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SIMPOSIO AMITOS Las Obras Subterráneas en el Proyecto Hidroeléctrico La Yesca SESIÓN: Estudios y Diseño de las Obras Subterráneas y Tratamientos de la Roca Tema: Estudios Geológicos y geología del sitio, implicaciones en el arreglo de obras y efectos durante la construcción.

Panelista : Ing. José Luís Garrido Uribe

29 de julio 2010 1


Las Obras Subterráneas en el Proyecto Hidroeléctrico La Yesca

Tema: Estudios Geológicos y geología del sitio. Implicaciones en el arreglo de obras y efectos durante la construcción. CONTENIDO I.

Localización

II.

Marco Geológico

III.

Tipos de obras subterráneas y Factores geológicos y geotécnicos importantes para el estudio de las obras subterráneas.

IV.

Aspectos geológicos considerados en diversos esquemas de obras.

V.

Condiciones geológicas durante la construcción en margen izquierda

VI.

Condiciones geológicas durante la construcción en margen derecha.

VII. Conclusiones 2


I.- Localización del P.H. La Yesca

C.H. AGUAMILPA

TEPIC

OC ÉANO P A CÍ FI C O

EL CAJÓN

ESTAD O DE NAYARIT

P.H. LA YESCA

PUERTO VALLARTA

ESTAD O DE JALISCO

La Yesca se localiza en los límites de Nayarit y Jalisco, a 117,0 Km al NWW de la Ciudad de Guadalajara y a 22,0 Km al NNW de la población de Hostotipaquillo, Jal.

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II.- Marco Geológico 1.

El proyecto se ubica entre el Bloque Jalisco (BJ) al sur y la provincia volcánica de la Sierra Madre Occidental (SMO) al norte, en la frontera entre la Faja Volcánica Transmexicana (FVT) y el límite sur de la SMO. La actividad volcánica ha sido intensa desde el Plioceno hasta el Reciente y la cercanía del Volcán Ceboruco.

1.

2.

La SMO (Oligoceno) es el resultado de sucesivas emisiones volcánicas y esfuerzos compresionales SW-NE. Relacionados a la subducción de la placa de Rivera. El Eje Neovolcánico, se relaciona al sistema de fallas E-W 4


II.1Geología del Sitio. Qal

Qdt

Aluvión y depósitos de talud Terrazas constituidas por gravas y bloques bien redondeados y mal clasificados con fragmentos ignimbríticos empacados en una matriz limo-arenosa

Qta

Tmp-tl

Basalto vesicular amigdaloide y compacto

Tp-cg

TARDÍO

C

Conglomerados rojos

Qdd.- Diques diabàsicos Tda.- Diques y apófisis andesiticos

O

I

Toba lacustre

Secuencia riolítica, con alternancia de ignimbritas, tobas y flujos riolíticos

Tmp-Igr

O

PLIOCENO

Qb

Tgr.- Pórfido riolìtico de grano medio con coloraciones rosado a crema claro

Tgr Qdd Tda

Qdd Tda

Tmvs

El sitio que aloja a las obras civiles del P.H. La Yesca, está Geología conformado por rocas volcánicas cenozoicas que incluyen andesitas y una secuencia basculada hacia el SW de tobas líticas riolìticas, ignimbritas riodacíticas y dacíticas porfídicas, intrusionada por pórfidos riolíticos, andesitas porfídicas y diques diabásicos y cubierta parcialmente por tobas, ignimbritas riolíticas brechoides, terrazas aluviales, depósitos lacustres y pumicíticos, depósitos de talud y aluviones recientes.

Tgr

Secuencia ignimbrita dacítica - riodacitica con estructura masiva y en ocasiones seudoestratificada, roca de color gris a gris oscuro en su parte inferior y media, mientras que en la parte superior es de color rosado

Secuencia vulcanosedimentaria seudoestratificada presenta alternancia de tobas líticas y vitreas con horizontes intercalados de tobas arenosas

Andesita compacta masiva y seudoestratificada

Tomata Granito - Granodiorita

P E TEM.

TARDÍO

TEMPRANO

MIOCENO

T E R C I A R I O

Tmid

Batolito

Z O E N C

LITOLOGÍA

NOMENCLATURA

CUATERNARIO

ER A

PE RÍ OD O

COLUMNA ESTRATIGRÁFICA DEL EMBALSE

5


III.- Tipos de obras subterráneas y Factores geológicos y geotécnicos importantes para el estudio de las obras subterráneas. P.H. LA YESCA

OBRAS SUBTERRÁNEAS TIPO DE OBRA

Diámetro (m)

Longitud/ Profundidad

Túneles de desvío

14

800

Cavernas: Casa de Máquinas Galería de Oscilación

ancho

altura

20

50

15

50

Lumbreras Galerías Túneles aspiración

19

110

Cobertura de roca (m)

250

Tipo portal 200

60

9

170

5

kms

10

Forma de la excavación

35

Rectangular/Circular Tipo portal Rectangular

variable 215

6


III.1 Factores geológicos y geotécnicos importantes en la fase de Estudios de las obras subterráneas. Parámetros individuales

Grupo de Parámetros

Inherentes al macizo rocoso

Parámetros de roca intacta

Resistencia de la roca Módulos de la roca

Parámetros de las fracturas

Número de familias Frecuencia de fracturas Condición Tamaño/Longitud, persistencia Espesor Orientación

Zonas débiles o Fallas

Anchura o espesor Orientación Material de relleno

Externos

Esfuerzos in situ Agua subterránea

Parámetros de la Construcción

Tamaño de la excavación Forma Método constructivo Daño por uso de explosivo

Parámetros importantes para la caracterización y clasificación geológica de la masa rocosa en aplicaciones ingenieriles. (M. Cai, P. Kaiser, 2004).

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IV.- Aspectos Geológicos considerados en diversos esquemas de obras. Consideraciones geológicas para el arreglo de Obras subterráneas en Margen Izquierda

Arreglo de obras en 2005, con obras en margen izquierda.

La falla Vertedor 1, afecta el talud frontal en los portales de entrada y a lo largo de 100 m de desarrollo de los túneles 2 y 3.Además se generaban grandes cortes frontales.

La casa de máquinas exterior se vería afectada por el sistema de Falla Lavadero. 8


Planta geol贸gica del sitio del P.H. La Yesca, 2007

9


Túnel

Cadenamiento (m) Zona 1 0+000,0 – 0+128,0

Zona 2 0+128,0 – 0+205,0 m

1 Zona 3 0+205,0 m - 693,348

Zona 1 0+000,0 – 0+088,0

2

Zona 2 0+088,0 – 0+322,0

Zona 3 0+322,0 - 750,576

Tabla 5.1.8.

Litología/estructura

Observaciones

Tobas líticas (Tmtl) e intrusivo granítico (Tgr).

Tobas líticas silicificadas, fuertemente fracturadas con relleno arcilloso y Dique granítico de buena calidad entre 0+027,0 y 0+059,0 m.

Zona de dique pórfido andesítico afectado por fallamiento con intercalación de bloques de tobas líticas (Tmtl) y riodacita fluidal (Tmird)

En esta zona se estima una disminución de la calidad de la roca y condiciones de inestabilidad en la bóveda y paredes.

Tobas líticas (Tmtl), Riodacita fluidal (Tmird) afectadas por diques diabásicos (Qdd) y fallas. Tobas líticas (Tmtl), intrusivo granítico (Tgr) y riodacita fluidal (Tmird). Tramo afectado por la falla Colapso 1 y presencia de fallas del sistema Vertedor.

Zona de Roca de regular a buena calidad, con intervalos de muy mala a mala calidad en zonas de diques y fallas. Roca fracturada a muy fracturada con arcilla como material de relleno. Zona de rocas silicificadas muy abrasivas de mala a regular calidad, en el tramo de . 0+028,0 a 0+049,0 m, dique granítico de buena calidad.

Zona de dique pórfido andesítico afectado por fallamiento con intercalación de bloques de Tobas líticas (Tmtl) y riodacita fluidal (Tmird)

Zona diques pórfido andesíticos alterados con puentes de roca de toba lítica; tramo de mala calidad de roca, con problemas de inestabilidad en bóveda y paredes.

Riodacita fluidal (Tmird) y en menor proporción en Toba lítica (Tmtl) y dacita porfídica (Tmid). Rocas afectadas por la falla Colapso y la falla Olga, así como diques diabásicos..

Zona de buena a regular calidad de roca, excepto en zonas de falla y diques geológicos. Roca dura, fracturada, de regular a buena calidad, con RQD de 53 a 77% (Tmird; barreno BYSKI-05).

Zonificación geológica de los túneles de desvío 10


Geología del Túnel de desvío 1

En ambos túneles el tramo identificado como zona 2 representa la condición más desfavorable para la excavación, por corresponder a un bloque estructural formado por las fallas Colapso y Colapso 1

En la excavación de los portales de salida de los túneles de desvío, la Falla Lavadero puede generar inestabilidad por arriba del portal del túnel 1, ya que la masa de roca perderá apoyo al excavar hacia la elevación 407 11


Obras

Tuberías de Presión

Casa de máquinas

Galería de Oscilación y Desfogue

Tipo de Roca en las Excavaciones

Principales Estructuras Geológicas

Condiciones Geológicas en las Excavaciones

Dacitas porfídicas (Tmid) Desde la bocatoma y hasta la elevación. 472,0 del tramo vertical

Crucero-Pitayo en tramo horizontal y codo superior

Roca de calidad regular a buena, con RQD de 60 a 75% en barreno16 y velocidades compresionales de 3,0 a 3,4 km/s

Contacto Tmid y Tmird En tramo vertical a la elev. 430 a 410,

Contacto Tmid y Tmird de mala calidad

Contacto litológico Tmid – Tmird entre las elevaciones 430 a 410, por lo que se pronostica la existencia de una zona de roca muy fracturada en el contacto, con bajos valores de RQD obtenidos en los barrenos 4 y 16.

Riodacita fluidal Tmird En tramo horizontal y codo inferior de las tuberías.

Las fallas La Esperanza, El Tope, El Yonque y Gotero

Roca ligeramente silicificada y seudoestratificada de regular a buena calidad, con RQD de 70a 80% en barreno16.

La Falla Pilar y Contacto Tmid y Tmird de mala calidad

Rocas de regular a buena calidad,. El contacto de mala calidad se presenta desde la bóveda de la pared Este, con una inclinación de 25º hacia el piso de la pared del tímpano oeste, por lo que la excavación de la caverna ocurrirá en Tmid arriba del contacto y en Tmird en la parte inferior del mismo. Se definieron bloques en la bóveda y paredes de la excavación, ver formación de bloques en figuras 5.3.7, 5.3.8 y 5.3.9

Crucero-Pitayo en tramo de la parte media del desfogue

Rocas de regular a buena calidad. La falla Crucero-Pitayo se espera en la parte media del túnel de desfogue

Dacitas porfídicas (Tmid); Riodacita fluidal (Tmird).

Dacitas porfídicas (Tmid)

Tabla 5.3.6. Condiciones geológicas pronosticadas para las excavaciones de la obra de generación del P. H. La Yesca, Jalisco-Nayarit. .

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Sección longitudinal por el eje de la Unidad 2

Interpretación de la traza de la falla Crucero-Pitayo en las obras de generación subterráneas y estudios geofísicos que determinaron una interfase resistiva asociada a un cambio en la calidad de la roca.

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Sección por el eje de casa de máquinas La Casa de máquinas se verá afectada en la clave del tímpano oriente por la falla CruceroPitayo, mientras que el pilar entre cavernas y los túneles de aspiración estarán bajo la influencia de los sistemas Pilar y Escondida.

Los taludes de la subestación serán perfilados en dacitas porfídicas fracturadas de calidad mala a regular, con rellenos variables de arcilla y óxidos, lo que causará problemas de inestabilidad, situación que puede agravarse por la presencia del sistema Crucero-Pitayo 14


V.- Condiciones geológicas durante la construcción en Margen Izquierda Modelo Geológico del bloque inestable de margen izquierda

P2

FALLA VERTEDOR 1 FALLA COLAPSO 1

P1 P3

FALLCOLAPSO A

FALLA

P4 P3

P5

P6 DIQUE GRANÍTICO

I

Los límites de bloque ; Al sur la Falla Colapso 1, al Norte la Falla Colapso, al sur poniente la Falla Colapso 2 y el dique granítico al frente de los túneles de desvío.

P7 ’ P8EJ P9 EPLI NT O

Vista al sur, se aprecian los portales de entrada, los desplazamientos del bloque se indican con flechas rojas y el movimiento principal es al NE, hacia los taludes frontales de los túneles. 15


Modelo Geol贸gico del bloque inestable de margen izquierda

Modelo 3D y corte transversal del bloque inestable en el que se muestra la intersecci贸n entre las Fallas Colapso y Colapso 1, el desplazamiento principal es en plano de la Falla Colapso. Hacia su parte superior se tiene una componente importante de relajamiento. La parte intermedia y hacia la parte inferior es una zona de transici贸n de una masa rocosa fracturada. 16


Secci贸n por el Eje de las lumbreras de Buses

Al excavar las lumbrera de buses 1 y 2 y la lumbrera de cables, al cruce con la Falla Pitayo ocurri贸 sobre excavaci贸n y la formaci贸n oquedades o cavernas que debieron rellenarse con concreto.

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Sección geológica por el eje de la tubería de presión 2

La Falla TAP-1 (contacto TmtlTmird) se identificó en el canal de llamada de la O de Toma y presentó problemas en el codo inicial de la tubería de presión 2. Esta Falla se asocia con la Falla Carrizalillo identificada en la etapa de estudios de 2007. al estudiar las condiciones del cauce del río.

18


VI.- Condiciones geológicas durante la construcción de la obras de Generación subterráneas en la Margen Derecha. Excavación de la Obra de Toma UTP-2

En la excavación de la unidad 2 de la tubería de presión de la Obra de toma, se tuvo la incidencia de la falla Pitayo y la Falla TAP-1, Por lo que se requirió mejorar la estabilización considerada.

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Estudio de caracterización de bloques inestables en casa de máquinas y galería de oscilación PARED DE AGUAS ABAJO

S4 S1 TÍMPANO PONIENTE

TÍMPANO ORIENTE

S2

1101 S4 S1

S4 S1

0001

S2

1101

S2

S3 S3

S3

S4 S2

1101 S1

S3

Sistema S1 Sistema S2 Sistema S3 Sistema S4

EJE DE L

SOCA VÓN 04 '

N

EJ ED

EC

AS

AD EM

ÁQ

UIN AS (

S1

AL T

Durante los estudios, se determinaron, los bloques potencialmente inestables que se formarían, tanto en la bóveda como en las paredes de aguas arriba y aguas abajo (Figura derecha), durante las excavaciones de la caverna de casa de máquinas.

.A CT UA L)

S3

W

E S2

S4

S

20


Conclusiones 1.

Las condiciones geológicas del P.H. La Yesca tuvieron un impacto muy importante durante la construcción, siempre asociadas a estructuras geológicas conocidas en los estudios pero difícil de pronosticar su comportamiento durante las excavaciones.

2.

La falla vertedor 1 se describió como una zona de roca brechada y triturada, de orientación general N 25° E / 65° SE, espesor de 20,0 m y una zona de cizallamiento asociada de hasta 30,0 m. Se excavó en los taludes máximos del canal vertedor entre las elevaciones 595 y 650, marca una frontera de cambio de calidad de roca en la ladera izquierda.

3.

La Falla Colapso es semiparalela a la Falla Vertedor 1, sin embargo tiene un buzamiento de 30° hacia la ladera, esta presente entre las elevaciones 390 y la 550, tiene una capa de arcilla de 10 a 30 cm de espesor, pero comprende una banda de roca fracturada de 10 m. La formación del bloque inestable en la margen izquierda requirió la aplicación de medidas extremas para su estabilización así como el giro del eje de la presa y desplazar el eje de la zona de estructuras del vertedor para evitar que el plinto quedará dentro del bloque inestable que originó esta falla. 21


4.

La Falla Lavadero tiene una orientación casi NS con orientación de 45° al Sur, afectó los portales de salida de los túneles de desvío, es un sistema frecuente y continuo de superficies planas y poco ondulado. Fue necesario remover el material de roca fracturado desde superficie y hasta el plano de falla con objeto de estabilizar los portales. Debido a la presencia de estas discontinuidades y para para evitar condiciones de inestabilidad en los cortes izquierdos del canal Vertedor, se giró el eje longitudinal y se escalonó el canal en tres diferentes elevaciones.

5.

La Falla Crucero Pitayo tiene una orientación de N30E y buzamiento de 45 a 60° al SE ( de margen derecha hacia el río) es una estructura geológica continua con relleno de bloques de roca empacados en arcilla espesor de 2 m pero su zona de influencia comprende hasta los 20 m. Afectó la excavación de los tramos iníciales de las tuberías de presión, ocasionó sobre excavación en las lumbreras de buses (2) y lumbrera de cables y durante los estudios condicionó la posición final de la casa de máquinas.

6.

La Falla Carrizalillo en los estudios fue inferida asociada con el arroyo del mismo nombre ubicado en MD junto al sitio de presa, marcó un cambio de calidad de roca, hacia aguas arriba con alteración hidrotermal, bien confinada pero de poca consistencia y recuperación arenosa en las perforaciones. En la excavación del canal de llamada de la Obra de Toma y la Bocatoma de la U-2 se detectó una Falla similar denominada TAP-1

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3 PRESENTACION AMITOS  

3 PRESENTACION AMITOS DOCUMENTO 3 PRIMERA SECCION

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