Estudio de Caracterización y Descripción del Proceso Erosivo y sus Afectaciones Sobre las Obras Civiles y Geotécnicas, Causado por el río Guayuriba en el Cruce Subfluvial del Gasoducto Apiay Termo Ocoa en el PK 008+400 Propiedad de la Transportadora de Gas Internacional TGI S.A. ESP, en el Municipio de Villavicencio (Meta – Colombia) y Recomendación de una Alternativa de Protección Geotécnica, Basada en el Monitoreo Realizado Durante los Años 2018 y 2019

Digital

El estudio de la caracterización y descripción de los procesos erosivos y sus afectaciones sobre las obras civiles y geotécnicas, es considerado de gran importancia para proponer alternativas técnicas contundentes y económicamente viables. Con el fin de responder a las necesidades derivadas de la erosión hídrica, tan común en nuestro medio, e identificada en este caso en el PK 008+400 del gasoducto Apiay Termo Ocoa, propiedad de la empresa Transportadora de Gas Internacional, TGI, S.A. ESP, ubicado en el municipio de Villavicencio (Meta – Colombia); se analizan posibles soluciones que contemplan elementos de contención como gaviones en piedra y de recuperación de márgenes como espolones hechos con elementos cúbicos de concreto. La metodología utilizada es de tipo mixta, ya que se realizó una exhaustiva investigación documental, que conlleva la búsqueda, recopilación y análisis de información por medio de una lectura crítica de documentos y materiales bibliográficos físicos y digitales, pero también se tienen en cuenta visitas al sitio de estudio, así como el análisis de resultados obtenidos en simulaciones tipo HEC-RAS, y trabajos de laboratorio desarrollados previamente por instituciones de alto reconocimiento. Se identificaron y caracterizaron las condiciones del citado evento geotécnico, con base en estudios previos realizados y en los recorridos frecuentes dispuestos por la empresa TGI S.A. ESP para monitorear sus activos, así como los recorridos realizados por los autores para hacer seguimiento del proceso constructivo y evaluar las soluciones geotécnicas que han sido y serán implementadas en el área. Las propuestas de solución incluyen la construcción de gaviones y de espigones; teniendo en cuenta que es una medida orientada a estabilizar el curso del río, a reducir la velocidad de flujo en las inmediaciones de la margen izquierda a valores tales que no pueda producirse erosión y a favorecer la sedimentación.

The study of the characterization and description of the erosive processes and their effects on civil and geotechnical works, is considered of great importance to propose strong and economically viable technical alternatives. In order to respond to the needs derived from water erosion, so common in our environment, and identified in tihis case in PK 008+400 of the Apiay Termo Ocoa gas pipeline, owned by the Company Transportadora de Gas Internacional TGI S.A. ESP, located in the municipality of Villavicencio (Meta – Colombia); possible solutions that include containment elements such as Stone gabions and the recovery of margins such as spurs made with cubic concrete elements are analyzed. The study carried out is of a mixed type, since an exhaustive documentary research was carried out, which entails the search, compilation and analysis of information through a critical Reading of documents and physical and digital bibliographic materials, but visits to the study site, as well as the analysis of results obtained in HEC-RAS simulations, and laboratory work previously developed by highly recognized institutions. The conditions of the aforementioned geotechnical event were identified and characterized, based on previous studies carried out and on the frequent tours arranged by the Company TGI S.A. ESP to monitor its assets, as well as the tours made by the authors to monitor the construction process and evaluate the geotechnical solutions that have been and will be implemented in the area. The proposed solutions include the construction of gabions and breakwaters, taking into account that is a measure aimed at stabilizing the river course, at reducing the flow velocity in the vicinity of the left bank to such values that erosion cannot occur and, as favoring the sedimentation.

Especialización

Especialista en Geotecnia Ambiental

117 p

Introducción................................................................................................................. 18 Pregunta de Investigación........................................................................................... 20 Planteamiento del Problema ...................................................................................... 21 Justificación ................................................................................................................ 22 Objetivos ..................................................................................................................... 23 Objetivo General ......................................................................................................... 23 Objetivos Específicos ................................................................................................. 23 1. Marco Referencial ........................................................................................ 24 1.1 Datos y Conceptos ........................................................................................ 24 1.1.1 Dinámica Fluvial ........................................................................ 24 1.1.2 Estructuras de Estabilización ............................................................. 25 1.2 Situaciones en el Pasado ...................................................................... 26 1.2.1 Según Área Técnica ........................................................................ 26 1.2.2 Según Área de Salud y Seguridad en el Trabajo ...................................... 28 1.3 Estado Actual ......................................................................................... 29 1.4 Ubicación .......................................................................................... 32 1.5 Sedimentación .................................................................................. 37 1.6 Fisiografía Cuenca del rio Guayuriba ...................................................... 38 ESTUDIO DEL PROCESO EROSIVO DEL RÍO GUAYURIBA 8 1.7 Geología .......................................................................................... 39 1.8 Geotecnia y Muestreo ....................................................................... 40 1.9 Protección Geotécnica ...................................................................... 41 1.9.1 Gaviones ............................................................................. 41 1.9.2 Espigones ................................................................................................. 42 1.9.3 Daños Evidenciados en Obras Existentes ...................................................... 45 1.10 Componente Ambiental ........................................................................... 50 1.11 Componente Social ............................................................................... 52 2. Metodología................................................................................................. 58 2.1 Tipo de Estudio ......................................................................................... 58 2.2 Técnica de Recolección de Datos ................................................................. 58 2.3 Para el Desarrollo de los Objetivos ................................................................. 59 3. Resultados Obtenidos .................................................................................... 60 3.1 Resultados de Ensayos .............................................................................. 60 3.1.1 Contenido de Humedad ................................................................................ 60 3.1.2 Prueba de Resistencia al Desgaste ................................................................ 61 3.1.3 Angulo de Reposo ........................................................................................ 61 3.1.4 Granulometría............................................................................................... 62 3.2 Análisis Hidráulico ......................................................................................... 63 ESTUDIO DEL PROCESO EROSIVO DEL RÍO GUAYURIBA 9 3.2.1 Evaluación de Precipitaciones ...................................................................... 63 3.2.2 Hidrografía y Clima ......................................................................................... 64 3.2.3 Caudales ....................................................................................................... 64 3.2.4 Aporte de Sedimentos ................................................................................... 69 3.2.5 Coeficiente de Rugosidad de Manning .......................................................... 71 3.2.6 Resultados de la Modelación Hidráulica ........................................................ 71 3.2.7 Socavación General ....................................................................................... 72 3.2.8 Caudales de Sólidos ...................................................................................... 76 3.2.9 Interpretación de Numero de Froude y Número de Reynolds .......................... 76 4. Discusión de Resultados y Análisis de Alternativas ............................................ 79 4.1 Alternativa 1, Reparar las Obras Afectadas Según Diseño Inicial ....................... 79 4.1.1 Consideraciones Preliminares ........................................................................ 79 4.1.2 Memorias de Cálculo ...................................................................................... 80 4.2 Alternativa 2, Reparar las Obras Afectadas, Incluyendo Refuerzos con Pilotes .. 94 4.2.1 Consideraciones Preliminares ....................................................................... 95 4.2.2 Memorias de Cálculo .................................................................................... 95 4.3 Alternativa 3, Rediseñar los Espigones, Incluyendo Refuerzos con Pilotes .... 100 4.3.1 Consideraciones Preliminares.............................................................. 101 4.3.2 Memorias de Cálculo .......................................................................... 102 ESTUDIO DEL PROCESO EROSIVO DEL RÍO GUAYURIBA 10 4.4 Revisión de Alternativas.............................................................................. 110 4.4.1 Matriz de Selección de Alternativas .......................................................... 110 4.4.2 Alternativa Elegida ............................................................................... 114 Conclusiones .................................................................................................... 116 Referencias Bibliográficas ............................................................................ 117