ZANJADO, RIEGO DE TUBERIAS Y ALINEACION DE TUBOS

DANIELA NATALIA CAMARGO DIAZ

5111654

MARIA CAMILA CARRILLO

5092309

PRESENTADO A:

Ing. Gerardo Rodriguez

UNIVERSIDAD DE AMERICA

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA DE PETROLEOS

BOGOTA - 2014

1. ZANJADO

El zanjado es una técnica la cual consiste en la excavación, nivelación y

mantenimiento de la zanja para la construcción de un oleoducto, gasoducto y/o

poliducto, con el fin de enterrar el tubo a través de todo el trayecto, y así poder

disminuir cualquier impacto ambiental o desestabilización del medio en el cual se

está llevando a cabo el proceso; y que por ende tendría consecuencias en la línea

de transporte.

Para poder realizar el zanjado se hace necesario tener presente el tipo de suelo el cual estamos trabajando. El suelo puede ser:

1. Cohesivo 2. Granular

El suelo cohesivo suele contener partículas finas y arcilla, lo suficiente para que el suelo se adhiere a sí mismo, entre más cohesivo sea el suelo es menor probable que suceda un derrumbe. El suelo granular, está compuesto en su mayoría por partículas gruesas, como lo son la arena o grava. Este tipo de suelo no se pega a sí mismo, y por ende cuando se trabaja este tipo de suelo se debe tener mayores medidas de seguridad para evitar derrumbes. 1.1 CLASIFICACION DE TIPO DE SUELO: TIPO A: Este tipo de suelo suele tener arcillas, arcillas limosas, arcilla arenosa. No debe tener fisuras y haber sido perturbado con anterioridad, tampoco debe estar cerca a zonas donde haya vibraciones. TIPO B: Este tipo de suelo es cohesivo, sin embargo presenta fisuras o agrietamientos. Suele tener grava angular, limo y arcilla limosa. TIPO C: Este tipo de suelo es el menos estable, incluye suelos granulares en el que las partículas no se pegan. Este incluye grava y arena. Para determinar el tipo de suelo que se está manejando, se debe seleccionar una buena muestra del mismo. Y posterior a esto se hace una serie de pruebas.

1. La prueba de la plasticidad, que a veces se llama la prueba del lápiz, se utiliza para determinar si el suelo es cohesivo Esta prueba se realiza haciendo rodar una muestra de suelo húmedo en un hilo que es un octavo de pulgada de espesor y dos centímetros de largo, parecido a un corto, delgado lápiz. Si la muestra se llevará a cabo en uno de los extremos sin romperse, es cohesivo.

2. La prueba de penetración pulgar se utiliza para estimar rápidamente la resistencia a la compresión de una muestra de suelo cohesivo. Para realizar la prueba de penetración del pulgar, sólo tiene que pulsar el extremo de su dedo pulgar en un grupo fresco de suelo. Si la muestra de suelo es de tipo A, el pulgar sólo hará un pequeño cráter en el suelo con un gran esfuerzo. Si la muestra de suelo es tipo B , el dedo pulgar se hundirá en la tierra hasta el extremo de la uña del pulgar. Si la muestra de suelo es de tipo C, su pulgar se hundirá hasta el fondo en el macizo del suelo.

3. Para una medición más numérica, se puede utilizar la prueba del penetrómetro de bolsillo. Resistencia a la compresión de un suelo se puede dar un valor numérico mediante el uso de la prueba de penetrómetro de bolsillo. No puede haber cierta variabilidad en los resultados, así que es una buena idea para ejecutar esta prueba en unas cuantas muestras de suelo de la misma parte de la excavación, sólo para asegurarse de que sus resultados son consistentes. Un penetrómetro de bolsillo funciona como un medidor de presión de neumáticos. Una, el pistón de metal fino se empuja en una muestra de suelo, y el penetrómetro registra la resistencia a la compresión del suelo. Asegúrese de que el indicador de la escala se inserta en el cuerpo del penetrómetro hasta que sólo la marca "cero" está demostrando. Para llevar a cabo la prueba, empujar el pistón en el suelo hasta que se alcanza la línea de grabado. Luego, basta con tomar la lectura del indicador de escala.

Equipos para zanjado según el terreno:

Equipo Terreno

Zanjadora de cangilones Blando

Retroexcavadoras Compacto

Zanjadora rozadoras Rocoso

Martillos Rompedores en retroexcavadoras Rocoso

Explosivos Rocoso

Dragalinas Pantanosos

2. MÁQUINAS PARA EXCAVACIÓN DE ZANJAS 2.1 ZANJADORA: O excavadora de zanjas, es una máquina que se emplea

en ocasiones donde se necesita instalar varios tubos o cables por debajo de la tierra. Para zanjas de larga distancia esta máquina puede ser más adecuada que la pala excavadora. Existen diferentes tipos de zanjadoras, encontramos de cadena, de rueda, microzanjadoras, zanjadoras portables, etc. Esta máquina está diseñada para la apertura rápida de zanjas continuas en campo abierto, excavan debajo del nivel del suelo dejando una zanja

con acabados muy buenos y con el ancho deseado, con el fondo plano y lista para hacer la instalación de la tubería; trabajan a profundidades de 1.5 a 2.5 m en la apertura de zanjas con ancho de 30 a 75 cm.

2.2 PALA ESCAVADORA: Se denomina pala excavadora o pala mecánica a una máquina autopropulsada, sobre neumáticos u orugas, con una estructura capaz de girar al menos 360º (en un sentido y en otro, y de forma ininterrumpida) que excava terrenos, o carga, eleva, gira y descarga materiales por la acción de la cuchara, fijada a un conjunto formada por pluma y brazo o balancín, sin que la estructura portante o chasis se desplace.

2.2.1 Pala cargadora sobre orugas: Está diseñada para la excavación y transporte a poca distancia, la cual está dispuesta sobre un tren de rodaje. Tiene una capacidad de 1 a 5 m3, son usadas para grandes movimientos de tierra pero solo para hacerlo superficialmente.

2.2.2 Pala cargadora sobre neumáticos Se diferencia de la anterior máquina en que su dispositivo de transporte es con cuatro ruedas neumáticas lo que permite mayores distancias de transporte, su capacidad es de 1 a 8 m3.

2.3 Retroexcavadoras

La retroexcavadora es una máquina que se utiliza para realizar

excavaciones en terrenos. Se utiliza habitualmente en obras abrir surcos

destinados al pasaje de tuberías, cables, drenajes, etc,.La máquina hunde

sobre el terreno una cuchara con la que arranca los materiales que arrastra

y deposita en su interior.

Es la máquina para excavar zanjas por excelencia, en la parte frontal tiene una cargadora y en la parte posterior una retro, la cual puede ser sustituida por accesorios como un martillo rompedor, excavan por debajo del nivel del suelo hasta profundidades de 6 metros con ancho de 1 metro, están montadas sobre neumáticos para mejor movilidad y transporte a distancias apreciables.

2.4 Excavadoras hidráulicas Estas máquinas trabajan en posición fija, pueden ir montadas sobre orugas o neumáticos. Pueden llegar a grandes profundidades entre 8 a 10 m, con una capacidad de 1.5 a 2.5 m3. Estas son las más adecuadas para grandes movimientos de tierra.

3. BARRERAS DE ZANJA

Las barreras en la zanja se pueden clasificar según su material, estos son

empleados en la construcción de tapones para la zanja:

1.1 Sacos suelos cemento

Son fabricas “in situ” y básicamente son una mezcla de suelo extraído de la

excavación de la zanja con cemento, para mejorar la calidad del suelo,

usualmente se hace en una proporción 1:4, por cada parte de cemento habrán

cuatro partes de suelo; estos sacos pueden ser de dos tipos de yute o

polipropileno, por lo que se considera esta construcción como flexible.

1.2 Espuma

Las barreras de espuma son igualmente instaladas “in situ”, las cuales suelen ser

de poliuretano, son rápidas de instalar además de tener una buena resistencia de

empuje de relleno de la zanja, sin embargo tienen una naturaleza frágil así como

el concreto.

1.3 Gavión

Estas barreras son similares a las barreras SSC, con la diferencia que a estas

barreras se les agrega rigidez en la estructura por medio de su confinamiento en

canastillas de gavión, estas canastillas generalmente tienen dimensiones de 2 mx

1 m x1 m. Su uso más común es cuando el suelo es pobre, es decir carece de

cohesión, como ejemplo de ello las selvas tropicales donde existe la

predominancia de arcillas.

4. ENTIBACION DE ZANJAS:

Por entibación se entiende la operación por la que se sostiene y fija el terreno

inestable con medios auxiliares, como tablones, paneles de madera, puntales, etc.

Esta operación se hace con el fin de evitar accidentes causados por el

desprendimientos de tierras.

4.1 SISTEMAS DE ENTIBACION:

4.1.1 TABLAS HORIZONTALES: Se emplea cuando el corte se lleva a

cabo en un terreno con suficiente cohesión que le permite ser

autosostenible mientras se efectúa la excavación. Mediante la

alternancia excavación ( 0,80 a 1,30 m) y entibación, se alcanza

la profundidad total de la zanja.

4.1.2 TABLAS VERTICALES: cuando el terreno no presenta la

suficiente cohesión o no se tiene garantía de ellos, es

aconsejable llevar a cabo la entibación con tablas verticales.

Independientemente de la entibación que se realice con tablas

horizontales o verticales, según la cantidad de pared de excavación que

se cubra pueden ser:

-Cuajada: Se cubre totalmente la pared.

-Semicuajada: Se cubre el 50% de la pared de excavación.

-Ligera: Se cubre menos del 50% de la pared de excavación.

También podemos encontrar los siguientes tipos de entibación:

4.2 Entibación con paneles de madera

Se usa para profundidades pequeñas, no superiores a dos metros, en zonas

urbanas con muchos servicios transversales a la zanja presenta la ventaja, por

ejemplo, de su mayor accesibilidad.

4.3 Entibación mediante blindajes ligeros

Son unos paneles, habitualmente de aluminio, se usan en terrenos de cierta

consistencia y en profundidades de hasta tres metros.

4.4 Entibación mediante cajones de blindaje

Consiste en el montaje fuera de la zanja de distintas planchas con sus extremos

reforzados que configuren un cajón que pueda introducirse en la zanja de una sola

vez o a medida que aumente la profundidad con la ayuda de la maquinaria de la

excavación.

4.5 Entibación por paneles deslizantes con guías

Es uno de los sistemas más utilizados en la actualidad. Se trata de unas planchas

deslizantes que se introducen en el terreno a través de unos perfiles-guía que se

han colocado previamente, los cuales, a su vez, pueden ser simples o dobles.

5. TRANSPORTE Y ALINEACIÓN DE TUBOS

Generalmente los tubos son suministrados por el propietario y, en la mayoría de

los casos, el revestimiento de los tubos se realiza en la fábrica por razones de

calidad, uniformidad y economía. Así que los tubos acopiados en la tubería de

revestimiento deben ser cargados y transportados por la el Contratista, hasta

llevarlos a su obra. La elección del medio de transporte, se hará por razones

económicas. Ferrocarril o Camión.

Otro sistema adecuado de transporte de los tubos es el marítimo, cuando se

encuentre un puerto de proximidad a la obra. Una ventaja adicional es que en los

muelles se dispone de grúas capaces de la primera descarga y apilado, así como

para la carga desde el acopio sobre los camiones encargados de transportar los

tubos directamente de la obra. También pude venir bien intercalar un trayecto en

ferrocarril desde el puerto hasta ser cargados en camión, con la cual se está como

en el caso del transporte ferroviario.

Una vez los tubos en la estación ferrocarril, se puede proceder mediante una de

las operaciones siguientes:

• Descarga de los vagones y acopio en terrenos de la estación.

• Descarga de los vagones y carga inmediata sobre el camión.

• Toma del acopio y carga sobre el camión.

En los tres casos la maquina utilizada es la grúa sobre camión, que puede

desplazarse por sus propios medios de un lugar a otro. Las grúas necesarias para

la manipulación de los tubos en la estación no son de tamaño excepcional; bastan

que dispongan de una pluma suficientemente larga (9 a 13 m) y valen los tipos

corrientemente empleados en la construcción de obras públicas.

No obstante, no conviene hacer muchas manipulaciones de carga y descarga

intermedias, que encarecen en sobremanera la actividad del transporte, por lo que

en muchos casos, se va directamente y de una sola vez el transporte por carretera

sobre camión-trailer. En este caso, las grúas necesarias para la manipulación y

carga de los tubos suelen estar disponibles en la propia factoría de revestimiento.

Los camiones con remolque permiten transportar tubos de hasta 13 m de longitud

y están provistos de dispositivos de apoyo de cunas y protecciones que garantizan

la integridad de los tubos durante el transporte.

Antes de que el contratista se haga cargo de los tubos se realizaran verificaciones

cualitativas y cuantitativas: longitud, número de fabricación, diámetro interior y

exterior, espesor, chaflanes, posibles daños en el revestimiento (caso de venir los

tubos revestidos), etc. Los tubos que no cumplen las normas técnicas y lo

acordado en el contrato son rechazados. En general, una causa muy común de

defectos en los tubos la constituyen los choques en el transporte y afectan sobre

todo a los extremos de los tubos. A los dañados se les puede cortar un trozo del

extremo y hacerles un nuevo achaflanado.

6. BAJADO DE TUBERIA

Se refiere al izaje de la tubería desde el sitio de soldadura y su posterior descenso hasta el fondo de la zanja. En la actualidad esta etapa del proceso se realiza por medio de Tiende tubos o Side boom.

Tiende tubos O Side Boom

Al considerar el tiende tubos o Side Boom apropiado para una aplicación, hay que tener en cuenta muchas consideraciones aparte de la capacidad nominal de levantamiento de la máquina según la SAE. Estas variables incluyen, pero no se limitan a, las siguientes:

Diámetro y peso del tubo por pie lineal

El ancho de la zanja, que es normalmente el doble del diámetro del tubo

La profundidad de la zanja que es normalmente más de 2,5 veces el diámetro del tubo

Pendiente Segura es la distancia desde la zanja hasta el inicio de la zapata del Side boom necesaria por las condiciones de estabilidad del suelo generalmente 2:1 (Esta debe ser igual a dos veces la profundidad de la zanja)

Distancia aceptable entre los puntos de levantamiento del tubo cuando está colgando (para evitar que el tubo se doble) se determina según las características de dobles del tubo. Si los puntos de levantamiento están demasiado separados, se puede producir una comba en el tubo debido a su propio peso y se dañaría el tubo, las variables a tener en cuenta son:

El factor de seguridad de operación deseado por el contratista.

La longitud a la cual deberá estar colgando el tubo al colocarlo está determinada por las características de dobles del tubo, el terreno, etc.

Las condiciones del suelo, preparación de la base de la carretera.

Todas las labores de manejo de tuberías se efectuarán utilizando los equipos, herramientas e implementos de seguridad adecuados, que garanticen su buen estado y funcionamiento.

Durante las operaciones de bajado, la maquinaria se desplazará únicamente por el derecho de vía autorizado.

7. TAPADO DE TUBERIA

En el llenado de la zanja se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:

Debe retirarse del fondo de la zanja todo aquello que pueda dañar al

recubrimiento como por ejemplo, rocas sueltas, piedras, bloques de

madera, tubos, herramientas y varillas de soldadura.

Cuando el fondo sea rocoso se debe recubrir con una capa de arena o

suelo desmenuzado de por lo menos 8 cm de espesor o con bolsas llenas

de arena o suelo. El fondo debe estar nivelado para que el peso de la

tubería quede bien distribuido.

Se permite el bajado de la tubería cuando la zanja se encuentre con agua.

La tubería debe ser colocada directamente sobre el fondo de la zanja dejando,

donde sea necesario, porciones de tubería sobresaliendo de la zanja, apoyadas

sobre durmientes y formando curvas verticales dentro de la flexibilidad natural de

la tubería o Slack Loops. Los Slack Loops deben bajarse en las mañanas o en las

noches cuando el tubo esté frío y no necesite ser forzado para entrar en la zanja.

Cuando quede un exceso de tubería fuera de la zanja en algún Slack Loop y no

sea posible lograr que dicha tubería quede convenientemente alojada dentro de

ella, se debe proceder a cortar y remover un sector de tubo, soldando nuevamente

los extremos de la tubería.

Durante la bajada se deben evitar golpes o fricciones contra los lados de la zanja.

Para este efecto se pueden colocar láminas de madera contrachapada, fieltros o

cartones corrugados.

La zanja se debe rellenar inmediatamente después de la instalación para evitar

cualquier daño del recubrimiento. Antes de rellenar se deben separar todos los

objetos que puedan dañarlo tales como fragmentos de roca o piedras grandes.

Después de colocar sobre la tubería unos 15 cm de relleno con tierra suelta, se

pueden incluir los objetos duros separados anteriormente.

La tierra suelta puede reemplazarse por material sintético (poliuretano) el cual

forma un "colchón" suave alrededor del tubo antes de colocar el material de

relleno de la zanja o utilizar una malla de protección tipo Rock Shield osimilar.

En los sitios de pendiente pronunciada o cuando el frente de apertura de zanja

vaya separado del frente de bajado y tapado más de 3 días, se deben colocar en

la zanja protecciones para evitar erosión y confinar posteriormente el relleno

El relleno debe terminarse acamellonando el material, de manera que la parte

superior de dicho camellón quede 20 a 30 cm por encima del nivel del terreno

adyacente, apisonándolo con un mínimo de 4 pasadas de la oruga del bulldozer.

A todos los tramos de zanja ya rellenos, el Contratista debe darles el

mantenimiento adecuado hasta que se termine la construcción.

8. SEGUIMIENTO Y MONITOREO

Se inspeccionará constantemente la correcta disposición de los materiales de excavación, para evitar su arrastre por aguas de escorrentía.

Se inspeccionará la estabilidad, seguridad y funcionalidad de los elementos de paso provisional, para evitar perjuicios a personas o animales.

En el tapado se verifica la correcta conformación y compactación de los materiales dentro de la zanja.

Los terrenos en los sitios que presenten flujo subsuperficial deben ser objeto de un seguimiento detallado, indicando las medidas y obras necesarias para preservar su estabilidad, de acuerdo con los establecidos por el Sistema Gerencial de Gestión Ambiental.

7. BIBLIOGRAFIA:

https://www.osha.gov/dts/vtools/construction/soil_testing_fnl_eng_web_transcript.h

tml

http://www.omaninvcorp.com/oicadmin/fckeditor/editor/filemanager//V2%20Brochur

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https://www.osha.gov/OshDoc/data_Hurricane_Facts/trench_excavation_fs.pdf