Mina de exploración de Gorleben: construcción de lumbrera mediante proceso de congelación de suelo

Determinación del esfuerzo en el revestimiento exterior
de acero de la lumbrera de acceso

Durante la construcción de la lumbrera aparecen en la zona del recubrimiento, a una profundidad entre 216 y 260 m, considerables convergencias y desplazamientos marcadamente asimétricos. Para contrarrestar los subsecuentes efectos, se construye un revestimiento rígido externo que consiste en 138 anillos de acero perfilado.

Siete anillos, estratégicamente ubicados en los niveles de mayor deformación, son instrumentados con deformímetros de cuerda vibrante con el fin de determinar la distribución del esfuerzo tangencial a lo largo de la sección transversal del perfil.

En cada una de las 6 secciones, ubicadas en posiciones diferentes a 23°, 62º, 127º, 203º, 242º y 307º, se instalan 4 sensores, por lo que se dispone de un total de 24 deformímetros por cada anillo.

Los cuatro sensores por sección se disponen en el interior del perfil de cara al alma, en la brida externa e interna, de manera tal que quedan distribuidos dos en la parte superior y dos en la parte inferior.

01 - Mina de exploración de Gorleben01 - Mina de exploración de Gorleben 02 - Medición óptica a cielo abierto - Mina de exploración de Gorleben02 - Medición óptica a cielo abierto - Erkundungsbergwerk Gorleben 03 - Anillo de acero equipado con sensores - Mina de exploración de Gorleben03 - Anillo de acero equipado con sensores - Erkundungsbergwerk Gorleben 04 - Segmento del anillo antes de bajarlo - Mina de exploración de Gorleben04 - Segmento del anillo antes de bajarlo - Erkundungsbergwerk Gorleben 05 - Conexiones de cables - Mina de exploración de Gorleben05 - Conexiones de cables - Erkundungsbergwerk Gorleben - Erkundungsbergwerk Gorleben 06 - Cajas de conexión de cable en el sótano de congelación - Mina de exploración de Gorleben06 - Cajas de conexión de cable en el sótano de congelación - Erkundungsbergwerk Gorleben

Requerimientos que el sistema de medición geotécnico debe cumplir

  • Medición de la deformación del acero con un margen de medición de 7.000 µm/m
  • Rango de la temperatura de operación de entre – 35° C a +180° C
  • Resistencia a la presión de agua hasta 2,5 MPa
  • Transmisión de la señal de medición a superficie a lo largo de cables de alta tensión (3x38 kV/250 kW)

Instrumentos e instalación

El montaje de los dispositivos de medición en cada anillo de acero perfilado se realiza en la superficie y a cielo abierto, sometiendo, previamente, los 336 sensores a exhaustivas pruebas de funcionamiento y calibración.

Ambos cables, de medición y de recolección de datos situados a profundidad, son protegidos mediante un conducto portacables de acero flexible. Asimismo, cubiertas de acero son empleadas para evitar daño en los dispositivos.

Equipos Geokon empleados

  • Sistema de medición automático basado en deformímetros de cuerda vibrante para la determinación de la distribución de los esfuerzos en el revestimiento exterior del anillo de acero de la lumbrera de acceso construida mediante congelación de suelo. 168 deformímetros de cuerda vibrante, modelo 4000 (especialmente modificados para ser atornillables) fueron usados para la medición de la deformación. Estos instrumentos, que a su vez cuentan con termistores para medir la temperatura, fueron instalados en 7 niveles de medición entre 229 y 254 m.
  • Transmisión de las señales de medición mediante siete cables especiales para lumbreras con 96 conductores
  • Registro de los resultados mediante dos registradores de datos MICRO-1000 y
  • trazado automático de la distribución del esfuerzo

Datos de referencia del proyecto

 

Periodo de planificación e instalación De agosto de 1988 a diciembre de 1989
Sistema de medición 7 niveles de medición de la deformación y la temperatura en la lumbrera
7 cajas de conexiones de cable, cada una con 96 conexiones, ubicadas en el sótano de congelación
8 cables especiales para lumbreras con 96 conductores, con doble blindaje
1 estructura de soporte para 8 cables de lumbrera
7 cajas de terminales de cable con 96 conexiones cada uno en la lumbrera
168 deformímetros para acero, modelo 4000
168 dispositivos para medición de temperatura, modelo 3800
2 unidades de registro de datos modelo MICRO-1000 con 11 multiplexores en superficie
Visualización de los resultados Registro de 336 señales de sensores con representación gráfica online y evaluación automática en pantalla de PC, impresora y plotter
Prestaciones Determinación automática de los estados de tensión en 7 niveles en la estructura de revestimiento exterior de anillos de acero de la lumbrera. Medición de la deformación del acero mediante 24 sensores en 6 posiciones por nivel y transmisión de las señales medidas a través de 7 cables multiconductores especiales para lumbrera (longitud media de 250 m) a una estación de registro de datos en superficie. Evaluación automática y visualización en pantalla de PC, impresora y plotter
Contratante Deutsche Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern für Abfallstoffe mbH (DBE), Peine
Planificación Prof. Dr.- Ing. Jessberger & Partner, Bochum
Socios del proyecto Trabajos de instalación en superficie y en la lumbrera realizados en cooperación con la unión temporal de las empresas Schächte Gorleben, Thyssen Schachtbau y Deilmann-Haniel