APÉNDICE GEO-11 INFORME DE OPINIÓN, CH SAN PEDRO

APÉNDICE GEO-11

INFORME DE OPINIÓN, CH SAN PEDRO. ARCADIS, 2012

3905-000-GO-INF-001_1 Junio, 2012 Informe de Opinión Central Hidroeléctrica San Pedro Página 2 de 103

INFORME DE OPINIÓN CENTRAL HIDROELÉCTRICA SAN PEDRO

INFORME FINAL

ÍNDICE

1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 7 1.1 GENERALIDADES ........................................................................................... 7 1.2 UBICACIÓN ..................................................................................................... 7 1.3 OBJETIVOS ..................................................................................................... 8 1.4 ALCANCES...................................................................................................... 8 1.5 ACTIVIDADES REALIZADAS .......................................................................... 8

2 REFERENCIAS ............................................................................................................. 9

3 GEOMORFOLOGÍA .................................................................................................... 11

4 MARCO GEOLÓGICO REGIONAL............................................................................. 19 4.1 TECTÓNICA .................................................................................................. 19 4.2 GEOLOGÍA .................................................................................................... 19

5 GEOLOGÍA LOCAL .................................................................................................... 21 5.1 UNIDADES .................................................................................................... 21 5.2 GEOLOGÍA DEL ÁREA DE LA PRESA ......................................................... 21 5.2.1 Flanco Izquierdo........................................................................................... 21 5.2.2 Lecho del Río ............................................................................................... 24 5.2.3 Flanco Derecho ............................................................................................ 24 5.3 ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS EN EL ÁREA .............................................. 25 5.3.1 Estructuras mayores ................................................................................... 25 5.3.2 Estructuras Menores ................................................................................... 27 5.3.3 Diaclasas ...................................................................................................... 32 5.3.4 Vetillas .......................................................................................................... 33

6 PROSPECCIONES GEOTÉCNICAS ........................................................................... 34 6.1 SONDAJES.................................................................................................... 34 6.2 RESISTIVIDAD .............................................................................................. 34 6.3 REFRACCIÓN SÍSMICA ................................................................................ 37 6.4 INSAR ............................................................................................................ 37

7 ANÁLISIS MONITOREO ............................................................................................. 39 7.1 PUNTOS DE CONTROL TOPOGRÁFICO ..................................................... 39 7.1.1 Zona Pique.................................................................................................... 39 7.1.2 Portales de Salida de Túneles de Desvío ................................................... 43 7.1.3 Portales de Entrada de Túneles de Desvío ................................................ 45 7.2 INCLINÓMETROS ......................................................................................... 46 7.3 NIVELES FREÁTICOS EN EL EJE DE LA PRESA ........................................ 48

8 VISITA A TERRENO ................................................................................................... 49

9 ANÁLISIS INFORMACIÓN DISPONIBLE ................................................................... 54


9.1 INGEROC 2012 ............................................................................................. 54 9.1.1 Flanco Izquierdo........................................................................................... 55 9.1.2 Lecho del río ................................................................................................. 57 9.1.3 Flanco Derecho ............................................................................................ 58 9.2 RIZZO 2012 ................................................................................................... 58 9.2.1 Comentarios Ensayos de Corte en Roca Fracturada ................................ 58 9.2.2 Comentarios back análisis .......................................................................... 62 9.2.3 Comentarios análisis de potencial falla profunda ..................................... 63 9.2.4 Estimación de Parámetros .......................................................................... 63 9.3 ESQUEMA PRESENTADO POR DR. ING. G. LOMBARDI ............................ 64

10 CONCLUSIONES ........................................................................................................ 65 10.1 GEOLOGÍA GENERAL .................................................................................. 65 10.2 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL ......................................................................... 66 10.3 GEOLOGÍA DEL ÁREA DE LA PRESA ......................................................... 66 10.3.1 Flanco Izquierdo........................................................................................... 66 10.3.2 Lecho del Río ............................................................................................... 69 10.3.3 Flanco Derecho ............................................................................................ 69 10.4 ASPECTOS A CONSIDERAR EN LOS DISEÑOS ......................................... 71 10.4.1 Generales ..................................................................................................... 71 10.4.2 Flanco Izquierdo........................................................................................... 71 10.4.3 Lecho del río ................................................................................................. 71 10.4.4 Flanco Derecho ............................................................................................ 71

LISTA DE ANEXOS Anexo A: Información de Sondajes Perforados

Anexo B: Perfiles Geológico – Geotécnicos

Anexo C: Respuestas a Consultas Específicas


LISTA DE TABLAS

Tabla 2-1. Antecedentes Analizados ............................................................................................... 9

Tabla 7-1. Sondajes instrumentados con inclinómetros y sus máximos movimientos relativos (Ref. 17). ....................................................................................................................... 48

Tabla 7-2. Sondajes alineados con el eje de la presa que cuentan con mediciones piezométricas (flanco sur del valle del río San Pedro). ....................................................................... 49

LISTA DE FIGURAS Figura 1-1. Detalle de la zona de ubicación de la CHSP. ................................................................... 7

Figura 3-1. Ubicación de perfiles topográficos transversales. ........................................................... 13

Figura 3-2. Perfiles topográficos transversales del valle del río San Pedro en la zona del proyecto. . 14

Figura 4-1. Mapa geológico del área de estudio, modificado y simplificado. . .................................. 20

Figura 5-1. Posible explicación de la presencia de grietas en el flanco norte). ................................ 25

Figura 5-2. Ubicación de la Falla Salbanda. ...................................................................................... 26

Figura 5-3. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de fallas observadas en los sondajes……………….. ......................................................................................................................... 27

Figura 5-4. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de la foliación observada en los sondajes de ambos flancos. ................................................................................................................... 28

Figura 5-5. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de la foliación registrados en los sondajes del flanco izquierdo. .......................................................................................................... 29

Figura 5-6. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de la foliación registrados en los sondajes del flanco derecho. ............................................................................................................ 30

Figura 5-7. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de la foliación registrados durante la construcción de los túneles. .................................................................................................. 31

Figura 5-8. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de las diaclasas observadas en los sondajes............................................................................................................................................ 32

Figura 5-9. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de las vetillas observadas en los sondajes. 33

Figura 6-1. Resultados de perfil audio magnetotelúrico realizado en el flanco izquierdo del valle. .. 36

Figura 6-2. a) Mapa de desplazamientos generado con fotos obtenidas el 18/7/2010 y el 2/9/2010.Señal de buena calidad. La zona homogénea azul indica ausencia de desplazamiento. Al sur de CH San Pedro (zona rosada) existe señal de desplazamiento (Tomada de Ref.20). b) Imagen indicando la zona de potencial remoción, según expertos de 3vGeomatics. ........................................ 38

Figura 7-1. Desplazamientos registrados en puntos de control topográfico ubicados en la zona del pique de desagüe de fondo, en el estribo izquierdo de la presa. .......................................................... 42


Figura 7-2. Desplazamientos registrados en puntos de control topográfico ubicados sobre afloramientos de roca próximos a la ribera izquierda del río. ................................................................ 43

Figura 7-3. Desplazamientos registrados en puntos de control topográfico ubicados en la zona de los portales de salida de los túneles de desvío. ..................................................................................... 44

Figura 7-4. Ubicación y desplazamientos registrados en el portal de entrada del túnel de desvío. . 46

Figura 9-1. Comparación entre foliación medida en los túneles de desvío (arriba) y las fallas encontradas en los mismos (abajo). ...................................................................................................... 56

Figura 9-2. Posible explicación de la presencia de grietas en el Flanco norte del valle ................... 58

Figura 9-3. Interpretación de ARCADIS de los ensayos de corte directo in situ. .............................. 60

Figura 9-4. Interpretación de ARCADIS de los ensayos triaxiales en “roca descohesionada”. ........ 61

Figura 9-5. Vista de las probetas sobre muestras inalteradas después de ser ensayadas en el equipo triaxial. Se indican potenciales planos de falla que podrían asociarse a discontinuidades ....... 62

Figura 9-6. Esquema presentado por el Dr. Lombardi (Ref. 5) planteando una posible hipótesis respecto de la geología del sitio de la CHSP. ........................................................................................ 64

Figura 10-1. Posible explicación de la presencia de grietas en el Flanco norte del valle ................... 70

LISTA DE FOTOGRAFÍAS

Fotografía 3-1. Half Dome, domo de exfoliación en el Yosemite National Park (Tomada de

HUBER, 1987). ....................................................................................................... 16

Fotografía 3-2. Diaclasas de exfoliación cóncavas en el piso del valle en el Yosemite National Park (Tomada de HUBER, 1987). .......................................................................... 16

Fotografía 3-3. Diaclasas de exfoliación subverticales en uno de los costados rocosos del valle. 18

Fotografía 5-1. Depósitos de remociones en masa en camino de acceso al pique de desagüe de fondo. ...................................................................................................................... 22

Fotografía 5-2. Corte en roca metamórfica intensamente meteorizada y fracturada en camino de acceso a pique de desagüe de fondo. ................................................................... 23

Fotografía 7-1. Sector del estribo izquierdo de la presa. Se observa talud de corte del pique de desagüe de fondo y puntos de monitoreo en la ribera izquierda del río. ............... 41

Fotografía 7-2. Ubicación de punto de control T-5 apoyado en afloramiento de roca metamórfica. a) vista general de los portales de salida de los túneles de devío b) detalle de la ubicación de punto de control, en cuadro rojo. ...................................................... 45

Fotografía 8-2. Detalle de unas de las paredes de la Cueva del León en donde se observa un plano correspondiente a una diaclasa orientada paralela a la grieta. .................... 51


Fotografía 8-3. Talud contiguo a la excavación del pique de desagüe de fondo, que presenta variados problemas de estabilidad y erosión en épocas de lluvias. Se observa volumen de superficial de suelo vegetal movilizado íntegramente talud abajo. .... 52

Fotografía 8-4. Afloramientos de agua en el pique de desagüe de fondo, en la zona de contacto entre la roca intensamente meteorizada y fracturada con la roca masiva. ............ 52

Fotografía 8-5. Cicatriz de antigua remoción en masa. .................................................................. 53

Fotografía 8-6. Zona de falla reconocida en testigos del sondaje SRP-100. ................................ 54


1 INTRODUCCIÓN

1.1 GENERALIDADES

La empresa COLBUN S.A. está construyendo la Central Hidroeléctrica San Pedro (CHSP), proyectada con una potencia instalada de 144 MW. Contempla un muro de hormigón rodillado de 56 m de altura, con una longitud de coronamiento de 205 m, que se localizará en el valle del río homónimo, a unos 14,5 Km aguas abajo del desagüe del lago Riñihue. En la actualidad ya se han construido los dos túneles de desvío y un pique de desagüe de fondo por el flanco izquierdo del valle, además de gran parte de los caminos de acceso y de construcción, incluyendo algunos campamentos para contratistas y oficinas.

A raíz de los movimientos de tierra efectuados para la construcción de los caminos de acceso y de construcción, se detectaron deformaciones del terreno en algunos sectores del estribo izquierdo o sur del muro, además de la presencia de fallas importantes y grietas profundas en la zona del empotramiento derecho o norte de la presa.

Con el objeto de evaluar la factibilidad de continuar con el proyecto de la CHSP, COLBUN encargó la ejecución de una serie de estudios geológicos y geotécnicos, adicionales a los ya existentes, además de consultorías a asesores extranjeros, complementados con nuevos sondajes geotécnicos, prospección geofísica, calicatas y zanjas, implementándose paralelamente una red de instrumentación geotécnica en la zona del proyecto.

1.2 UBICACIÓN

El área de estudio corresponde a la zona de la CHSP, en la Región de los Ríos (Figura 1-1).

Figura 1-1. Detalle de la zona de ubicación de la CHSP.


1.3 OBJETIVOS

En el mes de enero del 2012, COLBUN solicitó a ARCADIS CHILE un Informe de Opinión respecto de los numerosos estudios geológico-geotécnicos realizados a la fecha, con énfasis en los elaborados recientemente (últimos 3 años), relativos, en términos generales, a la estabilidad de ambos estribos de la presa.

1.4 ALCANCES

Los alcances de la presente asesoría fueron los siguientes:

Revisión crítica de la información geológico-geotécnica, contenida principalmente en los documentos elaborados en los últimos tres años.

Reconocimiento en terreno de algunos sectores específicos de los estribos de la presa, zonas inestables, grietas importantes y testigos de sondajes representativos del área de interés

Análisis crítico de los modelos geológico-geotécnicos propuestos para explicar las deformaciones del terreno identificadas.

Coordinación y gestión de análisis de deformaciones del terreno en las zonas del muro, cubeta y puente Malihue, mediante imágenes satelitales, utilizando tecnología InSar.

Elaboración del Informe de Opinión

1.5 ACTIVIDADES REALIZADAS

Las actividades realizadas durante el desarrollo de la presente asesoría fueron las siguientes:

Reunión inicial en oficinas de COLBUN en la que profesionales de esta empresa Sres. A. Amenábar, F. Arteaga, C. Costa y A. Martínez, dieron a conocer a ARCADIS, en forma muy resumida, los estudios geológico-geotécnicos existentes a la fecha, las principales conclusiones de los mismos y algunos resultados de mediciones de las deformaciones del terreno disponibles.

Con la información suministrada en esta primera reunión, ARCADIS elaboró una proposición preliminar de ASESORÍA GEOLÓGICO-GEOTÉCNICA ESPECIALIZADA para la CHSP, incluyendo alcances, plazo y costos estimados, la cual fue aceptada por COLBUN, con leves modificaciones.

Envío de información a las empresas ALTAMIRA INFORMATION (española) y 3V GEOMATICS (canadiense), para cotizar el servicio de análisis de deformaciones mediante imágenes satelitales y selección posterior de esta última, en conjunto con COLBUN, para ejecutar el trabajo encomendado.

A continuación se recibió gran parte de la información geológico-geotécnica existente, la cual fue sometida a un primer análisis, con antelación a la visita a terreno.

La visita a terreno fue realizada los días 14 y 15 de febrero del presente, participando los Sres. José Campaña (Ingeniero geotécnico), José Lagos y Pablo Talloni (Geólogos) por parte de ARCADIS, y el Sr. Leonardo Álvarez, Jefe de la Oficina de Ingeniería de


Terreno de COLBUN. En el transcurso de esta visita se pudo apreciar las características del macizo rocoso de la parte alta y baja del empotramiento norte, incluyendo las principales discontinuidades de éste (Falla Salbanda y Cueva del León). En la zona del flanco izquierdo del valle se reconocieron sectores de deslizamientos superficiales recientes, aguas arriba y aguas abajo del estribo izquierdo y algunos escarpes de deslizamientos antiguos en la parte alta de este flanco. Finalmente, se examinaron los testigos de algunos sondajes representativos de ambos estribos de la presa. La visita al terreno terminó con una breve reunión con el Sr. Ezequiel Camus, Gerente de Construcción de COLBUN, oportunidad en la cual se recibió información adicional de registros de sondajes y planos topográficos.

El 21 de febrero se efectuó una reunión en oficinas de COLBUN, en donde se dieron a conocer, por parte de ARCADIS, los resultados obtenidos en la visita al terreno.

Con posterioridad a esta visita a terreno, se siguió analizando la vasta información disponible, solicitando a COLBUN algunos antecedentes o documentos específicos que aún faltaba examinar.

Paralelamente, se mantuvo frecuentes contactos con la empresa 3V GEOMATICS, encargada del análisis de deformaciones mediante imágenes satelitales, proporcionándole la topografía del sitio de la CHSP y de zonas aledañas a ésta. También se le envió información relativa a deformaciones de algunos sectores relativamente próximos a la Central debido al sismo de febrero de 2010.

El19de marzo se recibió el informe de Fase I de la empresa 3V GEOMATICS.

Las conclusiones preliminares del Informe de Opinión de ARCADIS fueron enviadas a COLBUN el día martes 20 de marzo.

El 21 de marzo se recibió el informe de ingeniería y diseño para la estabilización de laderas elaborado por Rizzo Consultores.

Finalmente, se elaboró el Informe de Opinión de ARCADIS.

2 REFERENCIAS

En la Tabla 2-1 se listan los antecedentes utilizados para la elaboración del presente informe:

Tabla 2-1. Antecedentes Analizados

Referencia Título Autor Fecha

Ref. 1 Estudio Geológico-Geotécnico, Área Central San Pedro, X Región

Geotécnica Consultores Ltda

Octubre 1995

Ref. 2 Proyecto Central San Pedro: Estudio de factibilidad. Informe Geológico-Geotécnico

Arcadis Geotécnica Ltda

Junio 2006

Ref. 3 Estudio Refracción Sísmica, Proyecto hidroeléctrico San Pedro, Etapa III.

Geodatos Enero 2007



Ref. 4 Ingeniería Básica Central Hidroeléctrica San Pedro. Informe Riesgo Sísmico presa CH San Pedro.

EDIC Ingenieros Nov 2008

Ref. 5 Central Hidroeléctrica San Pedro. Informe de la Primera Misión del 18 al 19 de Enero de 2010

Dott. Ing. Giovanni Lombardi

Ene 2010

Ref. 6 Informe de Revisión Información Geológico-Geotécnica, Proyecto San Pedro

Ingeniería de Rocas Ltda. (INGEROC)

Mar 2010

Ref. 7 Board of Consultants Report, Meeting No. 1. Ago 2010

Ref. 8 Estudio Neotectónica Central Hidroeléctrica San Pedro, Región de Los Lagos

AURUM - INGEROC

Nov 2010

Ref. 9 Actualización Monitoreo Ribera Sur Proyecto CH, San Pedro.

Ingeniería de Rocas Ltda. (INGEROC)

Feb 2011

Ref. 10 Board of Consultants Report, Meeting No. 2. Feb 2011

Ref. 11 Board of Consultants Report, Meeting No. 3, Draft No. 1.

Mar 2011

Ref. 12 Paleoseismic Analysis of Faults at the San Pedro damsite, Los Lagos region, Chile.

Geo-Haz Consulting, Inc.

May 2011

Ref. 13 Central Hidroeléctrica río San Pedro. Informe. Análisis instrumentación al 25 de Junio de 2011.

EDIC Ingenieros Jun 2011

Ref. 14 Informe de Avance. Hallazgos y Recomendaciones. Proyecto Central Hidroeléctrica San Pedro.

Rizzo Associates Chile S.A.

Sept 2011

Ref. 15 Estudio Geofísico: Exploración Electromagnética. Proyecto Central Hidroeléctrica San Pedro, Valdivia, XIV Región de los Ríos, Chile.

DPI Ingenieros Ltda.

Nov 2011

Ref. 16 Informe Geológico-Geotécnico Presa San Pedro. Ingeniería de Rocas Ltda. (INGEROC)

Mar 2012

Ref. 17 Ingeniería y Diseño para la Estabilización de Laderas, Informe Final de Diseño, 30% de Avance

Rizzo Associates Chile S.A.

Mar 2012

Ref. 18

Unstable rock slope hydrogeology: insights from the large-scale study of western Argentera-Mercantour hillslopes (South-East France).Bulletin de la

Société Géologique de France.Vol. 178,No. 2,p. 159-168.

Binet S., Guglielmi, Y, Bertrand C. and Mudry J.,

2007

Ref. 19 Engineering rock mass classifications. New York: Wiley

Bieniawski Z.T. 1989

Ref. 20 InSAR Analysis near Río San Pedro, Chile. 3vGeomatics, Inc. Mar 2012



Ref. 21 Paraglacial rock-slope stability. Geomorphology 153-154. 1-16.

Mc COLL, S. 2012

Ref. 22

Domes and domes structure in the High Sierra. Bulletin of the Geological Society of America 15, 29-36.

GILBERT, G.K. 1904

Ref. 23 Desintegration of glacial cliffs. Journal of Geomorphology 2, 305-334.

BALK, R. 1939

Ref. 24 Rock Characterization Testing and Monitoring ISRM Suggested Method

1981

Ref. 25 PT-IDR-118-54-10-2. Análisis de Informe Final de Ensayos de laboratorio de rocas IDIEM

INGEROC 2010

Ref. 26 Minuta Descriptiva Informe Final IDIEM de resultados de suelos

EDIC Ing. 2010

3 GEOMORFOLOGÍA

El río San Pedro nace en el extremo noroeste del lago Riñihue, próximo a la localidad llamada El Desagüe, siguiendo desde allí un sinuoso curso en dirección noroeste el que, luego de recorrer unos cinco kilómetros aproximadamente, cambia de rumbo hacia el sur oeste, para sobrepasar ligeramente el sitio del proyecto y avanzar hacia Malihue en dirección WNW. El gradiente hidráulico medido sobre la plancheta de escala 1: 50.000 del IGM entre las localidades anteriormente mencionadas, es del orden de 0,2º (0.35%). El sitio del proyecto forma parte de un macizo montañoso de orientación general NNE, atravesado por el río San Pedro cuyo curso en el sector es WSW, el que luego de una curva de pequeño radio de curvatura, se dirige hacia el noroeste y después WNW; la inflexión indicada da origen a una concavidad en la vertiente sur, abierta hacia el norte. Al sur del río San Pedro, el macizo montañoso está limitado hacia el oriente por el estero Llecué, de rumbo ENE y de claro control estructural; el límite poniente está materializado por el estero Punco. Entre ambos cursos de agua se intercala el estero Lleleufú de posición intermedia, de curso sinuoso y subparalelo al estero Llecué. A algo más de un kilómetro al sur del río San Pedro, el estero El Molino corta el macizo montañoso desde su parte media hacia el oeste, para unirse al estero Punco; el estero El Molino estaría controlado por una fractura, estructura sin desplazamiento, cuyo rumbo no parece integrarse a alguno de los principales sistemas de fracturas mapeados en el área. El punto culminante de la montaña situada al sur del río es de 657 m.s.n.m y que corresponde al cerro Llecué; entre el río y el estero El Molino el relieve adopta una disposición transversal paralela al curso del río, presentando una altura máxima de 508 m en el cerro Pocuno. Tanto la divisoria de aguas como la vertiente misma, se disponen en un amplio semicírculo abierto hacia el norte, cuya ladera desciende directamente hacia el lecho del río. La continuación hacia el norte, a la otra orilla del río, del relieve anteriormente descrito, tiene una forma de S alargada en dirección general NNE y, con puntos culminantes distribuidos en


la misma dirección, cuyas cotas son 362 m, 391 m, 356 m y 384 m en el cerro Nuchaco, en el extremo nororiental del relieve. Geológicamente, el macizo montañoso está constituido, a ambos lados del río, por rocas metamórficas, principalmente esquistos micáceos y filitas, pertenecientes al Complejo Metamórfico Paleozoico Bahía Mansa (Devónico-Triásico); este complejo rocoso es evidentemente solidario con el Complejo Metamórfico Trafún, algo más antiguo (Devónico-Carbonífero), cuyos afloramientos se ubican en la misma dirección, más al norte. El Cuaternario detrítico está representado por depósitos glaciares de las glaciaciones Río Llico del Pleistoceno Medio y Santa María, algo más tardía, y sus respectivos depósitos glaciofluviales, así como también los depósitos fluviales que rellenan el valle del río San Pedro. El mapa geológico de Los Lagos – Malalhue (Figura 4-1) (SERNAGEOMIN, 2003), de escala 1: 100.000 indica que el frente glaciar de la Glaciación Santa María y sus morrenas asociadas, se habría detenido antes de alcanzar el macizo rocoso metamórfico paleozoico, dejando entre ambos solo depósitos glaciofluviales; por otra parte, el mismo documento muestra que los hielos de la Glaciación Río Llico, anterior a la Santa María tal como se puntualizó anteriormente, lograron cubrir el Paleozoico metamórfico abandonando depósitos morrénicos al oeste del Complejo, lo cual significa que el sitio del proyecto y toda la superficie del Complejo Metamórfico Paleozoico Bahía Mansa, habría estado cubierto por los hielos de una glaciación más extensa y más potente que la posterior e incluso la más reciente – la Glaciación Llanquihue – por lo menos en esta latitud. No obstante las evidencias geológicas señaladas, no existen rasgos propios de un modelado glacial (rocas pulidas, estrías glaciares, surcos, acanaladuras, valle con sección transversal en U) en el valle ni en los afloramientos rocosos situados a ambos lados del río. En efecto, los perfiles topográficos transversales del río San Pedro (Figura 3-2) corresponden claramente a una sección transversal en V propia de un valle fluvial. Es probable que esto se deba a la fuerte erosión fluvial postglacial ejercida por el río sobre rocas meteorizadas y fracturadas, en las que predominan minerales arcillosos y micáceos que imponen a las rocas de las cuales forman parte, un comportamiento de rocas blandas poco competentes, características particularmente evidentes en la vertiente sur del río; los sondajes perforados en esa ladera señalan la presencia de metapelitas y metareniscas meteorizadas y fracturadas, cubiertas por trumao. En la vertiente opuesta esta misma litología contrariamente, se materializa en rocas relativamente frescas y competentes.


Figura 3-1. Ubicación de perfiles topográficos transversales.

PERFIL A PERFIL B PERFIL C


Figura 3-2. Perfiles topográficos transversales del valle del río San Pedro en la zona del proyecto.

Estero El Molino

Estero El Molino

Río San Pedro

Río San Pedro

Río San Pedro


La disimetría de la sección transversal del río San Pedro en el meridiano del sitio del proyecto, hallaría su explicación en la curvatura del curso del río, lo que habría permitido que la línea de máxima velocidad de las aguas, socavara la base de la ladera sur – constituida por rocas blandas fácilmente erosionables – y permitiera la generación de fenómenos de remoción en masa locales, que habrían modelado la ladera sur en un amplio anfiteatro, provocando la pérdida de la supuesta simetría original de la sección transversal. Existen en las rocas metamórficas del flanco derecho del valle del río San Pedro, una serie de grietas o fracturas abiertas en superficie y probablemente cerrándose en profundidad sin llegar a desaparecer. Están dispuestas en una franja de terreno subparalela al borde del farellón, tal como lo señala el mapa geológico de INGEROC. La más importante es la denominada Cueva del León, la cual se presenta como una grieta de superficie irregular de unos 40m de longitud, sin estrías ni planos de falla; abierta en superficie, de modo que permitió el descenso exploratorio de personas hasta unos 30m de profundidad. Descartada en principio, la hipótesis del colapso de la ladera izquierda por medio de un gran deslizamiento de tipo planar, cuya superficie de ruptura estaría constituida por la continuidad ininterrumpida de los planos de foliación; habiendo quedado establecido, por otra parte, que los hielos de la Glaciación Río Llico cubrieron las rocas del Complejo Paleozoico en la zona del proyecto durante el Pleistoceno Medio, la explicación del origen no tectónico de las grietas observadas en el flanco derecho del valle del río San Pedro, habría que buscarla en los procesos y mecanismos – no estructurales – asociados a la geomorfología glaciar. El retiro o fusión de los hielos continentales como los de la península escandinava o de América del Norte, ha dado origen a un alzamiento de esos territorios de acuerdo a un proceso glacio-isostático; a una escala menor, el retiro de un glaciar de valle genera diaclasas de exfoliación. El peso del glaciar comprime la roca que cubre y cuando el glaciar finalmente funde, la roca se expande como resultado de la reducción de presión, produciéndose fracturas paralelas a la superficie topográfica; el nivel superior se rompe en láminas o se exfolia, desde el momento que no tiene un peso encima. Domos de exfoliación (Fotografía 3-1) y rocas exfoliadas han sido descritos por HÜBER (1987) en el Yosemite National Park en Estados Unidos en rocas graníticas; se trata de exfoliación en el piso rocoso del valle con diaclasas cóncavas hacia arriba (Fotografía 3-2) o subverticales en los costados rocosos del valle (Fotografía 3-3).


Fotografía 3-1. Half Dome, domo de exfoliación en el Yosemite National Park (Tomada de HUBER, 1987).

Las grietas y/o fracturas no tectónicas del costado derecho del valle del río San Pedro son, en cierta medida, similares a las diaclasas de exfoliación, siendo no obstante la causa última de ambos tipos la deglaciación del área y de las rocas cubiertas por el hielo durante el Pleistoceno.

Fotografía 3-2. Diaclasas de exfoliación cóncavas en el piso del valle en el Yosemite National Park (Tomada de HUBER, 1987).


McCOLL (Ref. 21) expresa que los cambios en la estabilidad de las laderas durante el retiro de los hielos forman parte de lo que denomina “geomorfología paraglacial” (paraglacial geomorphology), entendiéndose por paraglacial “los procesos superficiales no glaciales, las acumulaciones de sedimentos, los modelados o morfologías locales, sistemas terrestres y los paisajes que están directamente condicionados por la glaciación-deglaciación” (BALLANTYNE en Ref. 21). El autor citado (pág. 2) aplica el término “paraglacial para definir rupturas en pendientes rocosas que son parte de o están influenciadas por la transición de condiciones glaciales a condiciones no glaciales”. NICHOLS (en McCOLL op. cit. pág. 7) explica “que las diaclasas o fracturas no tectónicas son corrientemente fáciles de distinguir de las diaclasas tectónicas porque son fracturas esencialmente en extensión; normalmente subparalelas a la topografía local; aumentan en densidad hacia la superficie; son de modesta longitud; usualmente tiene poco o ningún material de relleno y, a veces, cortan o terminan en fracturas tectónicas. Se presentan en un amplio rango de litologías incluyendo rocas sedimentarias competentes (areniscas y calizas, por ejemplo) y en rocas débiles (arcilla y lutitas), así como también en rocas metamórficas y de tipo cristalino, aun cuando su distribución en estas litologías puede ser diferente. El autor citado (pág. 8) expresa que desde hace mucho tiempo se ha reconocido el origen no tectónico de estas diaclasas (GILBERT en Ref.22), las cuales han sido denominadas como diaclasas de exfoliación, diaclasas de laminación1 (sheeting joints) y recientemente como diaclasas de relajamiento de tensión o diaclasas de relajamiento (reléase joints). McCOLL adopta el término sheeting joints porque según su opinión, el término no involucra ningún proceso formativo. El autor afirma que fue BALK (Ref. 23) el primero en sugerir que este tipo de diaclasas (sheeting joints) puede jugar un papel importante en procesos post-glaciales en laderas rocosas.

1 En adelante se utiliza el término original en inglés: sheeting joints.


Fotografía 3-3. Diaclasas de exfoliación subverticales en uno de los costados rocosos del valle.

Aun cuando se han propuesto variados mecanismos para explicar la formación de estas diaclasas, ha sido generalmente aceptado que se generan por esfuerzos gravitacionales y corrientemente gatilladas por descarga (unload). La disposición y las características de las diaclasas observadas en el costado derecho del valle del río San Pedro, coinciden con aquellas descritas en los párrafos anteriores y, cualquiera sea el nombre que se les dé – diaclasas de relajamiento tensional o sheeting joints – son diaclasas de origen no tectónico, origen que está asociado a los procesos de deglaciación ocurridos en el área del proyecto y son, en ese sentido, diaclasas paraglaciales. Sus superficies de ruptura no son netas, regulares y lisas como las descritas en estas líneas, debido que las rocas involucradas – rocas metamórficas esquistosas – no son suficientemente cristalinas y competentes.


4 MARCO GEOLÓGICO REGIONAL

4.1 TECTÓNICA

El área de estudio se ubica entre los 39°30’S y los 40°00’S, donde la convergencia entre placas se caracteriza por ser oblicua al borde de éstas (fosa). La deformación en la corteza producto del régimen transpresional dextral se particiona en componentes ortogonal y paralela a la fosa. La componente paralela de deformación es acomodada por el Sistema de Falla Liquiñe – Ofqui (SFLO), una serie de fallas N-NNE alineadas en el rumbo que se extienden por cientos de kilómetros y que presentan desplazamientos dextrales. El SFLO se ubica unos 67 km al E de la zona de la ubicación de la Central Hidroeléctrica San Pedro.

Un segundo sistema de fallas en el área fue reconocido (Ref. 8). Este sistema se compone de fallas de decenas de kilómetros de largo con rumbo cercano a E-W. Estas estructuras causan desplazamientos del sistema meridional en sentido siniestral, siendo particularmente importante la falla Futrono, 15 km al S del proyecto.

Finalmente, un tercer sistema de fallas orientadas NE y que coincide con los epicentros de sismos registrados en esta zona producidos entre 20 y 70 km de profundidad. En base a las cuales intersecciones de los sistemas de fallas, se estableció que el sistema más joven es el N-S, seguido por el NE. El más antiguo es el E-W (Ref. 8).

4.2 GEOLOGÍA

Las unidades geológicas existentes en el área se presentan en la Figura 4-1. Éstas consisten fundamentalmente en un basamento metamórfico paleozoico y en secuencias sedimentarias mesozoicas (Triásico) y cenozoicas (Oligoceno-Holoceno). El muro de la presa se fundará en las rocas metamórficas pertenecientes al Complejo Metamórfico Bahía Mansa, consistente fundamentalmente en esquistos y en menor medida sedimentitas. Las secuencias sedimentarias triásicas están conformadas por conglomerados intercalados con areniscas y lutitas que afloran sobre el Basamento Paleozoico del Complejo Trafún, hacia el este del proyecto. Los depósitos de suelos o sedimentos, del Pleistoceno, cubren parcialmente las rocas antes mencionadas. Éstos están compuestos por depósitos morrénicos, fluviales y glaciofluviales. Las rocas del Oligoceno consisten principalmente en conglomerados, areniscas y fangolitas.


Figura 4-1. Mapa geológico del área de estudio, modificado y simplificado. Tomado de Ref. 3. Escala 1:100.000. El recuadro

negro ilustra la zona en la que será ubicada la central.


5 GEOLOGÍA LOCAL

5.1 UNIDADES

Las diferentes unidades de rocas y suelos identificadas en el área del proyecto, son las siguientes:

Basamento metamórfico (Complejo Bahía Mansa). Consiste principalmente en esquistos micáceos metapelíticos con intercalaciones de esquistos de muscovita y pizarras de biotita. Incluyen además lentes de cuarzo y delgadas capas de grafito. Tales rocas presentan foliaciones orientadas NNW a NE, con manteos variables hacia el W y el NE. En general estas rocas se encuentran fuertemente fracturadas y ligeramente meteorizadas.

Cenizas Volcánicas (Trumao). Depósitos piroclásticos cineríticos que cubren casi la totalidad del flanco sur del valle del río San Pedro. Se presentan con bajo a alto grado de alteración.

Depósitos Morrénicos y Fluvioglaciales. Sobre el basamento metamórfico, en la ribera norte, afloran depósitos de gravas con matriz areno-limosa y clastos subredondeados de hasta 2 m.

Depósitos Coluviales. Éstos están compuestos por gravas y bolones subangulosos contenidos en una matriz areno-limosa, situados en ambos flancos del valle del río San Pedro.

Depósitos Aluviales. Están conformados por gravas arenosas y limos que presentan intercalaciones de arenas y bolones. Se disponen preferentemente en el cauce del río San Pedro.

Depósitos Antrópicos. Estos depósitos están asociados a los movimientos de tierra realizados en el área del proyecto (caminos de acceso, campamentos, oficinas).

5.2 GEOLOGÍA DEL ÁREA DE LA PRESA

5.2.1 Flanco Izquierdo

En el flanco izquierdo del valle del río San Pedro, específicamente en el estribo del muro, existen en superficie niveles de cenizas volcánicas (trumaos) de hasta 14 m de espesor. Subyaciendo a estos depósitos volcánicos se encuentra el basamento metamórfico, el cual posee un nivel superior de roca meteorizada e intensamente fracturada que alcanza espesores de hasta 37 m. Bajo este nivel se encuentra la roca masiva con un grado menor de fracturamiento y mejor calidad geotécnica (Regular según la Clasificación Geomecánica de Ref. 19).

En toda la ladera izquierda del valle, desde la cota donde se proyecta emplazar el muro hasta la divisoria de aguas (aproximadamente a los 420 msnm), se han identificado fenómenos de remoción en masa de diferentes magnitudes, a partir de lo reconocido en terreno y en los testigos de sondajes. Se estima que la mayor parte de estas remociones alcanzan profundidades menores a 20 m, excepto las ubicadas en la parte alta de la ladera,


cercana al sondaje SRP-90, las cuales podrían alcanzar los 25 – 30 m de profundidad. De acuerdo a los niveles de vegetación existentes y al fuerte grado de alteración de los trumaos, se considera que este evento es probablemente antiguo (3.000 - 5.000 años?).

Los depósitos de remoción en masa existentes en la ladera izquierda del valle del río San Pedro corresponden a niveles de suelo constituidos por bolones y gravas inmersos en una matriz fina de ceniza volcánica (ver Fotografía 5-1). Los clastos son fragmentos angulosos de rocas metamórficas de hasta 50 cm de diámetro. La compacidad de estos depósitos presenta alta variabilidad (de baja a media), dependiendo fundamentalmente del grado de cementación de la ceniza volcánica. En las excavaciones realizadas en estos depósitos, se reconoció que la mezcla de ceniza volcánica con fragmentos de rocas metamórficas es una característica distintiva de este tipo de materiales. Adicionalmente, estos materiales son altamente susceptibles a la erosión debido a la presencia de la ceniza antes mencionada, particularmente en épocas de intensas lluvias.

Fotografía 5-1. Depósitos de remociones en masa en camino de acceso al pique de

desagüe de fondo.


Tal como se mencionó precedentemente, subyaciendo a los depósitos de remociones en masa se encuentra un nivel de roca intensamente meteorizada y fracturada, la cual posee una alta frecuencia de fracturas (mayor a 20 ff/m) en testigos de sondajes, incluso reconociéndose algunos tramos completamente triturados. La resistencia a la compresión uniaxial de la roca intacta se estima menor a 5 MPa (R1 según Ref.24), debido fundamentalmente al grado de meteorización del macizo (ver Fotografía 5-2). Los resultados del logueo de testigos de sondajes indican que esta roca posee una calidad geotécnica mala a muy mala (según la Clasificación Geomecánica de Ref. 19).

Fotografía 5-2. Corte en roca metamórfica intensamente meteorizada y fracturada en

camino de acceso a pique de desagüe de fondo.

En profundidad la roca metamórfica mejora sus características geotécnicas, reconociéndose un menor grado de fracturamiento (5 a 10 ff/m), una mayor resistencia a la compresión uniaxial de la roca intacta (estimada de hasta 50 MPa, R3 según Ref. 24) y una mejor condición de estructuras geológicas (fracturas sin relleno de arcillas ni óxidos), comparado con los niveles superficiales de roca meteorizada. La calidad geomecánica de los niveles


inferiores de roca levemente meteorizada reconocida en sondajes es en general Regular (Clase III según Ref. 19).

En los trabajos desarrollados por INGEROC se define que los depósitos de remociones en masa y la roca intensamente fracturada y meteorizada (zona superior del basamento) corresponden a la “Roca Descohesionada”. En el presente estudio, se ha considerado que los niveles de roca meteorizada e intensamente fracturada en general no han sido afectados por remociones en masa, debido a que en los testigos de sondajes no fue identificada la mezcla de estos materiales con cenizas volcánica y arena. Tal como fue mencionado, dicha mezcla es una característica distintiva de los depósitos de remociones en masa en el sector. Luego, la unidad definida por INGEROC como “Roca Descohesionada” ha sido dividida en un nivel superior de Depósitos de Remociones en Masa, y uno inferior de Roca Intensamente Meteorizada y Fracturada. Solo el nivel superior correspondería a material removido, mientras que el nivel inferior de roca meteorizada sería in situ.

5.2.2 Lecho del Río

Bajo el lecho del río aflora el basamento metamórfico levemente fracturado de regular a buena calidad geotécnica (según la Clasificación Geomecánica de Ref.2), sobre el cual se disponen los depósitos aluviales que poseen un espesor de 10 a 15 m, según los resultados de los perfiles de refracción sísmica (Ref. 3).

Las fallas reconocidas en los testigos de sondajes que atraviesan el lecho del río corresponden a estructuras menores con rellenos de salbanda de hasta 30 cm de espesor, por lo que en el presente estudio se considera que la existencia de éstas no afectará la estabilidad del muro ni constituirían vías preferenciales de filtración.

5.2.3 Flanco Derecho

En el flanco derecho del valle del río San Pedro afloran rocas metamórficas de regular a buena calidad geotécnica, las cuales conforman un farellón de aproximadamente 60m de altura con paredes subverticales. Sobre los afloramientos de roca se encuentran depósitos fluvioglaciales, constituidos por gravas de matriz areno- limosa.

En los afloramientos de roca se han reconocido importantes grietas de 2 a 3 m de abertura y hasta unos 30 m de profundidad, con extensión del orden de 40 m (Cueva del León). La orientación aproximada de estas estructuras es en general subparalela al borde del farellón.

Durante la visita de inspección fue posible verificar que las grietas se encuentran alineadas a diaclasas preexistentes en la roca. Estas estructuras corresponden a planos de debilidad del macizo rocoso que colaboran en el fracturamiento de éste.

A juicio de ARCADIS las grietas existentes en el flanco derecho son producto del desconfinamiento de la pared del farellón producido por el retroceso de los glaciares en el área. Luego, la roca labrada por el glaciar presentó inestabilidades bajo el nuevo régimen


tensional, las cuales se tradujeron en la generación de grietas de tensión en la parte alta del talud. Esquemáticamente esto puede observarse en la siguiente figura.

Figura 5-1. Posible explicación de la presencia de grietas en el flanco norte del valle del río San

Pedro (tomada de Ref. 18).

A partir de los resultados del monitoreo de la abertura de estas grietas, se puede concluir que éstas no presentan movimiento relativo de sus paredes.

5.3 ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS EN EL ÁREA

El análisis de la geología estructural del área de estudio fue ejecutado en base al registro de estructuras realizado por INGEROC en sondajes, túneles de desvío, afloramientos de rocas y zanjas. A partir de la información recopilada se caracterizaron las estructuras mayores y menores.

5.3.1 Estructuras mayores

Falla Salbanda Esta falla es un lineamiento orientado N65°E a N70°E de 2 km de largo, localizado al N de la presa y que corta esquistos paleozoicos (

Figura 5-2, Ref. 12). Posee un manteo subvertical y un espesor de salbanda de unos 10 m de ancho. La orientación de esta estructura es coincidente con los lineamientos orientados EW-WNW y que han sido interpretados como un sistema de fallas de origen tectónico bien definido (Ref. 8). El estudio de neotectónica (Ref. 8) plantea que esta estructura aflora en ambos costados del valle; sin embargo McCalpin (Ref. 12) estima que las rocas trituradas observadas en las cercanías de la ribera sur del río, son producto de una remoción en masa, y no de actividad tectónica.

A pesar de que en la Falla Salbanda se observan zonas de cizalle subverticales, la deformación reciente está asociada a fallas normales que mantean hacia el sur - en dirección


al río. Éstas han sido interpretadas como producto de deslizamientos menores de material generados por la separación de las paredes de la falla. Este desplazamiento se habría producido en un régimen extensional ocasionado por el retroceso glaciar (Ref. 12). A partir de dataciones realizadas por McCalpin (Ref. 12) en muestras de carbono obtenidas de suelos de origen piroclástico, se determinó que la Falla Salbanda no ha presentado actividad en los últimos 10.000 años. Sin embargo, en el mismo estudio se señala que no existe evidencia de desplazamiento de la falla después de la última glaciación, es decir 14.000 – 15.000 años cal AP, es más, a juicio de McCalpin, lo más probable es que esta falla no ha presentado movimiento en los últimos millones de años o decenas de millones de años.

Figura 5-2. Ubicación de la Falla Salbanda.

Fallas en Sondajes INGEROC realizó el registro de orientación de estructuras geológicas en los testigos de 14 sondajes perforados (Ref. 16). De las estructuras presentadas, se seleccionaron las clasificadas como fallas, las cuales fueron graficadas corrigiendo su concentración en base a la orientación de cada sondaje en donde fueron registradas (Figura 5-3). Del análisis de la orientación de estructuras se desprende que el rumbo predominante posee una tendencia hacia el NW. Los manteos varían de subverticales a subhorizontales, sin observarse una tendencia clara.

Las fallas reconocidas en los sondajes poseen en general espesores centimétricos a métricos. Cabe señalar que solo en los sondajes SRP-100 y SRP-93 se identificaron zonas de fallas de espesores decimétricos (hasta 30m de espesor), las cuales tendrían manteos superiores a 50º. Estas estructuras no fueron reconocidas en el resto de las prospecciones realizadas, por lo que a juicio de ARCADIS, no poseen continuidad que justifique la existencia de un plano de deslizamiento profundo.


Figura 5-3. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de fallas observadas

en los sondajes.

5.3.2 Estructuras Menores

Foliación del Basamento Metamórfico La orientación de la foliación del basamento metamórfico fue analizada en base a datos registrados por INGEROC en testigos de sondajes (Ref. 16) y de acuerdo a datos recopilados durante la excavación de los túneles de desvío. Como se aprecia en el estereograma que incluye todas las medidas de logueos de testigos provenientes de ambos flancos del valle del río San Pedro (Figura 5-4), la foliación en los sondajes presenta fuerte variación en el ángulo de manteo pero con un rumbo NNW-SSE bien definido. Los manteos


tienden a ser subverticales hacia el ENE, a pesar de que en general presentan gran variabilidad, tanto en dirección ENE como WSW.

Figura 5-4. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de la foliación

observada en los sondajes de ambos flancos. Al considerar la ubicación de los registros en el análisis, se aprecia que en el flanco izquierdo del valle del río San Pedro existe un predominio de la foliación orientada N-S, con manteos subverticales hacia el E (Figura 5-5). De modo similar, el flanco derecho de aquél muestra planos de foliación con rumbos NNW y manteos en general subverticales en dirección ENE y WSW (Figura 5-6).



registrados en los sondajes del flanco izquierdo.



registrados en los sondajes del flanco derecho. Por otra parte, la foliación registrada en la excavación de los túneles de desvío fue presentada por INGEROC en el documento de la Ref. 16. La foliación en esta zona está orientada predominantemente ENE con manteos suaves hacia el NW, tal como se muestra en la Figura 4-7.



registrados durante la construcción de los túneles.

Si bien esto puede sugerir que el ángulo de manteo de la foliación disminuye y la orientación de la misma se homogeniza en profundidad, dicha tendencia no se aprecia en los testigos de sondajes registrados en la Ref. 16. Así, a partir del análisis de las actitudes de foliación disponibles (tanto de sondajes como las recolectadas durante la excavación de los túneles de desvío), se desprende que en general existe una gran variabilidad en la disposición de estas estructuras geológicas, a pesar de la aparente homogeneidad en la zona de los túneles.


5.3.3 Diaclasas

La actitud de las diaclasas también fue analizada a partir de los registros en testigos de sondajes presentados por INGEROC (Ref. 16), corregidos en base a la orientación de los sondajes. En general, éstas presentan poca variabilidad en actitud, concentrándose principalmente en tres zonas del estereograma (Figura 5-8). Tal como se observa en este estereograma el rumbo predominante es NW-SE y se acompaña de manteos moderados a fuertes, tanto hacia el NE como hacia el SW. Las fracturas semi-horizontales tampoco son raras en estos muestreos.

Figura 5-8. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de las diaclasas

observadas en los sondajes.


5.3.4 Vetillas

Las vetillas registradas en testigos de sondajes (Ref. 16) fueron graficadas en la Figura 5-9, corregidas en base a la orientación del sondaje. El rumbo predominante de éstas es N-S con manteos subverticales hacia el E.

Figura 5-9. Estereograma de densidad de polos y roseta de rumbos de las vetillas

observadas en los sondajes.


6 PROSPECCIONES GEOTÉCNICAS

Las prospecciones geotécnicas realizadas en el área han proporcionado valiosa información para la interpretación geológica de la zona. Las prospecciones llevadas a cabo consisten fundamentalmente en sondajes, refracción sísmica y resistividad eléctrica.

6.1 SONDAJES

Al momento de emitir el presente documento se contabilizó un total de 99 sondajes perforados (detalle de ubicación y características en Anexo A). A juicio de ARCADIS, el número y distribución de los sondajes permite elaborar la caracterización geológico geotécnica del área donde se proyecta ubicar la CHSP. Sin embargo, se considera necesario obtener información detallada de las características de las unidades geológicas reconocidas y de las estructuras geológicas existentes, la cual es fundamental para definir las consideraciones de diseño y los parámetros geotécnicos que definirán el comportamiento de cada unidad. Específicamente, realizar un levantamiento detallado de los testigos de sondajes, diferenciando los diferentes materiales existentes en superficie, fundamentalmente separando los niveles de trumao, depósitos de remociones en masa, roca intensamente meteorizada y fracturada y roca sana, según los criterios mencionados en el presente documento.

6.2 RESISTIVIDAD

La empresa DPI Ingenieros Ltda. (Ref. 15) realizó cuatro perfiles de resistividad eléctrica en el flanco izquierdo del valle del río San Pedro. Tal como lo indica RIZZO en la Ref. 17, de los resultados de los perfiles Audio Magneto Telúrico se desprende que las resistividades hasta los 30 m de profundidad presentan un aumento gradual, lo que se interpreta como un indicador de la presencia de sedimentos o rellenos sueltos. Bajo los 30 m de profundidad, se obtuvieron valores de resistividad distribuidos de manera heterogénea, ya que existirían zonas de alta resistividad, que representarían la roca de buena calidad geotécnica relativamente impermeable, que es atravesada por zonas de baja resistividad dispuestas subverticalmente con espesores de hasta 50 m que alcanzarían profundidades mayores a 300 m, tal como se observa en la Figura 6-1.

Es importante mencionar que en general, los cambios en los valores de resistividad de cualquier terreno, pueden estar asociados a cambios litológicos, contenido de arcilla, salinidad, humedad, conductividad hidráulica, etc. Es decir, no existe un valor único de resistividad por material. Por lo anterior, la interpretación de los perfiles de resistividad tienen que estar estrechamente ligados al modelo geológico, retroalimentándose mutuamente.


En opinión de ARCADIS, las conclusiones más importantes del estudio de la Ref. 15 son las siguientes:

- Existe un nivel superficial de baja resistividad que correspondería a los niveles de ceniza volcánica (trumaos), materiales de remociones en masa y roca intensamente meteorizada y fracturada, por los cuales escurrirían los flujos de agua subterránea.

- Bajo los niveles de mayor conductividad hidráulica se encontraría un material de alta resistividad que correspondería a la roca metamórfica, la cual actuaría como nivel “impermeable”, sin presentar flujos de agua subterránea importantes.

- La roca metamórfica estaría afectada por zonas de fallas, que originarían sectores

subverticales de mala calidad geotécnica, con mayor conductividad hidráulica.

A juicio de ARCADIS, las relaciones de contacto y distribución de cada uno de los niveles reconocidos en el estudio de DPI no concuerdan totalmente con lo registrado en los piezómetros instalados y en los testigos de sondajes, por lo que no debieran ser considerados en el modelo estratigráfico del área de estudio.


Figura 6-1. Resultados de perfil audio magnetotelúrico realizado en el flanco izquierdo del valle.


6.3 REFRACCIÓN SÍSMICA

Geodatos Ltda. (Ref. 3) llevó a cabo un estudio de refracción sísmica marina para elaborar vistas en planta de la batimetría, profundidad del basamento rocoso y espesor de sedimentos en el lecho del río. Con este objeto utilizaron señales de tipo “Stack”, las que se midieron a lo largo de 8 líneas en el río. Los resultados muestran que el basamento rocoso se encuentra, en general, entre 8 y 23 m de profundidad, cubierto por una capa de sedimentos que varía entre 5 y 18 m de espesor.

6.4 INSAR

Para la elaboración del presente informe se solicitó a la compañía 3vGeomatics la realización de un estudio mediante InSAR, técnica que utiliza imágenes satelitales para evaluar cambios en la topografía a lo largo del tiempo y así detectar y cuantificar deformaciones en la corteza, metodología que ha sido usada exitosamente en el análisis de remociones en masa. Esta técnica fue aplicada al área de la presa, al Taco 3 y al puente Malihue, con el objeto de detectar remociones en masa y estimar magnitudes de desplazamiento del terreno. Desafortunadamente, los resultados del estudio no son concluyentes debido a la baja a media calidad de los datos disponibles para el área del proyecto. La interferencia es un elemento dominante en la mayor parte de los análisis realizados.

Si bien la calidad de los datos no permite detectar inequívocamente remociones ni cuantificar deformaciones (Ref. 20), en el área de la presa se encontró un patrón de deformación que podría representar una potencial remoción –según expertos de la compañía-, entre el 18/7/2010 y el 2/9/2010 (Ref.20). La zona de potencial remoción detectada a través de InSAR coincide con áreas en las que se han identificado desplazamientos del terreno durante el monitoreo, ya sea producto de una o varias remociones.


Figura 6-2. a) Mapa de desplazamientos generado con fotos obtenidas el 18/7/2010 y el 2/9/2010.Señal de buena calidad. La

zona homogénea azul indica ausencia de desplazamiento. Al sur de CH San Pedro (zona rosada) existe señal de desplazamiento (Tomada de Ref.20). b) Imagen indicando la zona de potencial remoción, según expertos de 3vGeomatics.

a) b)


7 ANÁLISIS MONITOREO

Para determinar el comportamiento del flanco izquierdo del valle del río San Pedro, se está desarrollando por parte de COLBUN el monitoreo geotécnico de potenciales desplazamientos del sector a través de la instalación y registro de 21 inclinómetros y 58 puntos de control topográfico. Adicionalmente, se realiza una periódica medición de niveles piezométricos en 45 de los sondajes perforados.

7.1 PUNTOS DE CONTROL TOPOGRÁFICO

Los puntos de control topográfico se encuentran distribuidos tanto en el flanco izquierdo del valle como en el derecho, con la finalidad de identificar potenciales desplazamientos del terreno.

El monitoreo topográfico se realiza en los sitios intervenidos por las excavaciones efectuadas, las cuales corresponden a: zona pique de desagüe de fondo, portales de entrada y salida de túneles de desvío, casa de máquinas y camino de acceso hacia la presa.

Las lecturas del monitoreo se efectúan obteniendo las coordenadas de cada punto, tomando como referencia “puntos base” ubicados en el flanco norte del valle.

7.1.1 Zona Pique

En la zona del Pique de Desagüe de Fondo, los puntos de control instalados sobre el talud de corte muestran una deformación de magnitud mayor a 15 cm en dirección NNW, lo que indicaría un desplazamiento del talud. Al respecto, es necesario señalar que el proyecto original consideraba que los taludes se materializarían principalmente en roca. Consecuentemente, los taludes de corte fueron diseñados y construidos para este tipo de materiales. Dado que esto no se cumplió (las excavaciones tuvieron lugar mayoritariamente en suelo), se procedió a instalar pernos autoperforantes de longitud L=12 m, espaciados cada 1,5m y complementados con barbacanas de mínimo 6m de longitud.

Cabe señalar que una de las particularidades de los suelos es que para movilizar la resistencia al corte deben necesariamente deformarse. En efecto, al deformarse se moviliza resistencia al corte hasta alcanzar el valor residual, desde donde continúa deformándose sin incrementarse la resistencia al corte (plastificación). Consecuentemente, para que los pernos pasivos comiencen a trabajar (tomar carga), el talud completo debe experimentar cierta deformación. La magnitud de esta deformación es dependiente del tipo de material, densidad, angularidad, cohesión, etc.

A título ilustrativo, el suelo de fundación de Santiago conocido como Grava de Santiago, requiere de un nivel de deformación del orden de 0.0125H (H: altura del talud) para movilizar el 100% de la resistencia al corte. En términos prácticos, para un talud vertical de 10m de altura, se requiere una deformación del orden de 125 mm. En el caso de la


CHSP, las deformaciones de los portales y pique son inferiores a 200mm para alturas de talud de hasta 65m con inclinaciones globales del orden de los 65°.

En este contexto, dado que es probable que los suelos y “roca descohesionada” del sector de la CHSP presenten propiedades resistentes inferiores a la Grava de Santiago, las deformaciones que han experimentado los taludes pueden catalogarse como razonables dada su configuración geométrica y el tipo de sostenimiento instalado.

Otro antecedente a tomar en cuenta es que las mayores deformaciones se registraron en los primeros 6 meses desde que comenzaron las mediciones. Posteriormente, la velocidad de deformación disminuyó notablemente, lo cual podría explicarse por la movilización de la resistencia al corte del suelo y el trabajo de los pernos de anclaje.

Por otra parte, las medidas de los puntos 13 y 14 -ubicados cercanos a la ribera izquierda del río; GD y GD3 –cercanos al pique- y BR1-3 –en el pique mismo-(

Fotografía 7-1 y Figura 7.2), muestran lecturas erráticas de desplazamientos muy menores. En principio esto se puede asociar al error instrumental y por lo tanto estos puntos no presentarían movimientos con respecto al flanco derecho del valle del río San Pedro. Efectivamente, estos puntos se ubican sobre afloramientos del basamento metamórfico excavados durante la construcción del camino, por lo que se desprende que este material no se está desplazando.


Fotografía 7-1. Sector del estribo izquierdo de la presa. Se observa talud de corte del pique de desagüe de fondo y puntos de monitoreo en la ribera izquierda del río.

Puntos de Monitoreo

Ribera

Puntos de Monitoreo

Talud de Corte


Figura 7-1. Desplazamientos registrados en puntos de control topográfico ubicados en la zona del pique de desagüe de fondo, en el estribo izquierdo de la presa.


Figura 7-2. Desplazamientos registrados en puntos de control topográfico ubicados sobre afloramientos de roca próximos a la ribera izquierda del río.

7.1.2 Portales de Salida de Túneles de Desvío

Las mediciones de los puntos de control topográfico ubicados en zonas donde ha existido influencia de las excavaciones ejecutadas, presentan desplazamientos mayores a 15 cm en dirección NW, tal como se observa en la

Figura 7-3.

De los resultados del monitoreo topográfico se desprende que los desplazamientos registrados en los puntos de control disminuyen a medida que estos se alejan de la zona afectada por las excavaciones de los portales de salida de los túneles de desvío, tal como se observa en el punto T-5, el cual posee desplazamientos de aproximadamente 10 cm, menores a los obtenidos en los puntos más cercanos a las excavaciones ( Figura 7-3).


Figura 7-3. Desplazamientos registrados en puntos de control topográfico ubicados en la zona de los portales de salida de los túneles de desvío.

Los puntos de control topográfico T-9 y T-10 se ubican en una pequeña quebrada que posee afloramientos de roca, tal como se observa en la Fotografía 7-2.Las lecturas de desplazamiento en estos puntos poseen una magnitud menor a 2 cm y con direcciones erráticas. Esto indica que estos puntos no presentan movimiento relativo.


a) b) Fotografía 7-2. Ubicación de punto de control T-5 apoyado en afloramiento de roca metamórfica. a) vista general de los portales de salida de los túneles de desvío b) detalle

de la ubicación de punto de control, en cuadro rojo.

7.1.3 Portales de Entrada de Túneles de Desvío

En esta zona, los desplazamientos se concentran en el talud de corte del portal, con magnitudes de aproximadamente 10 cm en dirección NW. Los puntos de control que se ubican en la estructura del portal, presentan desplazamientos menores a los 5 cm en la misma dirección. El monitoreo de esta zona indicaría en general un desplazamiento homogéneo en dirección NW.


Figura 7-4. Ubicación y desplazamientos registrados en el portal de entrada del túnel de desvío.

7.2 INCLINÓMETROS

Tal como menciona RIZZO (Ref. 17), las lecturas de algunos inclinómetros presentan inconsistencias, particularmente los instrumentos instalados en sondajes inclinados. Según lo ya indicado “es posible que dichas anomalías sean ocasionadas por la acumulación de errores sistemáticos de las lecturas que aún no han sido filtradas”. Por esta razón, RIZZO se encuentra reevaluando los resultados de los inclinómetros, con el objeto de filtrar posibles errores sistemáticos para obtener datos que representen de mejor manera lo reconocido en terreno.

No obstante lo anterior, a partir del análisis de los resultados de los inclinómetros se ha obtenido la profundidad a la cual se ubicaría la superficie sobre la cual se produce el desplazamiento de los niveles superiores, esto debido a que tal información no estaría afectada por los errores antes mencionados.

De acuerdo al informe de EDIC Ingenieros (Ref. 13), sólo dos de los 6 inclinómetros instalados a la fecha del análisis entregaron resultados confiables, concluyendo que los sondajes SRP-37 y SRP-46 estarían mostrando un plano de deslizamiento a los 24 m de profundidad. De manera similar, INGEROC presentó un análisis de resultados de


monitoreo (Ref. 9), en el que concluye que los resultados de los inclinómetros muestran una tendencia a desplazarse en sentido NW a través de diversos planos de deslizamiento.

A la fecha, nuevos datos inclinométricos de 21 sondajes han sido proporcionados por Colbún, 15 de los cuales entregan información suficiente para ser interpretada (Tabla 7-1).

A partir de la información obtenida por INGEROC hasta julio de 2011, se desprende que los sondajes cercanos a la presa y a los túneles de desvío, localizados en lo que INGEROC define como “Roca Descohesionada” (SRP-37, 41, 45, 46, 50, 73 y 79), muestran abruptos incrementos en la magnitud de la deformación por encima de los ~25 m de profundidad, lo que indicaría un plano de deslizamiento al interior de la “Roca Descohesionada” y no en el contacto entre dicha unidad y el esquisto fracturado, lo que confirma la idea que en este nivel existen dos tipos de materiales (depósitos de remociones en masa y roca meteorizada y fracturada) con génesis y características geotécnicas totalmente diferentes. El movimiento ocurre en dirección NNE en los sondajes alineados con el eje de la presa (SRP-37, 41 y 73), y en dirección NW en los sondajes localizados junto a los portales de salida de los túneles de desvío. El movimiento registrado por los sondajes SRP-79 y SRP-50 no es consistente con estas direcciones, pero sí muestra un plano de deslizamiento a ~20 m de profundidad. En las áreas más distantes (SRP-75, 82, 85 y 98), la deformación registrada no presenta dirección preferencial y es de más compleja interpretación.

Posteriormente, RIZZO (Ref. 17) obtiene resultados similares a los mencionados, es decir una superficie de deslizamiento ubicada entre los 7 y los 32 m de profundidad, tal como se presenta en la siguiente tabla del informe de dicha referencia.


Tabla 7-1. Sondajes instrumentados con inclinómetros y sus máximos movimientos relativos (Ref. 17).

Item Sondaje

SRP-

Ángulo de Inclinación

[º]

Elevación [msnm]

Profundidad de Sondaje

[m]

Profundidad del Máximo Movimiento Relativo [m]

Elevación del Máximo

Movimiento Relativo [msnm]

1 37 60 163,6 60,0 24 140

2 41B 90 194,2 60,8 30 164

3 45 90 122,5 60,0 24 99

4 46 90 125,2 60,0 32 93

5 50 90 184,3 98,0 20 164

6 73 90 222,4 65,0 11 211

7 75I-2 90 279,6 150,6

8 78PI(1) 90 223,1 81,0

9 79I 90 165,8 100,0 22 144

10 81PI(1) 90 231,6 80,0

11 82PI(1) 90 276,9 100,8

12 83I 90 101,8 101,8 7 95

13 85PI(1) 90 158,8 100,6

14 86PI(1) 90 266,4 80,0

15 88I(2) 90 336,5 90,8

16 90PI(2) 90 405,0 91,0

17 93PI(1) 90 407,9 103,0

18 95PI(1) 90 191,4 90,8

19 98I(2) 90 286,9 165,0

20 99I(1) 90 300,3 165,0

21 102I(2) 90 77,5 100,0

Nota : (1) Inclinómetros actualmente instalados sin medición (2) Inclinómetros que no muestran un claro movimiento relativo

7.3 NIVELES FREÁTICOS EN EL EJE DE LA PRESA

Los registros de piezómetros instalados en sondajes paralelos al eje de la presa, en el flanco izquierdo del valle del río San Pedro se muestran en la Tabla 7-2. Los datos indican que los niveles de aguas subterráneas en general se ubican sobre el contacto entre la roca meteorizada e intensamente fracturada y la roca masiva del basamento, como se ilustra en el Perfil A-A’ (Anexo B).


Tabla 7-2. Sondajes alineados con el eje de la presa que cuentan con mediciones piezométricas (flanco sur del valle del río San Pedro).

SONDAJE COORDENADAS (UTM) COTA NIVEL

FREÁTICO (msnm)

FECHA COTA INFERIOR ROCA

INTENSAMENTE FRACTURADA (msnm) E N

SRP-91 707.425 5.595.460 254 oct-11 255

SRP-75 707.398 5.595.568 210 ene-12 228

SRP-74 707.390 5.595.628 214 ene-12 212

SRP-73 707.321 5.595.699 184 ene-12 183

SRP-96 707.336 5.595.721 182 ene-12 176

SRP-41 707.314 5.595.775 143 ene-12 152

SRP-37 707.290 5.595.832 118 ene-12 129

De este modo, se considera que la roca metamórfica masiva con bajo grado de fracturamiento es impermeable (lo cual fue observado en la excavación de los túneles). Sin embargo, ésta posee estructuras geológicas que degradan sus características geotécnicas aumentando su conductividad hidráulica. Lo anteriormente señalado se confirma con las perforaciones realizadas para las barbacanas que se instalaron en la zona de los portales de los túneles y el pique del desague de fondo, ya que solo en algunas de estas perforaciones hubo afloramiento de agua, lo que evidencia la existencia de flujos preferenciales.

8 VISITA A TERRENO Tal como se mencionó precedentemente, la visita a terreno de los profesionales de ARCADIS fue realizada entre los días 14 y 15 de febrero de 2012. El recorrido por el área fue guiada por el Jefe de la Oficina de Ingeniería de Terreno de COLBUN, visitándose zonas específicas en donde era posible reconocer las características geológico – geotécnicas de los materiales existentes, así como también los sectores con evidencia de fenómenos de remoción en masa. Inicialmente, el personal de faena de COLBUN realizó una descripción general del proyecto, indicando los trabajos realizados en terreno y señalando la información disponible para el desarrollo del estudio. Luego, se observó el área del proyecto desde el mirador existente en la plataforma del sondaje SP-13, desde donde se tiene una visión periférica del flanco izquierdo del valle y de las obras desarrollada por el proyecto en ese sector hasta el momento de la visita ( Fotografía 8-1).


Fotografía 8-1. Flanco izquierdo del valle en donde se observa la zona de excavación de la obra dedesagüe de fondo (parte central de la fotografía) y los portales de

salida de los túneles de desvío (parte inferior derecha). Desde el mirador fue posible reconocer los sectores en donde se ubican los puntos de control topográfico, identificando aquellos que se encontraban en roca para evaluar si en estos casos se han registrado desplazamiento. Además, fueron visualizadas las zonas con potentes niveles de depósitos de remociones en masa definidos por INGEROC como “Roca Descohesionada”. Posteriormente, se visitó las grietas identificadas en el flanco derecho del valle, correspondientes a la Cueva del León y la ubicada cercana al sondaje SRP-63 (la cual fue excavada para la generación de una plataforma). En ambas estructuras fueron reconocidas diaclasas discontinuas orientadas en la dirección de las grietas, es decir con rumbo aproximado N240ºE y con manteos al sur. Estas diaclasas discontinuas representan planos de debilidad del macizo rocoso, por lo que degradan las propiedades resistentes de éste.


Fotografía 8-2. Detalle de unas de las paredes de la Cueva del León en donde se observa un plano correspondiente a una diaclasa orientada paralela a la grieta.

Durante la visita al área de estudio se recorrió el flanco izquierdo del valle, en el cual fueron reconocidos potentes niveles de depósitos de remociones en masa, constituidos por fragmentos angulosos del basamento metamórfico (bloques, bolones y gravas) inmersos en una matriz de ceniza volcánica, tal como se presenta en la Fotografía 8-3. La compacidad de estos depósitos varía de baja a media, mientras que los espesores reconocidos varían desde nulos, en sectores donde existen afloramientos de roca, a más de 15 m en la zona del pique de desagüe de fondo. Según lo indicado por personal de COLBUN en faena, estos materiales son los que presentan los mayores problemas de estabilidad en taludes de corte, fundamentalmente en épocas de intensas lluvias, tal como se puede observar en la Fotografía 8-3, en donde se reconoce un talud fuertemente afectado por la erosión, con desplazamiento superficial de volúmenes de suelo vegetal.


Fotografía 8-3. Talud contiguo a la excavación del pique de desagüe de fondo, que presenta variados problemas de estabilidad y erosión en épocas de lluvias. Se observa

volumen de superficial de suelo vegetal movilizado íntegramente talud abajo. En el pique de desagüe de fondo fueron identificados afloramientos de agua concentrados a aproximadamente 15 m de profundidad. El sector desde donde aflora el agua coincide con el contacto entre la roca intensamente meteorizada y fracturada con la roca masiva, por lo cual se desprende que los niveles de agua subterránea en el área escurren por este contacto, tal como se puede observar en la Fotografía 8-4.

Fotografía 8-4. Afloramientos de agua en el pique de desagüe de fondo, en la zona de contacto entre la roca intensamente meteorizada y fracturada con la roca masiva.


En el recorrido por el flanco izquierdo del valle, fueron inspeccionados escarpes de hasta 2 m de altura en depósitos de ceniza volcánica (trumaos). De manera similar fueron reconocidos un par de eventos de remociones en masa ocurridos durante el invierno pasado, los cuales no representaron riesgo para el proyecto. A partir de estas observaciones se puede concluir que en la ladera se han producido variados eventos de remociones en masa, condicionados por la pendiente del terreno y la calidad de los materiales existentes, gatillados por la alta pluviosidad del sector. Tal como se mencionó precedentemente, en el flanco izquierdo del valle, aproximadamente a la cota 400 msnm y cercano al sondaje SRP-90, fue reconocido el escarpe de unos 25 – 30 m de altura de una antigua remoción en masa (ver Fotografía 8-5), la cual de acuerdo a los niveles de vegetación existentes y al fuerte grado de alteración de los trumaos, se considera que este evento es probablemente antiguo (3.000 - 5.000 años?).

Fotografía 8-5. Cicatriz de antigua remoción en masa. Finalmente, durante la visita se examinaron los testigos de los sondajes SRP-100PI, SRP-93, SRP-29, SRP-37 y SRP-34B, los cuales se ubican en el perfil alineado con el eje de la presa. Solo en el sondaje SRP-100PI, ubicado en la parte alta del flanco izquierdo del valle, se identificaron zonas de falla con espesores importantes, entre los 30 y 60 m, las cuales están constituidas principalmente por salbanda, tal como se observa en la Fotografía 8-6. El resto de los testigos de sondajes inspeccionados presentan estructuras geológicas de menores espesores e importancia, incluso bajo el lecho del río, en donde no fueron reconocidas fallas de espesores mayores a 30 cm.


Fotografía 8-6. Zona de falla reconocida en testigos del sondaje SRP-100. 9 ANÁLISIS INFORMACIÓN DISPONIBLE Los documentos de mayor importancia en la caracterización geológico – geotécnica del área corresponden a los elaborados por INGEROC en febrero de 2012 (Ref. 16) y por RIZZO en marzo del 2012 (Ref. 17). Dado que las conclusiones de estos estudios pueden influir en los diseños de las obras de la central hidroeléctrica, se considera necesario entregar la opinión de ARCADIS Chile con respecto a los puntos críticos abordados por estos trabajos. 9.1 INGEROC 2012 Este informe presenta una completa descripción de los diferentes depósitos y rocas del área junto con detallados mapas y perfiles, en los cuales se integra la información previa con la generada para el propio documento. En el marco del estudio geológico – geotécnico desarrollado por INGEROC, se realizaron varias actividades para obtener información de terreno; estas actividades fueron las siguientes:

- Mapeo superficial del área - Mapeo durante la excavación de los túneles de desvío - Logueo y clasificación geomecánica de testigos de sondajes - Levantamiento de la orientación de estructuras geológicas en testigos de sondajes - Instrumentación geotécnica y monitoreo

Cabe señalar que parte de la información recopilada durante el desarrollo de estas actividades, no se incorporó a la caracterización geológico - geotécnica del área elaborada por INGEROC.


La caracterización geológico – geotécnica elaborada por INGEROC s en las zonas del Flanco Derecho del Valle, Flanco Izquierdo y Lecho del Río, es la siguiente: 9.1.1 Flanco Izquierdo Fallas Interfoliadas En esta zona INGEROC señala la existencia de fallas alineadas con la foliación del basamento metamórfico, denominadas “Falla Interfoliación”. Estas fallas estarían orientadas paralelas a subparalelas a la foliación, que según la Ref. 16 posee una orientación NNE a EW con manteos de 0 a 20° al N, predominante en los túneles de desvío. Propone, además, que dichas fallas actúan como planos de deslizamiento a través de los cuales el volumen completo de aproximadamente 100 m de espesor se estaría desplazando hacia el norte. En opinión de ARCADIS, es necesario considerar los siguientes factores en el análisis del deslizamiento propuesto por INGEROC: 1. En el flanco izquierdo se ha obtenido, a través de tres metodologías de levantamiento

de orientación de estructuras geológicas, una alta dispersión en la disposición de la foliación que afecta al basamento metamórfico. En efecto, se han registrado planos de foliación con manteos desde subverticales a subhorizontales, de modo que se está en desacuerdo con lo señalado por INGEROC respecto a que la orientación predominante de la foliación en todo el macizo sea la definida en la Ref. 16.

2. Los ensayos de corte directo en fracturas realizados por IDIEM el año 2010 y

analizados por INGEROC (Ref. 25), muestran un ángulo de fricción variable entre 23° y 44°, con un valor medio de 29°. Al analizar cada ladera del valle del río San Pedro, INGEROC determina un valor medio del ángulo de fricción en fracturas de 27° para la ladera sur y de 30° para la ladera norte. Los ensayos no muestran un control del tipo de relleno sobre el ángulo de fricción obtenido del ensayo.

3. Por otro lado, ARCADIS realizó en 2006 (Ref. 2) una serie de ensayos geotécnicos en muestras tomadas de los sondajes SRP-1, SRP-4 y SRP-11 a distintas profundidades. Al realizar ensayos de corte, las muestras revelaron un ángulo de fricción mayor a 39°.

4. Tanto los ensayos reportados por INGEROC como por ARCADIS, muestran que el

ángulo de roce es superior al manteo de los planos de foliación (0-20°) propuestos como superficie de deslizamiento. Por lo anterior, no es posible que se desarrolle la superficie de deslizamiento propuesta por INGEROC.

5. Los análisis de estabilidad realizados en el área de la presa, indican que es poco

probable la generación de una superficie de deslizamiento profunda.

Finalmente, las fallas identificadas durante la excavación de los túneles de desvío presentan una gran dispersión en su orientación y no son paralelas a la foliación registrada en aquéllos, tal como se presenta en la Figura 9-1.


1.

Figura 9-1. Comparación entre foliación medida en los túneles de desvío (arriba) y las

fallas encontradas en los mismos (abajo).

De acuerdo a lo anteriormente señalado, ARCADIS descarta la existencia de fallas paralelas a la foliación que actúen como superficies de deslizamiento a través de las cuales el flanco izquierdo del valle se desplaza hacia el norte, desestimándose también que el basamento rocoso metamórfico del flanco norte del valle del río San Pedro haya sido levantado por dicha acción. Cabe destacar que si bien se ha descartado el deslizamiento del basamento rocoso en el flanco izquierdo del valle, no se descarta la existencia de remociones en masa superficiales hasta unos 25 m de profundidad. Volumen de Material Deslizado En opinión de ARCADIS la unidad definida por INGEROC como “Roca Descohesionada” corresponde a dos tipos de materiales de diferentes características geotécnicas. El


primero, dispuesto en superficie, corresponde a un nivel de depósitos de remociones en masa, bajo el cual se dispondría un nivel inferior de roca intensamente meteorizada y fracturada. La separación entre estas dos unidades está definida fundamentalmente por las características de los depósitos de remociones en masa, los cuales corresponden a fragmentos del basamento metamórfico de tamaño bolones y gravas, inmersos en una matriz de ceniza volcánica. En el nivel inferior la roca intensamente fracturada y meteorizada, corresponde a su vez a una roca de mala a muy mala calidad geotécnica que no ha presentado desplazamiento. Según lo reconocido por ARCADIS en testigos de sondajes, el espesor máximo de los depósitos superficiales de remociones en masa es de 27 m. En el caso de la roca intensamente fracturada y meteorizada, los espesores reconocidos en testigos de sondajes alcanzan hasta 37 m. Por otra parte, los registros de los inclinómetros indican que en la zona del eje de la presa las mayores deformaciones se producen sobre los 32 m de profundidad. Esta información es interpretada por ARCADIS como evidencia de la existencia de una o varias superficies de deslizamiento que involucrarían fundamentalmente los depósitos de remociones en masa del nivel superior o superficial. Adicionalmente, existen zonas donde aflora el basamento metamórfico fracturado, el cual, tal como se discutió precedentemente, no presentan desplazamientos, como es el caso de los puntos de control topográfico ubicados sobre el portal de salida del túnel de desvío (GD1-GD9 y T9-T12). 9.1.2 Lecho del río La revisión de las fotografías de los testigos de sondajes inclinados bajo el lecho del río permite inferir que existe un menor número de fallas que las reportadas en el informe de la Ref. 16, ya que la mayoría de las ellas corresponden a zonas de intenso fracturamiento que no poseen los rellenos típicos de salbanda identificados en otros sectores del área de estudio. Las fallas reconocidas por ARCADIS durante la inspección de sondajes no superan los 30 cm de espesor, por lo que corresponderían a estructuras menores. Es importante señalar que en el eje de la presa (perfil A-A’), no fueron registradas las orientaciones de las fallas identificadas por INGEROC, a pesar que fueron incluidas en el respectivo logueo de testigos. Por otra parte, algunas de las fallas definidas por INGEROC en el lecho rocoso del valle, tanto aguas arriba como aguas abajo del sitio del muro (en los sondajes SRP-48 y SRP-65) presentan orientaciones subverticales con rumbo predominante E-W. En los perfiles presentados en Ref. 16 se sugiere que estas fallas definen grabens geológicos, generando en el área de la CHSP una depresión estructural por la que escurre actualmente el río San Pedro. Sin embargo, los reducidos espesores de salbanda sugieren que dichas fallas han presentado desplazamientos menores. De este modo, a juicio de ARCADIS, el basamento rocoso del lecho del río San Pedro no ha sufrido desplazamientos relevantes, debido a la ausencia de estructuras de importancia bajo el río.


9.1.3 Flanco Derecho Con respecto a las grietas de aberturas métricas y profundidades mayores a los 30 m existentes en el flanco derecho del valle, en el presente estudio se ha considerado que tales estructuras han sido causadas por el desconfinamiento de la pared del farellón rocoso producto del retroceso de los glaciares en el área. Luego, la roca labrada por el glaciar presentó inestabilidades bajo el nuevo régimen tensional, las cuales se tradujeron en la generación de grietas de tensión en la parte alta del talud. Esquemáticamente esto se puede observar en la siguiente figura.

Figura 9-2. Posible explicación de la presencia de grietas en el Flanco norte del valle (tomada de Ref. 18).

Las grietas existentes en el flanco derecho del valle, pueden representar vías preferenciales de filtraciones del embalse, de modo que es necesario determinar su extensión en profundidad y el tratamiento, respectivo..

9.2 RIZZO 2012

9.2.1 Comentarios Ensayos de Corte en Roca Fracturada

RIZZO programó la ejecución de ensayos de corte directo in situ y un ensayo triaxial tipo CIU (Consolidado Isotrópico No-Drenado) en laboratorio sobre muestras inalteradas. Los ensayos fueron realizados por el laboratorio IDIEM de la U. de Chile e interpretados por RIZZO (Ref. 17). Estos ensayos, analizados críticamente por ARCADIS, dan lugar a los siguientes comentarios: - Conceptualmente, la ejecución de ensayos de corte in-situ y triaxiales CIU sobre

muestras inalteradas, deberían proporcionar información valiosa y de primer nivel para determinar las propiedades de resistencia al corte de los materiales que conforman los taludes.


- El ensayo de corte directo in-situ es el que se considera más apropiado para ensayar la roca fracturada (“roca descohesionada”). Sin embargo, el análisis de los resultados de estos ensayos indica que la información posible de rescatar es modesta, por las siguientes razones:

o De acuerdo a las coordenadas reportadas de los puntos donde se realizaron

los ensayos, estos se habrían ejecutado a una significativa distancia aguas abajo del eje de la presa y fuera de la zona que se ha identificado como de potencial deslizamiento, lo cual pone en duda la representatividad de los materiales ensayados.

o Aunque no se incluyeron los certificados granulométricos en la información

revisada, en el texto se indica que el contenido de finos es de 30% y 60% en el material ensayado y clasifica como SC según el sistema unificado de suelos (USCS). Llama poderosamente la atención el contenido de finos de 60% reportado, tratándose de una roca.

o Al ser el ensayo de corte directo a carga controlada, existe la posibilidad que

éste no muestre el valor peak de resistencia. De aquí la importancia de alcanzar los valores residuales, lo que sólo es posible para deformaciones significativas.

o Habitualmente y con el propósito de alcanzar la resistencia residual, el nivel de

deformación de la probeta ensayada debe ser superior a 15%. En el caso de los ensayos reportados, la mayoría de las probetas no alcanzó un 1% de deformación (4) y solo en una se alcanzó un 3% de deformación. Es decir, en el mejor de los casos, la deformación horizontal fue de 3 cm, siendo lo deseable del orden de 11cm.

o Lo anterior implica que no se tiene certeza que realmente se haya alcanzado la

resistencia máxima o residual de la muestra. o No está claro si los ensayos se realizaron siguiendo los planos de foliación de

la roca. o No se reportaron los cambios de volumen (densidad) que pudo experimentar la

muestra durante la etapa de aplicación de la carga vertical (consolidación). o En la figura siguiente se presenta la reinterpretación de los ensayos realizada

por ARCADIS, siendo posible deducir que existe una significativa diferencia entre los resultados del ensayo 1 y 2, lo que puede explicarse por la diferencia en el contenido de finos. También queda claramente visualizado que el nivel de deformación alcanzado por las probetas ensayadas es insuficiente. Además, se observa que es muy probable que las probetas siguieran tomando carga si el ensayo hubiera continuado. En términos de resistencia al corte, los ensayos indican una cohesión nula y un ángulo de fricción interna que varía entre 19° y 27°. Estos valores solo deberían ser considerados como referenciales, dados los problemas de los ensayos mencionados.


Figura 9-3. Interpretación de ARCADIS de los ensayos de corte directo in situ.

- De acuerdo a lo reportado por RIZZO, el ensayo triaxial se realizó en la misma muestra en la cual se realizó el ensayo de corte directo. No queda claro en el informe si se realizó sobre la muestra con un contenido de 30% de finos o con 60% de finos.

- La interpretación de ARCADIS es coincidente con lo indicado por RIZZO, en cuanto a

que la envolvente de resistencia queda caracterizada por una cohesión nula y un

ángulo de fricción interna de '=27°en tensiones efectivas. Este ensayo se realizó en una muestra inalterada, proveniente del sector donde se hicieron los ensayos de corte directo.

- Adicionalmente se cuenta con la información de 2 ensayos triaxiales realizados por

IDIEM, a solicitud de EDIC Ingenieros, sobre dos muestras reconstituidas de “roca descohesionada”, determinando una cohesión nula y un ángulo de fricción interna variable entre 35° y 42°. ARCADIS reinterpretó los resultados del ensayo, determinando una única envolvente de resistencia, caracterizada por una cohesión nula y un ángulo de fricción interna de 38°. En la Figura 9-4 se muestran las envolventes de resistencia de los tres ensayos.


Figura 9-4. Interpretación de ARCADIS de los ensayos triaxiales en “roca descohesionada”.

- En resumen, de acuerdo a los ensayos de corte in-situ y los ensayos triaxiales, la resistencia al corte de la “roca descohesionada” quedaría caracterizada por una

cohesión nula y un ángulo de fricción interna variable entre '=19° y '=38° (valor

medio de 'prom=29°). Cabe señalar que una cohesión nula registrada en los ensayos triaxiales no implica que así sea en terreno, dado que estos ensayos se realizan bajo una condición 100% saturada.

- Debido a los problemas de los ensayos de corte directo in situ, los resultados que

entrega deben considerarse solo como referenciales y probablemente asociados a una condición muy extrema y conservadora. Con respecto a los ensayos triaxiales, los ensayos sobre muestras reconstituidas serían representativos del macizo para grandes deformaciones. En el caso del ensayo sobre muestra inalterada, es posible que el resultado esté condicionado porque la probeta falló por un plano preferencial, tal como puede observarse en las fotografías de las probetas ya ensayadas y reproducidas en la Figura 9-5. En este contexto, el valor sería más representativo de una discontinuidad (el valor es comparable al medido en ensayos de corte en fractura).


Figura 9-5. Vista de las probetas sobre muestras inalteradas después de ser

ensayadas en el equipo triaxial. Se indican potenciales planos de falla que podrían asociarse a discontinuidades

9.2.2 Comentarios back análisis

Mediante back análisis estático, RIZZO determinó que el ángulo de fricción interna de la roca fracturada (descohesionada) sería del orden de 23°. Al respecto caben las siguientes observaciones: - La inclinación del talud natural de la ladera izquierda de la zona de la presa varía en

promedio entre 25°y 29° aproximadamente. En particular, la zona que se estaría movilizando tiene un ángulo de inclinación promedio de 27°.

- Los back análisis se realizan asumiendo que se está en una condición de equilibrio

límite, es decir, se movilizó toda la resistencia al corte del suelo y el factor de seguridad al deslizamiento es cercano a la unidad (típicamente se adopta FS=1.0).

- Un FS=1 implica que el talud ha experimentado significativas deformaciones,

agrietamiento considerable en superficie y que ante cualquier solicitación externa el talud falle (como por ejemplo un sismo). En el caso del talud en análisis esta situación no se observa y, además, existe evidencia empírica que el talud no experimentó mayores deformaciones, ni menos inestabilidades durante el sismo del 27 de febrero de 2010. Por lo anterior, es razonable asumir que en condiciones estáticas el FS sea superior a la unidad.

- Por otro lado, si la potencial superficie de deslizamiento es considerada como un talud

infinito (la profundidad de la falla es bastante menor que su longitud), se debe cumplir

que FS = tan/tan (donde es la inclinación del talud), obteniéndose =27° como mínimo.


- El razonamiento anterior, sumado a los resultados de los ensayos, además de lo

observado en terreno, permite presumir que la resistencia al corte de la roca fracturada es superior a la determinada por los ensayos de corte in-situ y superior a la determinada por el back análisis estático.

9.2.3 Comentarios análisis de potencial falla profunda

RIZZO mediante un análisis de estabilidad mediante equilibrio límite y considerando una falla circular, concluye que es muy poco probable que exista una falla profunda. Este análisis no representa fielmente el mecanismo de la falla profunda, dado que INGEROC postula que esta ocurre por los planos de foliación. Con respecto a las “fallas interfoliación”, es importante hacer notar que de acuerdo al modelo presentado por INGEROC, las deformaciones se producirían por lo planos de foliación de los esquistos, los cuales tendrían un manteo de hasta 20°, en la dirección del movimiento (a profundidades significativas). Para determinar la resistencia al corte de estos planos, en el 2006 ARCADIS realizó ensayos de corte directo en fracturas correspondientes a 6 muestras tomadas de los sondajes SRP-1, SRP-4 y SRP-11 a distintas profundidades. En el 2010 INGEROC realizó ensayos complementarios. Los resultados de estos ensayos indican que el ángulo de fricción de los planos de fractura y/o foliación es superior a 39° (resultados ARCADIS) y superior a 27° según los resultados de INGEROC para la ribera sur. Si conservadoramente se adopta que la falla profunda puede ser representada como un talud infinito, para que la falla se produzca a través de los planos de foliación, el ángulo de fricción de estos planos debería ser inferior a 20°. Consecuentemente, este valor de fricción no justificaría una deformación continua y profunda a través de los planos de foliación de una gran masa rocosa. Cabe destacar, además, que los bajos manteos de foliación propuestos no son consistentes con lo observado en los sondajes.

9.2.4 Estimación de Parámetros

Basado en la información disponible de los ensayos efectuados, el comportamiento observado de algunos taludes, la observación visual de cortes naturales y la experiencia de ARCADIS, se estima que los parámetros de resistencia al corte representativos podrían ser los siguientes:

Depósitos remoción en masa (roca intensamente fracturada mezclado con

cenizas/trumao): c=2 t/m2 y =32°,

Roca intensamente meteorizada y fracturada: c=5 t/m2 y =40°,

Cabe señalar que esta estimación deberá ser verificada mediante ensayos específicos o retroanálisis de cortes existentes.


9.3 ESQUEMA PRESENTADO POR DR. ING. G. LOMBARDI

En una de sus visitas (enero de 2010, Ref. 5), el Dr. Ing. G. Lombardi presentó un esquema con una posible hipótesis de la geología de la CHSP. Dicho esquema es presentado en la Figura 9-6.

Figura 9-6. Esquema presentado por el Dr. Lombardi (Ref. 5) planteando una posible hipótesis respecto de la geología del sitio de la CHSP.

Sin embargo, dicho esquema presenta algunas diferencias con respecto a las observaciones realizadas por ARCADIS en terreno y a partir de los testigos de sondajes, de modo que se considera que dicho esquema no es representativo de la geología del área de la CHSP por las siguientes razones:

1) El esquema plantea el modelo geológico de valles generados en esquistos de foliación uniforme con manteos leves, y que han sido afectados por remociones en masa. Si bien el área del valle del río San Pedro en que se proyecta emplazar la CHSP es afectada por remociones en masa, la foliación de los esquistos no es homogénea y presenta fuertes variaciones. En efecto, las fallas reconocidas en los túneles de desvío excavados no están alineadas con la foliación. Por lo mismo, parece improbable que exclusivamente los planos de foliación actúen como planos de debilidad frente a la acción gravitacional.

2) Tanto en terreno como en los sondajes, no se pudo identificar en el basamento rocoso una superficie de falla continua paralela a la foliación, que evidenciara el desplazamiento del flanco sur del valle del río San Pedro en dirección norte. Según los registrados en inclinómetros, el volumen de material que presenta desplazamiento involucra mayoritariamente a depósitos de remociones en masa y ceniza volcánica y, en menor medida, la roca intensamente meteorizada y fracturada. A partir de las medidas realizadas, no se identifican desplazamientos del basamento rocoso alineado con la foliación.


3) La superficie del basamento rocoso masivo y de mejor calidad no correspondería a una superficie plana alineada con la foliación, ya que existen variados sectores en el flanco izquierdo con afloramientos de roca que, según el monitoreo topográfico, no presentarían desplazamiento. Además, en la mayoría de los sondajes se identifica un nivel de roca intensamente meteorizada, lo cual descarta la existencia de un “tren” de bloques desplazándose.

4) La morfología del flanco norte del valle no posee las características que se muestran en la Figura 9-6, ya que corresponde a un farellón rocoso de 60 m de altura, en el cual se han producido grietas de tracción producto del desconfinamiento generado por el retroceso de los glaciares. En este sector no es claramente identificable el fenómeno de toppling indicado en la figura.

10 CONCLUSIONES

Las principales conclusiones que se desprenden del análisis de la información disponible y de la visita de inspección al área, son las siguientes:

10.1 GEOLOGÍA GENERAL

Las unidades geológicas identificadas en el área de estudio son:

- Basamento Metamórfico (Complejo Bahía Mansa). Consiste principalmente en esquistos micáceos metapelíticos con intercalaciones de esquistos de muscovita y pizarras de biotita. También se observan lentes de cuarzo y delgadas capas de grafito. La roca presenta una fuerte foliación y en general se encuentra intensamente fracturada y ligeramente meteorizada.

- Cenizas Volcánicas (Trumao). Son cenizas finas que cubren casi la totalidad del área, principalmente al sur del río San Pedro. Presentan diferentes grados de alteración.

- Depósitos Morrénicos y Fluvioglaciales. Sobre el basamento metamórfico, en el

flanco norte del valle, afloran depósitos de gravas con matriz areno-limosa y clastos subredondeados de hasta 2 m.

- Depósitos Coluviales. Están compuestos por gravas y bolones subangulosos

contenidos en una matriz areno-limosa, con o sin cenizas volcánicas. Se localizan en ambas laderas del valle.

- Depósitos Aluviales. Están conformados por gravas arenosas y limos, con

intercalaciones de arenas y bolones. Se ubican esencialmente en el lecho del río San Pedro.


10.2 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL

- La principal estructura geológica reconocida en el área corresponde a la Falla

Salbanda, la cual tendría una extensión aproximada de 2 km de largo y una orientación N65°E a N70°E, con manteos subverticales. Se ubica en el estribo norte de la presa y afecta la unidad de esquistos del basamento metamórfico. Posee una zona de salbanda de unos 10 m de ancho. Las dataciones de muestras de carbono concluyeron que esta falla no ha presentado actividad en los últimos 10.000 años, sin embargo, según lo reconocido por McCalpin, la Falla Salbanda estaría inactiva por millones o decenas de millones de años, de modo que no se considera una falla activa.

- Las estructuras menores de las rocas metamórficas están representadas por planos de foliación. A partir del análisis de las actitudes de foliación disponibles (tanto de sondajes como las recolectadas durante la excavación de los túneles de desvío), se desprende que en general existe una gran variabilidad en la disposición de estas estructuras geológicas, a pesar de la aparente homogeneidad registrada en la zona de los túneles.

- Se considera que tanto las fallas menores como las diaclasas registradas en los

testigos de sondajes no tienen incidencia en las inestabilidades de ambos estribos, debido a la baja cantidad reconocida y a los espesores de las fallas de orden de centímetros medidos en estas estructuras. Esta apreciación incluye las estructuras geológicas reconocidas en los testigos de sondajes perforados bajo el lecho del río. Una excepción a lo anteriormente mencionado lo constituye la zona de falla identificada en el tramo entre 30,5 m y 63,2 del sondaje SRP-100PI.

10.3 GEOLOGÍA DEL ÁREA DE LA PRESA


- En el flanco izquierdo del valle del río San Pedro, específicamente en el estribo del

muro, existen en superficie niveles de cenizas volcánicas (trumaos) de hasta 14 m de espesor. Subyaciendo a estos depósitos volcánicos se encuentra el basamento metamórfico, el cual posee un nivel superior de roca meteorizada e intensamente fracturada (definida por Ingeroc como “Roca Descohesionada”) que alcanza espesores de hasta 37 m. Bajo este nivel se encuentra la roca masiva con un grado de fracturamiento menor y mejor calidad geotécnica (Regular según la Clasificación Geomecánica de Ref. 19).

- En toda la ladera izquierda del valle, desde la cota donde se proyecta emplazar el muro hasta la divisoria de aguas (aproximadamente a los 420 msnm), se han identificado fenómenos de remoción en masa de diferentes magnitudes, a partir de lo reconocido en terreno y en los testigos de sondajes. Se estima que la mayor parte de estas remociones alcanzan profundidades menores a 20 m, excepto la ubicada en la parte alta de la ladera, cercana al sondaje SRP-90, la cual podría haber alcanzado los 25 – 30 m de profundidad. De acuerdo a los niveles de


vegetación existentes y al fuerte grado de alteración de los trumaos, se considera que este evento es probablemente antiguo (3.000 - 5.000 años?).

- Los fenómenos de remoción en masa ocurridos en la ladera izquierda del valle del

río San Pedro, han depositado suelos constituidos por bolones y gravas inmersos en una matriz fina de ceniza volcánica; los clastos corresponden a fragmentos angulosos de roca metamórfica de hasta 50 cm de diámetro. La compacidad de estos depósitos presenta alta variabilidad (de baja a media), dependiendo fundamentalmente del grado de cementación de la ceniza volcánica. Adicionalmente, estos materiales son altamente susceptibles a la erosión causada por intervención humana, debido a la presencia de la ceniza antes mencionada.

- En el presente estudio se ha considerado que los niveles de roca meteorizada e

intensamente fracturada no han sido afectados por remociones en masa, debido a que en los testigos de sondajes no fue identificada la mezcla de estos materiales con cenizas volcánica y arena. Dicha mezcla es una característica distintiva de los depósitos de remociones en masa en el sector.

- El monitoreo topográfico ejecutado en el área indica que los puntos de control

superficiales instalados sobre depósitos de remociones en masa presentan desplazamientos decimétricos, en zonas de taludes de corte. Esto indica que efectivamente se está produciendo un desplazamiento pendiente abajo de las zonas excavadas.

- Los resultados del monitoreo topográfico confirman que la roca con diversos

grados de fracturamiento no se desplaza, ya que existen puntos de control instalados en afloramientos de roca que no han presentado movimiento, específicamente sobre el portal de salida de los túneles de desvío. Esto indica que existe una superficie a baja profundidad que define el plano sobre el cual se desarrollarían el o los deslizamientos.

Con respecto a las “fallas interfoliación” del flanco izquierdo del valle del río San Pedro, es interesante hacer notar que de acuerdo al modelo presentado por INGEROC, las deformaciones con dirección N se producirían por los planos de foliación de los esquistos, los cuales tendrían un manteo de 20° hacia el N. Además, se produciría el deslizamiento de todo el flanco sur del valle hacia el norte, a través de una importante falla interfoliada a unos 100 m de profundidad. Este modelo es descartado por lo siguiente:

1. En el flanco izquierdo se ha obtenido, a través de tres metodologías de

levantamiento de orientación de estructuras geológicas, una alta dispersión en la disposición de la foliación que afecta al basamento metamórfico. En efecto, se han registrado planos de foliación con manteos desde subverticales a subhorizontales, de modo que se está en desacuerdo con lo señalado por INGEROC respecto a que la orientación predominante de la foliación en todo el macizo sea la definida en la Ref. 16.

2. Los ensayos de corte directo en fracturas realizados por IDIEM el año 2010

y analizados por INGEROC (Ref. 25), muestran un ángulo de fricción variable entre 23° y 44°, con un valor medio de 29°. Al analizar por ladera,


INGEROC determina un valor medio del ángulo de fricción en fractura de 27° para la ribera sur y de 30° para la ribera norte. Los ensayos no muestran un control del tipo de relleno sobre el ángulo de fricción obtenido del ensayo.

3. Por otro lado, ARCADIS realizó en 2006 (Ref. 2) una serie de ensayos

geotécnicos en muestras tomadas de los sondajes SRP-1, SRP-4 y SRP-11 a distintas profundidades. Al realizar ensayos de corte, las muestras revelaron un ángulo de fricción mayor a 39°.

4. Tanto los ensayos reportador por INGEROC como por ARCADIS, muestran

que el ángulo de roce es superior al manteo de los planos de foliación (0-20°) propuestos como superficie de deslizamiento. Por lo anterior, no es posible que se desarrolle la superficie de deslizamiento propuesta por INGEROC.

5. Los análisis de estabilidad realizados en el área de la presa, indican que es

poco probable la generación de una superficie de deslizamiento profunda.

6. Las fallas identificadas durante la excavación de los túneles de desvío presentan una gran dispersión en su orientación y no son paralelas a la foliación registrada en aquéllos.

- Según los registros obtenidos de las lecturas de inclinómetros, se concluye que

existe una superficie ubicada en torno a los 25 m de profundidad que definiría el límite inferior de los deslizamientos. Al comparar estos registros con la profundidad de la roca descohesionada, se concluye que sólo una fracción de ésta se estaría desplazando.

- Los registros de piezómetros instalados en el flanco izquierdo del valle del río San

Pedro, indican que en general los niveles de aguas subterráneas se ubican sobre el contacto entre la roca meteorizada e intensamente fracturada y la roca masiva. En el presente estudio, se considera que la roca metamórfica masiva con bajo grado de fracturamiento, es impermeable (lo cual fue observado en la construcción de los túneles). Sin embargo, ésta posee estructuras geológicas que degradan sus características geotécnicas aumentando su conductividad hidráulica.

- En relación a las deformaciones observadas en la zona de los portales y pique del estribo izquierdo, cabe tener presente:

o El proyecto original consideraba que los taludes se materializarían

principalmente en roca, consecuentemente los taludes fueron diseñados y construidos como si fueran en roca. Dado que esto no se cumplió (las excavaciones fueron en suelo mayoritariamente), se procedió a instalar pernos de anclaje pasivos de longitud L=12m, espaciados cada 1,5m y complementados con barbacanas de mínimo 6m de longitud,


o Una de las particularidades de los suelos es que para movilizar la resistencia al corte deben necesariamente deformarse. En efecto, al deformarse se moviliza resistencia al corte hasta alcanzar el valor residual, desde donde continúa deformándose sin incrementarse la resistencia al corte (plastificación). Consecuentemente, para que los pernos pasivos comiencen a trabajar (tomar carga), el talud completo debe experimentar cierta deformación. La magnitud de esta deformación es dependiente del tipo de material, densidad, angularidad, cohesión, etc.

o A título ilustrativo, el suelo de fundación de Santiago conocido como Grava de Santiago, requiere de un nivel de deformación del orden de 0.0125H (H: altura del talud) para movilizar el 100% de la resistencia al corte. En términos prácticos, para un talud vertical de 10m de altura, se requiere una deformación del orden de 125 mm. En el caso de la CHSP, las deformaciones de los portales y pique son inferiores a 200mm para alturas de talud de hasta 65m con inclinaciones globales del orden de los 65°.

o En este contexto, dado que es probable que los suelos y “roca descohesionada” del sector de la CHSP presenten propiedades resistentes inferiores a la Grava de Santiago, las deformaciones que han experimentado los taludes pueden catalogarse como razonables dada su configuración geométrica y el tipo de sostenimiento instalado.

o Otro antecedente a tomar en cuenta es que las mayores deformaciones se registraron en los primeros 6 meses desde que comenzaron las mediciones. Posteriormente, la velocidad de deformación disminuyó notablemente, lo cual podría explicarse por la movilización de la resistencia al corte del suelo y el trabajo de los pernos de anclaje.

10.3.2 Lecho del Río

- Bajo el lecho del río aflora el basamento metamórfico levemente fracturado de regular a buena calidad geotécnica (según la Clasificación Geomecánica de Ref.2), sobre el cual se disponen los depósitos aluviales que poseen un espesor de 10 a 15 m, según los resultados de los perfiles de refracción sísmica (Ref. 3). Las fallas reconocidas en los testigos de sondajes que atraviesan el lecho rocoso del río, corresponden a estructuras menores con rellenos de salbanda de hasta 30 cm de espesor, por lo que en el presente estudio se considera que la existencia de éstas no afectará la estabilidad del muro ni constituirían vías preferenciales de filtración.


- En el flanco derecho del valle del río San Pedro, afloran rocas metamórficas de regular a buena calidad geotécnica, las cuales conforman un farellón de aproximadamente 60m de altura con paredes subverticales. Sobre los


afloramientos de roca se encuentran depósitos fluvioglaciales, constituidos por gravas de matriz areno- limosa.

- En los afloramientos de roca han sido reconocidas importantes grietas de 2 a 3 m de abertura y hasta unos 30 m de profundidad, con extensión del orden de 40 m (Cueva del León). La orientación aproximada de estas estructuras es generalmente subparalela al borde del farellón.

- Durante la visita de inspección fue posible verificar que las grietas se encuentran

alineadas a las diaclasas preexistentes en la roca. Estas estructuras corresponden a planos de debilidad del macizo rocoso que colaboran en el fracturamiento de éste.

- En el presente estudio se considera que tales grietas son producto del

desconfinamiento de la pared del farellón producido por el retroceso de los glaciares en el área. Luego, el bloque de roca labrado por el glaciar presentó inestabilidades bajo el nuevo régimen tensional, las cuales se tradujeron en la generación de grietas de tensión en la parte alta del talud. Esquemáticamente esto se puede observar en la siguiente figura.

Figura 10-1. Posible explicación de la presencia de grietas en el Flanco norte del valle

(Ref. 1).

- A partir de los resultados del monitoreo de la abertura de estas grietas, se puede concluir que éstas no presentan movimiento relativo de sus paredes.

- Tal como fue mencionado precedentemente, la Falla Salbanda corresponde a una estructura geológica de origen tectónico de unos 10 m de espesor aproximado que se ubica en el flanco derecho del valle. Según el estudio de paleosísmica (Ref. 4), esta falla no es activa.

Dado que el basamento rocoso de la ladera sur del valle del río San Pedro no se está desplazando hacia el norte, el flanco derecho del valle no proviene de la ladera opuesta, de modo que se ha mantenido in situ. De la misma forma, el material identificado por INGEROC como “roca descohesionada” en el flanco norte del valle, corresponde más bien a rocas fracturadas y meteorizadas y no a depósitos de remoción en masa provenientes del flanco sur.


10.4 ASPECTOS A CONSIDERAR EN LOS DISEÑOS

10.4.1 Generales

Es importante destacar que dada la gran cantidad de sondajes realizados en la zona de implantación de las obras, se cuenta con una amplia base de datos que permitirían realizar un modelo geológico-estructural tridimensional. Un modelo de estas características sería una importante herramienta para analizar distintas soluciones de Ingeniería.


- Verificación de la estabilidad de la ladera actual, además de incorporar el efecto de la presa y el llenado del embalse, así como de un eventual vaciado rápido. Para esto es altamente recomendable que se realicen ensayos complementarios que permitan caracterizar la resistencia al corte y la capacidad de drenaje de los materiales presentes con mayor precisión. En efecto, los ensayos ejecutados recientemente se estiman insuficientes,

- Desde el punto de vista técnico, se estima factible encontrar soluciones para

garantizar la estabilidad del muro. No obstante, debe realizarse un estudio de detalle para evaluar los impactos económicos sobre el proyecto.

10.4.3 Lecho del río

- No se visualizan problemas geotécnicos que no puedan ser resueltos con las inyecciones de consolidación-impermeabilización consideradas por el proyecto.


- La existencia de las grietas paralelas en la zona proyectada para la ubicación del estribo derecho del muro podrían generar problemas de filtraciones del embalse, debido a que están dispuestas paralelas al valle. Por esta razón, es recomendable ejecutar un tratamiento de sellado de éstas para evitar la generación de flujos de agua a través de las mismas.

- Es conveniente realizar investigaciones directas (sondajes horizontales) en la zona de empotramiento derecho para determinar o descartar la existencia de grietas abiertas, que pudieran ser vías significativas de filtraciones. Alternativamente y tal como lo indicó el consultor de Colbún, Sr. Agustín Martínez, se puede evaluar la construcción de una galería de exploración que cumpla dos objetivos: detectar las grietas y permitir su sellado desde el interior. Adicionalmente, se consultó con asesores expertos respecto de la posibilidad de utilizar métodos de prospección geofísica (tomografía sísmica, resistividad eléctrica y gravedad), los que fueron considerados inviables.


ANEXO A INFORMACIÓN DE SONDAJES PERFORADOS


Sondaje Coordenadas Ubicación

Profundidad del Sondaje Monitoreo Sondaje

SRP- 01 707.193,60 5.596.139,00 Presa 105 NORTE

SRP- 02 707.255,80 5.596.092,30 Presa 451 NORTE

SRP- 03 707.256,30 5.596.015,40 Presa 10 SUR

SRP- 04 707.286,50 5.595.972,50 Presa 55 SUR

SRP- 05 707.137,30 5.596.186,70 Presa 90 NORTE

SRP- 06 707.251,80 5.596.107,30 Presa 40 NORTE

SRP- 07 707.273,10 5.595.854,40 Presa 105 SUR

SRP- 08 706.732,80 5.596.108,60 Casa de Máquinas 35 NORTE

SRP- 09 707.281,40 5.595.997,50 Presa 60 SUR

SRP- 10 707.378,50 5.595.972,00 Dispiador ataguía 35 SUR



SRP- 13 706.725,50 5.596.332,40 Chimenea 100 NORTE

SRP- 14 707.307,90 5.595.914,10 Presa 80 SUR

SRP- 15 707.276,20 5.596.020,50 Presa 50 SUR

SRP- 16 707.294,30 5.595.949,00 Presa 60 SUR

SRP- 17 707.131,90 5.595.897,70 Ribera Sur 45 SUR

SRP- 18 706.811,10 5.596.241,00 Túnel de aducción 88 NORTE



SRP- 29 707.214,08 5.596.218,31 Presa 140 NORTE

SRP- 30 707.216,46 5.596.212,71 Presa 80 NORTE

SRP- 31 707.241,30 5.596.097,01 Presa 60 NORTE

SRP- 32 707.240,50 5.596.096,62 Presa 150 NORTE

SRP-34B 707.270,97 5.595.995,93 Presa 90 SUR

SRP- 35 707.270,33 5.595.999,14 Presa 60 SUR

SRP- 36 707.283,00 5.595.969,50 Presa 60 SUR

SRP- 37 707.290,55 5.595.832,21 Presa 60 Inclinómetro SUR

SRP-37B 707.287,88 5.595.830,26 Presa 90 Inclinómetro SUR




SRP- 41 707.314,49 5.595.775,35 Presa 60 Inclinómetro SUR

SRP-41B 707.315,08 5.595.775,95 Presa 608 Inclinómetro SUR

SRP- 43 707.189,18 5.596.312,89 Presa 45 Piezómetro NORTE

SRP- 44 707.207,65 5.596.261,29 Presa 45 Piezómetro NORTE

SRP- 45 707.131,81 5.595.847,24 Ribera Sur 60 Inclinómetro SUR


SRP- 47 707.363,34 5.596.151,40 Dispiador ataguía 140 NORTE

SRP- 48 707.368,77 5.595.995,12 Dispiador ataguía 130 SUR

SRP- 49 707.490,19 5.595.724,18 Ribera Sur 55 Piezómetro SUR


SRP- 51 707.495,02 5.595.869,50 Ribera Sur 60 Piezómetro SUR



SRP-59 706.984,17 5.596.217,96 tu nel ad uccion 105 NORTE




SRP-61 707.081,81 5.596.221,45 tu nel ad uccion 120 NORTE

SRP-62 707.228,10 5.596.162,62 Presa 63 Piezómetro NORTE

SRP-63 707.228,25 5.596.162,10 Presa 75 Piezómetro NORTE

SRP-64 707.173,46 5.595.946,99 Dispiador ataguía 110 SUR

SRP-65 707.137,60 5.596.061,87 Dispiador ataguía 135 NORTE

SRP-67 706.748,23 5.596.156,89 Casa de Máquinas 100 NORTE

SRP-68 707.028,97 5.595.927,68 Ribera Sur 23 SUR





SRP-73 707.321,09 5.595.699,90 Presa 65 Inclinómetro SUR

SRP-74 P 707.390,05 5.595.628,76 Ribera Sur 135 Piezómetro SUR

SRP-75I 707.391,46 5.595.562,42 Ribera Sur 150 Inclinómetro SUR


SRP-78 PI 706.767,71 5.595.622,37

Ribera Sur 80 Piezómetro, Inclinómetro SUR

SRP-79I 707.208,63 5.595.800,72 Ribera Sur 100 Inclinómetro SUR


SRP-80 P Sondaje perdido antes de

instrumentar

Ribera Sur 100

SUR

SRP-81 P Sondaje perdido antes de

instrumentar

Ribera Sur 108

SUR

SRP-81 PI 707,147,00 5,595,622.03 Ribera Sur 80

Piezómetro, Inclinómetro SUR

SRP 82-PI 707.142,51 5.595.478,92


SRP 83 Ribera Sur 100 SUR

SRP 83- P 707.572,84 5.595.920,36 Ribera Sur 120 Piezómetro SUR

SRP 83-B 707.584,36 5.595.920,44 Ribera Sur 196 Inclinómetro SUR

SRP 85- P 707.711,04 5.595.810,57 Ribera Sur 100 Piezómetro SUR

SRP 85-PI 706.635,60 5.595.497,30


SRP-86- PI 706,640.88 5,595,507.93


SRP 88- PI 706.313,14 5.595.255,39


SRP-90- PI 707.274,39 5.595.089,48


SRP-91 -PI 707.425,16 5.595.460,24 Ribera Sur 162

Piezómetro, Inclinómetro SUR

SRP-93- PI 707.802,36 5.594.977,56


SRP-94- PI 707.880,66 5.595.632,99


SRP-95- PI 707.225,33 5.595.744,18


SRP-96 -P 707.336,66 5.595.721,75 Ribera Sur 118 Piezómetro SUR



SRP-98 -I 707.315,26 5,595,555 Ribera Sur 81 Inclinómetro SUR





SRP 99-I 707.308,28 5.595.542,85 Ribera Sur 165 Inclinómetro SUR

SRP-10 0B- PI

707.453,75 5.595.374,32 Ribera Sur 100 Piezómetro,

Inclinómetro SUR

SRP-1 02-P 707.166,80 5.595.945,98 Ribera Sur 90 Piezómetro SUR

SRP-10 3-I 707.285,85 5.595.960,85 Ribera Sur 160 Inclinómetro SUR

SRP-10 4-I 707.107,22 5.596.075,64 Ribera Norte 60 Inclinómetro SUR

SRP- M1 707.658,44 5.595.936,19 Ribera Sur 60 SUR

SRP- M5 707.510,71 5.595.920,78 Ribera Sur 60 SUR

SRP- M7 707.437,31 5.595.921,24 Ribera Sur 60 Inclinómetro SUR

SRP- M9-P 707.358,00 5.595.924,48 Ribera Sur 60 Piezómetro SUR

SRP-M11 -P 707.296,86 5.595.928,12 Ribera Sur 60 Piezómetro SUR

SRP-M13 707.245,79 5.595.919,69 Ribera Sur 60 SUR





ANEXO B PERFILES GEOLÓGICO-GEOTÉCNICOS


ANEXO C RESPUESTA A CONSULTAS ESPECÍFICAS


RESUMEN EJECUTIVO

SOBRE BASE DE CONSULTAS ESPECÍFICAS DE COLBUN S.A.

Y RESPUESTAS DE ARCADIS Del análisis del Informe de Auditoría Geológica preparado por ARCADIS y de lo tratado en la reunión de trabajo del 11/04/2012 entre especialistas de ARCADIS y personal de COLBUN S.A. del proyecto San Pedro (CHSP), en lo que sigue se resumen las preguntas esenciales formuladas por COLBUN S.A. y se solicita a ARCADIS las respuestas a las mismas. 1.- P. Se solicita una explicación resumida de la génesis del valle del río San Pedro y en particular del área en que se ubicarán las obras del CHSP. Se pide especialmente que se explique y fundamente la morfología resultante en ambas laderas. En el modelado del área donde se proyectan las obras de la CHSP habrían intervenido, con diferentes grados de importancia, tanto procesos glaciares como fluviales. En efecto, la evidencia del paso de los glaciares corresponde a la existencia de depósitos glaciares de las glaciaciones Río Llico del Pleistoceno Medio y Santa María, algo más tardía, y sus respectivos depósitos glaciofluviales. El mapa geológico de Los Lagos – Malalhue (SERNAGEOMIN, 2003), de escala 1: 100.000 indica que el frente glaciar de la Glaciación Santa María y sus morrenas asociadas, se habría detenido antes de alcanzar el macizo rocoso metamórfico paleozoico, dejando entre ambos solo depósitos glaciofluviales; por otra parte, el mismo documento muestra que los hielos de la Glaciación Río Llico, anterior a la Santa María tal como se puntualizó anteriormente, lograron cubrir el Paleozoico metamórfico abandonando depósitos morrénicos al oeste del Complejo, lo cual significa que el sitio del proyecto y toda la superficie del Complejo Metamórfico Paleozoico Bahía Mansa, habría estado cubierto por los hielos de una glaciación más extensa y más potente que la posterior e incluso la más reciente – la Glaciación Llanquihue – por lo menos en esta latitud. No obstante las evidencias geológicas señaladas, no existen rasgos propios de un modelado glacial (rocas pulidas, estrías glaciares, surcos, acanaladuras, valle con sección transversal en U) en el valle ni en los afloramientos rocosos situados a ambos lados del río. Efectivamente, los perfiles topográficos transversales del río San Pedro en el área donde se proyecta construir la CHSP (Figura 2) corresponden claramente a una sección transversal en V propia de un valle fluvial. Es probable que esto se deba a que la fuerte erosión fluvial postglacial ejercida por el río se impuso a los rasgos originados por el paso de los glaciares. En el área de estudio existen rocas metamórficas meteorizadas y fracturadas, en las que predominan minerales arcillosos y micáceos que imponen un comportamiento de rocas blandas poco competentes, características particularmente evidentes en la vertiente sur del río; los sondajes perforados en esa ladera señalan la presencia de metapelitas y metareniscas meteorizadas y fracturadas, cubiertas por trumao. En la vertiente opuesta


esta misma litología contrariamente, se materializa en rocas relativamente frescas y competentes. La disimetría de la sección transversal del río San Pedro en el meridiano del sitio del proyecto, hallaría su explicación en la curvatura del curso del río, lo que habría permitido que la línea de máxima velocidad de las aguas, socavara la base de la ladera sur – constituida por rocas blandas fácilmente erosionables – y permitiera la generación de fenómenos de remoción en masa locales, que habrían modelado la ladera sur en un amplio anfiteatro, provocando la pérdida de la supuesta simetría original de la sección transversal.


Figura 2. Perfiles topográficos transversales del valle del río San Pedro en la zona del proyecto.

Estero El Molino

Estero El Molino

Río San Pedro

Río San Pedro

Río San Pedro

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Informe de Opinión Central Hidroeléctrica San Pedro Página 83 de 103

Existen en las rocas metamórficas del flanco derecho del valle del río San Pedro, una serie de grietas o fracturas abiertas en superficie y probablemente cerrándose en profundidad sin llegar a desaparecer. Están dispuestas en una franja de terreno subparalela al borde del farellón, tal como lo señala el mapa geológico de INGEROC. La más importante es la denominada Cueva del León, la cual se presenta como una grieta de superficie irregular de unos 40m de longitud, sin estrías ni planos de falla; abierta en superficie, de modo que permitió el descenso exploratorio de personas hasta unos 30m de profundidad. Descartada en principio, la hipótesis del colapso de la ladera izquierda por medio de un gran deslizamiento de tipo planar, cuya superficie de ruptura estaría constituida por la continuidad ininterrumpida de los planos de foliación; habiendo quedado establecido, por otra parte, que los hielos de la Glaciación Río Llico cubrieron las rocas del Complejo Paleozoico en la zona del proyecto durante el Pleistoceno Medio, la explicación del origen no tectónico de las grietas observadas en el flanco derecho del valle del río San Pedro, habría que buscarla en los procesos y mecanismos – no estructurales – asociados a la geomorfología glaciar. El retiro o fusión de los hielos continentales como los de la península escandinava o de América del Norte, ha dado origen a un alzamiento de esos territorios de acuerdo a un proceso glacio-isostático; a una escala menor, el retiro de un glaciar de valle genera diaclasas de exfoliación. El peso del glaciar comprime la roca que cubre y cuando el glaciar finalmente funde, la roca se expande como resultado de la reducción de presión, produciéndose fracturas paralelas a la superficie topográfica; el nivel superior se rompe en láminas o se exfolia, desde el momento que no tiene un peso encima. Domos de exfoliación ( Fotografía 7) y rocas exfoliadas han sido descritos por HÜBER (1987) en el Yosemite National Park en Estados Unidos en rocas graníticas; se trata de exfoliación en el piso rocoso del valle con diaclasas cóncavas hacia arriba (Fotografía 2) o subverticales en los costados rocosos del valle ( Fotografía 9).

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Fotografía 7. Half Dome, domo de exfoliación en el Yosemite National Park (Tomada de HUBER, 1987). Las grietas y/o fracturas no tectónicas del costado derecho del valle del río San Pedro son, en cierta medida, similares a las diaclasas de exfoliación, siendo no obstante la causa última de ambos tipos la deglaciación del área y de las rocas cubiertas por el hielo durante el Pleistoceno.

Fotografía 15. Diaclasas de exfoliación cóncavas en el piso del valle en el Yosemite National Park (Tomada de HUBER, 1987). McCOLL (Ref. 21) expresa que los cambios en la estabilidad de las laderas durante el retiro de los hielos forman parte de lo que denomina “geomorfología paraglacial” (paraglacial geomorphology), entendiéndose por paraglacial “los procesos superficiales no glaciales, las acumulaciones de sedimentos, los modelados o morfologías locales, sistemas terrestres y los paisajes que están directamente condicionados por la glaciación-deglaciación” (BALLANTYNE en Ref. 21). El autor citado (pág. 2) aplica el término “paraglacial para definir rupturas en pendientes rocosas que son parte de o están influenciadas por la transición de condiciones glaciales a condiciones no glaciales”. NICHOLS (en McCOLL op. cit. pág. 7) explica “que las diaclasas o fracturas no tectónicas son corrientemente fáciles de distinguir de las diaclasas tectónicas porque son fracturas esencialmente en extensión; normalmente subparalelas a la topografía local; aumentan en densidad hacia la superficie; son de modesta longitud; usualmente tiene poco o ningún material de relleno y, a veces, cortan o terminan en fracturas tectónicas. Se presentan en un amplio rango de litologías incluyendo rocas sedimentarias competentes (areniscas y calizas, por ejemplo) y en rocas débiles (arcilla y lutitas), así como también en rocas metamórficas y de tipo cristalino, aun cuando su distribución en estas litologías puede ser diferente. El autor citado (pág. 8) expresa que desde hace mucho tiempo atrás se reconoció el origen no tectónico de estas diaclasas (GILBERT en Ref.22) y han sido denominada como diaclasas de exfoliación, diaclasas de laminación (sheeting joints) y recientemente como diaclasas de

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relajamiento de tensión o diaclasas de relajamiento (reléase joints). McCOLL adopta el término sheeting joints porque según su opinión, el término no involucra ningún proceso formativo. El autor afirma que fue BALK (Ref. 23) el primero en sugerir que este tipo de diaclasas (sheeting joints) puede jugar un papel importante en procesos post-glaciales en laderas rocosas.

Fotografía 9. Diaclasas de exfoliación subverticales en uno de los costados rocosos del valle. Aun cuando se han propuesto variados mecanismos para explicar la formación de estas diaclasas, ha sido generalmente aceptado que se generan por esfuerzos gravitacionales y corrientemente gatilladas por descarga (unload). La disposición y las características de las diaclasas observadas en el costado derecho del valle del río San Pedro, coinciden con aquellas descritas en los párrafos anteriores y, cualquiera sea el nombre que se les dé – diaclasas de relajamiento tensional o sheeting joints – son diaclasas de origen no tectónico, origen que está asociado a los procesos de deglaciación ocurridos en el área del proyecto y son, en ese sentido, diaclasas paraglaciales. Sus superficies de ruptura no son netas, regulares y lisas como las descritas en estas líneas, debido que las rocas involucradas – rocas metamórficas esquistosas – no son suficientemente cristalinas y competentes.

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2.- P. Se solicita la entrega de algunos perfiles similares a las posiciones correspondientes de los perfiles A-A’, B-B’, H-H’ del Informe de INGEROC u otros adicionales que ARCADIS estime de interés. El Perfil A-A’ deberá ser extendido por extrapolación hasta la Quebrada El Molino. Se deberá indicar las características y atributos esenciales de los diferentes estratos que se identifiquen, por ejemplo: roca descohesionada, roca triturada, roca deslizada, roca in situ, granulometría estimada de cada estrato, posible existencia de bloques y dimensiones estimadas para cada uno de ellos, en caso que los hubiera. Los nuevos perfiles A-A’ y B-B’ han sido incluidos en Informe final. En el flanco izquierdo del valle del río San Pedro, específicamente en el estribo del muro, existen en superficie niveles de cenizas volcánicas (trumaos) de hasta 14 m de espesor. Subyaciendo a estos depósitos volcánicos se encuentra el basamento metamórfico, el cual posee un nivel superior de roca meteorizada e intensamente fracturada que alcanza espesores de hasta 37 m. Bajo este nivel se encuentra la roca masiva con un grado menor de fracturamiento y mejor calidad geotécnica (Regular según la Clasificación Geomecánica de Ref. 19). En toda la ladera izquierda del valle, desde la cota donde se proyecta emplazar el muro hasta la divisoria de aguas (aproximadamente a los 420 msnm), se han identificado fenómenos de remoción en masa de diferentes magnitudes, a partir de lo reconocido en terreno y en los testigos de sondajes. Se estima que la mayor parte de estas remociones alcanzan profundidades menores a 20 m, excepto las ubicadas en la parte alta de la ladera, cercana al sondaje SRP-90, las cuales podrían alcanzar los 25 – 30 m de profundidad. De acuerdo a los niveles de vegetación existentes y al fuerte grado de alteración de los trumaos, se considera que este evento es probablemente antiguo (3.000 - 5.000 años?). Los depósitos de remoción en masa existentes en la ladera izquierda del valle del río San Pedro corresponden a niveles de suelo constituidos por bolones y gravas inmersos en una matriz fina de ceniza volcánica (ver Fotografía 17). Los clastos son fragmentos angulosos de rocas metamórficas de hasta 50 cm de diámetro. La compacidad de estos depósitos presenta alta variabilidad (de baja a media), dependiendo fundamentalmente del grado de cementación de la ceniza volcánica. En las excavaciones realizadas en estos depósitos, se reconoció que la mezcla de ceniza volcánica con fragmentos de rocas metamórficas es una característica distintiva de este tipo de materiales. Adicionalmente, estos materiales son altamente susceptibles a la erosión debido a la presencia de la ceniza antes mencionada, particularmente en épocas de intensas lluvias.

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Fotografía 17. Depósitos de remociones en masa en camino de acceso al pique de desagüe de fondo. Tal como se mencionó precedentemente, subyaciendo a los depósitos de remociones en masa se encuentra un nivel de roca intensamente meteorizada y fracturada, la cual posee una alta frecuencia de fracturas (mayor a 20 ff/m) en testigos de sondajes, incluso reconociéndose algunos tramos completamente triturados. La resistencia a la compresión uniaxial de la roca intacta2 se estima menor a 5 MPa (R1 según Ref.24), debido fundamentalmente al grado de meteorización del macizo (ver Fotografía 18). Los resultados del logueo de testigos de sondajes indican que esta roca posee una calidad geotécnica mala a muy mala (según la Clasificación Geomecánica de Ref. 19).

2 Corresponde a la matriz de la roca, libre de discontinuidades o fisuras

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Fotografía 18. Corte en roca metamórfica intensamente meteorizada y fracturada en camino de acceso a pique de desagüe de fondo. En profundidad la roca metamórfica mejora sus características geotécnicas, reconociéndose un menor grado de fracturamiento (5 a 10 ff/m), una mayor resistencia a la compresión uniaxial de la roca intacta (estimada de hasta 50 MPa, R3 según Ref. 24) y una mejor condición de estructuras geológicas (fracturas sin relleno de arcillas ni óxidos), comparado con los niveles superficiales de roca meteorizada. La calidad geomecánica de los niveles inferiores de roca levemente meteorizada reconocida en sondajes es en general Regular (Clase III según Ref. 19). En los trabajos desarrollados por INGEROC se define que los depósitos de remociones en masa y la roca intensamente fracturada y meteorizada (zona superior del basamento) corresponden a la “Roca Descohesionada”. En el presente estudio, se ha considerado que los niveles de roca meteorizada e intensamente fracturada en general no han sido afectados por remociones en masa, debido a que en los testigos de sondajes no fue identificada la mezcla de estos materiales con cenizas volcánica y arena. Tal como fue mencionado, dicha mezcla es una característica distintiva de los depósitos de remociones en masa en el sector. Luego, la unidad definida por INGEROC como “Roca Descohesionada” ha sido dividida en un nivel superior de Depósitos de Remociones en Masa, y uno inferior de Roca Intensamente

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Meteorizada y Fracturada. Solo el nivel superior correspondería a material removido, mientras que el nivel inferior de roca meteorizada sería in situ. 3.- P. En ladera sur, explicar la génesis del material llamado por INGEROC. roca descohesionada. Definir sus características y el tipo de su desplazamiento. ¿a juicio de Arcadis como se diferencia este material del material subyacente? Como se explicó en la respuesta anterior, la unidad llamada por Ingeroc “Roca Descohesionada” fue subdividida en una unidad superior de depósitos de antiguas remociones en masa. 4.- P. Siempre en ladera sur, definir conceptualmente el mecanismo de deslizamiento que visualiza ARCADIS. Por ejemplo: -Los deslizamientos se producen solo en la cubierta de cenizas, trumaos y roca descohesionada? En general, los fenómenos de remociones en masa afectan solo a las unidades superficiales de trumaos, depósitos de remociones en masa antiguos y niveles superficiales de roca intensamente meteorizada y fracturada. Adicionalmente, según el monitoreo realizado en el área, solo estos materiales superficiales presentarían desplazamientos, especialmente cuando han sido intervenidos por la construcción del proyecto. - La roca descohesionada desliza sobre la roca R2? La unidad R2 no ha sido identificada por Arcadis Chile. Siguiendo lo anterior, sólo en algunas zonas, el nivel superior del basamento intensamente fracturado se estaría deslizando. - Esta última, a su vez, ¿desliza sobre la roca in situ? A juicio de ARCADIS solo una porción menor del nivel de roca intensamente meteorizada y fracturada presentaría desplazamiento. - ¿Y/o también hay roca deslizada hasta profundidades importantes como lo señala INGEROC? A juicio de ARCADIS no existen desplazamientos profundos a través de una superficie alineada con la foliación que generaría las denominadas “Fallas Interfoliadas”. Esto debido a las siguientes razones: - No existen rasgos morfológicos que comprueben la ocurrencia de un deslizamiento que

involucre los volúmenes indicados por INGEROC. - Los registros de los inclinómetros indican que, en la zona del eje de la presa, las

mayores deformaciones se producen sobre los 32 m de profundidad. Esta información es interpretada por ARCADIS como evidencia de la existencia de una o varias superficies de deslizamiento que involucrarían fundamentalmente los depósitos de remociones en masa del nivel superior o superficial.

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- Existen zonas donde aflora el basamento metamórfico fracturado, el cual, tal como se discutió precedentemente, no presenta desplazamiento, como es el caso de los puntos de control topográfico ubicados sobre el portal de salida del túnel de desvío (GD1-GD9 y T9-T12).”

- En los túneles de desvío excavados no fueron reconocidas fallas alineadas con la

foliación. La cual, según los levantamientos realizados en el área posee una alta variabilidad del ángulo de manteo.

- En los testigos de sondajes no existe clara evidencia de la existencia de fallas profundas

de las magnitudes indicadas por INGEROC. - El régimen tensional impuesto solo por el peso propio de lo materiales en las

profundidades indicadas por INGEROC no explican la existencia de un deslizamiento del volumen de roca indicado.

5.- P. Favor explicar la génesis de las grandes grietas del estribo norte y de la falla salbanda. Relación con el sistema EW – WNW indicado en el estudio de Neotectónica. Tal como se comentó en la respuesta de la Pregunta 1, las grietas y/o fracturas no tectónicas del costado derecho del valle del río San Pedro fueron originadas por la deglaciación del área. Por otra parte, la falla salbanda es de origen tectónico (hoy inactiva) y estaría relacionada con el antiguo sistema de fallas EW identificado por el estudio de neotectónica. 6.- P. Favor discutir el modelo de INGEROC respecto a la formación del estribo norte y respecto a fallas interfoliadas (esto último en punto 8.1.1, página 42 del Informe borrador de ARCADIS). En opinión de ARCADIS, es necesario considerar los siguientes factores en el análisis del deslizamiento propuesto por INGEROC: - En el flanco izquierdo se ha obtenido, a través de tres metodologías de levantamiento de

orientación de estructuras geológicas, una alta dispersión en la disposición de la foliación que afecta al basamento metamórfico. En efecto, se han registrado planos de foliación con manteos desde subverticales a subhorizontales, de modo que se está en desacuerdo con lo señalado por INGEROC respecto a que la orientación predominante de la foliación en todo el macizo sea la definida en la Ref. 16.

- ARCADIS realizó en 2006 (Ref. 2) una serie de ensayos geotécnicos en muestras

tomadas de los sondajes SRP-1, SRP-4 y SRP-11 a distintas profundidades. Al realizar ensayos de corte, las muestras revelaron un ángulo de fricción mayor a 39°, valor superior al manteo de los planos de foliación (0-20°) propuestos como superficie de deslizamiento, por lo cual no es posible que se desarrolle la superficie de deslizamiento propuesta por INGEROC.

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- Los análisis de estabilidad realizados en el área de la presa, indican que es poco probable la generación de una superficie de deslizamiento profunda.

- Finalmente, las fallas identificadas durante la excavación de los túneles de desvío

presentan una gran dispersión en su orientación y no son paralelas a la foliación registrada en aquéllos, tal como se presenta en la Figura 3.

Figura 3. Comparación entre foliación medida en los túneles de desvío (arriba) y las fallas encontradas en los mismos (abajo). De acuerdo a lo anteriormente señalado, ARCADIS descarta la existencia de fallas paralelas a la foliación que actúen como superficies de deslizamiento a través de las cuales el flanco izquierdo del valle se desplaza hacia el norte desestimándose también que el basamento rocoso metamórfico del flanco norte del valle del río San Pedro haya sido levantado por

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dicha acción. Cabe destacar que si bien se ha descartado el deslizamiento del basamento rocoso en el flanco izquierdo del valle, no se descarta la existencia de remociones en masa superficiales hasta unos 25 m de profundidad.” 7.- P. Indicar y fundamentar, para ambos estribos de la presa, qué corresponde a roca in situ y qué a roca desplazada. Como se explica la roca descohesionada en el estribo norte? A juicio de ARCADIS, tanto las rocas del estribo derecho como el izquierdo corresponden a roca in situ. Esto basado en datos inclinométricos, controles topográficos, análisis de testigos de sondajes, y el análisis geomorfológico. Así, en el flanco izquierdo se desestima un deslizamiento de un gran bloque de la ribera sur del valle del río San Pedro hacia la norte. Por lo mismo, el material en movimiento corresponde mayoritariamente a los depósitos de remoción en masa y posiblemente una fracción minoritaria –y en contacto con los depósitos de remoción- de la roca intensamente fracturada y meteorizada. Así, el basamento rocoso del flanco sur del valle del río San Pedro no se encuentra desplazado (in situ). A continuación se detallan las razones para alcanzar esta conclusión para el flanco izquierdo, extraídas del informe:

- “En toda la ladera izquierda del valle, desde la cota donde se proyecta emplazar el muro hasta la divisoria de aguas (aproximadamente a los 420 msnm), se han identificado fenómenos de remoción en masa de diferentes magnitudes, a partir de lo reconocido en terreno y en los testigos de sondajes. Se estima que la mayor parte de estas remociones alcanzan profundidades menores a 20 m, excepto la ubicada en la parte alta de la ladera, cercana al sondaje SRP-90, la cual podría haber alcanzado los 25 – 30 m de profundidad. De acuerdo a los niveles de vegetación existentes y al fuerte grado de alteración de los trumaos, se considera que este evento es probablemente antiguo (3.000 - 5.000 años?).

- Los fenómenos de remoción en masa ocurridos en la ladera izquierda del valle del río

San Pedro, han involucrado depósitos de suelo constituidos por bolones y gravas inmersos en una matriz fina de ceniza volcánica; los clastos corresponden a fragmentos angulosos de roca metamórfica (esquistos) de hasta 50 cm de diámetro. La compacidad de estos depósitos presenta alta variabilidad (de baja a media), dependiendo fundamentalmente del grado de cementación de la ceniza volcánica. Adicionalmente, estos materiales son altamente susceptibles a la erosión causada por intervención humana, debido a la presencia de la ceniza antes mencionada.

- En el presente estudio se ha considerado que, en general, los niveles de roca

meteorizada e intensamente fracturada no han sido afectados por remociones en masa, debido a que en los testigos de sondajes no fue identificada la mezcla de estos materiales con cenizas volcánica y arena. Dicha mezcla es una característica distintiva de los depósitos de remociones en masa en el sector.

- El monitoreo topográfico ejecutado en el área indica que los puntos de control

superficiales instalados sobre depósitos de remociones en masa presentan desplazamientos decimétricos, en zonas de taludes de corte. Esto indica que

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efectivamente se está produciendo un desplazamiento pendiente abajo de las zonas excavadas.

- Los resultados del monitoreo topográfico confirman que la roca con diversos grados

de fracturamiento no se desplaza, ya que existen puntos de control instalados en afloramientos de roca que no han presentado movimiento, específicamente sobre el portal de salida de los túneles de desvío. Esto indica que existe una superficie a baja profundidad que define el plano sobre el cual se desarrollarían el o los deslizamientos.

- Con respecto a las “fallas interfoliación”, es interesante hacer notar que de acuerdo al

modelo presentado por INGEROC, las deformaciones se producirían por lo planos de foliación de los esquistos, los cuales tendrían un manteo de hasta 20°, en la dirección del movimiento (a profundidades significativas). Para determinar la resistencia al corte de estos planos, ARCADIS, en el año 2006, realizó ensayos de corte directo en fracturas correspondientes a 6 muestras tomadas de los sondajes SRP-1, SRP-4 y SRP-11 a distintas profundidades. Los resultados de estos ensayos indican que el ángulo de fricción de los planos de fractura y/o foliación es superior a 39°. Este valor de fricción no justificaría una deformación continua y profunda a través de los planos de foliación de una gran masa rocosa. Cabe destacar, además, que los bajos manteos de foliación propuestos no son consistentes con lo observado en los sondajes.

- Según los registros obtenidos de las lecturas de inclinómetros, se concluye que existe

una superficie ubicada en torno a los 25 m de profundidad que definiría el límite inferior de los deslizamientos. Al comparar estos registros con la profundidad de la roca descohesionada, se concluye que sólo una fracción de ésta se estaría desplazando.

- Los registros de piezómetros instalados en el flanco izquierdo del valle del río San

Pedro, indican que los niveles de aguas subterráneas se ubican sobre el contacto entre la roca meteorizada e intensamente fracturada y la roca masiva. En general, la diferencia entre los niveles de aguas subterráneas y el contacto entre la roca descohesionada y el basamento varía entre 3 y 25 m. En el presente estudio, se considera que la roca metamórfica masiva con bajo grado de fracturamiento, es impermeable (lo cual fue observado en la construcción de los túneles). Sin embargo, ésta posee estructuras geológicas que degradan sus características geotécnicas aumentando su conductividad hidráulica. Según los resultados de los perfiles magnetotelúricos ejecutados en el área (Ref. 15), estas zonas de mayor permeabilidad tendrían una disposición vertical, coincidente con los sistemas de fallas identificados en testigos de sondajes, lo que significa que el agua subterránea sería canalizada a través de estos materiales más permeables que aflorarían en distintos niveles, con escurrimientos tanto en suelos como en roca. Esto se infiere de algunas de las perforaciones asociadas a las barbacanas que se instalaron en la zona de los portales y pique, evidenciando flujos preferenciales.

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El flanco derecho también corresponde a roca in situ, y las grietas en éste observadas corresponden a estructuras de deglaciación, tal como es planteado en la respuesta a la Pregunta 1. 8.- P. En el Informe se señala (página 15) que “…las estructuras geológicas tienen rumbo predominante con tendencia NW. Los manteos varían de subverticales a subhorizontales sin observarse tendencia clara” y también que “el basamento metamórfico presenta una foliación rumbo NNW – SSE bien definido. Los manteos tienden a ser subverticales hacia el ENE, a pesar de que en general presentan gran variabilidad, tanto en dirección ENE como WSW”. Favor aclarar esto, si es posible indicándolo en los perfiles y aclarar si esto es también válido a cota de los túneles de desvío. Para precisar nuestra consulta: nos parece entender que a nivel de los túneles, la foliación es claramente de rumbo NNW – SSE y con ángulo cercano a 20°. En otras palabras, a nivel de los túneles existiría una relativa homogeneidad en cuanto a rumbo, manteo y buzamiento de la foliación y sobre ese nivel ella sería notoriamente heterogénea. ¿Es así? Si bien esto puede sugerir que el ángulo de manteo de la foliación disminuye y la orientación de la misma se homogeniza en profundidad, dicha tendencia no se aprecia en los testigos de sondajes registrados en la Ref. 16. Así, a partir del análisis de la orientación de los planos de foliación disponibles (principalmente en testigos de sondajes), se desprende que en general existe una gran variabilidad en la disposición de estas estructuras geológicas, a pesar de la aparente homogeneidad en la zona de los túneles. 9.- P. Se solicita esbozar el modelo hidrogeológico conceptual que visualiza ARCADIS. Los registros de piezómetros instalados en sondajes paralelos al eje de la presa, en el flanco izquierdo del valle del río San Pedro se muestran en la Tabla 7-2. Los datos indican que los niveles de aguas subterráneas en general se ubican sobre el contacto entre la roca meteorizada e intensamente fracturada y la roca masiva del basamento. Adicionalmente, los perfiles electromagnéticos incluidos en Ref. 15. muestran zonas localizadas de baja resistividad (30-40 Ohm) dispuestas verticalmente, las cuales coinciden con los registros donde el nivel piezométrico está bajo el contacto de la roca fracturada con la roca masiva. Estas zonas podrían corresponder a estructuras verticales ( fracturas o algunos sistemas de fallas ), las cuales podrían actuar como vías preferenciales de infiltración hacia el basamento. 10.- P. Explicar y fundamentar las no conformidades que se tiene con respecto a la ejecución y resultados de los ensayos de corte realizados tanto en terreno como en laboratorio. Las observaciones realizadas a los ensayos de corte reportados por Rizzo (2012) son las siguientes:

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- El ensayo de corte directo in-situ es el que se considera más apropiado para ensayar la roca fracturada (“roca descohesionada”). Sin embargo, el análisis de los resultados de estos ensayos indica que la información posible de rescatar es modesta, por las siguientes razones:

o De acuerdo a las coordenadas reportadas de los puntos donde se realizaron los

ensayos, estos se habrían ejecutado a una significativa distancia aguas abajo del eje de la presa y fuera de la zona que se ha identificado como de potencial deslizamiento, lo cual pone en duda la representatividad de los materiales ensayados.

o Aunque no se incluyeron los certificados granulométricos en la información

revisada, en el texto se indica que el contenido de finos es de 30% y 60% en el material ensayado y clasifica como SC según el sistema unificado de suelos (USCS). Llama poderosamente la atención el contenido de finos de 60% reportado, tratándose de una roca.

o Al ser el ensayo de corte directo a carga controlada, existe la posibilidad que éste

no muestre el valor peak de resistencia. De aquí la importancia de alcanzar los valores residuales, lo que sólo es posible para deformaciones significativas.

o Habitualmente y con el propósito de alcanzar la resistencia residual, el nivel de

deformación de la probeta ensayada debe ser superior a 15%. En el caso de los ensayos reportados, la mayoría de las probetas no alcanzó un 1% de deformación (4) y solo en una se alcanzó un 3% de deformación. Es decir, en el mejor de los casos, la deformación fue de 3 cm, siendo lo deseable del orden de 11cm.

o Lo anterior implica que no se tiene certeza que realmente se haya alcanzado la

resistencia máxima o residual de la muestra.

o No está claro si los ensayos se realizaron siguiendo los planos de foliación de la roca.

o No se reportaron los cambios de volumen (densidad) que pudo experimentar la

muestra durante la etapa de aplicación de la carga vertical (consolidación).

o En la figura siguiente se presenta la reinterpretación de los ensayos realizada por ARCADIS, siendo posible deducir que existe una significativa diferencia entre los resultados del ensayo 1 y 2, lo que puede explicarse por la diferencia en el contenido de finos. También queda claramente visualizado que el nivel de deformación alcanzado por las probetas ensayadas es insuficiente. Además, se observa que es muy probable que las probetas siguieran tomando carga si el ensayo hubiera continuado. En términos de resistencia al corte se deduce una cohesión nula y un ángulo de fricción interna que varía entre 19° y 27°. Estos valores solo deberían ser considerados como referenciales, dados los problemas de los ensayos mencionados.

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Figura 4. Interpretación de ARCADIS de los ensayos de corte directo in situ. - De acuerdo a lo reportado por RIZZO, el ensayo triaxial se realizó en la misma muestra en la cual

se realizó el ensayo de corte directo. No queda claro en el informe si se realizó sobre la muestra con un contenido de 30% de finos o con 60% de finos. La interpretación de ARCADIS es

coincidente con lo indicado por RIZZO, en cuanto a que la envolvente de resistencia

queda caracterizada por una cohesión nula y un ángulo de fricción interna de '=27°en tensiones efectivas. Este ensayo se realizó en una muestra inalterada, proveniente del sector donde se hicieron los ensayos de corte directo.

- - Adicionalmente, se cuenta con la información de 2 ensayos triaxiales realizados por

IDIEM, a solicitud de EDIC Ingenieros, sobre dos muestras reconstituidas de “roca descohesionada”, determinando una cohesión nula y un ángulo de fricción interna variable entre 35° y 42°. ARCADIS reinterpretó los resultados del ensayo, determinando una única envolvente de resistencia, caracterizada por una cohesión nula y un ángulo de fricción interna de 38°. En la Figura 3 se muestran las envolventes de resistencia de los tres ensayos.

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Figura 3. Interpretación de ARCADIS de los ensayos triaxiales en “roca descohesionada”.

- En resumen, de acuerdo a los ensayos de corte in-situ y los ensayos triaxiales, la resistencia al corte de la “roca descohesionada” quedaría caracterizada por una cohesión

nula y un ángulo de fricción interna variable entre '=19° y '=38° (valor medio de

'prom=29°). Cabe señalar que una cohesión nula registrada en los ensayos triaxiales no implica que así sea en terreno, dado que estos ensayos se realizan bajo una condición 100% saturada.

- Debido a los problemas de los ensayos de corte directo in situ, los resultados que

entrega deben considerarse solo como referenciales y probablemente asociados a una condición muy extrema y conservadora. Con respecto a los ensayos triaxiales, los ensayos sobre muestras reconstituidas serían representativos del macizo para grandes deformaciones. En el caso del ensayo sobre muestra inalterada, es posible que el resultado esté condicionado porque la probeta falló por un plano preferencial, tal como puede observarse en las fotografías de las probetas ya ensayadas y reproducidas en la Figura 4. En este contexto, el valor sería más representativo de una discontinuidad (el valor es comparable al medido en ensayos de corte en fractura).

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Figura 4. Vista de las probetas sobre muestras inalteradas después de ser ensayadas

en el equipo triaxial. Se indican potenciales planos de falla que podrían asociarse a discontinuidades

11.- P. Se solicita la mejor estimación de ARCADIS para los parámetros c y φ indicados en las Tablas 6-1, 6-3 y 6-4 del Informe RIZZO 30%. Basado en la información disponible de los ensayos efectuados, el comportamiento observado de algunos taludes, la observación visual de cortes naturales y la experiencia de ARCADIS, se estima que los parámetros de resistencia al corte representativos podrían ser los siguientes:

Depósitos remoción en masa (roca intensamente fracturada mezclado con

cenizas/trumao): c=2 t/m2 y =32°,

Roca intensamente meteorizada y fracturada: c=5 t/m2 y =40°, Cabe señalar que esta estimación deberá ser verificada mediante ensayos específicos o retroanálisis de cortes existentes.

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12.- P. Favor discutir fallas y desplazamientos mostrados por INGEROC en perfil A-A’ para el lecho del río. Su potencial importancia y consecuencias para el proyecto. La revisión de las fotografías de los testigos de sondajes inclinados bajo el lecho del río permite inferir que existe un menor número de fallas que las reportadas en el informe de la Ref. 16, ya que la mayoría de las ellas corresponden a zonas de intenso fracturamiento que no poseen los rellenos típicos de salbanda identificados en otros sectores del área de estudio. Las fallas reconocidas por ARCADIS durante la inspección de sondajes no superan los 30 cm de espesor, por lo que corresponderían a estructuras menores. Es importante señalar que en el eje de la presa (perfil A-A’), no fueron registradas las orientaciones de las fallas identificadas por INGEROC, a pesar de que fueron incluidas en el respectivo logueo de testigos. Por otra parte, algunas de las fallas definidas por INGEROC en el lecho rocoso del valle, tanto aguas arriba como aguas abajo del sitio del muro (en los sondajes SRP-48 y SRP-65) presentan orientaciones subverticales con rumbo predominante E-W. En los perfiles presentados en Ref. 16 se sugiere que estas fallas definen grabens geológicos, generando en el área de la CHSP una depresión estructural por la que escurre actualmente el río San Pedro. Sin embargo, los reducidos espesores de salbanda sugieren que dichas fallas han presentado desplazamientos menores lo que es verificado por los resultados de la prospección geofísica (Ref. 3). De este modo, a juicio de ARCADIS, el basamento rocoso del lecho del río San Pedro no ha sufrido desplazamientos relevantes, debido a la ausencia de estructuras de importancia bajo el río. 13.- P. Suponiendo válida la solución de estabilización basada en anclas planteada por RIZZO en su Informe 30%, a juicio de ARCADIS, ¿cuáles serían las solicitaciones de diseño de tales anclajes?, esto es:

- Extensión en dirección norte – sur de la masa en movimiento. - ¿Puede llegar hasta la quebrada El Molino?, ¿y seguir hacia el sur? - Volumen, o espesor medio. - Parámetros geomecánicos. - Modelo de falla, ¿falla planar?, etc.

- En cuanto a las solicitaciones de diseño de los anclajes: Para responder esta consulta se requiere realizar análisis específicos no contemplados en el alcance original del servicio. En efecto, se debe realizar un análisis similar al de Rizzo, pero considerando la modificación del modelo estratigráfico y extensión areal de la remoción en masa. Para realizar este ejercicio se considera imprescindible una caracterización geológica-geotécnica de detalle (modelo geológico-geotécnico 3D) y la definición de los parámetros geotécnicos de las unidades de suelo/roca presentes. Cabe señalar que a juicio de ARCADIS, los parámetros geotécnicos adoptados por RIZZO son muy conservadores y se requiere un mayor respaldo,

- En cuanto a la extensión, volumen y modelo de falla, ARCADIS considera que el

área afectada es menor que la considerada en el análisis de RIZZO,

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- En cuanto a los parámetros geomecánicos, ver respuesta a pregunta 11.

14.- P. ¿Qué semejanzas o diferencias presenta, a juicio de ARCADIS; el sitio de la CHSP con la Figura citada por el DR...Giovanni Lombardi en su Informe de Enero de 2010 y que se incluye en la página siguiente (En dicho Informe se entrega además la referencia del libro del que fue tomada dicha figura). En una de sus visitas (enero de 2010, Ref. 5), el Dr. Ing. G. Lombardi presentó un esquema con una posible hipótesis de la geología de la CHSP. Dicho esquema es presentado en la Figura 5.

Figura 5. Esquema presentado por el Dr. Lombardi (Ref. 5) planteando una posible hipótesis respecto de la geología del sitio de la CHSP. Sin embargo, dicho esquema presenta algunas diferencias con respecto a las observaciones realizadas por Arcadis en terreno y a partir de los testigos de sondajes, de modo que se considera que dicho esquema no es representativo de la geología del área de la CHSP por las siguientes razones:

5) El esquema plantea el modelo geológico de valles generados en esquistos de foliación uniforme con manteos leves, y que han sido afectados por remociones en masa. Si bien el área del valle del río San Pedro en que se proyecta emplazar la CHSP es afectada por remociones en masa, la foliación de los esquistos no es homogénea y presenta fuertes variaciones. En efecto las fallas reconocidas en los túneles de desvío excavados no están alineadas con la foliación. Por lo mismo, parece improbable que exclusivamente los planos de foliación actúen como planos de debilidad frente a la acción gravitacional.

6) Tanto en terreno como en los sondajes, no se pudo identificar en el basamento

rocoso una superficie de falla continua paralela a la foliación, que evidenciara el

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desplazamiento del flanco sur del valle del río San Pedro en dirección norte. Según los registrado en inclinómetros, el volumen de material que presenta desplazamiento involucra mayoritariamente a depósitos de remociones en masa y ceniza volcánica y en menos medida la roca intensamente meteorizada y fracturada. A partir de las medidas realizadas no se identifica desplazamiento en el basamento rocoso alineado con la foliación.

7) La superficie del basamento rocoso masivo y de mejor calidad no correspondería a

una superficie plana alineada con la foliación, ya que existen variados sectores en el flanco izquierdo con afloramientos de roca que, según el monitoreo topográfico, no presentarían desplazamiento. Además, en la mayoría de los sondajes se identifica un nivel de roca intensamente meteorizada, lo cual descarta la existencia de un “tren” de bloques desplazándose.

8) La morfología del flanco norte del valle no posee las características de la Figura 6, ya

que corresponde a un farellón rocoso de 60 m de altura, en el cual se han producido grietas de tracción producto del desconfinamiento generado por el retroceso de los glaciares. En este sector no es claramente identificable el fenómeno de toppling indicado en la figura.

15.- P. Un aspecto que nos preocupa es que, aparentemente hay discrepancias entre Arcadis e Ingeroc en las interpretaciones de los sondajes, sin embargo estas discrepancias se traducen en conclusiones que conllevan impactos de muy distinta magnitud para el proyecto ¿cómo se puede salvar esto? Efectivamente hay discrepancias en cuanto a la interpretación e importancia relativa que se le asigna a la información que entregan los testigos de sondajes y sobre todo cuando esta es cruzada con otras fuentes, como son los monitoreos geotécnicos, levantamiento de túneles, taludes de cortes, estudios geofísicos, etc. A lo anterior se suma que en los reportes de Ingeroc no están explícitamente indicado los criterios y supuestos adoptados, lo cual hace complejo dilucidar las bases que soportan sus conclusiones. Eventualmente, trabajando en conjunto con Ingeroc podría llegarse a un modelo único. No obstante, el resultado es incierto. 16.-P. ¿Cómo se puede interpretar la presencia de los grandes bloques que se alinean en el cauce del río? ¿corresponden a roca in situ o son bloques desplazados? Dado el pequeño espesor de las fallas (expresado en pregunta 12), no existirían bloques de importancia en el lecho del río, por lo que el basamento en esta zona correspondería a roca in situ.Tal como se explicó en la pregunta 1, la actual morfología de la zona de la CHSP sería producto de la erosión fluvial del basamento.

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17.- P. ¿Qué estudios o investigaciones adicionales, si es que fueran necesarias, recomendaría Arcadis para aclarar las dudas existentes sobre la geología de la zona del proyecto? Flanco Izquierdo

- Realizar un levantamiento detallado de los testigos de sondajes, diferenciando los diferentes materiales existentes en superficie, fundamentalmente separando los niveles de trumao, depósitos de remociones en masa, roca intensamente meteorizada y fracturada y roca sana, según los criterios mencionados en el presente documento.

- Realizar modelo geológico 3D, tomando como referencia la extensa información

obtenida de los sondajes, monitoreo y levantamientos estructurales. Además se debe considerar la caracterización geomecánica, la cual fue realizada por Ingeroc, pero no hay evidencias que haya sido incorporada. Este modelo servirá de base para delimitar la zona afectada por remociones en masa.

- Cabe señalar que RIZZO realizó un acercamiento a un modelo estratigráfico 3D, pero

se considera muy limitado en extensión y en donde no se observa que se hayan incorporado las consideraciones geológicas y geomorfológicas del sitio.

- Verificación de la estabilidad de la ladera actual, además de incorporar el efecto de la

presa y el llenado del embalse, así como de un eventual vaciado rápido. Para esto es altamente recomendable que se realicen ensayos o análisis complementarios que permitan caracterizar la resistencia al corte y la capacidad de drenaje de los materiales presentes con mayor precisión. En efecto, los ensayos ejecutados recientemente se estiman insuficientes.

- Se considera necesario realizar un modelo numérico 3D, mediante diferencias finitas

o elementos finitos, con el propósito de calibrar los parámetros geotécnicos utilizando la información de desplazamiento obtenida de los monitoreos. Adicionalmente, incorporar el proceso constructivo de la presa y en base a ello establecer las soluciones más óptimas. Este modelo numérico también permitirá tener una aproximación mejor al comportamiento de las obras antes distintas condiciones de borde (llenado de presa, vaciado, incremento de niveles freáticos, variaciones en los parámetros geotécnicos, etc.).

- Desde el punto de vista técnico, se estima factible encontrar soluciones para

garantizar la estabilidad del muro. No obstante, se debe realizar un estudio de detalle para evaluar los impactos económicos sobre el proyecto.

Lecho del río

- No se visualizan problemas geotécnicos que no puedan ser resueltos con las inyecciones de consolidación-impermeabilización consideradas por el proyecto.

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Flanco Derecho

- La existencia de las grietas paralelas en la zona proyectada para la ubicación del estribo derecho del muro podrían generar problemas de filtraciones del embalse, debido a que están dispuestas paralelas al valle. Por esta razón, es recomendable ejecutar un tratamiento de sellado de éstas para evitar la generación de flujos de agua a través de las mismas.

- Es conveniente realizar investigaciones directas (sondajes horizontales) en la zona de

empotramiento derecho para determinar o descartar la existencia de grietas abiertas, que pudieran ser vías significativas de filtraciones. Alternativamente y tal como lo indicó el consultor de Colbún, Sr. Agustín Martínez, se puede evaluar la construcción de una galería de exploración que cumpla dos objetivos: detectar las grietas y permitir su sellado desde el interior. Adicionalmente, se consultó con asesores expertos respecto de la posibilidad de utilizar métodos de prospección geofísica (tomografía sísmica, resistividad eléctrica y gravedad), los que fueron considerados inviables.

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APÉNDICE GEO-11 INFORME DE OPINIÓN, CH SAN PEDRO