el deslizamiento en el rÍo grijalva, chis. - … deslizamiento en el rio... · zanja-dren y una...

M E X I C O

EELL DDEESSLLIIZZAAMMIIEENNTTOO EENN EELL RRÍÍOO GGRRIIJJAALLVVAA,, CCHHIISS..

ESPECIALIDAD: GEOLOGÍA

Gustavo Arvizu Lara Ingeniero Geólogo

Fecha de ingreso (13 de noviembre de 2009)

El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.

Especialidad: Geología 2

CONTENIDO

RESUMEN EJECUTIVO

I. INTRODUCCION

II. GEOLOGIA DE LA ZONA III. GEOLOGIA EN EL SITIO DEL DESLIZAMIENTO IV. MECANISMO DE FALLA

V. BARRENACION VI. EXCAVACION DEL CANAL VII. INSTRUMENTACION VIII. SISMOTECTONICA IX. ALTERNATIVAS DE TUNEL

X. REFLEXION FINAL XI. BIBLIOGRAFIA



I RESUMEN EJECUTIVO El 4 de noviembre de 2007, ocurrió un deslizamiento en la ladera derecha del Río Grijalva, en el Estado de Chiapas, entre las presas de Peñitas y Malpaso. Este fenómeno geológico ocasionó que se obstruyera el cauce del río y se formara una ola de unos 50 m de altura que arrasó con el poblado Juan de Grijalva, el material deslizado, formó un tapón de 800 m de longitud por 200 m de ancho, impidiendo el paso del flujo. Se calcula que en el movimiento se desplazaron 55 millones de metros cúbicos. Como consecuencia del deslizamiento, la Comisión Federal de Electricidad detuvo la generación en el Sistema Grijalva. Como primera acción, se planteó excavar antes del 15 de diciembre de 2007 en una primera etapa a la cota 100, con una cubeta de seis metros de ancho y un volumen de excavación del orden de novecientos mil metros cúbicos. Posteriormente, en la segunda etapa, los trabajos estuvieron encaminados a ampliar el canal a una cubeta de 70 m a la elevación 85. Adicionalmente, con el propósito de evitar que la temporada de lluvias la masa rocosa se saturara y se pudiera producir otro deslizamiento; se llevaron a cabo trabajos de estabilización de los taludes del canal, se realizó la perforación de varios pozos de achique y un par de obras de drenaje: una zanja-dren y una galería de infiltración. Finalmente, con el objeto de contar con una solución definitiva, se planteó la excavación de un par de túneles de 14 m de diámetro, los cuales están actualmente en construcción. Dentro del marco geológico regional, la zona del caído está comprendida entre la Presa de Malpaso al SW y la Presa de Peñitas al N, ambas sobre el Río Grijalva, entre el Sinclinal Malpaso y el Anticlinal la Unión. Esta zona que rodea al caído, se caracteriza por una serie de sierras y valles, lo mismo se observan lomas redondeadas no muy inclinadas, como sierras coronadas por escarpes verticales con rocas cuya edad se ubica en la parte media y superior del terciario. Superficialmente el sitio está conformado por una alternancia de areniscas de grano fino, limolitas y lutitas de color gris oscuro en estratos delgados a laminares, en su mayor porción; esta secuencia se encuentra cubierta por areniscas limosas. Estructuralmente la zona del caído, se encuentra limitada tanto en la parte norte como en la sur, por fallas de desplazamiento lateral, las cuales son paralelas entre si y conservan un rumbo NE 60° SW. Hacia la parte noreste el bloque esta segmentado por la falla La Laja. Dos tipos de fenómenos causaron el deslizamiento de Juan del Grijalva, uno de carácter geológico-geotécnico, que tiene que ver con aspectos litológicos, estructurales y propiedades geomecánicas de la roca y otro meteorológico, relacionado con una precipitación intensa. La masa de roca se deslizó a través de una capa blanda (estrato) de lutita, constituida por una arcilla plástica de resistencia marcadamente inferior a la arenisca que la subyace, con una inclinación de 8 a 10° hacia el río El deslizamiento ocurrió cuando, producto de una abundante precipitación, la masa rocosa se saturó, el nivel freático se elevó casi hasta el nivel de la superficie y se produjo el fenómeno de subpresión.



Por otra parte con exploración directa, se logró definir la geología del canal y con base en ello, se tomaron las acciones necesarias para efectuar las excavaciones mínimas posibles, que permitieran construir un canal piloto. Una vez que se definió el modelo geológico, se colocaron referencias superficiales y equipos GPS, para medir desplazamientos de la masa rocosa mediante triangulaciones topográficas, al mismo tiempo, se procedió a aprovechar los barrenos de la exploración geológica para instrumentarlos con inclinómetros y piezómetros. Como resultado de un estudio geohidrológico, se pudo ver que parte del agua de lluvia se escurría por la superficie (otra parte se infiltraba) plana (aunque con inclinación hacia el río) hasta llegar a la zona de los bloques, en donde debido al abundante fracturamiento de estos, se infiltraba rápidamente. Con base en ello se decidió construir una zanja-dren perimetral en la parte posterior del caído, con la finalidad de evitar que esta agua de lluvia se infiltrara en la masa rocosa. Una vez que se construyó esta, la información de la instrumentación mostró un descenso importante en los niveles piezométricos de la zona, aunque no lo suficiente, por lo que para evitar que el efecto del agua sobre la masa rocosa, incidiera directamente en el movimiento del mismo y para reforzar la zanja-dren, se tomó la decisión de construir una galería de drenaje por debajo del plano de falla Juan de Grijalva. El estudio y la excavación realizada en el canal Juan de Grijalva fue sin duda un reto, concluir estos trabajos en menos de mes y medio fue posible principalmente debido a cuatro factores que se dieron durante los trabajos: Liderazgo, trabajo en equipo, compromiso y objetivos compartidos.



I INTRODUCCIÓN El domingo 4 de noviembre de 2007, aproximadamente a las 20:30 horas, después de tres días de intensas lluvias donde se registró un acumulado histórico de aproximadamente 1000 mm de precipitación pluvial, ocurrió un deslizamiento en la ladera derecha del Río Grijalva, en el Estado de Chiapas, entre las presas de Peñitas y Malpaso, a unos 16 km aguas arriba de la primera. Este fenómeno geológico ocasionó que se obstruyera el cauce del río y se formara una ola de unos 50 m de altura que arrasó con el poblado Juan de Grijalva, municipio de Ostuacán, Chis., que se localizaba inmediatamente aguas arriba del deslizamiento y la pérdida de 20 vidas humanas. Por la magnitud del movimiento, es muy probable que sea el más importante ocurrido en México. La obstrucción del cauce con el material deslizado, formó un tapón de 800 m de longitud por 200 m de ancho, impidiendo el paso del flujo proveniente de aguas arriba de la Presa Malpaso que es parte del Complejo Hidroeléctrico Grijalva. Se calcula que en el movimiento del caído se desplazaron 55 millones de metros cúbicos, de los cuales 15 millones de m3, constituyeron el tapón. Como consecuencia del deslizamiento, la Comisión Federal de Electricidad detuvo la generación en el Sistema Grijalva y los niveles de agua aumentaron gradualmente a una velocidad del orden de 10 cm/día en los respectivos embalses. Se midió una diferencia de cotas de aproximadamente 2 m entre el embalse de aguas arriba del tapón y aguas abajo del mismo; la elevación del nivel del agua por las lluvias ponía en riesgo a las poblaciones asentadas aguas arriba del tapón y de la presa Malpaso. Por lo anterior, la Comisión Federal de Electricidad (CFE) y la Comisión Nacional del Agua (CONAGUA), emitieron una declaratoria de emergencia en conjunto, apoyados por Petróleos Mexicanos (PEMEX), el Ejército Mexicano y los Gobiernos de los estados de Tabasco y Chiapas. La Comisión Federal de Electricidad decidió como primera acción, proyectar un canal en el material deslizado y definir una sección de excavación en la cota más baja posible para provocar el paso del agua embalsada por el tapón, para lo cual realizó la selección del trazo del canal más adecuado, la caracterización de los materiales del tapón, el diseño de taludes de la excavación, el reconocimiento geológico de la zona del deslizamiento, al mismo tiempo que se inspeccionaban las laderas del embalse de la Presa Peñitas, para identificar zonas potencialmente inestables. Inicialmente se planteó excavar antes del 15 de diciembre de 2007 una primera etapa del canal a la cota 100, con una cubeta de seis metros de ancho, y un volumen de excavación del orden de novecientos mil metros cúbicos. El esfuerzo realizado, la planeación y la coordinación de los trabajos de la excavación en tres frentes, permitió llegar a la cota 92 y remover más de un millón doscientos mil metros cúbicos de arcilla y roca en bloques medianos a grandes, logrando la apertura del tapón el 18 de diciembre de 2007. Posteriormente, en la segunda etapa, los trabajos estuvieron encaminados a ampliar el canal a una cubeta de 70 m a la elevación 85, para permitir el desalojo de un mayor volumen de agua a través del mismo, estabilizar los niveles de los embalses de las presas y evitar la inundación de los poblados ubicados en la rivera de río en las siguientes temporadas de lluvias. Adicionalmente con el propósito de evitar que la temporada de lluvias la masa rocosa se saturara y se pudiera producir otro



deslizamiento; se llevaron a cabo trabajos de estabilización de los taludes del canal se realizaron la perforación de varios pozos de achique y un par de obras de drenaje: una zanja-dren y una galería de infiltración. No obstante las dos etapas de excavación del canal, con el objeto de eliminar el riesgo de que otros deslizamientos (aunque no de la misma magnitud) puedan obstruir el paso del agua y como consecuencia se afecte la generación eléctrica en el sistema Grijalva; se planteó (y actualmente se construyen) la excavación de un par de túneles de 14 m de diámetro, que aseguran el curso del río de forma definitiva. II GEOLOGÍA DE LA ZONA La zona afectada se localiza en las márgenes del río Grijalva al extremo norte del estado de Chiapas en las coordenadas geográficas 17°21’51” Norte y 93°23’00 Oeste a 12 km de la presa conocida comúnmente como “Peñitas” (Figura 1 y Fotografía 1).

Figura 1.-Localización del deslizamiento Juan de Grijalva, estado de Chiapas, México. Dentro del marco geológico regional, la zona del caído está comprendida entre la Presa de Malpaso al SW y la Presa de Peñitas al N, ambas sobre el Río Grijalva, el Sinclinal Malpaso al W y el Anticlinal la Unión al E, territorio contenido en lo que se conoce como



las provincias fisiográficas montañas del norte y la planicie costera del golfo. Específicamente para este estudio, el área a la que nos vamos a referir con más detalle, se sitúa en las zonas aledañas al embalse de la C.H. Peñitas, desde la cortina hasta unos 5 km al sur del poblado Rómulo Calzada. Esta zona que rodea al caído, se caracteriza por una serie de sierras y valles, lo mismo se observan lomas redondeadas no muy inclinadas, como sierras coronadas por escarpes verticales que hacen visible a la distancia, la estratificación de las rocas sedimentarias cuya edad se ubica en la parte media y superior del terciario, específicamente en el Eoceno y el Mioceno. Las rocas más jóvenes de la región son unas lutitas limosas blandas de color pardo claro, estratificadas en capas que varían de 10 a 30 cm, que hacia abajo se vuelven más arcillosas y presentan una fractura concoidal, son de color gris oscuro y tienen una mayor compacidad y dureza que las anteriores, presentan estratos que varían desde unos 20 cm hasta un metro de espesor y se encuentran intercaladas con capas de arcilla franca y expansiva (Figura 2).

Figura 2.- Columna estratigráfica regional Las principales estructuras geológicas son las siguientes: El anticlinal Mono Pelado, sinclinal Maspac, sinclinal Buenavista, el volcán de la Unión (El Chichonal) y las fallas, El Fuerte, La Herradura, Playa Larga, La laja y Ostuacán. (Figura 3). El Anticlinal del Mono Pelado Ubicado al SW del Tapón y al sur de Rómulo Calzada cerca del poblado de Rubén Jaramillo; presenta dirección N 55º W, las rocas más antiguas que afloran en su núcleo, pertenecen al Eoceno, el cual se interrumpe por fallas principalmente de dirección E-W. Sinclinal Maspac



Presenta un rumbo N 36º-40º W en su núcleo afloran las rocas mas jóvenes de la formación Depósito del mioceno, su eje se encuentra cortado por fallas de rumbo con dirección N50º–70º E y fallas de dirección NE-SW y E-W que hace que su eje se flexione. Anticlinal La Unión Anticlinal recumbente de rumbo N-S con flexión al N33ºW desplazado por fallas de transcurrencia, en su núcleo afloran lutitas y areniscas del Eoceno. Sinclinal Buenavista Sinclinal ubicado al norte del volcán Chichonal, presenta un rumbo de N50ºW en su núcleo afloran rocas del Mioceno constituidas por lutitas, areniscas y conglomerados. Su eje se encuentra cubierto por rocas volcánicas piroclásticas expulsadas por el volcán Chichonal.

Figura 3.- Plano Geológico regional y principales estructuras geológicas III GEOLOGÍA EN EL SITIO DEL DESPLAZAMIENTO



Litología

Superficialmente el sitio está conformado por una alternancia de areniscas de grano fino, limolitas y lutitas de color gris oscuro en estratos delgados a laminares, en su mayor porción; esta secuencia se encuentra cubierta por areniscas limosas de color pardo ocre, en estratos delgados a medianos, así como una gruesa capa de suelo residual color rojizo a marrón. En algunos afloramientos cercanos al tapón en su parte NW y en la zona del poblado Juan del Grijalva, se observó que la base de esta secuencia litológica es de areniscas conglomeráticas y conglomerados polimícticos constituidos por fragmentos de rocas ígneas subredondeadas empacadas en una matriz arenosa

Geología estructural

• Fallas En el área de estudio se localiza en el borde noreste del eje del sinclinal Maspac, ésta es una estructura regional producto de la deformación de la Orogenia Chiapaneca, donde superficialmente, se observan amplios plegamientos en los sedimentos terrígenos del Mioceno y Eoceno, cortados por un sistema de fallas de desplazamiento lateral de rumbo noreste. Particularmente la zona del caído, se encuentra limitada tanto en la parte norte como en la sur, por fallas de desplazamiento lateral, las cuales son paralelas entre si y conservan un rumbo NE 60° SW. Hacia la parte noreste el bloque esta segmentado por la falla La Laja, la cual es una falla regional del tipo normal, identificada durante los recorridos en la zona.

Fracturamiento Se obtuvieron tres familias de fracturamiento, con las siguientes características: 1) N 60° E/ 75° NW y SE, esta es el principal sistema de discontinuidades y se caracteriza por ser fracturas continuas (de 3 a 10 m), de superficie plana y con escaso relleno de calcita, este sistema es paralelo a las fallas de desplazamiento lateral.

Estratificación Durante el levantamiento geológico de superficie, se efectuó una toma de datos de estratificación en los principales arroyos, caminos y las partes bajas en la zona del embalse, determinando mediante un análisis estereográfico con 93 datos, que el principal rumbo de la estratificación es NW20° con variación a N-S y echados de 8° a 15° al SW IV MECANISMO DE FALLA Dos tipos de fenómenos causaron el deslizamiento de Juan del Grijalva, uno de carácter geológico-geotécnico (Figura 4), que tiene que ver con aspectos litológicos, estructurales y propiedades geomecánicas de la roca y otro meteorológico, relacionado con una precipitación intensa que alcanzó alrededor de 1000 mm, entre los días 28 de octubre al 3 de noviembre de 2007, lo que provocó variaciones en el nivel freático de la masa rocosa y con ello, subpresiones (presiones ascendentes que contrarrestan el efecto gravitatorio del macizo).



Figura 4.- Mecanismo de falla del deslizamiento Juan de Grijalva La masa de roca se deslizó a través de una capa blanda ( estrato ) de lutita, constituida por una arcilla plástica de resistencia marcadamente inferior a la arenisca que la subyace y con una inclinación de 8 a 10° hacia el río, la arcilla al saturarse, se comportó como un lubricante que facilitó el deslizamiento. En la parte posterior del Caído, entre las elevaciones 170 a 180 quedó expuesta la superficie de deslizamiento. Como se representa en la Figura 4; el deslizamiento ocurrió cuando, producto de una abundante precipitación, la masa rocosa se saturó, el nivel freático se elevó casi hasta



el nivel de la superficie y se produjo el fenómeno de subpresión, el cual empujó la masa rocosa hacia arriba; como consecuencia de este empuje vertical, la masa se movió a través de la capa de arcilla plástica mencionada antes. El bloque se soltó en su parte NE, que estaba limitado por la falla La Laja y se deslizó por la superficie de falla como si fuera una barra de hielo, flanqueado por un par de fallas de deslizamiento lateral al N y al S del cuerpo en movimiento. El bloque se mueve en dirección al río y es detenido por la ladera que forma la margen izquierda de éste. El gran bloque se dividió en tres sub-bloques cuyos límites son también fallas pre-existentes similares a las primeras. El sub-bloque I es el que se ubica más aguas abajo, el II en medio y el III hacia aguas arriba. Estos bloques tuvieron dinámicas diferentes, unos se deslizaron más que otros, debido a la diferente resistencia encontrada. De esta forma, los sub-bloques I y III se movieron más, porque encontraron menor resistencia que el sub-bloque II, que se detuvo al tener mayor resistencia por la margen izquierda (Figura 5). Después de que el movimiento del bloque cesó, al encontrar el contrafuerte que lo detuvo, el bloque se relajo y se verificaron un serie de fallas paralelas al antiguo cauce y otras menores de relajación transversales a estas últimas.

Figura 5.- Muestra los tres bloques principales en que fue subdividido el deslizamiento en la primera etapa. V BARRENACIÓN Para definir el modelo geológico y caracterizar el boque deslizado y el bloque insitu, se perforaron 10 barrenos con recuperación de muestra y se efectuó una descripción geológica detallada, de su recuperación e índice de calidad de roca, determinándose en todos los casos que en el bloque deslizado, la recuperación es baja y al pasar al bloque insitu, la recuperación y la calidad de roca mejoran notablemente. En todos los casos



se cortó el plano de falla, a excepción del barreno 3 debido a que este se ubica en la zona que no sufrió movimiento. Con la perforación se pudo precisar que el plano de deslizamiento es una capa de arcilla de unos 50 cm de espesor de color gris oscuro, plástico y húmedo, que es una superficie de falla continua y tiene una dirección al SW con 8º a 10º de inclinación (Figura 7).

Figura 6.- Modelo geológico conceptual del bloque deslizado Asimismo, en algunos barrenos se hicieron pruebas de permeabilidad determinándose que el bloque deslizado se clasifica como permeable a altamente permeable, mientras que debajo de la traza de la falla se clasificó como impermeable a poco permeable. Por otra parte, posteriormente con las obras de drenaje, se identificó la falla en la galería y se identificó la traza de la misma en la zanja-dren (Figura 7).

Figura 7.-Localización de las obras en el bloque deslizado. En color azul se muestra el trazo de la galería de drenaje, en color rojo, el trazo de la zanja dren y los barrenos ejecutados.



Figura 8.-Sección geológica por el eje de la galería de drenaje VI EXCAVACIÓN DEL CANAL Para caracterizar los materiales que taponaron el cauce del río Grijalva, donde se excavó el canal, se realizó un levantamiento geológico superficial con objeto de diferenciar las diversas unidades litológicas en la zona y realizar la vigilancia del comportamiento de la excavación de las bermas y taludes, para ello se agruparon en tres unidades de acuerdo a la siguiente tabla 1:

Tabla 1.- Descripción de las unidades que se diferenciaron en los materiales que constituyen el tapón Este criterio se limitó a establecer la distribución de materiales en la parte superficial (Figura 10), sin considerar su continuidad a profundidad. Por otra parte, con el apoyo de la brigada de topografía se efectuó una configuración de detalle en la zona del tapón y se elaboraron secciones topográficas a cada 20 m, que sirvieron de base para formar las primeras secciones geológicas del tapón, lo que permitió ir ajustando el trazo del mismo con objeto de realizar una menor excavación (Figura 11). Cabe destacar que con ese fin, el trazo del eje del canal, cambió varias veces, es por ello que este cuenta con varias deflexiones, finalmente, su longitud se estimó en 800 m (Fotografía 1).

UNIDAD DESCRIPCIÓN U1 Acumulación de bloques de areniscas y lutitas de forma tabular e

irregular con tamaños promedio de 3 a 10 m de diámetro, con escasa arcilla entre ellos

U2 Zona de bloques de lutita y arenisca de forma tabular e irregular con tamaño menor a 3 m de diámetro. Esta unidad representa el bloque deslizado, ya que conserva la estructura original de la masa rocosa.

U3 Zona de acumulación de arcilla color rojo, conteniendo bloques de lutita y arenisca, intemperizados, de color pardo en tamaños de 0,40 a 2,0 m



Fotografía 1.- Vista del caído que obstruyó el cauce del río Grijalva Con el apoyo de la barrenación, se logró definir la geología del canal y con base en ello se tomaron las acciones necesarias para efectuar las excavaciones mínimas posibles, que permitieran construir un canal piloto, para posteriormente ampliarlo en varias etapas constructivas, en tres frentes de trabajo (Fotografía 2).

Figura 9.- Planta y sección geológica por el eje del canal

U1

U2 U3



Trazo del canal

+ 87.0

FRENTE 1

Aguas arriba

Aguas abajo

0+460

0+100

0+200

0+600

0+700

0+780

0+340

0+000

FRENTE 2

FRENTE 3

+ 105

+ 110

+ 120

+ 110

DRENAJE CAMINO

LADERAS

Zona de Maniobras

Fotografía 2.-Vista aérea de los frentes de trabajo resultado de la planeación operativa en base a los estudios geológicos.

Figura 10.- Diseño de la excavación del canal piloto en tres etapas para recanalizar el

río Grijalva. Finalmente el 18 de diciembre se lograron remover 1 267 061 m3 del material deslizado constituido por roca de tamaño grande , lodo y arcilla plástica, dando paso al canal piloto y logrando en tiempo récord de 40 días restituir el paso del río Grijalva hacia aguas abajo. Posteriormente, en la segunda etapa, en la ampliación del canal se



removieron adicionalmente 1 909 653 m3 a la cota 85 incluyendo la excavación en la zona de la ataguía. VII INSTRUMENTACIÓN Una vez que se definió el modelo geológico y los sub-bloques, se colocaron referencias superficiales, para medir desplazamientos de la masa rocosa mediante triangulaciones topográficas, al mismo tiempo, se procedió a aprovechar los barrenos de la exploración geológica para instrumentarlos (Fotografía 3), con la finalidad en primera instancia, de conocer los niveles piezométricos de la masa rocosa deslizada, donde como característica principal se observó, que los piezómetros de la parte alta de la ladera en la zona del caído, tenían una respuesta proporcional a las lluvias registradas. Como parte de la planeación, se instalaron inclinómetros en ambas márgenes del río, para medir desplazamientos de la ladera, esta información, nos permitió conocer que aún después del deslizamiento principal, había movimientos residuales de los sub-bloques, principalmente entre el 1 y 2. Para tener una mayor certeza de la cuantificación de estos movimientos, se buscó una tercera alternativa de medición de mayor precisión, determinando que se colocaran aparatos GPS, los cuales miden en tiempo real, los desplazamientos tanto en el sentido horizontal y vertical obteniendo coordenadas en X, Y, y Z a cada instante, durante las 24 hrs del día, de estos equipos se colocaron 20 estaciones distribuidos de la siguiente forma: 4 en margen izquierda y 16 en la margen derecha. En el sub-bloque 1, existen 6 estaciones, en el sub-bloque II, se tienen 7 estaciones y finalmente, en sub-bloque 3, se tienen 4 (Fotografía 4). Conviene resaltar que con cada tipo de instrumento (referencias topográficas, GPS e inclinómetros) buscábamos conocer si había o no movimientos a diferentes niveles, así las referencias topográficas nos indicaban si a nivel de superficie había o no movimientos, los aparatos GPS se colocaron sobre bases que estaban hincadas entre 10 y 15 m y los inclinómetros quedaron instalados por debajo y encima del plano de falla. En forma paralela a la excavación del canal hasta la elevación 85 y su ampliación en la base a 70 m, se realizó y concluyó de manera general un estudio hidrológico que nos indicó, que parte del agua de lluvia se escurría por la superficie (otra parte se infiltraba) plana (aunque con inclinación hacia el río) hasta llegar a la zona de los bloques en donde debido al abundante fracturamiento de estos, se infiltraba rápidamente.



Fotografía 3.- Localización de los barrenos instrumentados en la zona del caído

Fotografía 4.- Localización de las estaciones GPS y vectores de desplazamiento Por lo anterior, se decidió construir una zanja-dren perimetral en la parte posterior del caído, con la finalidad de evitar que esta agua de lluvia se infiltrara en la masa rocosa.



Una vez que se construyó esta, la información de la instrumentación mostró un descenso importante en los niveles piezométricos de la zona, aunque no lo suficiente. Por lo que para evitar que el efecto del agua sobre la masa rocosa, incidiera directamente en el movimiento del mismo y para reforzar la zanja-dren, se tomó la decisión de construir una galería de drenaje por debajo del plano de falla Juan de Grijalva, la cual captaría agua que escurría del E, sobre la superficie, entre la zanja dren y los sub-bloques y el agua de lluvia que cae directamente sobre de estos, con la finalidad de liberar la presión hidráulica subterránea sobre los mismos, evitando que el nivel freático subiera como para crear el fenómeno de subpresión. El criterio para ubicar la galería se obtuvo de las observaciones piezométricas con cuya información se observó que en los barrenos de sub-bloques I y II (sobre todo cerca de la frontera entre estos) con la lluvia el NF subía rápidamente y tardaba más tiempo que en los otros barrenos en descender, por lo que se decidió que el paso de la galería era obligado por debajo de esta zona. Para la excavación de la galería, debido a la importancia de los trabajos, se abrieron dos frentes de trabajo; el primero, se ubicó aguas abajo de tapón y se le denominó galería 1; mientras que hacia aguas arriba se abrió el frente denominado galería 2. Debido a las condiciones geológico estructurales, únicamente se obtuvo agua en la galería 1, con gasto máximo de 54 litros por segundo, cuando se atravesó el plano de falla por donde deslizó el caído (Fotografía 5) Para mejorar el drenaje, se construyeron dentro de la galería, nichos y aureolas de drenaje, lo que provocó el descenso general de los niveles piezométricos con una tendencia clara a estabilizarse.

Fotografía 5.- Frentes de trabajo donde se observa la zanja-dren y la galería de drenaje

FFRREENNTTEE

FFRREENNTTEE

GG11--00 eelleevv

GG11--11 eelleevv

GG11--22 eelleevv

GG11--33 eelleevv

GG22--33 eelleevv

GG22--22 eelleevv

GG22--11 eelleevv

GG22--22 eelleevv

GGAALLEERRIIAA DDEE DDRREENNAAJJEE

SS==00,,00336666

SS==00,,000055

SS==00,,000055

SS==00,,00002255

SS==00,,000022

FFRREENNTTEE

FFRREENNTTEE

FFRREENNTTEE

DDRREENNAAJJEE SSUUPPEERRFFIICCIIAALL

MARGEN

EXCAVADORA 4 (10,18,113,111)MARTILLO 1 (50) ARTICULADO 9 (49,86,87,96,98,123,136,138,154) TRACTOR 3 (11,31,61)

ISLA 0+000

MARTILLO 1 (176) TRACTOR 2 (109,128)

FRENTE 3

EXCAVADORA 2 (40,46) ARTICULADO 10 (41,42,66,67,77,81,91,92,93,94) TRACTOR 2 (72,78)

FRENTE 1 Y 2

EXCAVADORA 4 (102,106,135,140)MARTILLO 3 (115,116,139) ARTICULADO 9 (48,51,56,88,95,97,137,149,157) TRACTOR 3 (26,33,62)

TOTAL MAQUINARIA

ETAPA 3EXCAVADORA 10 MARTILLO 5 ARTICULADO 28 TRACTOR 10 53

DDEESSLLIIZZAAMMIIEENNTTOO RRIIOO GGRRIIJJAAVVAA

FRENTE 1

EQUIPO MINEROCONTINUO

FRENTE 2

ROZADORA ALPINE 740

11++

00++

00++3366

00++0000



Como ya se dijo y se puede observar en la figura 12, los niveles piezométricos en el sub -bloque 1, se ven influenciados por el agua de infiltración proveniente de la parte superior de la ladera; entre las fechas del 1 de Diciembre al 17 de Mayo de 2008, los niveles dentro de la masa rocosa se encontraban altos y al iniciar la temporada de lluvias, estos se incrementaron. Con la construcción de la zanja- dren el día 22 de Mayo de 2008 los niveles paulatinamente fueron descendiendo. Para reforzar el funcionamiento de la zanja se procedió a regularizar el terreno en la parte superior compactado la superficie, con la finalidad de que los escurrimientos corrieran con mayor velocidad y se infiltraran lo menos posible, y con ello abatir los incrementos de niveles en los sub-bloques, debido a que la galería llevaría un tiempo para su construcción. Adicionalmente se perforaron 5 pozos de achique, los cuales sirvieron para abatir los niveles hidráulicos de la masa rocosa. Mediante este conjunto de obras, fue posible mantener estable los niveles en tanto se construía la galería. Asimismo, se han colocado en la Figura 12, los sismos de mayor magnitud, los cuales, no reflejan su efecto en la estabilidad de los bloques.

Figura 11.- Niveles freáticos en el sub-bloque I La Figura 13, muestra los gastos sobre la galería de drenaje, la zanja-dren y los escurrimientos superficiales, donde se observa que en la galería de aguas abajo es donde se obtienen los mayores gastos, dado que cuando llueve se registran inmediatamente un incremento en los gastos, lo que es indicativo que la galería se encuentra trabajando eficientemente.



Figura 12.- Lecturas de gastos obtenidos en los sub-bloques Durante la reapertura del canal, llegaron a pasar alrededor de 2000 l/s, ello provocó erosión en las laderas y en el cauce, por lo que fue en esos días cuando se presentó el mayor movimiento, registrado en los GPS. Otros desplazamientos registrados en los aparatos GPS se manifestaron en abril y octubre de 2008, ambos derivados de un par de sismos ocurridos cuya intensidad fue de 6.5 grados en la escala Richter. Comparando las graficas de los GPS, se ve que el sub-bloque presenta mayor movimiento que el sub-bloque 1.

Figura 13.- Lecturas de las estaciones GPS y los sismos registrados en la zona del Tapón



Sin embargo, de acuerdo a los resultados de la instrumentación desde su instalación a la fecha, se concluye que ambas márgenes del canal Juan de Grijalva, se han comportado estables con factores de seguridad más altos respecto a la temporada de lluvias del año pasado y no existen indicios de movimientos locales de talud ni de reactivación de movimiento de los sub-bloques sobre la superficie de falla. Cabe mencionar que los factores de seguridad se incrementaron gracias a la construcción del dren, la galería y sus drenajes. VIII SISMOTECTÓNICA Como parte de la instrumentación, también se implementó una red sísmica de telemetría, con un radio de observación de 50 km a la redonda, esto para conocer por otro medio, el estado que guardaban los tres sub-bloques ante la posibilidad de una reactivación, para lo cual, se colocaron tres equipos de aceleración que registran y envían la señal en tiempo real a la Cd de México, D.F, que con el apoyo del software Antilop, se puede hacer una interpretación rápida y confiable de algún evento extraordinario o posibles movimientos entorno al caído. A la fecha, la red ha registrado 14 eventos relevantes en el ámbito de proyecto, los cuales se mencionan en la Tabla 2.

Evento Fecha Hora Mag.

1 12/02/2008 6:50:18 6.6

2 14/04/2008 22:03:06 6.5

3 16/04/2008 20:52:59 5.4

4 31/05/2008 3:05:30 4.8

5 05/06/2008 0:11:26 4.8

6 21/06/2008 20:32:07 4.9

7 16/10/2008 14:41:22 6.6

8 16/01/2009 20:57:30 5.2

9 22/01/2009 8:03:57 5.0

10 03/05/2009 11:22:37 6.0

11 07/06/2009 16:27:13 5.0

12 29/08/2009 5:43:33 5.2

13 30/08/2009 4:19:44 5.1

14 08/09/2009 0:15:07 5.2

Tabla 2.- Sismos más relevantes registrados por la red sismológica del proyecto entre los años 2008 y 2009 De acuerdo a la opinión del grupo de instrumentación, se ha observado que el efecto de la mayoría de los sismos, no se ve reflejado en las lecturas ni de de inclinómetros ni de los GPS; sin embargo el día 12 de febrero de 2008, se registró un sismo de magnitud 6,6 proveniente de las costas de Oaxaca, el cual refleja un efecto significativo en los instrumentos de medición, principalmente en la margen izquierda debido a que esta masa rocosa.



IX ALTERNATIVAS DE TÚNEL Con la finalidad de solucionar de manera definitiva y garantizar el paso del río Grijalva, se estudiaron cuatro alternativas de túneles, en el meandro adyacente a 3 km aguas arriba del Tapón. Con ello se garantizará la operación del Sistema Hidroeléctrico Grijalva y el manejo de los caudales de forma razonable. La alternativa que presentó las mejores condiciones para la excavación para un par de túneles fue la alternativa B, actualmente en construcción. Los estudios llevados a cabo comprendieron, geología superficial, geofísica, perforación, sismotectónica, instrumentación y batimetría. Alternativa B Aunque es la que presenta mayor longitud de túneles, se considera la más viable, con la barrenación en ambos portales así como en el trazo del túnel, se encontró de que en esta alternativa los túneles se excavaron en areniscas y limolitas, compactas de buena calidad, que permitirán la excavación, sin mayor complicación (Fotografía 6). No obstante que se prevé que la roca durante la excavación presente buenas características, se deberán de efectuar los tratamientos a la roca que sean necesarios para garantizar la estabilidad tanto de las excavaciones superficiales como subterráneas (Figuras 14)

Figura 14.- Secciones geológicas por el trazo de la alternativa B. En las Fotografías 6 y 7 se muestran los avances en la excavación del portal y del túnel, con estas actividades, se asegura la operación normal del Sistema Hidroeléctrico Grijalva.



Fotografía 6.- Excavación del portal de entrada de la alternativa B

Fotografía 7.- Excavación del túnel 1 por el portal de salida, alternativa B.



X REFLEXIÓN FINAL El estudio y la excavación realizada en el canal Juan de Grijalva fue sin duda un reto debido a varios factores: Primero, se tenía que excavar un canal a la elevación 92 con una cubeta mínima de 7 m en un tiempo no mayor de 43 días. En este tiempo estaba incluido; el traslado de maquinaria y equipo al sitio el cual contaba sólo con un acceso, y este era con pagas (con capacidad mínima de 80 tn) a través del embalse de la Presa Peñitas. Como no había tiempo para realizar el proyecto, se decidió iniciar sin él e ir ajustando este conforme se avanzaba. Por ello, el trazo del canal sufrió varios cambios en su trayectoria. Segundo; había que coordinar en muy poco tiempo, los esfuerzos de varias empresas contratistas que fueron las que rentaron el equipo y al personal que lo operaba. Adicionalmente, habría que coordinar a diferentes áreas de la CFE y del Gobierno Federal como PEMEX y CNA. Considero que haber podido concluir estos trabajos en menos de mes y medio fue producto, principalmente de cuatro factores que se dieron durante los trabajos: Liderazgo, trabajo en equipo, compromiso y objetivos compartidos. Todo ello hizo posible que las poblaciones implicadas estuvieran a salvo, que se normalizara el funcionamiento del Sistema Hidroeléctrico del río Grijalva y que el proyecto y la CFE hayan recibido dos reconocimientos: “El mejor Proyecto de Ingeniería realizado en México en el año 2007” y el máximo premio internacional de ingeniería que se otorga a una empresa eléctrica “El Edison Award”.



XI BIBLIOGRAFÍA: Comisión Federal de Electricidad. 2008. Deslizamiento en la comunidad Juan de Grijalva, Chiapas, México; Estudios para la Recanalización del río, 1ª. Etapa. CFE-DPIF-GEIC. Informe Inédito. Gustavo Arvizu Lara, Moisés Dávila Serrano, Juan de Dios Alemán, Alberto Sánchez de la Vega. CFE 1. DIRECCIÓN DE PROYECTOS DE INVERSIÓN FINANCIADA/SUBDIRECCIÓN DE PROYECTOS Y CONSTRUCCIÓN/GERENCIA DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA CIVIL/Subgerencia de Estudios Hidrográficos. Juan Diego Martínez Nájera y Luis Israel Moreno Valle González. Reporte del Balance hidrológico de subcuenca, sitio de El Tapón. Actividades de campo para determinar coeficientes de infiltración, drenaje superficial y parámetros hidrológicos: modelo de flujo para analizar alternativas de galería, dren y pozos en la margen derecha del canal Juan de Grijalva, Chis. Mayo de 2008. CFE 2. DIRECCIÓN DE PROYECTOS DE INVERSIÓN FINANCIADA/SUBDIRECCIÓN DE PROYECTOS Y CONSTRUCCIÓN/GERENCIA DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA CIVIL/Subgerencia de Seguridad y Estructuras. Antonio Vargas Camacho y Manuel Moreno Hernández. Canal Juan de Grijalva, Chis. Estimación de niveles de agua en los barrenos con una lluvia de 500 mm. Marzo de 2008. CFE 3. DIRECCIÓN DE PROYECTOS DE INVERSIÓN FINANCIADA/SUBDIRECCIÓN DE PROYECTOS Y CONSTRUCCIÓN/GERENCIA DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA CIVIL/Subgerencia de Geohidrología. Juan N. Ríos Tercero. Proyecto: San Juan de Grijalva, Chis. Modelo conceptual del funcionamiento geohidrológico. Mayo de 2008.

el deslizamiento en el rÍo grijalva, chis. - … deslizamiento en el rio... · zanja-dren y una...

Documents