Hidrogeologia Del PHE Alto Maipo

March 27, 2018 | Author: Carlos Eduardo Pita Calle | Category: Rock (Geology), Groundwater, Tunnel, Stratum, Geology


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PROYECTO HIDROELECTRICO ALTO MAIPO HIDROGEOLOGIA DE LAS OBRAS SUBTERRANEAS INFORME EJECUTIVO1. INTRODUCCION En el presente informe se describen en forma resumida los resultados de los estudios, que en materia de hidrogeología, se han desarrollado para dar fundamento a los diseños de las obras subterráneas del Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo. Estos estudios se enmarcan en el desarrollo de la ingeniería básica del proyecto, y sus resultados han sido utilizados como base para el cálculo de los sostenimientos de los túneles, programas de construcción y costos de las obras subterráneas. En lo principal, los estudios realizados han sido el resultado del desarrollo de las actividades principales siguientes: - Análisis y revisión critica de los antecedentes geológicos, geotécnicos e hidrogeológicos disponibles, tanto en lo que dice relación con la cartografía nacional como aquella derivada de los estudios específicos desarrollados en relación con el proyecto hidroeléctrico Alfalfal, actualmente en operación. - Análisis foto geológico, tanto de las fotografías aéreas de vuelos realizados previamente para AES GENER, como de aquellas correspondientes al levantamiento topográfico Láser realizado especialmente para el diseño de las obras. - Reconocimientos directos del terreno, tanto aéreos como terrestres, a través de los cuales se identificaron las distintas unidades geológicas presentes, sus estructuras y sus relaciones de contacto, aportando antecedentes definitivos acerca de las características geológicas, geotécnicas e hidrogeológicas de las rocas, que permitieran anticipar las condiciones a nivel del sistema de túneles. - Análisis de los resultados obtenidos de las prospecciones del subsuelo (sondajes y prospección geofísica) realizadas en puntos específicos del proyecto, para identificar la distribución y condiciones geológicas, geotécnicas y de las napas subterráneas de las diferentes unidades en profundidad. - Definición del modelo geológico e hidrogeológico más probable para el proyecto Alto Maipo, a través de la elaboración de mapas y perfiles geológicos interpretativos, indicando la distribución y condiciones de las distintas unidades en profundidad. - Elaboración de los informes geológicos correspondientes, que forman parte integrante de los diseños de Ingeniería de las obras del proyecto Alto Maipo. Finalmente, cabe señalar que el presente informe ejecutivo se presenta como anexo del Estudio de Impacto Ambiental del Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo, para cuyos efectos se organiza de acuerdo a los módulos principales siguientes: A. El presente texto, que está estructurado como sigue: Para una mejor comprensión. GEOLOGIA DE LAS OBRAS SUBTERRANEAS En concordancia con lo expuesto en el punto anterior.Sistema El Volcán. .Sistema Las Lajas. areniscas y tobas. El túnel de aducción. con la sola excepción de lo que ocurre en el sector del Manzano. de origen volcánico. y explicando brevemente los métodos para reducir y controlar filtraciones. . Estos estratos consisten en bancos. denominada Tia A. . en operaciones desde hace más de 17 años. caverna de máquinas) y el túnel de descarga de la Central Las Lajas. compuestos principalmente por brechas volcano-clásticas. En relación a la geología. El Plano N° 020-GE-PLA-010-D.Sistema Alfalfal II. en los cuales se muestra la interpretación de la información geológica. a menudo masivos. pertenecientes a la Formación Abanico (Tia).. donde el túnel de descarga de la central atravesará rocas pertenecientes a una antigua caldera volcánica que está emplazada en las rocas estratificadas de la Formación Abanico (Tia). el complejo de la caverna de máquinas y los primeros 2 km del túnel de descarga (desde aguas arriba hacia aguas abajo) cruzarán las unidades más antiguas de la Formación Abanico. geotécnica e hidrogeológica obtenida durante los estudios realizados. Perfil Hidrogeológico Longitudinal.La tercera parte. las obras de caída (pique de presión. SISTEMA LAS LAJAS se organiza agrupando las obras En forma resumida. El Volcán – Alfalfal II – Las Lajas 2. . además de areniscas volcano-clásticas y tobas. Esta situación queda representada en los mapas geológicos y perfiles que se adjuntan. este sistema comprende el túnel de aducción. chimenea de equilibrio. Esta situación geológica es bastante constante a lo largo de todos los túneles.La primera parte incluye una descripción general de las condiciones geológicas esperadas a lo largo de los túneles.La segunda parte analiza la permeabilidad esperada basada en el conocimiento geológico y condiciones hidrogeológicas del sector. formada principalmente por brechas. a continuación se describen las características geológicas y geotécnicas de los materiales que se espera encontrar en la excavación de las obras subterráneas del Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo. . B. incorporando la experiencia obtenida en la construcción de los túneles de la Central Alfalfal. 2. enfrenta el problema desde el punto de vista de los túneles. Trazado Túneles. explicando las consideraciones que incluye el diseño de túneles. se ha determinado que este conjunto de obras subterráneas quedará excavado en una serie de rocas estratificadas. el texto subterráneas en tres sistemas principales: .1. y no es posible anticipar con precisión cuál será el tipo de roca dominante a nivel del túnel. Algunos intrusivos menores microdioríticos afloran como filones mantos. si ocurrieran concentraciones anómalas de esfuerzos. las rocas presentarán mayoritariamente buenas condiciones geotécnicas y baja permeabilidad. que se encuentra cortando la serie volcánica perteneciente a la unidad Tia B de la formación Abanico. que comienza a aparecer en el túnel. Sin embargo. Dentro del túnel se espera que esta unidad se presente generalmente a través de estratos dispuestos en posición sub-horizontal o levemente inclinada. en los flancos del valle del río Colorado. Un buen ejemplo del comportamiento de los estratos rocosos descritos frente a las obras subterráneas lo constituye el antiguo túnel de la central Maitenes. areniscas y brechas volcánicas estratificadas. Al interior de la caldera. que no son muy distintos de los que conforman la unidad estratificada Tia B. se espera encontrar al nivel del túnel la presencia de algunos diques y los efectos de la intrusión del cuerpo granodiorítico. La última sección del túnel de descarga. se compone mayoritariamente de tobas. y la descarga propiamente tal en el valle del Maipo. Por esta razón. desde hace mas de 80 años. el túnel de descarga pasará a través de 3 km por el siguiente grupo de estratos de la Formación Abanico. sin registros de eventos anormales ni pérdidas de agua por la ocurrencia de filtraciones. La sobrecarga máxima de la roca sobre el sistema de túneles Las Lajas se sitúa en el orden de 800 metros. estarán ubicadas en un macizo volcánico competente. que se ha individualizado como unidad Tia B. los que. los estratos pertenecientes a la Formación Abanico se presentan deformados en un anticlinal suave. Esta unidad. posiblemente. se puede destacar que.Desde el punto de vista de las estructuras. condición que permite anticipar que no habrá manifestaciones importantes de las tensiones de la roca que pudieran generar dificultades a las excavaciones. El tipo de roca dominante en el cuerpo de la caldera corresponde a brechas e ignimbritas. lo que significa que las unidades aparecerán dispuestas subhorizontalmente en los túneles. aproximadamente a 2 km aguas abajo del sitio de la central. Por su parte. podrán ser interceptados por los túneles. de carácter andesítico. de acuerdo a la información obtenida de los sondajes realizados con el propósito de reconocer el sustrato rocoso a nivel de los túneles de este sistema. . el diseño ha previsto la soportación adecuada para la estabilización definitiva de las secciones sometidas a esos eventuales esfuerzos. podrían interceptarse rocas volcánicas que forman parte de la antigua caldera El Manzano. En los 6 km restantes del túnel de descarga de la central Las Lajas. que se encuentra operando en forma satisfactoria. Finalmente. Una intrusión de granodiorita aflora a corta distancia hacia el norte del eje del túnel en la caldera. la transición entre las brechas y las ignimbritas aparece gradualmente expuesta. Considerando que este cuerpo se ubica distante del sistema de túneles. aproximadamente hasta el kilómetro 12 hacia aguas abajo. y que corta la serie de estratos predominante en el túnel de aducciòn y las obras de caída de la central. . En general. La información geológica. dispuestas en forma subvertical y desplazamientos de dirección NE-SW se han individualizado en los mapeos geológicos realizados. descrita para la primera sección del túnel de aducción. de roca de menor calidad geotécnica.2. La sobrecarga efectiva de roca sobre este sistema muestra alturas máximas cercanas a 1. Los 2 a 3 km restantes del túnel de aducción se situarían en la parte superior de la unidad Tia B. geotècnica e hidrogeológica de estos túneles se presenta en los mapas y perfiles geológicos que se adjuntan al presente informe. que a nivel de los túneles. Estos accidentes se reconocen en el terreno como líneas de recorrido recto. Los tipos de roca encontrados. la estratificación del conjunto de rocas es bastante extendida. prolongadas. que comprende básicamente el túnel de aducciòn desde el valle del río yeso. Completa el cuadro geológico del sistema Alfalfal II. SISTEMA ALFALFAL II El sistema de túneles de la central Alfalfal II. corresponden principalmente a brechas piroclásticas. que forman esta unidad intraformacional. areniscas y tobas. Sin embargo. las obras de caída de la central (pique de presión. El túnel de aducción que se inicia en el flanco poniente del valle del río Yeso atravesaría los estratos correspondientes a la unidad Tia C de la Formación Abanico. Esta unidad forma un sinclinal suave. atraviesa los estratos de la Formación Abanico (Tia). condición que permite anticipar que las tensiones residuales en las rocas no serán un problema especial en las excavaciones subterráneas. brechas y areniscas. la presencia de un cuerpo intrusivo. Algunas fallas geológicas. representarán franjas no muy potentes. ocurriere alguna concentración anómala de esfuerzos. caverna de máquinas) y el correspondiente túnel de descarga. si por causa de la presencia de estructuras de disposición local. el diseño ha previsto la soportación adecuada para la estabilización definitiva de las secciones sometidas a esos eventuales esfuerzos. encajados en las rocas volcánicas estratificadas. la parte superior estará en la unidad Tia C. razón por la cual se espera que los diferentes bancos aparezcan en posición subhorizontal en el túnel. chimenea de equilibrio. la parte inferior de la misma incluye también algunas brechas piroclásticas. de composición granodiorítica. compuesta en el tramo principalmente de brechas volcano-clásticas. que se ubica hacia el SW de la caverna proyectada. se prevé que su influencia se materializará solamente a través de la presencia de algunos diques dispuestos en direcciones variables. El pique de presión y la caverna de máquinas estarán ubicadas en la unidad Tia B. La parte baja de la chimenea de equilibrio también estará situada dentro de esta unidad. con pliegues suaves.000 m.2. las rocas en este sistema de túneles presentarán buenas condiciones geotécnicas. La mayor parte de estas rocas consiste en andesitas. el túnel Volcán cruza las Formaciones Río Damas. areniscas y arcillas rojas. Esta formación esta compuesta principalmente de andesitas. y con la ocurrencia de lentes de yeso y anhidrita. Los bancos. donde los tipos de roca dominantes son conglomerados. . para lo cual el proyecto ha previsto los sistemas de impermeabilización adecuados. Algunas filtraciones muy moderadas podrán ocurrir asociadas a la presencia de estructuras de extensión local. eventualmente con la presencia de deformación plástica de los materiales. se han considerado las soluciones de sostenimientos más resistentes. . areniscas. y dado que se trata de rocas cuya matriz es densa. son casi verticales e intersectan el eje del túnel en ángulo obtuso. . y también lentes de yeso y anhidrita. acompañadas de niveles de calizas. brechas andesíticas y tobas. El rumbo e inclinación relativa de los estratos en el túnel es similar al de la Formación Río Damas. y limonitas. todas rocas estratificadas. Atendiendo a esta situación. SISTEMA EL VOLCAN En su trazado. La sobrecarga efectiva de roca a lo largo de túnel es generalmente alta.Aproximadamente 4.Los restantes 9 km del túnel Volcán están ubicados en la formación Abanico Oriental.Aproximadamente 600 m de la formación Río Damas. 2. arcilla y sedimentos carbónicos. Desde su portal de aguas arriba. Colimapu y la más joven. se ha considerado que el túnel atravesará rocas cuya calidad geotécnica puede ser puntualmente deficiente. su permeabilidad se prevé baja. En términos de los refuerzos requeridos por el túnel.000 metros de la formación Colimapu. formada predominantemente por caliza. este túnel atraviesa los conjuntos de rocas siguientes: .3. La interpretación de la geología disponible se presenta en los mapas geológicos y perfiles que se adjuntan al presente informe. Esta condición ha sido debidamente tomada en cuenta en la evaluación geotécnica del macizo rocoso y en consecuencia. y más de 1000 m de sobrecarga efectiva se presentarán en parte importante del túnel. todas dispuestas en estratos gruesos. en el diseño del túnel. Más de 2000 m de sobrecarga efectiva se esperan a lo largo de 1 km de túnel. de espesor variable. y brechas andesíticas mientras que las areniscas y tobas son unidades subordinadas. de modo de garantizar condiciones seguras para las faenas y el correcto funcionamiento del túnel durante su vida útil. con sus elementos muy bien soldados entre sí.En general. Lo Valdés. Abanico Oriental.Aproximadamente 600 m de la formación Lo Valdés. donde predominan rocas estratificadas volcánicas y sedimentarias. . y que son los únicos elementos que pueden permitir interconexiones que generen vías preferenciales de percolación de agua (la interconexión de los espacios libres. a distintas profundidades. las rocas tienen en superficie un cierto valor de permeabilidad. . sin la presencia de porosidad efectiva. han permitido la acumulación de sedimentos que han sufrido posteriormente una compactación derivada de la carga litostática producida por los estratos sucesivamente depositados sobre ellos. los ensayos de permeabilidad realizados en los sondajes perforados para el proyecto. presencia de humedad. En este escenario. aunque fríos. debido principalmente a la mayor presión litostática que cierra las fracturas e impide que el agua continúe infiltrándose a través de ellas. el resultado entrega matrices muy impermeables. Ocurre algo similar con el tercer grupo. a gran temperatura. Los dos primeros grupos se forman de una u otra manera a partir de materiales fundidos.Rocas sedimentarias. se espera encontrar sólo sectores secos (a lo más.3. en rocas fracturadas en superficie.1. a una determinada profundidad no se espera que generen la formación de acuíferos. En general. salvo situaciones especiales ligadas a existencia de fallas geológicas o zonas de fracturas profundas. se puede ver facilitada en aquellos casos donde existen materiales solubles. con sus elementos bien soldados entre sí. 3. demuestran que bajo los 250 m de profundidad la permeabilidad disminuye a valores bajo los 10 -9 m/s. que disminuye progresivamente en la medida que aumenta la profundidad.Rocas intrusivas. También en este último caso. y tal como se informa más adelante. por dónde circula el agua. en túneles en roca y a profundidades mayores de 250 m. además de otros procesos químicos que han colaborado en su consolidación.Rocas volcánicas. e impermeables. En la práctica. dada su descompresión. las que son tratadas especialmente durante la construcción. . como sería el Ca CO3). ANALISIS HIDROGEOLOGICO Y PERMEABILIDADES ESPERADAS INTRODUCCION Atendiendo a su origen. donde los procesos de sedimentación. algún goteo o chorrillos menores). De hecho. como también experiencias del mismo tipo conocidas en macizos rocosos de otras regiones cordilleranas. la permeabilidad de las rocas queda circunscrita a las fracturas que actualmente dividen a la matriz de las rocas en patrones muy variables. Los procesos formadores de estas rocas dan origen a conjuntos matriciales en los cuales los elementos constitutivos se presentan firmemente soldados entre sí. . las rocas que quedarán comprometidas con las obras subterráneas del Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo pueden agruparse en los tres conjuntos siguientes: . Consecuentemente. a depósitos inconsolidados que recubren a las rocas fundamentales. que corresponden. continuar su flujo hacia los depósitos fluviales en el fondo de los valles. o bien. . A lo largo de los trazados de los túneles considerados en el proyecto Alto Maipo existen diferentes tipos de roca. En general. En los demás macizos rocosos. La recarga de agua hacia estos depósitos sedimentarios permeables ocurre durante cada evento de precipitación de lluvia. para aflorar nuevamente en superficie en algún sector. hacia la subsuperficie. a lo largo de los trazados de los túneles. Estas precipitaciones son de carácter nivoso y también lluvioso. como la roca infrayacente tiene una permeabilidad mucho más baja que los sedimentos. El agua lluvia se infiltra en estos sedimentos a través de los poros interconectados. se estima que estas vegas se han formado por el agua lluvia infiltrada en los sedimentos cuaternarios. En terreno. La infiltración de las aguas meteóricas. descendiendo hasta la roca de subsuperficie. En el área de estudio se reconoció sólo un sector con surgencia de agua subterránea apareciendo desde la roca fundamental.2. el agua subterránea escurre mayormente en las unidades sedimentarias y sólo una pequeña cantidad de ésta se infiltra en la roca (Figura 1). en su mayoría de origen volcánico y sedimentario. como también por efecto del derretimiento de la nieve. Esta surgencia ocurre en el macizo rocoso cerca de la caverna de la Central Las Lajas. ya sea porque ocurre algún cambio en la pendiente del cerro y/o un cambio del espesor de la unidad sedimentaria y/o un cambio en la pendiente de la roca subyacente (Figura 1). pudiendo desaguar en cotas más bajas de la montaña. no se observó surgencia de agua y. Las precipitaciones ocurren. en un corte del camino que conduce a la Central Hidroeléctrica Alfalfal.3. La surgencia es esporádica y sólo ocurre durante los meses de invierno. con escasos intrusivos de composición granítica o andesítica. parte del caudal subterráneo escurre hacia niveles más bajos. se ubica en la alta cordillera al sureste de la ciudad de Santiago. PERMEABILIDADES ESPERADAS La zona de estudio del Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo. A partir de lo observado. inmediatamente después de cruzar el estero El Sauce. durante los meses de invierno producto de los frentes que vienen desde el Océano Pacífico. en general. ocurre a través de los depósitos sedimentarios y de las unidades de roca fracturadas. en general. se puede sostener que no hay evidencias en el resto del área estudiada de la existencia de acuíferos en las formaciones rocosas de Alto Maipo. se considera que el flujo subterráneo no descarga completamente en las vegas. Alfalfal II y Las Lajas. y ocurren preferentemente entre los meses de Mayo hasta Agosto. se reconocieron algunas vegas a lo largo de los trazados de los túneles El Volcán. mayoritariamente. Sin embargo. que normalmente ocurre entre Septiembre y Marzo. PERMEABILIDADES MEDIDAS -12 m/s. . Se describen a continuación los valores de los ensayos de LUGEON realizados en los sondajes exploratorios. Rocas volcánicas: 10 -7 m/s a 10 3.Según el estudio modificado de Isherwood en 1979 (en Hudson y Harrison. perforados a fines del año 2007 para el proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo. Los sondajes son: . los valores teóricos de la permeabilidad de la matriz rocosa sana para estas rocas son: Arenisca: 10 -5 m/s a 10 -10 m/s. Lutita: 10 -9 m/s a 10 -13 m/s.SAM-1. ubicado en el sector alto de Aucayes-Los Maitenes. al sur de la quebrada Maitenes. Granito: 10 -9 m/s a 10 -12 m/s.3. 2000). 200 m del túnel El Volcán y entre el km 2. camino a Alfalfal. . evaluación geotécnica. El agua que se infiltre bajo esa profundidad sólo podría hacerlo a través de fallas o fracturas subverticales profundas. y entre los 100 m y 120 m. Entre los 15 m y 40 m y entre los 75 m y 100 m. como también en sondajes geotécnicos de otras zonas cordilleranas. la permeabilidad desciende a valores entre 10 -7 m/s y 10 -8 m/s.0 del túnel Alfalfal II desde su portal de aguas arriba. Estas zonas expuestas a filtraciones potenciales serán tratadas aplicando los métodos de impermeabilización previstos en el proyecto. Los resultados del cálculo de la permeabilidad muestran que efectivamente. entre 0 m/s y 10 -9 m/s. al llegar al valle del río Maipo. En los túneles del proyecto estas condiciones podrían presentarse en los primeros 1. proviene de las mediciones del nivel del agua subterránea realizadas al interior de los sondajes exploratorios mencionados en los puntos precedentes del presente informe. .. en el km 10. incluido los realizados para Alfalfal I. entre los 250 m y 280 m de profundidad predomina la permeabilidad del orden de 10 -6 m/s.Sondaje SAM-2: Los ensayos se realizaron entre los 155 m y los 280 m. proveniente de las rocas fundamentales.0 y 5. Estos sondajes se perforaron con el propósito de reconocer los estratos rocosos del subsuelo. no se han detectado evidencias de surgencia de agua en la superficie. con algún relleno de material permeable.SAM-2. Los antecedentes de mayor valor para suponer la posible presencia de acuíferos en el sector de los trazados de los túneles. muestreo para análisis de calidad de roca y ensayos de admisión de aguas tipo Lugeon y de fracturación hidráulica de la roca. Parecidas condiciones de permeabilidad se observaron en los anteriores sondajes exploratorios de Alto Maipo. Entre los 155 m y los 250 m los valores calculados varían entre 0 m/s y 10 -7 m/s. NIVELES DE AGUA SUBTERRANEA Tal como se ha mencionado anteriormente. En general se estima que esta situación puede darse en casos aislados. . que reúnen condiciones muy particulares. éstos oscilan. los cuales apuntan a limitarlas. Los valores de permeabilidad obtenidos en estos sondajes fueron las siguientes: . Tienen más . ubicado en el puente viejo del río Colorado. en general. Las mediciones de los niveles de agua se efectuaron durante la perforación y la ejecución de los ensayos. la permeabilidad disminuye. la información apunta a que las posibilidades de constituir acuíferos en roca con una sobrecarga de más de 250 m son pocas.Sondaje SAM-3: Los ensayos se realizaron entre los tramos 15 m a 40 m y 75 m a 120 m de profundidad. Bajo los 250 m existe permeabilidad nula o por lo menos no asciende más allá de 10 -9 m/s. a mayor profundidad. ubicado en el valle del río Colorado.SAM-3. al inicio y al final de cada turno de trabajo. tanto en lo que dice relación con aquellas filtraciones que ingresen al túnel como aquellas que pudieran egresar.Sondaje SAM-1: Los valores de los ensayos se obtuvieron entre los 250 m y 350 m. los valores de permeabilidad calculados están dentro del orden de 10 -6 m/s. 3. En general.4. En la Tabla 1 se presentan los valores de las mediciones de niveles de agua subterránea obtenidos de los sondajes realizados.00 SONDAJE SAM-1 SAM-1 SAM-1 SAM-2 SAM-2 SAM-2 SAM-2 SAM-2 SAM-2 SAM-2 SAM-2 SAM-3 SAM-3 FECHA 29/09/07 01/10/07 22/10/07 01/10/07 05/10/07 11/10/07 16/10/07 22/10/07 23/10/07 29/10/07 05/11/07 08/10/07 09/10/07 OBSERVACIONES 4.12 16.67 l/s).70 45. en el valle del Río Colorado. las siguientes conclusiones son válidas: C. ya que durante la perforación se inyecta fluido de perforación y durante los ensayos se inyecta agua. por los que los valores medidos al término del turno de trabajo son menos confiables.60 43. Medida después de tres días sin perforar. El nivel de la napa subterránea en el sitio del sondaje SAM-1 está más profundo que 3. sin nivel de agua. Medida después de un día sin perforar. El nivel de la napa en el sitio del sondaje SAM-3 debería situarse con mayor probabilidad alrededor de 13. Medida después de un día sin perforar.0 m bajo la superficie. Según indican los planos y perfiles geológicos confeccionados durante la excavación de las obras subterráneas del Alfalfal. Medida después de un día sin perforar.40 13. Medida después de tres días sin perforar.80 9. 3. con goteo o filtraciones menores a 100 l/min (1.5 CASO DE LA CENTRAL HIDROELECTRICA ALFALFAL La experiencia obtenida en la construcción de la Central Hidroeléctrica Alfalfal. con más de 200 m de carga de roca. Medida después de un día sin perforar. Medida después de tres días sin perforar.45 3. . Medida después de dos días sin perforar. Medida después de un día sin perforar. en más del 95% de la extensión total de túneles y ventanas. Las obras subterráneas correspondientes a la Central Hidroeléctrica Alfalfal se ubicaron en las mismas formaciones geológicas que serán atravesadas por las excavaciones del Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo. se encontraron extensos tramos secos o sólo húmedos. Medida después de un día sin perforar.77 13.validez las medidas hechas después de 24 horas sin realizar labores en el pozo.25 6. Esto permite anticipar en el proyecto Alto Maipo la presencia de materiales con características geológicas y geomecánicas similares. constituye el antecedente más relevante para estimar la permeabilidad que se espera encontrar durante la construcción de las obras subterráneas del Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo. MEDIDA NIVEL DE AGUA (m) 6. De acuerdo a lo indicado en la tabla anterior. D.80 45.10 45. El nivel de la napa en el sitio del sondaje SAM-2 debería situarse con mayor probabilidad alrededor de 45 m bajo la superficie. Medida después de un día sin perforar.10 44.20 m de perforación. Medida después de un día sin perforar.0 metros. E. 67 l/s a 16. En el caso del túnel Chacayes.67 l/s). • Las pruebas de Lugeon realizadas en los sondajes. disminuyendo la permeabilidad de las rocas. pero que fueron tratadas con inyecciones sistemáticas al avance. En el caso del intrusivo La Gloria. la primera mitad del tramo tiene un techo de sólo roca y la otra mitad. no necesariamente ligado a un probable acuífero en la parte superior del mismo. éste se considera como un caso sin precedentes y con una configuración hidrogeológica muy particular. lo que viene a avalar lo sostenido en los capítulos precedentes. donde hubo filtraciones de hasta 80 l/s. provenientes del macizo rocoso.000 l/min (1. Solamente destacan 2 casos donde se manifestaron filtraciones mayores. 3. Las condiciones geológicas en torno a los dos casos comentados no han sido reconocidas en el sector donde se emplazará el Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo. presentando valores entre 0 m/s a 10 -9 m/s en sectores superiores a los 250 m de profundidad.Menos del 5% de los tramos de túneles con más de 200 m de sobrecarga presentaron chorrillos del orden de 100 l/min a 1. actualmente operación. donde existió una filtración de 5 l/s a 108 l/s. entre los 100 y 800 m. • Se espera que las condiciones de permeabilidad y filtraciones en los macizos rocosos en el Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo sean similares a las que se presentaron en la construcción de la Central Hidroeléctrica Alfalfal. como se sostiene en este documento.05 y el km 2.6. CONCLUSIONES DE LA PERMEABILIDAD ESPERADA • La posibilidad de que existan acuíferos en el área del eje de los túneles del Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo es mínima. los que fueron sellados durante la construcción. . la carga de la columna de roca en profundidades mayores a 300 m cierra las fracturas existentes en el macizo rocoso. la sobrecarga del tramo con filtraciones es inferior a 250 m.19. un techo delgado de roca (de 50 a 80 m) sobre el que yace un relleno sedimentario permeable de 175 m de espesor máximo. muestran que los valores de permeabilidad descienden significativamente en profundidad. en el túnel Común sector La Gloria. • En este último caso el acuífero se constituye en los sedimentos de relleno del valle y la superficie freática se podría encontrar cercana a la cota del río. bajo la quebrada Chacayes. como pudo ser la presencia de un bolsón de agua suspendido en el macizo rocoso. • No se ha observado surgencias de agua subterránea. en el túnel Chacayes. • Se debe considerar que alrededor del 95% del trazado de los túneles tiene una sobrecarga de roca superior a 250 m y. • Solamente se podría esperar la presencia de acuíferos en sectores donde la sobrecarga de roca es menor de 250 m y en la parte baja de los valles principales. con presiones de hasta 75 kg/cm2 en un comienzo. otro. entre el km 2. Uno. Estos métodos pueden ser: . Se aplica también a caudales medios a altos en rocas de resistencia media a baja. y luego establecer los métodos de control a aplicar. con presiones moderadas en un medio rocoso de resistencia media a alta. el efecto de las filtraciones totales máximas que se puede considerar que no interferirían con las actividades de construcción resulta bastante pequeño. WL 2 – Alta: Filtraciones de agua mayores a 30 l/s. Sectores concentrados. y a bajos caudales en masas de roca pobres a extremadamente pobres. son los siguientes: Tramos normales de túneles: 0-4 l/s/km.4. Cuando se requieren limitaciones estrictas de la permeabilidad en ciertas secciones de los túneles. Se aplica también a caudales pequeños en medios rocosos de resistencia baja y relativamente seca (goteos y filtraciones) y de pobre a extremadamente pobre masas de roca. encontradas en un medio rocoso de resistencia media a alta. sin necesidad de efectuar tratamientos especiales de impermeabilización. Una guía respecto a los niveles o valores que se pueden considerar manejables por los procesos constructivos. las filtraciones hacia el túnel deben reducirse a un nivel tal que permita avanzar en su excavación sin los problemas derivados de su presencia. clasificados como WL2: 20 l/s/km. Las filtraciones reales pueden ser bastante menores durante la operación. En principio. Como los sectores clasificados como WL1 Y WL2 comprenderán solamente un porcentaje menor de la longitud total de túneles. ello es técnicamente posible mediante la aplicación de métodos apropiados. 4.Moderada: Corresponde a filtraciones de agua menores a 30 l/s. Éstas se clasifican en: WL 1 . 1) ver definición más abajo. se pueden establecer criterios para limitar las filtraciones máximas permitidas en un cierto tramo de túnel. Sectores concentrados. los cuales se describen a continuación: Clasificación WL El término “WL” se refiere a “Water Leakage” o “Filtraciones de Agua”. con valores promedios entre 2 y 3 l/s/km. y se aplica a tramos particulares donde se pueden esperar filtraciones importantes. con presiones moderadas a altas. ya que gran parte de los túneles son en presión. clasificados como WL1 1): 10 l/s/km.1 METODOS PARA EL CONTROL DE FILTRACIONES EN LOS TUNELES CONCEPTOS BASICOS Desde el punto de vista de la construcción. No obstante el diseño contempla que los contratistas deben disponer del equipamiento para efectuar tratamientos de inyecciones para materializar la reducción efectiva de las filtraciones donde ello sea necesario. las estimaciones para los túneles de Las Lajas y Alfalfal II varían entre un 1% y 5% de la longitud total.25 m de longitud adelante del frente. de 12 . Estos se denominan EG1 y EG2. Sobre la base de la información geológica disponible. con 5 a 10 perforaciones en abanico. correspondiendo cada uno a las clases de filtraciones definidas como WL1 y WL2. Para el túnel Volcán. 3 a 6 perforaciones de 12-30 m de longitud delante de la frente. hasta aproximadamente 7% para EG1 y 3% para EG2. con 10 a 30 perforaciones en abanico. Para la clase EG1.20 m de longitud delante de la frente. se pueden realizar inyecciones adicionales.Revestimiento de concreto con membrana impermeable. como se señaló antes. EG 2 Sondajes de exploración. .. se aplicarán sondajes de exploración para detectar las zonas con filtraciones concentradas antes de avanzar con la excavación del mismo. Al detectarse zonas con clase WL1 y WL2. 4. se ha estimado la extensión de las zonas de clases EG1 y EG2 en secciones específicas de los túneles de Alto Maipo. Durante la excavación. Se considera un esquema de sondajes exploratorios para cada una de las situaciones de filtraciones mencionadas. .15 perforaciones para control de los resultados de la inyección. En casos extremos. se ha estimado una presencia un poco mayor. se aplican inyecciones. El traslape mínimo entre los sondajes exploratorios es de dos avances de tronaduras. 2 a 4 perforaciones de 12 a 30 de longitud delante de la frente. se realizan sondajes de exploración y si es necesario se aplican inyecciones. de manera de minimizar las filtraciones a un nivel aceptable antes de la excavación. Posteriormente se aplican 3 a 6 perforaciones para control de los resultados de las inyecciones.Inyección sistemática de la roca. Posteriormente se aplican a 5 .2 FILTRACIONES CONCENTRADAS Durante la construcción del túnel. de 12 . para reducir aun más las filtraciones. El traslape mínimo entre los sondajes exploratorios es de tres avances de tronaduras. .Revestimiento de concreto normal o armado e inyecciones de consolidación entre la roca y el concreto. se podrá realizar la inyección de la zona adelante del frente. De requerirse. De requerirse se aplican inyecciones. Posteriormente a la excavación a través de la zona en cuestión y de ser necesario. y para la clase EG2 las estimaciones varían entre 0% y 2%. para prevenir filtraciones en sectores donde se anticipen problemas y se puedan controlar anticipadamente. la membrana podría reemplazarse por revestimiento en acero. de acuerdo al detalle siguiente: EG 1: Sondajes de exploración. de la longitud total. . y en casos extremos aplicar recubrimiento impermeable.3 FILTRACIONES NO CONCENTRADAS Si se presentan filtraciones sistemáticas hacia los túneles durante la construcción en tramos no concentrados. en la zona adyacente al pique de caída donde comienza el blindaje de acero. La información respecto a la permeabilidad y tensiones de la roca. por lo que se contempla en el diseño la posibilidad de efectuar inyecciones sistemáticas. pues exigirá controlar primero las filtraciones que estén aflorando en la frente de excavación. • Túneles en áreas en que la filtración desde el túnel hacia el macizo de roca pueda ser excesiva. se podrá aplicar inyección sistemática al avance o detrás de la frente. cuya suma sea de tal magnitud que requieran ser controladas.Si el túnel se excava en una de estas zonas. 4. el principio de inyección del macizo rocoso se aplica igualmente. basada en las investigaciones de las condiciones de la roca in situ que se efectuaran una vez excavados esos sectores de los túneles. o se prevé que existan filtraciones desde los túneles durante la operación de las centrales. pero el proceso será mas complejo. para luego efectuar los tratamientos de impermeabilización del macizo rocoso delante de la frente. van a determinar donde terminar con los blindajes de acero y que tratamientos de impermeabilización serían necesarios. Ejemplo de tales casos pueden ocurrir en túneles con baja cobertura de roca en: • Sectores de túneles en áreas donde se pueda producir una influencia en las aguas subterráneas que impliquen riesgo de deformaciones del terreno.4 FILTRACIONES DURANTE LA OPERACION Gran parte de los túneles del Proyecto Hidroeléctrico Alto Maipo son presurizados. Algunas indicaciones dicen que esto podría ocurrir al final del túnel de aducción de Alfalfal II. 4. En este sector se produce la mayor presión interna en el túnel. y puede existir en ellos potenciales filtraciones hacia el macizo rocoso en los sectores donde la presión interna del agua es mayor que el nivel esperado de la napa freática. sin sondajes de exploración. • Sectores de túneles en áreas donde se pueda producir una influencia en los niveles de las aguas subterráneas que pueda afectar pozos o vegetación superficial que dependa de esas aguas subterráneas.
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