el deslizamiento en el río grijalva, chis.

MEXICO
EL DESLIZAMIENTO EN EL RÍO GRIJALVA,
CHIS.
ESPECIALIDAD: GEOLOGÍA
Gustavo Arvizu Lara
Ingeniero Geólogo
Fecha de ingreso (13 de noviembre de 2009)
El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
CONTENIDO
RESUMEN EJECUTIVO
I.
INTRODUCCION
II.
GEOLOGIA DE LA ZONA
III. GEOLOGIA EN EL SITIO DEL DESLIZAMIENTO
IV.
MECANISMO DE FALLA
V.
BARRENACION
VI.
EXCAVACION DEL CANAL
VII. INSTRUMENTACION
VIII. SISMOTECTONICA
IX.
ALTERNATIVAS DE TUNEL
X.
REFLEXION FINAL
XI.
BIBLIOGRAFIA
Especialidad: Geología
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
I
RESUMEN EJECUTIVO
El 4 de noviembre de 2007, ocurrió un deslizamiento en la ladera derecha del Río
Grijalva, en el Estado de Chiapas, entre las presas de Peñitas y Malpaso. Este
fenómeno geológico ocasionó que se obstruyera el cauce del río y se formara una ola
de unos 50 m de altura que arrasó con el poblado Juan de Grijalva, el material
deslizado, formó un tapón de 800 m de longitud por 200 m de ancho, impidiendo el
paso del flujo. Se calcula que en el movimiento se desplazaron 55 millones de metros
cúbicos.
Como consecuencia del deslizamiento, la Comisión Federal de Electricidad detuvo la
generación en el Sistema Grijalva. Como primera acción, se planteó excavar antes del
15 de diciembre de 2007 en una primera etapa a la cota 100, con una cubeta de seis
metros de ancho y un volumen de excavación del orden de novecientos mil metros
cúbicos. Posteriormente, en la segunda etapa, los trabajos estuvieron encaminados a
ampliar el canal a una cubeta de 70 m a la elevación 85.
Adicionalmente, con el propósito de evitar que la temporada de lluvias la masa rocosa
se saturara y se pudiera producir otro deslizamiento; se llevaron a cabo trabajos de
estabilización de los taludes del canal, se realizó la perforación de varios pozos de
achique y un par de obras de drenaje: una zanja-dren y una galería de infiltración.
Finalmente, con el objeto de contar con una solución definitiva, se planteó la
excavación de un par de túneles de 14 m de diámetro, los cuales están actualmente en
construcción.
Dentro del marco geológico regional, la zona del caído está comprendida entre la Presa
de Malpaso al SW y la Presa de Peñitas al N, ambas sobre el Río Grijalva, entre el
Sinclinal Malpaso y el Anticlinal la Unión. Esta zona que rodea al caído, se caracteriza
por una serie de sierras y valles, lo mismo se observan lomas redondeadas no muy
inclinadas, como sierras coronadas por escarpes verticales con rocas cuya edad se
ubica en la parte media y superior del terciario.
Superficialmente el sitio está conformado por una alternancia de areniscas de grano
fino, limolitas y lutitas de color gris oscuro en estratos delgados a laminares, en su
mayor porción; esta secuencia se encuentra cubierta por areniscas limosas.
Estructuralmente la zona del caído, se encuentra limitada tanto en la parte norte como
en la sur, por fallas de desplazamiento lateral, las cuales son paralelas entre si y
conservan un rumbo NE 60° SW. Hacia la parte noreste el bloque esta segmentado por
la falla La Laja.
Dos tipos de fenómenos causaron el deslizamiento de Juan del Grijalva, uno de
carácter geológico-geotécnico, que tiene que ver con aspectos litológicos, estructurales
y propiedades geomecánicas de la roca y otro meteorológico, relacionado con una
precipitación intensa.
La masa de roca se deslizó a través de una capa blanda (estrato) de lutita, constituida
por una arcilla plástica de resistencia marcadamente inferior a la arenisca que la
subyace, con una inclinación de 8 a 10° hacia el río
El deslizamiento ocurrió cuando, producto de una abundante precipitación, la masa
rocosa se saturó, el nivel freático se elevó casi hasta el nivel de la superficie y se
produjo el fenómeno de subpresión.
Especialidad: Geología
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
Por otra parte con exploración directa, se logró definir la geología del canal y con base
en ello, se tomaron las acciones necesarias para efectuar las excavaciones mínimas
posibles, que permitieran construir un canal piloto.
Una vez que se definió el modelo geológico, se colocaron referencias superficiales y
equipos GPS, para medir desplazamientos de la masa rocosa mediante triangulaciones
topográficas, al mismo tiempo, se procedió a aprovechar los barrenos de la exploración
geológica para instrumentarlos con inclinómetros y piezómetros.
Como resultado de un estudio geohidrológico, se pudo ver que parte del agua de lluvia
se escurría por la superficie (otra parte se infiltraba) plana (aunque con inclinación
hacia el río) hasta llegar a la zona de los bloques, en donde debido al abundante
fracturamiento de estos, se infiltraba rápidamente.
Con base en ello se decidió construir una zanja-dren perimetral en la parte posterior
del caído, con la finalidad de evitar que esta agua de lluvia se infiltrara en la masa
rocosa. Una vez que se construyó esta, la información de la instrumentación mostró un
descenso importante en los niveles piezométricos de la zona, aunque no lo suficiente,
por lo que para evitar que el efecto del agua sobre la masa rocosa, incidiera
directamente en el movimiento del mismo y para reforzar la zanja-dren, se tomó la
decisión de construir una galería de drenaje por debajo del plano de falla Juan de
Grijalva.
El estudio y la excavación realizada en el canal Juan de Grijalva fue sin duda un reto,
concluir estos trabajos en menos de mes y medio fue posible principalmente debido a
cuatro factores que se dieron durante los trabajos: Liderazgo, trabajo en equipo,
compromiso y objetivos compartidos.
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
I
INTRODUCCIÓN
El domingo 4 de noviembre de 2007, aproximadamente a las 20:30 horas, después de
tres días de intensas lluvias donde se registró un acumulado histórico de
aproximadamente 1000 mm de precipitación pluvial, ocurrió un deslizamiento en la
ladera derecha del Río Grijalva, en el Estado de Chiapas, entre las presas de Peñitas y
Malpaso, a unos 16 km aguas arriba de la primera. Este fenómeno geológico ocasionó
que se obstruyera el cauce del río y se formara una ola de unos 50 m de altura que
arrasó con el poblado Juan de Grijalva, municipio de Ostuacán, Chis., que se localizaba
inmediatamente aguas arriba del deslizamiento y la pérdida de 20 vidas humanas. Por
la magnitud del movimiento, es muy probable que sea el más importante ocurrido en
México.
La obstrucción del cauce con el material deslizado, formó un tapón de 800 m de
longitud por 200 m de ancho, impidiendo el paso del flujo proveniente de aguas arriba
de la Presa Malpaso que es parte del Complejo Hidroeléctrico Grijalva. Se calcula que
en el movimiento del caído se desplazaron 55 millones de metros cúbicos, de los cuales
15 millones de m3, constituyeron el tapón.
Como consecuencia del deslizamiento, la Comisión Federal de Electricidad detuvo la
generación en el Sistema Grijalva y los niveles de agua aumentaron gradualmente a
una velocidad del orden de 10 cm/día en los respectivos embalses. Se midió una
diferencia de cotas de aproximadamente 2 m entre el embalse de aguas arriba del
tapón y aguas abajo del mismo; la elevación del nivel del agua por las lluvias ponía en
riesgo a las poblaciones asentadas aguas arriba del tapón y de la presa Malpaso. Por lo
anterior, la Comisión Federal de Electricidad (CFE) y la Comisión Nacional del Agua
(CONAGUA), emitieron una declaratoria de emergencia en conjunto, apoyados por
Petróleos Mexicanos (PEMEX), el Ejército Mexicano y los Gobiernos de los estados de
Tabasco y Chiapas.
La Comisión Federal de Electricidad decidió como primera acción, proyectar un canal
en el material deslizado y definir una sección de excavación en la cota más baja
posible para provocar el paso del agua embalsada por el tapón, para lo cual realizó la
selección del trazo del canal más adecuado, la caracterización de los materiales del
tapón, el diseño de taludes de la excavación, el reconocimiento geológico de la zona
del deslizamiento, al mismo tiempo que se inspeccionaban las laderas del embalse de
la Presa Peñitas, para identificar zonas potencialmente inestables.
Inicialmente se planteó excavar antes del 15 de diciembre de 2007 una primera etapa
del canal a la cota 100, con una cubeta de seis metros de ancho, y un volumen de
excavación del orden de novecientos mil metros cúbicos. El esfuerzo realizado, la
planeación y la coordinación de los trabajos de la excavación en tres frentes, permitió
llegar a la cota 92 y remover más de un millón doscientos mil metros cúbicos de arcilla
y roca en bloques medianos a grandes, logrando la apertura del tapón el 18 de
diciembre de 2007.
Posteriormente, en la segunda etapa, los trabajos estuvieron encaminados a ampliar el
canal a una cubeta de 70 m a la elevación 85, para permitir el desalojo de un mayor
volumen de agua a través del mismo, estabilizar los niveles de los embalses de las
presas y evitar la inundación de los poblados ubicados en la rivera de río en las
siguientes temporadas de lluvias. Adicionalmente con el propósito de evitar que la
temporada de lluvias la masa rocosa se saturara y se pudiera producir otro
Especialidad: Geología
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
deslizamiento; se llevaron a cabo trabajos de estabilización de los taludes del canal se
realizaron la perforación de varios pozos de achique y un par de obras de drenaje: una
zanja-dren y una galería de infiltración.
No obstante las dos etapas de excavación del canal, con el objeto de eliminar el riesgo
de que otros deslizamientos (aunque no de la misma magnitud) puedan obstruir el
paso del agua y como consecuencia se afecte la generación eléctrica en el sistema
Grijalva; se planteó (y actualmente se construyen) la excavación de un par de túneles
de 14 m de diámetro, que aseguran el curso del río de forma definitiva.
II
GEOLOGÍA DE LA ZONA
La zona afectada se localiza en las márgenes del río Grijalva al extremo norte del
estado de Chiapas en las coordenadas geográficas 17°21’51” Norte y 93°23’00 Oeste a
12 km de la presa conocida comúnmente como “Peñitas” (Figura 1 y Fotografía 1).
Figura 1.-Localización del deslizamiento Juan de Grijalva, estado de Chiapas, México.
Dentro del marco geológico regional, la zona del caído está comprendida entre la Presa
de Malpaso al SW y la Presa de Peñitas al N, ambas sobre el Río Grijalva, el Sinclinal
Malpaso al W y el Anticlinal la Unión al E, territorio contenido en lo que se conoce como
Especialidad: Geología
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
las provincias fisiográficas montañas del norte y la planicie costera del golfo.
Específicamente para este estudio, el área a la que nos vamos a referir con más
detalle, se sitúa en las zonas aledañas al embalse de la C.H. Peñitas, desde la cortina
hasta unos 5 km al sur del poblado Rómulo Calzada. Esta zona que rodea al caído, se
caracteriza por una serie de sierras y valles, lo mismo se observan lomas redondeadas
no muy inclinadas, como sierras coronadas por escarpes verticales que hacen visible a
la distancia, la estratificación de las rocas sedimentarias cuya edad se ubica en la parte
media y superior del terciario, específicamente en el Eoceno y el Mioceno. Las rocas
más jóvenes de la región son unas lutitas limosas blandas de color pardo claro,
estratificadas en capas que varían de 10 a 30 cm, que hacia abajo se vuelven más
arcillosas y presentan una fractura concoidal, son de color gris oscuro y tienen una
mayor compacidad y dureza que las anteriores, presentan estratos que varían desde
unos 20 cm hasta un metro de espesor y se encuentran intercaladas con capas de
arcilla franca y expansiva (Figura 2).
Figura 2.- Columna estratigráfica regional
Las principales estructuras geológicas son las siguientes:
El anticlinal Mono Pelado, sinclinal Maspac, sinclinal Buenavista, el volcán de la Unión
(El Chichonal) y las fallas, El Fuerte, La Herradura, Playa Larga, La laja y Ostuacán.
(Figura 3).
El Anticlinal del Mono Pelado Ubicado al SW del Tapón y al sur de Rómulo Calzada
cerca del poblado de Rubén Jaramillo; presenta dirección N 55º W, las rocas más
antiguas que afloran en su núcleo, pertenecen al Eoceno, el cual se interrumpe por
fallas principalmente de dirección E-W.
Sinclinal Maspac
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Presenta un rumbo N 36º-40º W en su núcleo afloran las rocas mas jóvenes de la
formación Depósito del mioceno, su eje se encuentra cortado por fallas de rumbo con
dirección N50º–70º E y fallas de dirección NE-SW y E-W que hace que su eje se
flexione.
Anticlinal La Unión
Anticlinal recumbente de rumbo N-S con flexión al N33ºW desplazado por fallas de
transcurrencia, en su núcleo afloran lutitas y areniscas del Eoceno.
Sinclinal Buenavista
Sinclinal ubicado al norte del volcán Chichonal, presenta un rumbo de N50ºW en su
núcleo afloran rocas del Mioceno constituidas por lutitas, areniscas y conglomerados.
Su eje se encuentra cubierto por rocas volcánicas piroclásticas expulsadas por el
volcán Chichonal.
Figura 3.- Plano Geológico regional y principales estructuras geológicas
III
GEOLOGÍA EN EL SITIO DEL DESPLAZAMIENTO
Especialidad: Geología
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.

Litología
Superficialmente el sitio está conformado por una alternancia de areniscas de grano
fino, limolitas y lutitas de color gris oscuro en estratos delgados a laminares, en su
mayor porción; esta secuencia se encuentra cubierta por areniscas limosas de color
pardo ocre, en estratos delgados a medianos, así como una gruesa capa de suelo
residual color rojizo a marrón. En algunos afloramientos cercanos al tapón en su parte
NW y en la zona del poblado Juan del Grijalva, se observó que la base de esta
secuencia litológica es de areniscas conglomeráticas y conglomerados polimícticos
constituidos por fragmentos de rocas ígneas subredondeadas empacadas en una
matriz arenosa

Geología estructural
•
Fallas
En el área de estudio se localiza en el borde noreste del eje del sinclinal Maspac, ésta
es una estructura regional producto de la deformación de la Orogenia Chiapaneca,
donde superficialmente, se observan amplios plegamientos en los sedimentos
terrígenos del Mioceno y Eoceno, cortados por un sistema de fallas de desplazamiento
lateral de rumbo noreste. Particularmente la zona del caído, se encuentra limitada
tanto en la parte norte como en la sur, por fallas de desplazamiento lateral, las cuales
son paralelas entre si y conservan un rumbo NE 60° SW. Hacia la parte noreste el
bloque esta segmentado por la falla La Laja, la cual es una falla regional del tipo
normal, identificada durante los recorridos en la zona.

Fracturamiento
Se obtuvieron tres familias de fracturamiento, con las siguientes características:
1) N 60° E/ 75° NW y SE, esta es el principal sistema de discontinuidades y se
caracteriza por ser fracturas continuas (de 3 a 10 m), de superficie plana y con escaso
relleno de calcita, este sistema es paralelo a las fallas de desplazamiento lateral.

Estratificación
Durante el levantamiento geológico de superficie, se efectuó una toma de datos de
estratificación en los principales arroyos, caminos y las partes bajas en la zona del
embalse, determinando mediante un análisis estereográfico con 93 datos, que el
principal rumbo de la estratificación es NW20° con variación a N-S y echados de 8° a
15° al SW
IV
MECANISMO DE FALLA
Dos tipos de fenómenos causaron el deslizamiento de Juan del Grijalva, uno de
carácter geológico-geotécnico (Figura 4), que tiene que ver con aspectos litológicos,
estructurales y propiedades geomecánicas de la roca y otro meteorológico, relacionado
con una precipitación intensa que alcanzó alrededor de 1000 mm, entre los días 28 de
octubre al 3 de noviembre de 2007, lo que provocó variaciones en el nivel freático de
la masa rocosa y con ello, subpresiones (presiones ascendentes que contrarrestan el
efecto gravitatorio del macizo).
Especialidad: Geología
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
Figura 4.- Mecanismo de falla del deslizamiento Juan de Grijalva
La masa de roca se deslizó a través de una capa blanda ( estrato ) de lutita,
constituida por una arcilla plástica de resistencia marcadamente inferior a la arenisca
que la subyace y con una inclinación de 8 a 10° hacia el río, la arcilla al saturarse, se
comportó como un lubricante que facilitó el deslizamiento. En la parte posterior del
Caído, entre las elevaciones 170 a 180 quedó expuesta la superficie de deslizamiento.
Como se representa en la Figura 4; el deslizamiento ocurrió cuando, producto de una
abundante precipitación, la masa rocosa se saturó, el nivel freático se elevó casi hasta
Especialidad: Geología
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
el nivel de la superficie y se produjo el fenómeno de subpresión, el cual empujó la
masa rocosa hacia arriba; como consecuencia de este empuje vertical, la masa se
movió a través de la capa de arcilla plástica mencionada antes.
El bloque se soltó en su parte NE, que estaba limitado por la falla La Laja y se deslizó
por la superficie de falla como si fuera una barra de hielo, flanqueado por un par de
fallas de deslizamiento lateral al N y al S del cuerpo en movimiento.
El bloque se mueve en dirección al río y es detenido por la ladera que forma la margen
izquierda de éste. El gran bloque se dividió en tres sub-bloques cuyos límites son
también fallas pre-existentes similares a las primeras. El sub-bloque I es el que se
ubica más aguas abajo, el II en medio y el III hacia aguas arriba. Estos bloques
tuvieron dinámicas diferentes, unos se deslizaron más que otros, debido a la diferente
resistencia encontrada. De esta forma, los sub-bloques I y III se movieron más,
porque encontraron menor resistencia que el sub-bloque II, que se detuvo al tener
mayor resistencia por la margen izquierda (Figura 5). Después de que el movimiento
del bloque cesó, al encontrar el contrafuerte que lo detuvo, el bloque se relajo y se
verificaron un serie de fallas paralelas al antiguo cauce y otras menores de relajación
transversales a estas últimas.
Figura 5.- Muestra los tres bloques principales en que fue subdividido el deslizamiento
en la primera etapa.
V
BARRENACIÓN
Para definir el modelo geológico y caracterizar el boque deslizado y el bloque insitu, se
perforaron 10 barrenos con recuperación de muestra y se efectuó una descripción
geológica detallada, de su recuperación e índice de calidad de roca, determinándose en
todos los casos que en el bloque deslizado, la recuperación es baja y al pasar al bloque
insitu, la recuperación y la calidad de roca mejoran notablemente. En todos los casos
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se cortó el plano de falla, a excepción del barreno 3 debido a que este se ubica en la
zona que no sufrió movimiento. Con la perforación se pudo precisar que el plano de
deslizamiento es una capa de arcilla de unos 50 cm de espesor de color gris oscuro,
plástico y húmedo, que es una superficie de falla continua y tiene una dirección al SW
con 8º a 10º de inclinación (Figura 7).
Figura 6.- Modelo geológico conceptual del bloque deslizado
Asimismo, en algunos barrenos se hicieron pruebas de permeabilidad determinándose
que el bloque deslizado se clasifica como permeable a altamente permeable, mientras
que debajo de la traza de la falla se clasificó como impermeable a poco permeable. Por
otra parte, posteriormente con las obras de drenaje, se identificó la falla en la galería y
se identificó la traza de la misma en la zanja-dren (Figura 7).
Figura 7.-Localización de las obras en el bloque deslizado. En color azul se muestra el
trazo de la galería de drenaje, en color rojo, el trazo de la zanja dren y los barrenos
ejecutados.
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Figura 8.-Sección geológica por el eje de la galería de drenaje
VI
EXCAVACIÓN DEL CANAL
Para caracterizar los materiales que taponaron
excavó el canal, se realizó un levantamiento
diferenciar las diversas unidades litológicas en
comportamiento de la excavación de las bermas
tres unidades de acuerdo a la siguiente tabla 1:
UNIDAD
U1
U2
U3
el cauce del río Grijalva, donde se
geológico superficial con objeto de
la zona y realizar la vigilancia del
y taludes, para ello se agruparon en
DESCRIPCIÓN
Acumulación de bloques de areniscas y lutitas de forma tabular e
irregular con tamaños promedio de 3 a 10 m de diámetro, con escasa
arcilla entre ellos
Zona de bloques de lutita y arenisca de forma tabular e irregular con
tamaño menor a 3 m de diámetro. Esta unidad representa el bloque
deslizado, ya que conserva la estructura original de la masa rocosa.
Zona de acumulación de arcilla color rojo, conteniendo bloques de lutita y
arenisca, intemperizados, de color pardo en tamaños de 0,40 a 2,0 m
Tabla 1.- Descripción de las unidades que se diferenciaron en los materiales que
constituyen el tapón
Este criterio se limitó a establecer la distribución de materiales en la parte superficial
(Figura 10), sin considerar su continuidad a profundidad. Por otra parte, con el apoyo
de la brigada de topografía se efectuó una configuración de detalle en la zona del
tapón y se elaboraron secciones topográficas a cada 20 m, que sirvieron de base para
formar las primeras secciones geológicas del tapón, lo que permitió ir ajustando el
trazo del mismo con objeto de realizar una menor excavación (Figura 11). Cabe
destacar que con ese fin, el trazo del eje del canal, cambió varias veces, es por ello
que este cuenta con varias deflexiones, finalmente, su longitud se estimó en 800 m
(Fotografía 1).
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
Fotografía 1.- Vista del caído que obstruyó el cauce del río Grijalva
Con el apoyo de la barrenación, se logró definir la geología del canal y con base en ello
se tomaron las acciones necesarias para efectuar las excavaciones mínimas posibles,
que permitieran construir un canal piloto, para posteriormente ampliarlo en varias
etapas constructivas, en tres frentes de trabajo (Fotografía 2).
U1
U3
U2
Figura 9.- Planta y sección geológica por el eje del canal
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
Aguas
abajo
0+780 Zona de
DRENAJE
CAMINO
Maniobras
0+700
Trazo del canal
0+600
+ 105
+ 110
FRENTE 3
0+460
+ 87.0
FRENTE 2
LADERAS
+ 120
0+340
0+200
FRENTE 1
0+100
+ 110
0+000
Aguas
arriba
Fotografía 2.-Vista aérea de los frentes de trabajo resultado de la planeación
operativa en base a los estudios geológicos.
Figura 10.- Diseño de la excavación del canal piloto en tres etapas para recanalizar el
río Grijalva.
Finalmente el 18 de diciembre se lograron remover 1 267 061 m3 del material
deslizado constituido por roca de tamaño grande , lodo y arcilla plástica, dando paso al
canal piloto y logrando en tiempo récord de 40 días restituir el paso del río Grijalva
hacia aguas abajo. Posteriormente, en la segunda etapa, en la ampliación del canal se
Especialidad: Geología
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removieron adicionalmente 1 909 653 m3 a la cota 85 incluyendo la excavación en la
zona de la ataguía.
VII
INSTRUMENTACIÓN
Una vez que se definió el modelo geológico y los sub-bloques, se colocaron referencias
superficiales, para medir desplazamientos de la masa rocosa mediante triangulaciones
topográficas, al mismo tiempo, se procedió a aprovechar los barrenos de la exploración
geológica para instrumentarlos (Fotografía 3), con la finalidad en primera instancia, de
conocer los niveles piezométricos de la masa rocosa deslizada, donde como
característica principal se observó, que los piezómetros de la parte alta de la ladera en
la zona del caído, tenían una respuesta proporcional a las lluvias registradas. Como
parte de la planeación, se instalaron inclinómetros en ambas márgenes del río, para
medir desplazamientos de la ladera, esta información, nos permitió conocer que aún
después del deslizamiento principal, había movimientos residuales de los sub-bloques,
principalmente entre el 1 y 2. Para tener una mayor certeza de la cuantificación de
estos movimientos, se buscó una tercera alternativa de medición de mayor precisión,
determinando que se colocaran aparatos GPS, los cuales miden en tiempo real, los
desplazamientos tanto en el sentido horizontal y vertical obteniendo coordenadas en X,
Y, y Z a cada instante, durante las 24 hrs del día, de estos equipos se colocaron 20
estaciones distribuidos de la siguiente forma: 4 en margen izquierda y 16 en la
margen derecha. En el sub-bloque 1, existen 6 estaciones, en el sub-bloque II, se
tienen 7 estaciones y finalmente, en sub-bloque 3, se tienen 4 (Fotografía 4).
Conviene resaltar que con cada tipo de instrumento (referencias topográficas, GPS e
inclinómetros) buscábamos conocer si había o no movimientos a diferentes niveles, así
las referencias topográficas nos indicaban si a nivel de superficie había o no
movimientos, los aparatos GPS se colocaron sobre bases que estaban hincadas entre
10 y 15 m y los inclinómetros quedaron instalados por debajo y encima del plano de
falla.
En forma paralela a la excavación del canal hasta la elevación 85 y su ampliación en la
base a 70 m, se realizó y concluyó de manera general un estudio hidrológico que nos
indicó, que parte del agua de lluvia se escurría por la superficie (otra parte se
infiltraba) plana (aunque con inclinación hacia el río) hasta llegar a la zona de los
bloques en donde debido al abundante fracturamiento de estos, se infiltraba
rápidamente.
Especialidad: Geología
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
Fotografía 3.- Localización de los barrenos instrumentados en la zona del caído
Fotografía 4.- Localización de las estaciones GPS y vectores de desplazamiento
Por lo anterior, se decidió construir una zanja-dren perimetral en la parte posterior del
caído, con la finalidad de evitar que esta agua de lluvia se infiltrara en la masa rocosa.
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Una vez que se construyó esta, la información de la instrumentación mostró un
descenso importante en los niveles piezométricos de la zona, aunque no lo suficiente.
Por lo que para evitar que el efecto del agua sobre la masa rocosa, incidiera
directamente en el movimiento del mismo y para reforzar la zanja-dren, se tomó la
decisión de construir una galería de drenaje por debajo del plano de falla Juan de
Grijalva, la cual captaría agua que escurría del E, sobre la superficie, entre la zanja
dren y los sub-bloques y el agua de lluvia que cae directamente sobre de estos, con la
finalidad de liberar la presión hidráulica subterránea sobre los mismos, evitando que el
nivel freático subiera como para crear el fenómeno de subpresión. El criterio para
ubicar la galería se obtuvo de las observaciones piezométricas con cuya información se
observó que en los barrenos de sub-bloques I y II (sobre todo cerca de la frontera
entre estos) con la lluvia el NF subía rápidamente y tardaba más tiempo que en los
otros barrenos en descender, por lo que se decidió que el paso de la galería era
obligado por debajo de esta zona. Para la excavación de la galería, debido a la
importancia de los trabajos, se abrieron dos frentes de trabajo; el primero, se ubicó
aguas abajo de tapón y se le denominó galería 1; mientras que hacia aguas arriba se
abrió el frente denominado galería 2. Debido a las condiciones geológico estructurales,
únicamente se obtuvo agua en la galería 1, con gasto máximo de 54 litros por
segundo, cuando se atravesó el plano de falla por donde deslizó el caído (Fotografía 5)
Para mejorar el drenaje, se construyeron dentro de la galería, nichos y aureolas de
drenaje, lo que provocó el descenso general de los niveles piezométricos con una
tendencia clara a estabilizarse.
DESLIZAMIENTO RIO GRIJAVA
MARGEN
EXCAVADORA
4 (10,18,113,111)
MARTILLO
1 (50)
ARTICULADO
9
(49,86,87,96,98,123,136,138,154)
TRACTOR
3 (11,31,61)
ISLA 0+000
MARTILLO
TRACTOR
1
2
(176)
(109,128)
GALERIA DE DRENAJE
G1-0
elev
G2-2
elev
G1-1
elev
G2-1
elev
FRENTE 2
S
=0
,0
02
G1-2
elev
FRENTE
S=0,005
FRENTE 1
EQUIPO
MINEROCONTINUO
0+ 00
S=0,005
ROZADORA
ALPINE 740
G2-2
elev
FRENTE
S=0,0025
1
+
EXCAVADORA
2 (40,46)
ARTICULADO
10
(41,42,66,67,77,81,91,92,93,94)
TRACTOR
2 (72,78)
DRENAJE SUPERFICIAL
0+ 36
G1-3
elev
FRENTE
FRENTE 3
S=0,0366
G2-3
elev
FRENTE
0
+
FRENTE 1 Y 2
EXCAVADORA
4 (102,106,135,140)
MARTILLO
3 (115,116,139)
ARTICULADO
9
(48,51,56,88,95,97,137,149,157)
TRACTOR
3 (26,33,62)
FRENTE
TOTAL
MAQUINARIA
ETAPA 3
EXCAVADORA
10
MARTILLO
5
ARTICULADO
28
TRACTOR
10
53
Fotografía 5.- Frentes de trabajo donde se observa la zanja-dren y la galería de
drenaje
Especialidad: Geología
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
Como ya se dijo y se puede observar en la figura 12, los niveles piezométricos en el
sub -bloque 1, se ven influenciados por el agua de infiltración proveniente de la parte
superior de la ladera; entre las fechas del 1 de Diciembre al 17 de Mayo de 2008, los
niveles dentro de la masa rocosa se encontraban altos y al iniciar la temporada de
lluvias, estos se incrementaron. Con la construcción de la zanja- dren el día 22 de
Mayo de 2008 los niveles paulatinamente fueron descendiendo. Para reforzar el
funcionamiento de la zanja se procedió a regularizar el terreno en la parte superior
compactado la superficie, con la finalidad de que los escurrimientos corrieran con
mayor velocidad y se infiltraran lo menos posible, y con ello abatir los incrementos de
niveles en los sub-bloques, debido a que la galería llevaría un tiempo para su
construcción. Adicionalmente se perforaron 5 pozos de achique, los cuales sirvieron
para abatir los niveles hidráulicos de la masa rocosa. Mediante este conjunto de obras,
fue posible mantener estable los niveles en tanto se construía la galería. Asimismo, se
han colocado en la Figura 12, los sismos de mayor magnitud, los cuales, no reflejan su
efecto en la estabilidad de los bloques.
Figura 11.- Niveles freáticos en el sub-bloque I
La Figura 13, muestra los gastos sobre la galería de drenaje, la zanja-dren y los
escurrimientos superficiales, donde se observa que en la galería de aguas abajo es
donde se obtienen los mayores gastos, dado que cuando llueve se registran
inmediatamente un incremento en los gastos, lo que es indicativo que la galería se
encuentra trabajando eficientemente.
Especialidad: Geología
19
El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
Figura 12.- Lecturas de gastos obtenidos en los sub-bloques
Durante la reapertura del canal, llegaron a pasar alrededor de 2000 l/s, ello provocó
erosión en las laderas y en el cauce, por lo que fue en esos días cuando se presentó el
mayor movimiento, registrado en los GPS. Otros desplazamientos registrados en los
aparatos GPS se manifestaron en abril y octubre de 2008, ambos derivados de un par
de sismos ocurridos cuya intensidad fue de 6.5 grados en la escala Richter.
Comparando las graficas de los GPS, se ve que el sub-bloque presenta mayor
movimiento que el sub-bloque 1.
Figura 13.- Lecturas de las estaciones GPS y los sismos registrados en la zona del
Tapón
Especialidad: Geología
20
El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
Sin embargo, de acuerdo a los resultados de la instrumentación desde su instalación a
la fecha, se concluye que ambas márgenes del canal Juan de Grijalva, se han
comportado estables con factores de seguridad más altos respecto a la temporada de
lluvias del año pasado y no existen indicios de movimientos locales de talud ni de
reactivación de movimiento de los sub-bloques sobre la superficie de falla. Cabe
mencionar que los factores de seguridad se incrementaron gracias a la construcción del
dren, la galería y sus drenajes.
VIII
SISMOTECTÓNICA
Como parte de la instrumentación, también se implementó una red sísmica de
telemetría, con un radio de observación de 50 km a la redonda, esto para conocer por
otro medio, el estado que guardaban los tres sub-bloques ante la posibilidad de una
reactivación, para lo cual, se colocaron tres equipos de aceleración que registran y
envían la señal en tiempo real a la Cd de México, D.F, que con el apoyo del software
Antilop, se puede hacer una interpretación rápida y confiable de algún evento
extraordinario o posibles movimientos entorno al caído. A la fecha, la red ha registrado
14 eventos relevantes en el ámbito de proyecto, los cuales se mencionan en la Tabla 2.
Evento
Fecha
Hora
Mag.
1
12/02/2008
6 :50:18
6.6
2
14/04/2008
22:03:06
6.5
3
16/04/2008
20:52:59
5.4
4
31/05/2008
3 :05:30
4.8
5
05/06/2008
0 :11:26
4.8
6
21/06/2008
20:32:07
4.9
7
16/10/2008
14:41:22
6.6
8
16/01/2009
20:57:30
5.2
9
22/01/2009
8 :03:57
5.0
10
03/05/2009
11:22:37
6.0
11
07/06/2009
16:27:13
5.0
12
29/08/2009
5 :43:33
5.2
13
30/08/2009
4 :19:44
5.1
14
08/09/2009
0 :15:07
5.2
Tabla 2.- Sismos más relevantes registrados por la red sismológica del proyecto entre
los años 2008 y 2009
De acuerdo a la opinión del grupo de instrumentación, se ha observado que el efecto
de la mayoría de los sismos, no se ve reflejado en las lecturas ni de de inclinómetros ni
de los GPS; sin embargo el día 12 de febrero de 2008, se registró un sismo de
magnitud 6,6 proveniente de las costas de Oaxaca, el cual refleja un efecto
significativo en los instrumentos de medición, principalmente en la margen izquierda
debido a que esta masa rocosa.
Especialidad: Geología
21
El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
IX
ALTERNATIVAS DE TÚNEL
Con la finalidad de solucionar de manera definitiva y garantizar el paso del río Grijalva,
se estudiaron cuatro alternativas de túneles, en el meandro adyacente a 3 km aguas
arriba del Tapón. Con ello se garantizará la operación del Sistema Hidroeléctrico
Grijalva y el manejo de los caudales de forma razonable. La alternativa que presentó
las mejores condiciones para la excavación para un par de túneles fue la alternativa B,
actualmente en construcción. Los estudios llevados a cabo comprendieron, geología
superficial, geofísica, perforación, sismotectónica, instrumentación y batimetría.
Alternativa B
Aunque es la que presenta mayor longitud de túneles, se considera la más viable, con
la barrenación en ambos portales así como en el trazo del túnel, se encontró de que en
esta alternativa los túneles se excavaron en areniscas y limolitas, compactas de buena
calidad, que permitirán la excavación, sin mayor complicación (Fotografía 6). No
obstante que se prevé que la roca durante la excavación presente buenas
características, se deberán de efectuar los tratamientos a la roca que sean necesarios
para garantizar la estabilidad tanto de las excavaciones superficiales como
subterráneas (Figuras 14)
Figura 14.- Secciones geológicas por el trazo de la alternativa B.
En las Fotografías 6 y 7 se muestran los avances en la excavación del portal y del
túnel, con estas actividades, se asegura la operación normal del Sistema Hidroeléctrico
Grijalva.
Especialidad: Geología
22
El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
Fotografía 6.- Excavación del portal de entrada de la alternativa B
Fotografía 7.- Excavación del túnel 1 por el portal de salida, alternativa B.
Especialidad: Geología
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El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
X
REFLEXIÓN FINAL
El estudio y la excavación realizada en el canal Juan de Grijalva fue sin duda un reto
debido a varios factores: Primero, se tenía que excavar un canal a la elevación 92 con
una cubeta mínima de 7 m en un tiempo no mayor de 43 días. En este tiempo estaba
incluido; el traslado de maquinaria y equipo al sitio el cual contaba sólo con un acceso,
y este era con pagas (con capacidad mínima de 80 tn) a través del embalse de la Presa
Peñitas.
Como no había tiempo para realizar el proyecto, se decidió iniciar sin él e ir ajustando
este conforme se avanzaba. Por ello, el trazo del canal sufrió varios cambios en su
trayectoria.
Segundo; había que coordinar en muy poco tiempo, los esfuerzos de varias empresas
contratistas que fueron las que rentaron el equipo y al personal que lo operaba.
Adicionalmente, habría que coordinar a diferentes áreas de la CFE y del Gobierno
Federal como PEMEX y CNA.
Considero que haber podido concluir estos trabajos en menos de mes y medio fue
producto, principalmente de cuatro factores que se dieron durante los trabajos:
Liderazgo, trabajo en equipo, compromiso y objetivos compartidos.
Todo ello hizo posible que las poblaciones implicadas estuvieran a salvo, que se
normalizara el funcionamiento del Sistema Hidroeléctrico del río Grijalva y que el
proyecto y la CFE hayan recibido dos reconocimientos: “El mejor Proyecto de
Ingeniería realizado en México en el año 2007” y el máximo premio internacional de
ingeniería que se otorga a una empresa eléctrica “El Edison Award”.
Especialidad: Geología
24
El deslizamiento en el Río Grijalva, Chis.
XI
BIBLIOGRAFÍA:
Comisión Federal de Electricidad. 2008. Deslizamiento en la comunidad Juan de
Grijalva, Chiapas, México; Estudios para la Recanalización del río, 1ª. Etapa. CFE-DPIFGEIC. Informe Inédito.
Gustavo Arvizu Lara, Moisés Dávila Serrano, Juan de Dios Alemán, Alberto Sánchez de
la Vega.
CFE 1. DIRECCIÓN DE PROYECTOS DE INVERSIÓN FINANCIADA/SUBDIRECCIÓN DE
PROYECTOS
Y
CONSTRUCCIÓN/GERENCIA
DE
ESTUDIOS
DE
INGENIERÍA
CIVIL/Subgerencia de Estudios Hidrográficos.
Juan Diego Martínez Nájera y Luis Israel Moreno Valle González. Reporte del Balance
hidrológico de subcuenca, sitio de El Tapón. Actividades de campo para
determinar coeficientes de infiltración, drenaje superficial y parámetros
hidrológicos: modelo de flujo para analizar alternativas de galería, dren y
pozos en la margen derecha del canal Juan de Grijalva, Chis. Mayo de 2008.
CFE 2. DIRECCIÓN DE PROYECTOS DE INVERSIÓN FINANCIADA/SUBDIRECCIÓN DE
PROYECTOS
Y
CONSTRUCCIÓN/GERENCIA
DE
ESTUDIOS
DE
INGENIERÍA
CIVIL/Subgerencia de Seguridad y Estructuras.
Antonio Vargas Camacho y Manuel Moreno Hernández. Canal Juan de Grijalva, Chis.
Estimación de niveles de agua en los barrenos con una lluvia de 500 mm.
Marzo de 2008.
CFE 3. DIRECCIÓN DE PROYECTOS DE INVERSIÓN FINANCIADA/SUBDIRECCIÓN DE
PROYECTOS
Y
CONSTRUCCIÓN/GERENCIA
DE
ESTUDIOS
DE
INGENIERÍA
CIVIL/Subgerencia de Geohidrología.
Juan N. Ríos Tercero. Proyecto: San Juan de Grijalva, Chis. Modelo conceptual
del funcionamiento geohidrológico. Mayo de 2008.
Especialidad: Geología
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