Fundación del plinto

Debido a que la mayor parte de las exploraciones realizadas en el sitio de presa en estudios anteriores están localizadas aguas abajo del eje de la presa, se realizaron algunas exploraciones adicionales en el área de fundación del plinto, encaminadas a verificar los siguientes aspectos locales:

o Espesor de los suelos y grado de meteorización de la roca superficial.

o Condiciones de la roca en la intersección del alineamiento del plinto con las fallas y zonas de cizalla paralelas al río, determinadas mediante la geología superficial.

o Profundidad de la roca competente en cercanías del plinto mediante sísmica de refracción.

8-19

Se ejecutaron en esta etapa de estudios cinco sondeos de refracción sísmica y cuatro trincheras en las cercanías del plinto, cuyos registros indican los siguientes resultados:

o En general, la fundación del plinto en ambas laderas del río está compuesta por una roca superficial, parcialmente cubierta por un suelo orgánico de menos de 40 cm de espesor, que yace sobre un coluvión o suelo residual constituido por gravas en una matriz de arena arcillosa, cuyo espesor total no excede 2,0 m.

o La roca está compuesta por una secuencia de limolitas inclinadas hacia la margen derecha del río, homogéneas y finamente estratificadas (B1-a), en el estribo izquierdo y el lecho del río; de limolitas intercaladas con lutitas, finamente laminadas (B1-b), en la parte inferior del estribo derecho; y de las mismas rocas, más duras, fracturadas y descomprimidas (B1-c), en la parte superior del estribo derecho.

o En la masa rocosa expuesta en el fondo de las trincheras son evidentes algunos planos de cizalla paralelos al lecho del río, con buzamiento general hacia el interior de las laderas, ubicadas en concordancia con los alineamientos deducidos del levantamiento geológico superficial. En la superficie de la roca en las cercanías de estos planos, se encuentran fajas de material meteorizado con anchos variables entre 0,5 m y 2,0 m, constituidos por gravas meteorizadas de la misma roca, en una matriz de arena arcillosa; son suelos semi-duros que difícilmente pudieron excavarse con pala hasta una profundidad de 2,0 m, en donde se redujo su espesor casi totalmente.

Lo anterior es aplicable a ambas laderas del cañón, aunque con las siguientes diferencias entre ellas:

o En la margen derecha el espesor de los suelos tiende a ser mayor que en la izquierda y la roca es más meteorizada superficialmente.

o Por la mejor calidad de la roca en el estribo izquierdo se identifican más fácilmente las cizallas, aunque tienden a ser más delgadas.

o El material cizallado es más gravoso, seco y delgado en la margen izquierda y más arcilloso, plástico y húmedo en la margen derecha; en esta última margen se presentaron pequeños flujos de agua cerca del contacto suelo-roca.

o La dirección de los estratos rocosos es relativamente uniforme a través del cañón del río Misicuni y sólo en la parte superior del estribo derecho, en la zona adyacente a la carretera regional, el rumbo de los estratos gira hasta cerca de 90° y el buzamiento se acerca a la horizontal, por causa de pliegues y fallas locales.

Las cinco líneas de refracción sísmica, de 55 m de longitud cada una, indicaron que la velocidad de onda Vp en la roca superficial meteorizada, hasta cerca de 6,0 m de profundidad, está comprendida entre 1000 m/s y 1400 m/s, mientras que en la roca subyacente, menos meteorizada, tiene valores comprendidos entre 2000 m/s y 3600 m/s, los cuales tienden a incrementarse con la profundidad.

El control de las filtraciones a lo largo de la fundación del plinto se basó en el criterio de dimensionar su ancho de tal forma que el gradiente hidráulico máximo no exceda cierto valor que depende de las características geotécnicas de la roca.

En el caso de las limolitas de la Formación Anzaldo presentes en toda el área de fundación del plinto, el gradiente máximo se estima que debe ser del orden de 12.

Según este criterio los anchos del plinto a las distintas elevaciones definidos para la altura de la presa en su etapa final (Elevación 3782 msnm), se indican en el Cuadro 8.2:

8-21

Cuadro 8.3 Ancho del plinto

Zona entre elevaciones (msnm) Gradiente hidráulico máximo Ancho del plinto (m) Estribo izquierdo 3782 – 3749 8,25 4,0 3749 – 3725 11,50 4,0 – 5,0 3725 – 3674 12,0 5,0 – 9,0 3674 – 3664 12,0 9,0 – 10,0 Estribo derecho 3782 – 3749 8,25 4,0 3749 – 3700 12,0 4,0 – 7,0 3700 – 3673 12,0 7,0 – 9,0 3673 – 3664 12,0 9,0 – 10,0 Fuente: [74]

8.1.6

Tratamiento de la fundación

Las condiciones geológicas y geotécnicas encontradas en el área de fundación de la presa indican la necesidad de realizar dos tipos de tratamiento del macizo rocoso, normalmente utilizado en este tipo de presas: uno superficial y otro profundo. Se aclara igualmente que este tipo de presas como se mencionó anteriormente, no requiere de galerías de drenaje porque el mismo relleno de la presa permite el drenaje de la masa rocosa, controlada con los respectivos filtros, permitiendo su libre evacuación aguas abajo de la presa.

Tratamiento superficial

El tratamiento superficial en el área de apoyo del cuerpo de la presa comprende el descapote y las excavaciones de los depósitos coluviales, aluviales y fluvioglaciales.

Tratamiento profundo

De acuerdo con las condiciones geológicas y geotécnicas de las rocas de la Formación Anzaldo en sus niveles B1-a, B1-b y B1-c, que constituyen la fundación del plinto y de acuerdo con los ensayos de agua a presión ejecutados en las exploraciones realizadas, los cuales indican valores de permeabilidad sobre las laderas del orden de 10-2 cm/s hasta profundidades de 33 m y de 10-4 cm/s después de esta profundidad, hasta la máxima investigada (50 m), se ha proyectado una cortina profunda de 40 m de profundidad equivalente al 35% de la carga hidráulica máxima. Esta cortina estará confinada por dos filas de consolidación de 15 m de profundidad. La cortina tendrá una dirección paralela al eje de la presa con inclinaciones iguales a 45° sobre el estribo izquierdo y vertical sobre el fondo del río y el estribo derecho.

Adicional a las inyecciones antes mencionadas se prevén inyecciones de consolidación complementarias en los sitios donde las principales discontinuidades geológicas cruzan la fundación del plinto, como son la Falla de Misicuni, la Falla “H” y las zonas de cizalla. La dirección, inclinación y longitud de estas inyecciones serán definidas después de efectuar las excavaciones una vez conocidas las características de éstas discontinuidades geológicas.

Estas inyecciones tienen la función de asegurar el sellamiento de las discontinuidades, llenar agrietamientos y prevenir posibles erosiones de la roca de fundación del plinto. Igualmente en el piso del vertedero de primera etapa se prevé la continuación de la cortina de inyecciones, bajo la fundación de la estructura de fundación para el plinto de la segunda etapa.

El procedimiento de inyección será de espaciamiento dividido, iniciando la perforación de huecos primarios con una separación de 6,0 m, inyectando inicialmente las filas laterales de consolidación en tramos predeterminados y luego la cortina central. Los primeros trabajos de perforación de algunos de los huecos primarios deberán adoptarse como huecos

8-23

exploratorios con objeto de ajustar los trabajos de inyección a las condiciones de la roca realmente encontradas. Todos los huecos primarios tanto de la fila central como de las filas laterales deberán ser perforados. Los huecos secundarios y terciarios serán opcionales y su ejecución dependerá de las tomas de la lechada registradas en los huecos primarios y secundarios respectivamente.

Las inyecciones de la fundación de la presa se hacen empleando el principio GIN, cuyas características se indicaron en el Capítulo 2 en el subtítulo 2.4.2.