUBERÍA DE POLIESTER FORMA UNA CAPA MUY DELAGADA CON RELACIÓN A LA TUBERÌA DE CONCRETO Y NO SOPORTARÍA UNA CARGA Ó DEFORMACIÓN EXTRAORDINARIA. REQUERIMIENTOS DE FLUJO EN EL COLECTOR: SE REQUIERE INSTALACIÒN EN SECO YA QUE DURANTE EL PROCESO DE CURADO LA TUBERÍA DE POLIESTER OCUPARÁ POR COMPLETO EL INTERIOR DEL COLECTOR IMPIDIENDO CUALQUIER FLUJO DE AGUA. POR LO TANTO DEBE REALIZARSE UN DESVÌO Ó TAPONAMIENTO EN EL INTERIOR DEL COLECTOR DURANTE LA EJECUCIÓN DE LOS TRABAJOS. MATERIALES MANO DE OBRA MAQUINARIA Y EQUIPO 1. TUBERÍA DE RESINA DE POLIESTER ABSORBENTE 1. CABO DE OFICIOS 1. CAMIÓN CON UNIDAD REFRIGERADORA 2. RESINA TERMOENDURECIBLE LÍQUIDA 2. AYUDANTES GENERALES 2. MALACATE 3. LUBRICANTE 3. MANIOBRISTA 3. CAMIÓN CON UNIDAD DE ALMACENAMIENTO, CALENTAMIENTO Y BOMBEO DE AGUA 4. AGUA - 4. TANQUE DE AGUA - - 5. CABEZAL DE ARRASTRE 6. CAMIÓN TANQUE ACTIVIDADES PRELIMINARES A) LA TUBERÍA FLEXIBLE DE RESINA DE POLIESTER ABSORBENTE DEBE IMPREGNARSE HASTA ESTAR TOTALMENTE SATURADA DE LA RESINA TERMOENDURECIBLE LÍQUIDA Y ALMACENARSE EN EL CAMIÓN REFRIGERADOR A UNA TEMPERATURA POR DEBAJO DE DE 7°C DURANTE SU TRAS LADO; DEBE ESTAR DOBLADA TANTO LONGITUDINAL COMO TRANSVERSALMENTE PARA FACILITAR SU MANEJO. B) DEBE DE DETENERSE EL FLUJO DE AGUA HACIA EL INTERIOR DEL COLECTOR POR MEDIO DE CIERRE DE COMPUERTAS, BOMBEO O CUALQUIER ACTIVIDAD NECESARIA YA QUE EL ESPACIO QUE GENERA EL TUBO INFLADO NO PERMITIRÁ EL FLUJO DE AGUA DURANTE LA REHABILITACIÓN DEL COLECTOR. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 1) INSTALAR EL MALACATE EN UN POZO AGUAS ABAJO PARA JALAR LA TUBERÍA DENTRO DEL COLECTOR EXISTENTE. 2) EXTENDER EL CABLE DEL MALACATE HASTA EL EXTREMO DONDE SE ENCUENTRA LA ENTRADA DE LA LUMBRERA, DEBE ASEGURARSE EL CABLE DEL MALACATE PARA EVITAR QUE SE RETRAIGA UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 35 3) SE DEBE IMPREGANAR LA SUPERFICIE EN EL FONDO DEL COLECTOR CON LUBRICANTE ANTES DE ARRASTAR LA TUBERÍA FLEXIBLE A LO LARGO DEL TRAMO A REHABILITAR. 4) SE DESCIENDE LA TUBERÍA FLEXIBLE Y SE CONECTA EL EXTREMO AL MALACATE POR MEDIO DEL CABEZALDE ARRASTRE, UNA VEZ CONECTADO ADECUADAMENTE SE COMIENZA LA INTRODUCCIÓN DE LA LÍNEA DENTRO DEL COLECTOR. 5) SE REALIZAN TODAS LAS INSTALACIONES EN EL CAMIÓN CON LA UNIDAD DE CALENTAMIENTO. EL CAMIÓN TANQUE SURTIRÁ DE AGUA POR VIAJES AL CAMIÓN CON LA UNIDAD DE CALENTAMIENTO. 6) SE CONECTAN LAS MANGUERAS DESDE LA UNIDAD DE CALENTAMIENTO HACIA ADENTRO DEL COLECTOR Y SE CONECTAN A LA TUBERÍA SELLANDOSE COMPLETAMENTE EL EXTREMO DE LA ENTRADA, EN EL EXTREMO EN LA SALIDA AL POZO SE CONECTA UNA MANGUERA PARA EL RETORNO DEL AGUA. 7) DESDE EL CAMIÓN CON LA UNIDAD DE CALENTAMIENTO PRIMERO SE INTRODUCE AGUA A TEMPERATURA AMBIENTE DENTRO DEL TUBO FLEXIBLE PARA INFLARLO COMPLETAMENTE, EL MISMO SE AJUSTARÁ A LA PARED DEL COLECTOR EXISTENTE. 8) CUANDO EL TUBO ESTÉ COMPLETAMENTE LLENO CON AGUA Y A LA PRESIÓN ADECUADA PARA ASEGURAR SU AJUSTE CORRECTO, SE COMIENZA A CALENTAR EL AGUA DESDE EL CAMIÓN CON LA UNIDAD DE CALENTAMIENTO GRADUALMENTE Y SE COMIENZA A CIRCULAR EL AGUA POR EL SISTEMA HASTA ALCANZAR 80 °C CONSTANTES, ENTONCES SE MANTIENE EL AGUA DENTRO DE LA TUBERÍA SIN CIRCULACIÓN DURANTE 3 HORAS PARA CURAR EL RECUBRIMIENTO. N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO LUMBRERA DE ACCESO POZO DE VISITAPOZO DE VISITA CAMIÓN TANQUECAMIÓN CON UNIDAD DE REFRIGERACIÓN MALACATE N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO LUMBRERA DE ACCESO POZO DE VISITAPOZO DE VISITA CAMIÓN TANQUECAMIÓN CON UNIDAD DE REFRIGERACIÓN TUBO DE POLIÉSTER FLEXIBLE MALACATE UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 36 9) UNA VEZ QUE EL TIEMPO DE CURADO HA TERMINADO, SE DEBE DESCENDER LA TEMPERATURA GRADUALMENTE HACIENDO CIRCULAR NUEVAMENTE AGUA A TEMPERATURA AMBIENTE QUE EN COMBINACIÓN CON EL AGUA CALIENTE AL INTERIOR DE LA TUBERÍA REDUCIRÁN LA TEMPERATURA, ESTO PARA EVITAR UN CHOQUE TÉRMICO EN LA TUBERÍA QUE PODRÍA DAÑAR LA RESISTENCIA Y CARACTERÍSTICAS DEL RECUBRIMIENTO. 10) AL LLEGAR A LA TEMPERATURA IDEAL SE DEBE REDUCIR LA PRESIÓN DENTRO DEL TUBO Y EXTRAER EL AGUA DEL INTERIOR. 11) FINALMENTE SE CORTAN LOS EXTREMOS QUE ESTAN ENDURECIDOS Y DONDE SE ENCUENTRAN LAS CONEXIONES DE ENTRADA Y SALIDA DE MANGUERAS PARA DEJAR LA NUEVA TUBERÍA CON LA FORMA CIRCULAR Y SIN OBSTÁCULOS PARA PERMITIR LA CONDUCCIÓN DEL AGUA. SE DESMANTELAN Y RETIRAN LAS INSTALCIONES EN LA SUPERFICIE. N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO LUMBRERA DE ACCESO POZO DE VISITAPOZO DE VISITA CAMIÓN TANQUE TUBO INFLADO CON AGUA A 80° C MANGUERA DE RETORNO DE AGUA AL TANQUE N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO LUMBRERA DE ACCESO POZO DE VISITAPOZO DE VISITA TUBO CURADO Y ENDURECIDO DENTRO DEL COLECTOR UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 37 Tabla 3.2.5: Descripción general del método constru ctivo para la rehabilitación con espiral PANEL LOK de pvc dentro de un colector existente. MATERIAL DE RECUBRIMIENTO TÉCNICA CONSTRUCTIVA TIPO DE JUNTA LONGITUD POR PIEZA PANEL LOK COLOCACIÓN MANUAL ENGARGOLADO A PRESIÓN (STRIP) 50.00 M DE ESPIRAL DE 30 CM DE ANCHO RANGO DE APLICACIÒN: COLECTORES CON DAÑOS MODERADOS EN LA SUPERFICIE DEL RECUBRIMIENTO DE CONCRETO Y QUE NO PRESENTEN ACERO DE REFUERZO EXPUESTO, DISLOCAMIENTOS DE TUBERÌA Ó SEMICOLAPSO YA QUE EL MATERIAL NO TIENE UN SOPORTE ESTRUCTURAL SIMILAR A LA TUBERÌA DE CONCRETO PARA SOPORTAR UNA CARGA Ó DEFORMACIÓN EXTRAORDINARIA Y DEPENDE DEL RELLENO DEL ESPACIO ANULAR PARA SU SOPORTE DENTRO DEL COLECTOR. REQUERIMIENTOS DE FLUJO EN EL COLECTOR : REQUIERE INSTALACIÒNEN SECO YA QUE EL PANEL LOK REQUIERE UN RELLENO QUE SE ADHIERE AL COLECTOR EXISTENTE Y DEBE FRAGUAR EN SECO, ADEMÁS EL FLUJO DEL AGUA IMPOSIBILITARÍA LA INSTALACIÓN MANUAL. MATERIALES MANO DE OBRA MAQUINARIA Y EQUIPO 1. SECCIONES DE RECUBRIMIENTO PANEL LOK 1. CABO DE OFICIOS 1. BOMBA SUMERGIBLE DE 1 HP 2. CEMENTO CON ADITIVOS FLUIDIFICANTES 2. AYUDANTES GENERALES 2. MALACATE 3. AGUA 3. OFICIAL COLOCADOR 3. UNIDAD DE INYECCIÓN DE GROUT CON MANGUERAS Y CONEXIONES 4. MORTERO PARA EMBOQUILLADO - 4. GENERADOR DE ENERGÍA - 5. TINAS PARA MEZCLA DE CEMENTO-FLY ASH-AGUA 6. SACABOCADOS ACTIVIDADES PRELIMINARES A) EN LAS TINAS DEBE MEZCLARSE AGUA CON EL CEMENTO, LOS ADITIVOS Y LA CENIZA DE CARBÓN QUE FORMAN UNA MEZCLA (GROUT) CON GRAN FLUIDEZ. ESTA MEZCLA SERÁ LLEVADA CON UNA BOMBA DE 1 HP HASTA LA UNIDAD INYECCIÓN DE GROUT (CEMENTO CON ADITIVOS FLUIDIFICANTES) EN LA SUPERFICIE DE ACUERDO AL CONSUMO QUE SE REQUIERA. B) DEBE DE DETENERSE EL FLUJO DE AGUA HACIA EL INTERIOR DEL COLECTOR POR MEDIO DE CIERRE DE COMPUERTAS, BOMBEO O CUALQUIER ACTIVIDAD NECESARIA YA QUE LA COLOCACIÓN DE LA ESPIRAL DE PANEL LOK REQUIERE VISIBILIDAD Y NO DEBE HABER PRESENCIA DE AZOLVE QUE PUEDA ATORARSE EN LAS UNIONES ENGARGOLADAS. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 1) INSTALAR EL MALACATE EN UN POZO AGUAS ABAJO PARA JALAR LA TIRA DEL PANEL AL INTERIOR DEL COLECTOR 2) SE ARMAN LAS SECCIONES DE PANEL LOK LONGITUDINALMENTE PARA FORMAR UNA ESPIRAL ESTIRADA, SE ENGANCHA CON EL MALACATE Y SE INTRODUCE AL COLECTOR. N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO LUMBRERA DE ACCESO POZO DE VISITAPOZO DE VISITA MALACATE UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 38 3) SE COLOCA LA PUNTA DE LA ESPIRAL DESARROLLADA AL FINAL DEL COLECTOR, ENTONCES EL COLOCADOR COMIENZA EL ARMADO DEL PANEL LOK UNIENDOLO EN FORMA DE ESPIRAL COMPACTA LO QUE RESULTA EN UNA TUBERÍA CIRCULAR. CONFORME SE NECESITE ARMAR LA TUBERÍA AL FRENTE SE DEBEN ENSAMBLAR MAS TRAMOS DE ESPIRAL ATRÁS DE LA LÍNEA DE ARMADO. 4) EL PROCESO DE ARMADO AL INTERIOR DEL COLECTOR ES CONTINUO HASTA ARMAR EN LA TOTALIDAD EL RECUBRIMIENTO CIRCULAR AL COLECTOR. 5) UNA VEZ TERMINADO EL ENSAMBLADO, SE PERFORAN ORIFICIOS CON EL SACABOCADOS EN EL RECUBRIMIENTO COLOCADO PARA REALIZAR EL RELLENO DEL ESPACIO ANULAR Y SOPORTE DE LA ESPIRAL ARMADA CON EL COLECTOR. 6) EL PRIMER EXTREMO DEL COLECTOR EXISTENTE SE DEBE EMBOQUILLAR, SE INSTALAN LAS VALVULAS Y MANGUERAS DE LA UNIDAD DE BOMBEO, LA CUAL DEBE LLENARSE DE MEZCLA CEMENTO-AGUA PREPARADA PREVIAMENTE PARA BOMBEARSE EN EL ESPACIO ANULAR ENTRE EL COLECTOR EXISTENTE Y LA TUBERÍA RECIÉN INSTALADA. 7) SE REALIZA EL BOMBEO PARA LA INYECCIÓN POR ETAPAS HASTA LLENAR EL ESPACIO ANULAR EN LA LONGITUD DEL COLECTOR REHABILITADO, SELLANDO LOS ORIFICIOS DONDE SE INYECTÓ. N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO LUMBRERA DE ACCESO POZO DE VISITAPOZO DE VISITA MALACATE N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO LUMBRERA DE ACCESO POZO DE VISITAPOZO DE VISITA UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 39 8) SE REALIZA EL EMBOQUILLADO DEL EXTREMO DE SALIDA DEL RECUBRIMIENTO SELLANDO EL RELLENO. POZO DE VISITA N.T.N. NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO POZO DE VISITA LUMBRERA DE ACCESO TINAS DE MEZCLA DE GROUT UNIDAD DE INYECCIÓN DE GROUT GENERADOR SELLADO CON GROUT INYECCIÓN DE GROUT DE SOPORTE EN PROCESO NIVEL DE ARRASTRE HIDRAULICO LUMBRERA DE ACCESO POZO DE VISITAPOZO DE VISITA EMBOQUILLAMIENTO PERMANENTE TUBERÍA COLOCADA EN EL COLECTOR CON GROUT DE SOPORTE EMBOQUILLAMIENTO PERMANENTE N.T.N. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 40 Tabla 3.2.6: Descripción general del método constru ctivo para la rehabilitación con tubería CCPRFM (m ortero de resina de poliéster con fibra de vidrio) dentro de un colector existente. MATERIAL DE RECUBRIMIENTO TÉCNICA CONSTRUCTIVA TIPO DE JUNTA LONGITUD POR PIEZA TUBERÍA DE MORTERO DE RESINA DE POLIÉSTER CON FIBRA DE VIDRIO INTRODESLIZAMIENTO ACOPLAMIENTO ESPIGA-CAMPANA 6.10 M RANGO DE APLICACIÓN: COLECTORES CON CUALQUIER TIPO DE DAÑO AÚN CON PRESENCIA DE SEMICOLAPSO Y EXPOSICIÒN DE ACERO DE REFUERZO GRACIAS A LA RESISTENCIA DE LA TUBERÌA CCPRFM QUE ES SIMILAR A LA TUBERÍA DE CONCRETO REFORZADO, TIENE CAPACIDAD PARA DEFORMARSE Y ADAPTARSE A CARGAS EXTRAORDINARIAS. REQUERIMIENTOS DE FLUJO EN EL COLECTOR : LA TUBERÍA PUEDE SER INSTALADA EN PRESENCIA DE FLUJO DE AGUA YA QUE PRESENTA UNA FLOTACIÓN MÍNIMA AL SUMERGIRSE Y SUS JUNTAS DE ACOPLAMIENTO ESPIGA-CAMPANA PERMITEN EL ACOPLAMIENTO BAJO EL AGUA, ADEMÁS EL RELLENO DEL ESPACIO ANULAR DESPLAZARÁ EL AGUA DEBIDO A DIFERENCIA DE DENSIDADES DURANTE SU COLOCACIÒN FIJANDO ADECUADAMENTE LA TUBERÍA AL COLECTOR EXISTENTE. MATERIALES MANO DE OBRA MAQUINARIA Y EQUIPO 1. TUBERÍA DE MORTERO DE RESINA DE POLIESTER CON FIBRA DE VIDRIO 1. CABO DE OFICIOS 1. BOMBA SUMERGIBLE DE 1 HP 2. LIGAS PARA ACOPLAMIENTO 2. AYUDANTES GENERALES 2. MÁQUINA DE EMPUJE HIDROMECÁNICO 3. BENTONITA 3. OFICIAL TUBERO 3. UNIDAD DE INYECCIÓN DE BENTONITA CON MANGUERAS Y CONEXIONES 4. GROUT PARA EMBOQUILLAMIENTO 4. MANIOBRISTA 4. UNIDAD DE POTENCIA HIDRÁULICA 5. AGUA - 5. GENERADOR DE ENERGÍA - - 6. SACABOCADOS - - 7. GRÚA DE 25 TONS DE CAPACIDAD DE CARGA - - 8. TINAS PARA BENTONITA ACTIVIDADES PRELIMINARES A) SE INSTALAN LOS EQUIPOS EN LA SUPERFICIE JUNTO A LA LUMBRERA DE ACCESO: GRUA, GENERADOR Y UNIDAD DE INYECCIÓN DE BENTONITA. B) EN CADA TUBO SE DEBE REALIZAR UN ORIFICIO CON EL SACABOCADOS EN EL CENTRO. C) EN LAS TINAS DE BENTONITA DEBE MEZCLARSE LA BENTONITA CON AGUA Y CEMENTO. ESTA MEZCLA SERÁ LLEVADA CON UNA BOMBA DE 1 HP HASTA LA UNIDAD INYECCIÓN DE BENTONITA EN LA SUPERFICIE DE ACUERDO AL CONSUMO QUE SE REQUIERA PARA EL RELLENO DEL ESPACIO ANULAR. PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 1) SE FIJA E INSTALA LA MÁQUINA DE EMPUJE HIDROMECÁNICO SOBRE LA LOSA DE FONDO EN LA ABERTURA DEL COLECTOR, LA MÀQUINA CUENTA CON UN PLATO DE EMPUJE PARA INTRODESLIZAR LA TUBERÍA DENTRO DEL COLECTOR EXISTENTE. ESTA MAQUINA QUEDA POR ENCIMA DEL NIVEL DE AGUA DEL COLECTOR SI ES QUE SE TRABAJA CON FLUJO VIVO UNICAMENTE SUMERGIENDO EL PLATO DE EMPUJE. EL SENTIDO DEL EMPUJE DEBE REALIZARSE DE AGUAS ARRIBA HACIA AGUAS ABAJO. UNAM-FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ACATLÁN REHABILITACIÓN DE COLECTORES DE AGUAS RESIDUALES POR MEDIO DE INTRODESLIZAMIENTO DE TUBERÍA DE MORTERO CON FIBRA DE VIDRIO. GARRIDO NIETO JAIME ADRIÁN 41 2) SE REALIZAN LAS CONEXIONES DE LA MAQUINA DE EMPUJE CON LA UNIDAD DE POTENCIA HIDRAULICA, CON LA GRÚA SE DESCIENDE A LA LUMBRERA EL PRIMER TUBO CON LA LIGA DE UNIÓN COLOCADA EN LA CAMPANA. 3) UNA VEZ QUE SE ENCUENTRA EL PRIMER TUBO EN POSICIÓN SOBRE LA ABERTURA DEL COLECTOR, SE EMPUJA HACIA DENTRO DEL COLECTOR, SE RETRAE EL PLATO DE EMPUJE Y SE BAJA EL SIGUIENTE TUBO PARA EMPUJARSE. 4) SE EMPUJA CADA TUBO CONFORME SE BAJA A LA LUMBRERA Y EL ACOPLAMIENTO SE HACE CON LA UNIÓN ESPIGA CAMPANA FORMANDO UNA JUNTA HERMÉTICA. SE CONTINÚA BAJANDO, EMPUJANDO E INTRODUCIENDO
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