Estudio Geotecnico Represa Tablachaca

CAPITULO III ESTUDIO GEOTECNICO PRESA TABLACHACA 3.1 TRABAJOS DE EXPLORACION DE CAMPO Para el desarrollo del presente informe que involucra los análisis de la estabilidad de taludes de la presa Tablachaca ubicado en Huancavelica, se ha tomado como referencia los estudios geotécnicos iniciales realizados por la empresa CESEL S.A. Cabe mencionar que dichos estudios nos sirven para determinar la estabilidad de la presa para su vida útil, así como también para reconocer las propiedades de los materiales que las conforman y concluir a posibles soluciones. Por lo tanto nuestro trabajo contempla el análisis de los ensayos de diamantina ubicados a extremos del vaso del embalse y determinar sus parámetros geotécnicos con el fin de poder desarrollar unos modelos que garanticen un buen funcionamiento de la presa para luego ser evaluadas por su estabilidad. 3.2 HISTORIA SISMICA DEL AREA DE INFLUENCIA La fuente básica de datos de intensidades sísmicas de sismos históricos, que describe los principales eventos sísmicos ocurridos en el Perú. Un mapa de distribución de máximas intensidades sísmicas ocurridos en el Perú. Ha sido presentado por Alva Hurtado en 1984 ilustrándose en el mapa N°06 .basado en datos de intensidades puntuales de sismos históricos y sismos resientes.

3.2.1.- ESTUDIO PROBABILISTICO El peligro sísmico puede evaluarse probabilísticamente con el método desarrollado por Cornell (1968). La primera parte del método consiste en una revisión de la actividad sísmica en el pasado, para determinar las fuentes sismogenicas considerando las características tectónicas de la región. Luego se determina la ocurrencia de las zonas sismo génicas y con la atenuación sísmica se calculan los valores probables de intensidades sísmicas. 3.2.2.- DETERMINACION DEL PELIGRO SISMICO El presente trabajo en la presa de tablachaca se pretende aplicar la metodología aplicada a la estabilidad de taludes, centrándose en determinar el riesgo potencial de deslizamiento latente en la zona designada al estudio. En resumen el riesgo es definido por la siguiente expresión: RIESGO= PELIGRO X VULNERABILIDAD

Donde el peligro está asociado a la probabilidad de ocurrencia de un evento( deslizamiento) y la vulnerabilidad al grado de daño o perdida que estos eventos puedan incluir sobre los elementos cercanos al evento de deslizamiento.

3.3.- ZONA DE DERRUMBES 3.3.1.- Estudio del derrumbe 5 ubicado en la margen derecha del embalse de la presa de Tablachaca. Después de construida la presa Tablachaca y poco antes de iniciarse el llenado del embalse en Septiembre 1972, sorprendió la importancia de uno de los deslizamientos identificados en el área, denominado derrumbe 5. Las lluvias intensas de 1979 y 1982 incrementaron los movimientos en el derrumbe hasta el punto de declarar el proyecto en emergencia en abril de 1982. Por tal motivo se construyó obras de estabilización, las cuales fueron: 1. Construcción de un contrafuerte en la parte inferior del derrumbe. 2. Pantallas de anclaje ubicadas cerca de la presa. 3. La construcción de dos galerías de drenaje con drenes de drenaje horizontales desde la superficie. 4. Adicionalmente se construyeron cunetas revestidas para el manejo de aguas superficiales.

Las obras remediales comprendieron la compactación de 1 583 columnas de grava en un área de 7 600 m² y la colocación de 467 000 m³ de material de relleno para el contrafuerte. Se colocaron posteriormente 419 anclajes en tres niveles de pantallas (en las cotas 2 750, 2 730 y 2 710 msnm respectivamente), con los cuales se aplicó una fuerza total de 486 000 kN (48 600 ton). El sistema de drenaje subterráneo consistió en la construcción de dos galerías excavadas en el macizo rocoso (Galerías S-200 y S-250) por detrás del deslizamiento con una longitud total de 1300 m. Posteriormente, como complemento al sistema de drenaje, se construyeron 227 m adicionales de galerías que se desprendían de las existentes. A lo largo de estas galerías, se construyeron un total de 190 drenes radiales con una longitud de 3 290 m. Desde la superficie se construyeron 21 huecos de drenaje horizontales con una longitud total de 1 282 m ubicados en las cotas 2 700 msnm y 2 725 msnm

aproximadamente. El sistema de drenaje superficial consistió en la construcción de 5 963 m de cunetas de drenaje a lo ancho del derrumbe y a diferentes elevaciones. 3.3.1.1.-IMPORTANCIA DE LOS ANCLAJES Y SU PROCESO CONSTRUCTIVO Un anclaje es un elemento estructural instalado en suelo o roca que sirve para transmitir una carga de tensión superficial a un manto de soporte profundo. En las estructuras ancladas se enfocan varillas o tendones generalmente, de acero en perforaciones realizadas con taladro posteriormente se inyectan con cemento Estos proveerán un esfuerzo resistente para la estabilidad del talud. Estos pueden ser pretensados para colocar una carga sobre un bulbo cementado o pueden ser cementados simplemente sin colocarles carga activa Cuando el factor de seguridad de un talud determinado se considere insuficiente se puede mejorar la estabilidad por medio de la colocación de anclajes con cierta tensión y asi aumentar el valor de FS. Los anclajes realizan dos acciones beneficiosas para la estabilidad de la masa deslizante: a) Su componente horizontal se opone a las fuerzas que tienen al deslizamiento b) Su componente vertical aumenta la resistencia al corte de la discontinuidad Considerando la presencia de anclajes la expresión del F.S queda como sigue.

T: tensión de anclaje por unidad de longitud de talud. Sera igual al numero de anclajes multiplicado por la tensión en cada uno de ellos y dividido por la longitud total del talud ϴ : Angulo de forma de anclaje con la normal al plano de deslizamiento Proceso constructivo: a)

b

c)

d)

3.3.1.2.-ANALIZANDO LA UTILIZACION DE ANCLAJES EN EL TALUD DEL DERRUMBE 5 y 4 AYUDADOS DEL PROGRAMA SLIDE.

Método de análisis simplificado- BISHOP

FS: 0.795

Con el programa SLIDE se pudo comprobar la inestabilidad del talud. Luego se planteó como solución a la inestabilidad el uso de anclajes.

FS: 1.116

Suelo inestable Para determinar el tipo de suelo se hizo uso de fotografías, éstas fueron obtenidas con el programa Google earth. Como se puede mostrar a continuación:

De las fotografías puedo observar que primero el suelo fue arcilla, luego lutita; tiene una formación Excélsior. En conclusión se trata de un suelo de la familia de la arcilla totalmente inestable y muy fracturado es por ello que se dan los desprendimientos y deslizamientos. Una recomendación seria la aplicación de inyecciones de concreto ¨ (Ing. Tumialán Luego de realizar diferentes capturas de imágenes se pudo observar que por la parte izquierda del embalse se están produciendo también deslizamientos.

3.3.1.3-ESTABILIDAD DE TALUDES SEGÚN MINISTERIO DE ENERGIA Y MINAS (Guía ambiental para la estabilidad de taludes) El análisis de estabilidad es un procedimiento de pruebas sucesivas. Se escoge una superficie de potencial deslizamiento y se determina el factor de seguridad contra deslizamiento a lo largo de esa superficie. Se escoge diferentes superficies que tiene el factor más bajo de seguridad a este se le determina como superficie critica. Si bien el Ministerio de energía y minas recomienda actuar sobre la superficie más crítica , también es necesario calcular la estabilidad del talud en función a un esfuerzo efectivo, para eso; se tuvo que conocer la presión de poros dentro talud. En tablachaca se concluye que esta presión de poros del agua se da a partir de una red de flujo, permitiendo de este modo que se calcule el esfuerzo efectivo. También se llevó este talud a un modelamiento en el programa Slide – estabilidad de taludes, con lo que demostramos la inestabilidad del mismo calculando el factor de seguridad inferior a 1 . Luego de la evaluación respectiva y revisión de los manuales publicados por los Ministerios correspondientes se optaron los siguientes criterios. 1.- definir la ubicación de los drenes, con un estudio geotécnico previo para determinar las características del flujo subterráneo. 2.- Con la utilización de Piezómetros se medirá el abatimiento del agua y proporcionara información para la colocación de mas subdrenes.

nos

3.- Concluir en el número de subdrenes , varios de poca profundidad o pocos de bastante profundidad. 3.3.2.- ZONIFICACIÓN DEL EMBALSE Estudio de estratificación de suelos Fue organizado en dos sectores 1 y 2, ejecutando 13 perforaciones subacuáticas nominadas del P1 al P13. Adicionalmente se consideró el sector 0 a lado del contrafuerte y desarenador

EL SECTOR 1 Delineado después de los primeros 450m en dirección hacia aguas arriba de la presa, siguiendo el eje del plano de batimetría, comprende las siguientes coordenadas UTM WGS84: Numero sondaje P-1 P-4

de UBICACION SECTOR 1 SECTOR 1

COORDENADAS NORTE ESTE 8621954 522800 8 622 070 523020

COTA 2681 2678

Una capa superficial de lodo con restos orgánicos y restos de basura, con una potencia de 0,60 m y 3,00 m. de arcillas de baja plasticidad (CL), y limos de baja plasticidad (ML) saturadas, desde muy blandas a blandas, con presencia de gravas aisladas.

PERFIL ESTRATIGRÁFICO EN EL SECTOR 1 Una capa subsuperficial, de 3,50 m a 4,50 m de gravas redondeadas de 7.5 a 0.5 cm, estructuradas de la siguiente forma:

PERFIL ESTRATIGRÁFICO EN EL SECTOR 2 Establecido con casi 800m de longitud, se ubica después del sector 1, hacia aguas arriba, entre las coordenadas UTM - WGS84: Numero de sondaje

UBICACION

COORDENADAS NORTE ESTE

COTA

P-5 P- 13

SECTOR 2 SECTOR 2

8 621 939 8 622 140

2681 2678

522 179 522 600

SEDIMENTACION EN EL EMBALSE Analizaremos el riesgo sedimentológico de la presa con los programas civil 3d y HEC RAS 4.1 a) Utilizando el programa civil 3d se superponen las superficies de las batimetrías 2004 y 2009.

Se crea una superficie de cálculo de volumen de sedimentación

Se determina el estilo de superficie para que el programa reconozca las elevaciones y así calcule sin problemas

Se define como superficie base a batimetría 2004 y superficie de comparación batimetría 2009

Área a dragar: 20231.33 m2 Volumen a dragar:

3425.25 M3

Volumen ya Sedimentado (erosionado): 5214.23 M3