concepto tecnico del board de expertos para dar su opinion
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CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 1 CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS PARA DAR SU OPINION SOBRE EL DISEÑO DE LA VIA SUSTITUTIVA BUCARAMANGA – BARRANCABERMEJA, EN EL SECTOR CAPITANCITOS – PUENTE LA PAZ 1. INTRODUCCION El presente informe expone los resultados de las actividades realizadas por los integrantes del denominado “Board de expertos” para emitir un concepto técnico sobre el diseño del tramo de vía sustitutiva de 11.5 km de longitud entre el sector denominado Capitancitos y el Puente La Paz del Proyecto Hidroeléctrico Sogamoso. Como resultado de las diferentes actividades realizadas, se formulan las conclusiones. El citado Board ha sido conformado, de mutuo acuerdo entre ISAGEN, la Gobernación del Departamento de Santander y las Sociedades Santandereana de Ingenieros y de Geotecnia, por los consultores Wynfrith Riemer, Antonio Soriano y Daniel Salcedo, firmantes del presente informe. Para cumplir con los objetivos propuestos, los integrantes del Board llegaron a la ciudad de Bucaramanga el 22/09/2013, fueron alojados en el Campamento El Cedral de ISAGEN, y participaron en diversas actividades hasta el día 27/09/2013, teniendo previsto el regreso a sus respectivos países el día 28/09/2013. El alcance de los trabajos encargados al Board fue el siguiente: Revisar y analizar los documentos técnicos de diseño de la vía sustitutiva en asunto. Realizar una visita de campo detallada a la vía sustitutiva BucaramangaBarrancabermeja en el sector Capitancitos - Puente La Paz. A partir de lo anterior, teniendo en cuenta la obligación de ISAGEN de sustituir la infraestructura afectada por el proyecto Sogamoso en iguales o mejores condiciones a las existentes, emitir un informe conjunto del Board de Expertos, con el concepto técnico sobre los siguientes temas: - Revisar si la vía sustitutiva en el tramo Capitancitos-Puente la Paz tiene iguales o mejores condiciones de estabilidad que la vía nacional existente. - Revisar la influencia del embalse en la estabilidad de la vía sustitutiva que está construyendo ISAGEN en el tramo CapitancitosPuente la Paz. Con el fin de cumplir con los objetivos previstos, se suministró al Board la siguiente información: CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 2 2. Copia del documento de fecha 20 de Marzo de 2013, facilitado por la Sociedad Santandereana de Geotecnia, relativo a un Acta convocada por el Departamento de Santander para evaluar los profesionales que integran el Board de Expertos internacionales para analizar los estudios técnicos de la Vía Sustitutiva Bucaramanga-Barrancabermeja a la altura de Hidrosogamoso. En la reunión de esta fecha se acordaron los temas sobre los cuales el comité de expertos debía pronunciarse. Copia de las conclusiones del foro organizado por la Sociedad Santandereana de Geotecnia, sobre aspectos geotécnicos y conectividad vial entre Bucaramanga y Barrancabermeja, realizado el 19 de Abril de 2013. Un CD con información proporcionada por la Sociedad Santandereana de Ingenieros Civiles y otro CD con las presentaciones y documentos de la Sociedad Santandereana de Geotecnia. Cuatro tomos suministrados por ISAGEN que contienen la memoria descriptiva y anexos donde se presentan en forma detallada los resultados del estudio geológico - geotécnico de la vía sustitutiva Bucaramanga – Barrancabermeja. EXPOSICION DE LA SOCIEDAD SANTANDEREANA DE INGENIEROS El día 23/09/2013 se iniciaron las actividades con un acto protocolar con la presencia del Gobernador de Santander Dr. Richard Aguilar Villa y personal profesional de INVIAS (Wilson Jaime Barbosa, Alfonso Montejo y César Moreno Prada), ISAGEN (Luis Fernando Rico, Adolfo Fehrmann, Diana Quiroga, Jacobo Ojeda, Hedmer Berrío), Sociedad Santandereana de Ingenieros y Sociedad Santandereana de Geotecnia (Carlos Yépez Maya, Sonia González, Rubén Torres, Jaime Suárez, Neyith Contreras, Berenice Garcés). A continuación se iniciaron las sesiones técnicas con la exposición del Ing. Jaime Suárez, en la cual se trataron los siguientes aspectos: Se presentó un resumen histórico de los deslizamientos que han afectado la vía Bucaramanga – Barrancabermeja, refiriéndose particularmente a los deslizamientos de 1967 fecha en la cual se estima se movieron unos 100 millones de m3 y la vía se desplazó hasta unos 200 m en un tramo de aproximadamente 6 km, y a los deslizamientos del año 2010 que afectaron en menor intensidad a la referida vía. Expuso CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 3 que históricamente la vía se ha vuelto a construir en el mismo sitio donde se había deslizado. Con respecto a la vía sustitutiva, el Ing. Suárez expresó que las decisiones de ISAGEN e INVIAS fueron equivocadas, y que las Sociedades Santandereana de Ingenieros y de Geotecnia, alertaron de esa situación hace unos 2 años. Presentó un resumen de las características geológicas del sitio de presa y de las vías adyacentes, destacando la presencia de las Fallas denominadas La Salina y San Vicente, clasificadas como activas, y la flexión de Chucurí conformada por rocas muy plegadas y fracturadas. Se refirió asimismo a la sismicidad del sector y a su discrepancia con partes del informe elaborado por los Dres. Wynfrith Riemer y Martin Wieland, en el sentido de atribuir algunos de los eventos registrados al movimiento de los coluviones. Manifestó su preocupación por el comportamiento de rocas lutáceas y suelos residuales de la Formación Umir, La Luna y Lisama, cuando se llene el embalse. Otra de sus preocupaciones es la mineralogía de las rocas de la Formación Umir las cuales según el ingeniero Suarez, pueden tener características expansivas debido a la presencia de esmectita y no se sabe cuál será su comportamiento cuando se llene el embalse. Le preocupa la diferencia tan grande en los parámetros de resistencia al cortante utilizados por ISAGEN para los análisis y los ensayos triaxiales realizados por la misión alemana. Cuestiona los parámetros de fricción y cohesión presentados por INGETEC en sus informes iniciales, y contrasta dichos parámetros con los reportados por la misión alemana en 1968. Presentó un esquema con los límites de los coluviones, diferenciando once de ellos con los nombres de La Leona, Caño Seco, Mata de Cacao, Linderos, Las María, Los Túneles, Chafarota, Montebello, Cananá, El Ramo, El Tablazo, La Fe. - Para el coluvión de La Leona estima espesores de 50-60 m y un volumen de 150 millones de m3. Expuso que en el informe de INVIAS hay registros de perforaciones donde describen suelos residuales sobre coluviones y otras perforaciones que terminan en coluviones por lo cual no se conoce el espesor total de los mismos. El Ing. Suárez ha realizado Sondeos CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 4 - - - - - 3. eléctricos verticales (SEV) y estima en el sitio de La Azufrada espesores de coluviones del orden de 32 m. Citó problemas históricos ocurridos en 1964 y 1976 en el coluvión de Mata de Cacao-Caño Seco y se refirió al deslizamiento de mayores proporciones en el sector de Mata de Cacao que afectó los pilotes del puente actualmente en construcción. Para el coluvión de Mata de Cacao, estima un volumen del orden de 50 millones de m3. Presentó los perfiles del subsuelo del puente Caño Seco, mostrando espesores de coluviones entre 14 y 21 m. Considera que el coluvión Linderos es el más consolidado pero muy peligroso para la vía sustitutiva y es el que menos estudió INGETEC. Se refirió a que INGETEC proyectó el Botadero No. 2 sobre esa zona y que el sondeo que realizó dicha empresa no es representativo por haber sido ejecutado al Sur del Coluvión. Le preocupa la cercanía de la vía sustitutiva a las orillas del futuro embalse, en los sectores de coluviones de Santa María y Linderos. Se refirió al Coluvión de La Chafarota el cual según su apreciación desplazó el río igual que el de Linderos, pero no afecta la vía sustitutiva. Manifestó que el coluvión de Montebello tampoco tiene importancia para la referida vía. El Coluvión de Cananá va a ser saturado en su pie por el embalse pero no lo considera importante para la vía sustitutiva. En lo referente a la Quebrada El Ramo, le preocupa que puede afectar las pilas de un puente en dicha quebrada el cual se construye en la vía a San Vicente de Chucurí. El Ing. Suárez felicitó a ISAGEN por el programa de instrumentación implementado en la vía sustitutiva y sus alrededores. EXPOSICIONES DE LA SOCIEDAD DE LA SOCIEDAD SANTANDEREANA DE GEOTECNIA. La primera exposición estuvo a cargo del Geólogo José Neyith Contreras quién presentó una descripción completa de las Formaciones geológicas que afloran en el sector objeto de estudio y se refirió particularmente a la inestabilidad del Coluvión de La Renta y en la segunda exposición, el Ingeniero Rubén Torres se refirió a las preguntas que desea sean contestadas por el Board de expertos, las cuales se citan a continuación: CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 5 ¿La vía sustitutiva ofrece condiciones de estabilidad que permitan la transitabilidad permanente en la vía? ¿Qué efecto producirá el llenado de la presa sobre los coluviones que afecten la estabilidad de la vía? Adicionalmente presentó unos análisis de estabilidad solo con fines académicos, y expresó que no deberá permitirse el llenado del embalse hasta tanto no se demuestre que no afectará la vía sustitutiva. 4. EXPOSICIONES DE LA EMPRESA INGETEC. Las exposiciones estuvieron a cargo de los Doctores Camilo Marulanda y Alberto Marulanda. Presentaron en primer lugar una descripción de los aspectos geológicos del área de estudio, destacando a nivel regional la existencia de las Fallas de Bucaramanga, Suárez, San Vicente y la denominada Flexión de Chucurí. Informaron que el trazado de la vía sustitutiva fue concebido, entre otros factores destacando el ambiental, tratando de que la mayor parte de la banca se apoyara en masa rocosa. alcanzando finalmente un 75% en masa rocosa y el resto en zonas de coluviones. Se refirieron al comportamiento histórico de la vía existente y los eventos catastróficos de Abril de 1967 y Diciembre 2010. Presentaron asimismo resultados de interpretación de la misión de fotografía aérea de 1978 en la cual se aprecia el trazado actual, el abandonado en 1964 y el de la vía sustitutiva en construcción. Particularmente, presentaron detalles del deslizamiento de sector La Renta y el colapso del Puente La Leona. Expresaron que en el año 2010 las lluvias representaron un desastre nacional y que la ciudad de Bucaramanga quedó aislada. Describieron el programa anual de auscultación tanto para la vía existente que viene realizando ISAGEN desde el año 2011 los criterios de evaluación de los pavimentos y los niveles de afectación de alcantarillas, box culverts, muros de contención, cunetas y puentes. Tales afectaciones implican grandes inversiones del INVIAS para el mantenimiento. Presentaron los resultados de la exploración del subsuelo realizada en la vía sustitutiva y alrededor de todo el embalse mediante perforaciones, instrumentación, geofísica sísmica, y los resultados de un extenso CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 6 programa de ensayos in situ, y en laboratorio tanto básicos como especiales. Manifestaron que de acuerdo a los resultados de las perforaciones el espesor mayor de coluvión detectado es del orden de 30 m en La Renta. Como medidas de protección y estabilización de taludes de corte, incluyeron en el diseño medidas de mitigación las cuales están siendo actualmente llevadas a cabo: - Filtros subsuperficiales Cunetas flexibles Drenes subhorizontales Reforestación Secado de jagüeyes y su posterior relleno. Muros de gaviones Mantos antierosivos biodegradables e hidrosiembra. Para los cortes en lutitas se diseñaron obras de estabilización constituidas por una malla electrosoldada y concreto neumático (concreto lanzado o proyectado) sostenida con barras pasivas inyectadas en toda su longitud y distribuidas generalmente en una cuadrícula de 1.5 m x 1.5 m. Describieron el monitoreo de instrumentos colocados en la zonas de influencia del Proyecto Hidrosogamoso, el cual consta de marcas topográficas, mojones, piezómetros de hilo vibrante multinivel, e inclinómetros. Los resultados registrados desde el 2011, revelan desplazamientos en algunos sectores de hasta 1 m. Luego de presentar una comparación relativa entre las características del Proyecto Guavio y el Proyecto Chivor, cuyos embalses están ubicados en la misma cordillera en lutitas y coluviones y tienen pendientes mayores, mostraron una simulación de operación teórica del embalse del proyecto Sogamoso con el fin de predecir su comportamiento. Describieron en forma muy detallada el problema de inestabilidad que afectó dos de los ejes de fundación del Puente Mata de Cacao y la solución propuesta puenteando la zona inestable con una luz central de 180 m cimentado en pilotes fuera de la zona inestable. A continuación se refirieron al efecto del embalse en la vía sustitutiva y presentaron para cada coluvión todos los análisis de estabilidad bajo CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 7 diferentes condiciones, con la previa definición de los parámetros de resistencia al cortante utilizado determinados con muestras de perforaciones con recobro en cada sitio específico y ensayos in situ. Los análisis realizados para la condición actual y para diferentes elevaciones de la cota de embalse, así como para los casos de descenso súbito, se realizaron para el sector “Entre túneles”, Coluvión de Las Marías, Coluvión Linderos, Sector Mata de Cacao, Sector Caño Seco, y Sector La Leona. En todos los casos, obtuvieron factores de seguridad aceptables para diseño. 5. INSPECCIONES DE CAMPO Como parte importante de las actividades realizadas el día 25/9/13 se realizó un vuelo de inspección en helicóptero y tanto los días 24 y 25/9/13 se llevaron a cabo recorridos detallados de campo, en conjunto con personal de ISAGEN, INVIAS, INGETEC, LA SECRETARIA DE INFRAESTRUCTURA DEL DEPARTAMENTO Y SOCIEDAD SANTANDEREANA DE GEOTECNIA. Durante las inspecciones se pudo obtener un registro fotográfico incluyendo los sitios en los cuales se están ejecutando las medidas de protección, estabilización y mitigación que se están ejecutando para solventarlos. Los resultados de estas inspecciones resultaron de valiosa información para las conclusiones presentadas en este informe. Figura 1. Construcción de muros de gaviones en zona de coluviones CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 8 Figura 2. Protección de taludes con biomanto degradable y cobertura vegetal Figura 3. Construcción de drenes horizontales Figuras 4 y 5. Estabilización de taludes de corte mediante losa de concreto neumático sostenida con barras pasivas, y drenes horizontales CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 9 Figuras 6 y 7. Construcción de cunetas flexibles y obras de drenaje superficial Figura 8. Ejemplo de jagüeyes que deberán ser secados y rellenados según estudio de INGETEC 6. ASPECTOS GEOLOGICO-GEOTECNICOS Litología Entre la salida del túnel No. 1 y el empalme con la vía actual en Capitancitos, se encuentran las formaciones siguientes: Formación Umir, de edad Cretácica. Predominan lutitas de color gris oscuro, finamente estratificadas, con algunas intercalaciones delgadas y horizontes de arenisca. Mineralógicamente las lutitas se componen de 60 a 70% de arcilla. Entre los distintos minerales de arcilla, hasta un máximo de 17% corresponde a esmectitas. Como consecuencia de esta composición la lutita muestra una tendencia pronunciada a disgregarse (“air slaking”, ver Figura 9). La fisuración con preferencia se desarrolla a lo largo de la estratificación pero adicionalmente se CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 10 presentan fisuras irregulares. El efecto se debe prioritariamente a la pérdida de agua de poros y en esta relación también a un cambio en las tensiones efectivas. Los valores de resistencia a la compresión simple reportados indican magnitudes de 1.2 y 4.5 MPa. Supuestamente estos valores bajos resultan de una alteración incipiente por “air slaking”. La resistencia al corte reporta valores de cohesión de c=0.19 MPa y =27°. Los valores resultan de una aplicación del sistema de clasificación GSI. Este método de estimación se aplica a un pseudo-continuo isotrópico. En otros casos, los ensayos de corte en dirección perpendicular a la estratificación de la lutita revelaron una fricción notablemente más elevada (hasta 45°). Pero dado que el caso crítico para la estabilidad consiste en la cizalla en un filón de lutita molida en el tope de la roca, se considera prudente aplicar parámetros más conservadores. a) Disgregación, comenzando en la b) Lutita superficialmente disgregada con un estratificación y finalmente filón de arenisca. Las diaclasas se limitan a la produciendo pequeños fragmentos arenisca angulares Figura 9. Aspectos de disgregación de la lutita de la Formación Umir Formación Lisama, de edad Terciaria. Se trata de una alternancia de lutitas y limolitas de varios colores, con areniscas. Las areniscas, por su resistencia, forman crestas en la ladera. Las lutitas parecen un poco más resistentes a procesos de humedecimiento y secado que las de la Formación Umir pero también se disgregan rápidamente una vez expuestas a la intemperie. En este CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 11 proceso el efecto de la estratificación es menos pronunciado y se forman fragmentos redondeados (ver Figura 10a). Diferente de las lutitas Umir, en las de la Formación Lisama también se notan indicios locales de una deformación tectónica (ver Figura 10b). a) Lutita disgregada de la Formación Lisama b) Lutita disgregada de la Formación Lisama, localmente con espejos de cizalla Figura 10. Aspectos de lutita disgregada de la Formación Lisama Coluvión de edad Cuaternaria. La mayor parte de la ladera por donde se construye la vía está cubierta por coluvión. En superficie se nota una abundancia de grandes bloques de roca. De acuerdo a su litología los bloques provienen de la Formación Lisama y de horizontes de arenisca en la parte alta de la Formación Umir. Esto significa que el coluvión que actualmente cubre las Lutitas Umir fue transportado por larga distancia. Según resultado de la exploración de subsuelo, la proporción de bloques alcanza entre 10 y 25% en promedio. Frecuentemente la proporción de bloques se hace más prominente hacia la base del coluvión. Con pocas excepciones la matriz del coluvión se clasificó como CL y CH según SUCS. La resistencia a la penetración estándar es baja en superficie, típicamente N<10. Pero ya en 2 m de profundidad se aumenta notablemente y suele alcanzar N>30. Depósitos de Flujos de Detrito. En la mayoría de las quebradas y particularmente en la cuenca alta de la Quebrada Mata de Cacao se observan grandes bloques de arenisca, algunos mayores de 5 m. Supuestamente fueron transportados en flujos con elevado contenido de sedimento. CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 12 Geología Estructural La Figura 11 presenta la estructura del flanco derecho del valle del Río Sogamoso. El tramo correspondiente a la vía se ubica esencialmente en las Formaciones Lisama (Tpl) y Umir (Ksu). Los estratos se inclinan hacia el noroeste. En la parte central el buzamiento se hace sub-horizontal con suave undulación. Esta estructura se denomina Flexión del Chucurí. Como se nota en los acantilados en la parte alta de la ladera y a lo largo de la Quebrada Mata de Cacoa la deformación tectónica en el sector de la vía es moderada. Los afloramientos no dan indicios de cizallas tectónicas (Ver Figura 12). Filones delgados de arenisca en la Formación Umir están notablemente fracturadas pero parte reducida de estas fracturas continúa en la lutita adyacente. El fracturamiento de los horizontes de arenisca más potentes es moderada. Una serie de gradas morfológicas de orientación NW-SE se asocia con rupturas de carácter distensivo. F i g u r a @ : P Figura 11. Perfil geológico en la zona de la vía (Fuente: informe INGETEC) CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 13 Figura 12 Aspecto de los estratos de Formación Umir en el flanco de la Quebrada Mata de Cacao Monitoreo En el curso del estudio de la vía sustitutiva ISAGEN instaló un sistema de monitoreo muy completo, cuya instalación sirve triple propósito, a saber: Ayuda a tener un seguimiento de las condiciones hidrogeológicas y los modelos de deformaciones del terreno Asiste en optimizar los diseños Informa sobre el comportamiento de las laderas y de las estructuras y alerta en caso de que se desarrollen condiciones críticas. El cuadro 1 da un listado de los instrumentos instalados y programados. Cuadro 1: Instrumentación del monitoreo a lo largo de la vía Instrumento Profundidad [m] Instalados Inclinómetros 25 - 30 14 Piezómetros 20 - 25 14 Mojones y Marcas Topográficas Nota: los piezómetros son equipados con múltiples celdas 224 CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 14 En el cuadro 2 se trata de ofrecer un resumen de información obtenida de los instrumentos instalados en el área del proyecto de la vía. Cuadro 2: Resumen Parcial del Monitoreo por Inclinómetros y Piezómetros Zona Espesor Suelo Movimiento Tipo [m] Entre Túneles Las Marías Las Marías 25 Reptación Cizalla 16 Cizalla 16 Reptación Mirador 8 Marías Linderos Mata de Cacao Caño Seco 1 11.5 Caño Seco Leona Leona Leona La Renta Asentam. tubería Reptación Reptación Condiciones Hidro Profundidad Profundidad [m] [m] 25 4-6 3 Cota Condición Gradiente Roca vertical [m] >374 saturada descend. 2 340 zero <16 6 >345 saturada ascend. - 2y4 >348 saturada artesiano 1 <4 n. a. 6y9 >347 saturada Parcialm. >384 Saturada Parcialm. >587 Saturada descend. 8 Cizalla 8 3 y 14 7 Cizalla 9 6 a 17 saturada descend. descend. 2 3y5 >347 Saturada descend. 26 17 18 Reptación Asentam. tubería Cizalla Cizalla Cizalla 26 6 18 5 a 13 2a4 0 a10 >497 Saturada >754 Saturada >345 Saturada descend. artesiano descend. 10 Cizalla 10 5a7 >620 Saturada descend. 10 Nota: Las cifras que constan en el cuadro son redondeadas. En color amarillo y en negrita, se hace resaltar la correspondencia entre base del coluvión y plano de cizalla. La Figura 13 muestra los distintos tipos de deformaciones registrados por los inclinómetros. El Tipo C es más común. Se presenta en 8 de las 11 zonas mencionadas en el Cuadro 2. El Tipo B es anómalo y no necesariamente refleja una deformación real del terreno alrededor del instrumento, pero puede resultar de una consolidación en consecuencia de drenaje. CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 15 a) Reptación b) Asentamiento tubería c) Cizalla (anómalo) Figura 13. Tipos de deformaciones observados en los inclinómetros (INGETEC 2013) El Tipo C corresponde a un movimiento con el plano basal exactamente definido. Como muestra el Cuadro 2, este plano basal de movimiento normalmente coincide con el tope de la roca. No se detectaron planos de cizalla a mayor profundidad dentro de la roca. Por consiguiente, en el análisis de estabilidad de las laderas y cortes prioritariamente se debe considerar modelos con el plano de rotura coincidente con el contacto entre el coluvión y la roca. De hecho, en el curso del recorrido de la vía sustitutiva se observó en tres lugares el plano de cizalla en el tope de la roca. En estos casos se detectó un filón milonítico delgado (espesor inferior a 1 cm) con estrías de movimiento. Por debajo de este espejo de falla sigue un horizonte de roca triturada, también delgado con el espesor en el orden de algunos cm o dm. CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 16 a) Contacto coluvión – roca con movimiento activo b) Espejo de falla y roca con textura brechoide Figura 14. Base del deslizamiento coluvial de La Leona, expuesta en el corte de la vía sustitutiva. Con excepción de las zonas altas de Mata de Cacao y de Caño seco, la napa freática se ubica dentro del coluvión. Esto significa que en la parte baja de la ladera, la roca de fondo está saturada. La excepción serán algunos acantilados como, por ejemplo, existen en el flanco derecho de la Quebrada de Mata de Cacao. Los niveles de la napa freática en las zonas mencionadas en el Cuadro 2 se encuentran por encima de la cota 340 m. Esto será 11 m por encima del nivel de aguas máximo extraordinario del embalse a 329,1 m. Por consiguiente, dentro del área representada por estos datos, el llenado del embalse prácticamente no cambiará el régimen hidrogeológico. Los piezómetros en la gran mayoría de los casos indican un gradiente vertical descendente como suele resultar de infiltración desde la superficie y de un flujo hacia el fondo del valle. En pocos casos uno de los piezómetros dentro de la roca marcan un nivel superior al nivel existente en el coluvión y a veces aun ligeramente artesiano. En estos casos la instalación de drenes es adecuada para mejorar la estabilidad. El sistema de observación basado en el monitoreo en conjunto con la inspección visual de la obra, permitirá detectar anticipadamente eventuales desviaciones del comportamiento esperado. En esa situación, se pueden implementar medidas adicionales. En tal sentido se han preparado unas notas con ideas para la consideración del proyectista. CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 17 7. CONCLUSIONES De acuerdo a las diferentes exposiciones realizadas, la revisión e evaluación de la información existente y las inspecciones de campo tanto en vuelo de helicóptero como recorridos a lo largo de la vía existente y la vía sustitutiva en construcción, se formulan las siguientes conclusiones: La vía sustitutiva se desarrolla sobre una zona geológicamente compleja, destacando principalmente los problemas de comportamiento geomecánico de coluviones y de lutitas de la Formación Umir. Los problemas que han afectado históricamente la vía existente, confirman la complejidad del área. Bajo este marco de referencia los extensos estudios realizados se han orientado a desarrollar la mayor parte de la vía en masa rocosa, limitando los sectores que inevitablemente se desarrollan en coluviones. De hecho, las observaciones corroboradas en campo demuestran que un 75% de la plataforma vial estará apoyada en roca y el resto en coluvión, tal como se observa en el plano adjunto al presente informe. Revisando los distintos tramos de la vía actual se ha confirmado que las zonas históricamente movidas, con grandes desplazamientos, son aquellas que se apoyan en coluviones. Algunos de los tramos que se apoyan en roca, por otro lado, solo han sufrido problemas de caída de bloques a la calzada. La zonas donde la vía sustitutiva se desarrolla con su plataforma apoyada en coluviones, corresponde al tramo final Km 10+100-Km 11+300 y otros tramos no continuos entre los Km 6+000-Km 7+000, aproximadamente. Los puentes están todos fundados en roca. Los coluviones presentan propiedades geotécnicas diferentes por lo cual han sido caracterizados por INGETEC en forma individual. Para mitigar los problemas de estabilidad de los coluviones, se están implementando una serie de medidas de drenaje y subdrenaje orientadas a disminuir su vulnerabilidad a ser activados durante períodos de lluvia. Manifestamos nuestro acuerdo con estas medidas que si bien no necesariamente eliminarán por completo el problema, serán de valiosa ayuda para evitar la CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 18 infiltración de aguas de lluvia y la generación de presiones de poro las cuales representan un factor negativo importante en la generación de problemas de estabilidad. La instrumentación realizada ha revelado que varios de los coluviones están en actividad, y la mayoría de ellos muestra su superficie de cizallamiento del contacto del coluvión con las lutitas de la Formación Umir. Las lutitas de Umir se presentan finamente estratificadas y se disgregan rápidamente al ser expuestas en los taludes de corte. Como consecuencia de estos factores, aún con buzamientos de estratificación cinemáticamente estables (contrarios al frente de exposición o con rumbo perpendicular al mismo) se han presentado algunos deslizamientos menores. En tal sentido estamos de acuerdo con el sistema de estabilización de losas de concreto neumático y anclajes pasivos contemplados en el diseño realizado por INGETEC para estabilizar los taludes de corte, colocando los drenes horizontales correspondientes. Dado el carácter de disgregabilidad progresiva de las lutitas manifiesto en campo, no cabe duda que se debe acortar tiempo entre la terminación del talud de corte y la construcción de las obras de estabilización. Aun cuando es evidente el deterioro progresivo de las lutitas en campo al ser expuestas y sometidas a procesos de humedecimiento y secado, se sugiere caracterizar este proceso mediante ensayos de disgregación a la durabilidad (slake durability tests) para determinar sus índices de durabilidad y obtener un respaldo técnico adecuado de su comportamiento. Otros ensayos como comportamiento en inmersión y ensayos de 5 ciclos de humedecimiento y secado, serían de utilidad solo para fines de cuantificar el proceso que se manifiesta en campo. En cuanto a la probabilidad de potencial expansivo de las lutitas y arcillas residuales por la presencia de esmectita, cuya preocupación fue manifestada por el Ing. Jaime Suárez, se hace constar que Los porcentajes de expansión reportados por INGETEC, se fundamentan en análisis mineralógico por difracción de rayos X. Por otra parte, ensayos de CBR realizados en muestras arcillosas compactadas de suelos coluviales, revelaron valores de expansión menores de 1%. El potencial expansivo se podría estimar en primer lugar mediante correlaciones con los ensayos índice ampliamente publicados, y en segundo lugar mediante pruebas de expansión libre y confinada en consolidómetro. CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 19 Cabe destacar que la mayoría de las recomendaciones de estudios indicadas por la Sociedad Santandereana de Geotecnia en su informe del 19 de Abril de 2013 como resultado de un foro sobre los aspectos geotécnicos y de conectividad vial entre Bucaramanga y Barrancabermeja, tales como conocer los mecanismos de falla de los procesos identificados, exploración del subsuelo, ensayos de laboratorio y monitoreo, ya habían sido realizados por INGETEC y forman parte del material que nos fue suministrado para su revisión y evaluación correspondiente. Las observaciones realizadas en diferentes quebradas muestran numerosos bloques de roca frecuentemente de hasta 3-5 m de dimensión mayor que han sido transportados históricamente por flujos de carácter torrencial. Hay que estar consciente que la vía existente y la vía sustitutiva atraviesan en algunos tramos zonas con espesores importantes de coluviones cuya estabilidad es prácticamente imposible garantizar su estabilizar con medidas técnico-económicamente factibles. Por lo tanto, a pesar de las medidas de protección y estabilización de taludes y de las medidas de drenaje y subdrenaje en coluviones, se podrán presentar problemas futuros de estabilidad, varios de los cuales podrán ser anticipados con la instrumentación colocada; de esta manera se contribuirá a la implementación oportuna de medidas de contingencia. Con base en lo expuesto, las respuestas a las preguntas específicas realizadas y mencionadas previamente, son las siguientes: - ¿La vía sustitutiva ofrece condiciones de estabilidad que permitan la transitabilidad permanente en la vía? La vía sustitutiva tiene las características propias de los trazados de montaña. Esta condición implica un cierto riesgo de movimiento principalmente en las zonas de coluviones. Este riesgo es mucho menor que el que afecta a la vía actual donde existe una proporción sustancialmente mayor de longitud de plataforma sobre coluviones y con menores medidas de mitigación de drenajes y subdrenajes. A pesar de estas ventajas, en este tipo de situaciones la ocurrencia de eventos de inestabilidad podría no permitir el tránsito permanente, principalmente en periodos de intensas lluvias similares a las de los años 2010-2011. CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 20 - Revisar si la vía sustitutiva en el tramo Capitancitos-Puente la Paz tiene iguales o mejores condiciones de estabilidad que la vía nacional existente. Como se ya se ha mencionado previamente, no cabe duda de que la vía sustitutiva, dado el mayor porcentaje de tramos apoyados en masa rocosa, tiene comparativamente mejores condiciones de estabilidad que el tramo correspondiente a la vía actual que será sustituido. - ¿Qué efecto producirá el llenado de la presa sobre los coluviones que afecten la estabilidad de la vía? - Revisar la influencia del embalse en la estabilidad de la vía sustitutiva que está construyendo ISAGEN en el tramo Capitancitos-Puente la Paz. Se considera que ambas preguntas se pueden contestar simultáneamente: Los resultados de los análisis de estabilidad realizados por INGETEC, con el nivel del vaso de almacenamiento hasta la cota máxima y bajo condiciones de descenso súbito, revelan que la operación del embalse no tendrá una influencia significativa en la estabilidad de la vía sustitutiva, con lo cual estamos de acuerdo. En consecuencia, el comportamiento de los coluviones se puede considerar, para fines prácticos, independiente de la operación del embalse. Bucaramanga, 27 de septiembre de 2013, CONCEPTO TECNICO DEL BOARD DE EXPERTOS VIA SUSTITUTIVA BUCARAM ANGA-BARRANCABERM EJA Septiembre 2013 21 AGRADECIMIENTOS Los miembros del board de expertos desean expresar sus más sinceros agradecimientos a ISAGEN en particular a Adolfo Fehrmann, Diana Quiroga, Hedmer Berrío Jacobo Ojeda y Erika Calderón por sus gentiles atenciones y apoyo logístico continúo durante nuestra estancia en el campamento El Cedral. Así mismo agradecemos al personal del Departamento de Santander, del INVIAS y las Sociedades Santandereana de Ingenieros y de Geotecnia por su disponibilidad y amabilidad, trasmitiéndonos sus experiencias en el comportamiento de las vías locales. A todos, se les agradece la confianza depositada en nosotros.
