ANÁLISE DAS VAZÕES DE INFILTRAÇÕES NAS FISSURAS DA BARRAGEM DE CCR DA UHE GOVERNADOR JOSÉ RICHA -GJR

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1 ANÁLISE DAS VAZÕES DE INFILTRAÇÕES NAS FISSURAS DA BARRAGEM DE CCR DA UHE GOVERNADOR JOSÉ RICHA -GJR Autores: Marcos Alberto Soares - COPEL Elizeu Santos Ferreira - COPEL Cintia Ribeiro Daher - COPEL Marcelo Madeira dos Reis - COPEL

2 INTRODUÇÃO GERAL CONCESSIONÁRIA: COPEL LOCALIZAÇÃO: Rio Iguaçu, Oeste do Estado do Paraná, a ~550 km de Curitiba MUNICÍPIOS: Nova Prata do Iguaçu e Capitão Leônidas Marques CAPACIDADE: MW (4 x 310 MW) VAZÃO MÉD. RIO: m³/s NA NORMAL: El. 325 m TIPO: COMPRIMENTO: ALTURA MÁXIMA: BARRAGEM A gravidade em Concreto Compactado com Rolo CCR (maior do Brasil) m 67 m Nº DE BLOCOS: 22 (de 40 em 40 m / 20 em 20 m intermediário) VOLUME CCR: m 3 VOLUME CCV: m 3 VAZÃO MÁX. DO VERTEDOURO: m 3 /s (14 comportas 20 x 16,5 m) ENCHIMENTO DO RESERVATÓRIO: Out/1998 Fev/1999 em Operação GALERIAS DE DRENAGEM: 2 - Sup. na El. 299 e Inf. El. 269 (a 5 m da face) 2

3 LOCALIZAÇÃO 3

4 Fissuras na Barragem da UHE Salto Caxias HISTÓRICO DAS FISSURAS 4

5 LOCALIZAÇÃO DAS FISSURAS B5 B8 B11 VISTA DE GERAL (JUSANTE) - Foto 5

6 LOCALIZAÇÃO DAS FISSURAS FISSURA BL. B5 FISSURA BL. B11 FISSURA BL. B8 6

7 LOCALIZAÇÃO DAS FISSURAS VISTA DE JUSANTE - Margem Esquerda V E R T E D O U R O FISSURA BL. B5 FISSURA BL. B8 FISSURA BL. B11 PLANTA 7

8 FISSURA - ESQUEMÁTICO - SEÇÃO TRANSVERSAL Junta de Contração Plena Junta de Contração Induzida Fissura Fissura FLUXO Galeria de Drenagem ESQUEMÁTICO - FISSURA TRANSVERSAL A SEÇÃO 8

9 FATORES RELEVANTES PROJETO - CONSTRUÇÃO - AMBIENTAL - POLÍTICA TAXA DE CIMENTO NO CCR - (100 kg/m³ - fck 8 MPa) TAMANHO DOS BLOCOS COM JUNTA PLENA (40 em 40 m) JUNTAS DE CONTRAÇÃO INDUZIDAS (40 em 40 m - INTERMEDIÁRIA) 1ª FASE DE CONSTRUÇÃO VERTEDOURO E 2ª FASE BARRAGEM (NO L SEM JUNTA DE CONTRAÇÃO E ARGAMASSA DE LIGAÇÃO) BARRAGEM NO LEITO DO RIO EXECUTADA EM 3 FASES (2ª FASE): 1ª > ATÉ A El B5 AO B11 C/ 280 m - VERÃO - GALGAMENTO 2ª > MARGEM ESQUERDA B12 AO B22- PERÍODO DE INVERNO 3ª > El. 281 A El B5 AO B11 APÓS 8 MESES - VERÃO 9

10 FATORES RELEVANTES PROJETO - CONSTRUÇÃO - AMBIENTAL - POLÍTICA TEMPERATURA DO CCR (Concretagem com altas temp. no verão) CHAVETA NO BLOCO B8 Geologia local VARIAÇÃO CLIMÁTICA (Sazonal - Inverno/Verão) ALTERAÇÃO DO CRONOGRAMA DE EXECUÇÃO (Adiantamento de 6 meses no início da Geração = Grande volume de lançamento de CCR) RESFRIAMENTO CCR (El. 281) CAUSADO PELOS 5 GALGAMENTOS INTERFERÊNCIA ENTRE O FENÔMENO DE FLUÊNCIA DO CONCRETO E O FENÔMENO TÉRMICO (Tensões internas do concreto) 10

11 FATORES RELEVANTES - PROJETO Junta de Contração PLENA Junta de Contração INDUZIDA 11

12 FATORES RELEVANTES - CONSTRUÇÃO 47ºC 2 a FASE DE CONCRETAGEM VERÃO a FASE DE CONCRETAGEM VERÃO 1997 SEÇÃO - LEITO DO RIO - B5 AO B11 ISOTERMAS 12

13 FATORES RELEVANTES CONSTRUÇÃO (1998) 13

14 FATORES RELEVANTES - AMBIENTAL FINAL DE

15 FISSURAS RESUMO DOS TRATAMENTOS Vedação na face de montante B11 (Antes do Enchim. - Jta JENEE ); Vedação na face de montante B11 (Mergulhador Massa Epóxi ); Lançamento de material na face montante B5, B8 e B11 (cinza, serragem, areia, argila, calda de cimento, raspa de borracha a 2001); Injeção de calda de cimento B11 e B8 (1999 a 2000); Injeção de poliuretano e gel B11 e B8 (2000); Vedação nos degraus de jusante B11 (1999); Dreno de 3 e 6 B5, B8 e B11 (Crista Gal. Inferior ). Resumo - Tratamentos B11, B8 E B5 - Até Jan/01 e Nov/05 B11 B8 B5 TOTAL MAT. e CALDA (298,05 m 3 ) 275,37 m³ 13,38 m³ 27,30 m³ TOTAL FURO 3 e 6 (1.347,33 m) 1.165,86 m 124,77 m 56,70 m 15

16 MONITORAMENTO DAS VAZÕES HISTÓRICO DE 2005 À 2011 VAZÃO MÉDIA NA BARRAGEM = 33,7 l/s VAZÃO MÉDIA NAS FISSURAS = 30,4 l/s MAIOR VAZÃO NA BARRAGEM = 75,8 l/s (24 AGO 2011) MAIOR VAZÃO FISSURAS = 65,3 l/s (24 AGO 2011) VAZÃO PELAS FISSURAS DOS BLOCOS (B5/B8/B11) À 2011 BLOCO B5 B8 B11 TOTAL Média Histórica (l/s) 19,3 % 57,3 Máximo Histórico 38,4 6,6 19,4 18,0 4,6 13,5 15,0 30,4 90,3 16

17 VAZÕES NAS FISSURAS - B5, B8 e B11 67,0 65,3 57,4 51,6 56,2 50,7 55,5 36,3 33,5 32,9 27,6 25,0 19,5 20,8 18,9 16,1 21,2 13,7 10,7 14,9 5,5 2,3 2,6 3,2 17 out-98 dez-98 fev-99 abr-99 jun-99 ago-99 out-99 dez-99 fev-00 abr-00 jun-00 ago-00 out-00 dez-00 fev-01 abr-01 jun-01 ago-01 out-01 dez-01 fev-02 abr-02 jun-02 ago-02 out-02 dez-02 fev-03 abr-03 jun-03 ago-03 out-03 dez-03 fev-04 abr-04 jun-04 ago-04 out-04 dez-04 fev-05 abr-05 jun-05 ago-05 out-05 dez-05 fev-06 abr-06 jun-06 ago-06 out-06 dez-06 fev-07 abr-07 jun-07 ago-07 out-07 dez-07 fev-08 abr-08 jun-08 ago-08 out-08 dez-08 fev-09 abr-09 jun-09 ago-09 out-09 dez-09 fev-10 abr-10 jun-10 ago-10 out-10 dez-10 fev-11 abr-11 jun-11 ago-11 DATA TEMPERATURA( C) VAZÃO (l/s) Tratamento Fissuras B5 e B11: Julho/1998-Janeiro/2000 Tratamento das Fissuras TEMPERATURA TOTAL FISSURA B-11 FISSURA B-8 FISSURA B-5

18 ABERTURAS NAS FISSURAS - B5, B8 e B11 USINA HIDRELÉTRICA GOV. JOSÉ RICHA (UHE GJR) TEMPERATURA (ºC) Medidores de Fissuras - (Fissurômetros) (Blocos B5, B8, B11) Última Atualização - 20/10/11 0,27 0,76 0,84 0,10 0,39 0,35-0,13-0,26-0,21-0,31 0,12 0,13-0,01-0,43-0,47-0,28-0,11-0,75-0,45-0,52-0,93-0,64-1,50-1,69-0,81-1,69-1,85-2,07-1,75-2,79-2,67-2,95-2,84 1,40 0,20-1,00-2,20-3,40-4,60 5-5,76-6,05-5,80-6, /02/09 28/03/09 17/05/09 06/07/09 25/08/09 14/10/09 03/12/09 22/01/10 13/03/10 02/05/10 21/06/10 10/08/10 29/09/10 18/11/10 07/01/11 26/02/11 ABERTURA (mm) 17/04/11 06/06/11 26/07/11-7,00 DATA Temp (ºC) FIS-01(B5 GI) FIS-02 (B8 GI) FIS-03 (B11 GI) FIS- 04 (B11 GS) FIS-05 (B8 GS) FIS-07 (B11 FM) FIS-08 (B8 FM) FIS-09 (B5 FJ) S:\VCIV_Barragem\09. UHE GJR (I)\1. Instrumentação\Automatizados\FISSUROMETROS 18

19 % DAS VAZÕES MÉDIAS NAS FISSURAS E DRENOS DA BARRAGEM B11 13% DR 15% B8 18% B5 54% B5 B8 B11 DRENOS PERÍODO DE 2005 A

20 VAZÕES MÉDIAS NAS FISSURAS DA BARRAGEM ( B5, B8, B11) B8 22% B11 15% B5 63% B5 B8 B11 PERÍODO DE 2005 A

21 VAZÕES PELA BARRAGEM MEDIDORES DE VAZÃO FISSURA BL. B5 FISSURA BL. B11 FISSURA BL. B8 21

22 40 BARRAGEM VAZÕES DE INFILTRAÇÕES Medidores de Vazão (08) 7 5, ,3 5 9, ,9 60,2 60,1 56,6 5 3,8 48,2 44,4 3 8,3 38, ,9 33,0 2 7,4 23,0 23,5 1 8,3 19,9 1 7,2 2 1,3 14,4 1 1,4 10,6 1 0,2 out-98 dez-98 fev-99 abr-99 jun-99 ago-99 out-99 dez-99 fev-00 abr-00 jun-00 ago-00 out-00 dez-00 fev-01 abr-01 jun-01 ago-01 out-01 dez-01 fev-02 abr-02 jun-02 ago-02 out-02 dez-02 fev-03 abr-03 jun-03 ago-03 out-03 dez-03 fev-04 abr-04 jun-04 ago-04 out-04 dez-04 fev-05 abr-05 jun-05 ago-05 out-05 dez-05 fev-06 abr-06 jun-06 ago-06 out-06 dez-06 fev-07 abr-07 jun-07 ago-07 out-07 dez-07 fev-08 abr-08 jun-08 ago-08 out-08 dez-08 fev-09 abr-09 jun-09 ago-09 out-09 dez-09 fev-10 abr-10 jun-10 ago-10 out-10 dez-10 fev-11 abr-11 jun-11 ago-11 out-11 VAZÃO (l/s) D AT A TE M P E R A T U R A V A ZÃ O TO T A L M V 1 (T 1) M V 2 (B 3) M V 3 (V 7) M V 4 (B 5) M V 5 (B 5) M V 6 (B 9) M V 7 (B 12) M V 8 (B 16) 22 TEMPERATURA ( C)

23 Barragem Vazão (VZ) x Temperatura (TE) ,3 60,9 60,2 60,1 56,6 54, , , , ,2 44,4 38,3 38,8 35,9 33, ,0 23,4 19,9 21,3 18,3 17,2 15,3 10,7 11, out-98 jan-99 abr-99 jul-99 out-99 jan-00 abr-00 jul-00 out-00 jan-01 abr-01 jul-01 out-01 jan-02 abr-02 jul-02 out-02 jan-03 abr-03 jul-03 out-03 jan-04 abr-04 jul-04 out-04 jan-05 abr-05 jul-05 out-05 jan-06 abr-06 jul-06 out-06 jan-07 abr-07 jul-07 out-07 jan-08 abr-08 jul-08 out-08 jan-09 abr-09 jul-09 out-09 jan-10 abr-10 jul-10 out-10 jan-11 abr-11 jul-11 DATA 23 TEMPERATURA ( C) VAZÃO (l/s) TE. AMBIENTE TE. MÉD. CCR - RG. CENTRAL TE. MÁX. CCR - RG. CENTRAL TE. MÉD. CCR VZ. TOTAL VZ. DRENOS VZ. FISSURAS TE. MÉD. AMBIENTE

24 VAZÃO NOS DRENOS DE JUNTA X TEMPERATURA 2,0 1,9 2,4 2,2 1,4 2,0 1,7 1,7 1,7 1,4 0,9 0,2 0,3 0,1 0,5 0,5 0,4 0,4 0,3 0,2 0,3 2,6 2,1 24 jan-00 mar-00 mai-00 jul-00 set-00 nov-00 jan-01 mar-01 mai-01 jul-01 set-01 nov-01 jan-02 mar-02 mai-02 jul-02 set-02 nov-02 jan-03 mar-03 mai-03 jul-03 set-03 nov-03 jan-04 mar-04 mai-04 jul-04 set-04 nov-04 jan-05 mar-05 mai-05 jul-05 set-05 nov-05 jan-06 mar-06 mai-06 jul-06 set-06 nov-06 jan-07 mar-07 mai-07 jul-07 set-07 nov-07 jan-08 mar-08 mai-08 jul-08 set-08 nov-08 jan-09 mar-09 mai-09 jul-09 set-09 nov-09 jan-10 mar-10 mai-10 jul-10 set-10 nov-10 jan-11 mar-11 mai-11 jul-11 set-11 D AT A 8,0 6,9 5,7 4,6 3,4 2,3 1,1 0,0 TEMPERATURA ( C) VAZÃO (l/s) T E ºC VE R T. BAR R. T O T A L

25 DRENOS DE FUNDAÇÃO X TEMPERATURA 10,6 8,9 (l/s) 7,1 5,9 5,5 5,7 5,6 4,7 4,2 4,1 4,1 4,7 4,6 3,8 3,4 3,0 1,9 1,67 1,5 1,27 3,32 25 jan-00 mar-00 mai-00 jul-00 set-00 nov-00 jan-01 mar-01 mai-01 jul-01 set-01 nov-01 jan-02 mar-02 mai-02 jul-02 set-02 nov-02 jan-03 mar-03 mai-03 jul-03 set-03 nov-03 jan-04 mar-04 mai-04 jul-04 set-04 nov-04 jan-05 mar-05 mai-05 jul-05 set-05 nov-05 jan-06 mar-06 mai-06 jul-06 set-06 nov-06 jan-07 mar-07 mai-07 jul-07 set-07 nov-07 jan-08 mar-08 mai-08 jul-08 set-08 nov-08 jan-09 mar-09 mai-09 jul-09 set-09 nov-09 jan-10 mar-10 mai-10 jul-10 set-10 nov-10 jan-11 mar-11 mai-11 jul-11 set-11 D ATA TEMPERATURA ( C) VAZÃO (l/s) TE ºC VER T. BA R R. M.D. T.A T O TAL

26 VAZÃO NOS DRENOS DA CORTINA SUPERIOR E INTERMEDIÁRIA X TEMP , , , ,1 4 1,7 1, ,0 1,7 0,2 0,4 0,5 0,6 0,3 0,5 0,6 0 0 jan-00 mar-00 mai-00 jul-00 set-00 nov-00 jan-01 mar-01 mai-01 jul-01 set-01 nov-01 jan-02 mar-02 mai-02 jul-02 set-02 nov-02 jan-03 mar-03 mai-03 jul-03 set-03 nov-03 jan-04 mar-04 mai-04 jul-04 set-04 nov-04 jan-05 mar-05 mai-05 jul-05 set-05 nov-05 jan-06 mar-06 mai-06 jul-06 set-06 nov-06 jan-07 mar-07 mai-07 jul-07 set-07 nov-07 jan-08 mar-08 mai-08 jul-08 set-08 nov-08 jan-09 mar-09 mai-09 jul-09 set-09 nov-09 jan-10 mar-10 mai-10 jul-10 set-10 nov-10 jan-11 mar-11 mai-11 jul-11 set-11 DATA 26 TEMPERATURA ( C) VAZÃO (l/s) TE ºC C. S. C. I. TOTAL

27 ( % DAS VAZÕES NOS DRENOS DA BARRAGEM (FUNDAÇÃO, CORTINA E JUNTA) FUNDAÇÃO 75% JUNTA 15% CORTINA 10% JUNTA CORTINA FUNDAÇÃO PERÍODO DE 2005 À

28 VAZÕES NA BARRAGEM 28

29 PARÂMETROS DE INFILTRAÇÃO Como parâmetros para a infiltração, temos: 1. a relação entre a vazão de infiltração e a área submersa da face de montante, ou 2. vazão de infiltração por metro de galeria da barragem (aceitável 2 l/min/m). Para a UHE GJR: 1. ÁREA DE FACE SUBMERSA = ,68 m 2 2. COMPRIMENTO DAS GALERIAS = m (ACEITÁVEL ATÉ 81 l/s) RELAÇÕES DE INFILTRAÇÕES NA BARRAGEM DE ACORDO COM OS CRITÉRIOS: 1.1 => 0,0030 l/min/m² - DESCONSIDERANDO AS VAZÕES DAS FISSURAS; 1.2 => 0,0311 l/min/m² - CONSIDERANDO AS VAZÕES DAS FISSURAS; 2.1 => 0,0647 l/min/m - DESCONSIDERANDO AS VAZÕES DAS FISSURAS; 2.2 => 0,6610 l/min/m - CONSIDERANDO AS VAZÕES DAS FISSURAS. 29

30 RELAÇÕES ENTRE AS VAZÕES COMO COMPARAÇÃO, A VAZÃO MÉDIA DE INFILTRAÇÃO PELAS FISSURAS (30,6 l/s) EM RELAÇÃO: VAZÃO MÉDIA DO RIO IGUAÇU, NA REGIÃO É DE l/s, O QUE REPRESENTA 0,0025%; VAZÃO MÁXIMA DE 01 DAS 14 COMPORTAS É DE l/s, O QUE REPRESENTA 0,0010%; VAZÃO DE ENGOLIMENTO DE 01 DAS 04 TURBINAS É DE ~ l/s, O QUE REPRESENTA 0,0061%; 30

31 PROJETOS E SERVIÇOS APLICADOS NA BARRAGEM COMPORTAMENTO TERMOESTRUTURAL DO CCR (P&D) AUSCULTAÇÃO GEODÉSICA (P&D) GEOFÍSICA (LACTEC) INSPEÇÃO SUBAQUÁTICA COM ROBÔ E MERGULHADORES TROCA DE CABO DE COMUNICAÇÃO DA INSTRUMENTAÇÃO (FIBRA ÓTICA) BANCO DE DADOS DE INSTRUMENTAÇÃO DE BARRAGEM (EM DESENVOLVIMENTO PROJETO INBARC) ANÁLISE FÍSICO-QUÍMICA DA ÁGUA (LACTEC) PROGRAMA DE EXTRAÇÃO E ANÁLISE DE TESTEMUNHOS (LACTEC) 31

32 CONCLUSÕES AS FISSURAS NÃO COMPROMETEM A INTEGRIDADE DA ESTRUTURA E SEGURANÇA DA BARRAGEM É ESTÉTICA; A TEMPERATURA AMBIENTE INFLUENCIA DIRETAMENTE NA TEMPERATURA DO CCR E CONSEQUENTEMENTE NA VAZÃO; AS FISSURAS DOS BLOCOS B8, B16, B17 E B19 SURGIRAM PRÓXIMO DAS JUNTAS DE CONTRAÇÃO MAL INDUZIDAS; AS MAIORES VAZÕES DE INFILTRAÇÃO CONCENTRAM-SE NAS FISSURAS DOS BLOCOS B5, B8 E B11-90% DO TOTAL; NO PERÍODO DE INVERNO AS VAZÕES NAS FISSURAS AUMENTAM EM 3x EM RELAÇÃO A VAZÃO DE VERÃO; A INFILTRAÇÃO MÉDIA PELA BARRAGEM, RETIRANDO-SE AS FISSURAS EXISTENTES, APRESENTA BAIXO ÍNDICE DE VAZÃO 5,2 l/s PELOS DRENOS (CORTINA, JUNTA E FUNDAÇÃO); A VAZÃO MÉDIA QUE REALMENTE INFILTRA PELA BARRAGEM, RETIRANDO-SE OS DRENOS DE JUNTA E FUNDAÇÃO É DE 0,5 l/s NOS DRENOS DA CORTINA; OS TRATAMENTOS REALIZADOS FORAM EFICIENTES; 32

33 FIM OBRIGADO! AGRADECIMENTO À COPEL PELA OPORTUNIDADE COPEL GERAÇÃO DIVISÃO DE MANUTENÇÃO CIVIL 33