Deformacin de Taludes de Roca( VerResumenpara los principales puntos)En un talud en el cual la roca est fracturada pero en que las discontinuidades no buzan hacia el pie del mencionado talud, la deformacin y la falla del talud es controlada por un proceso complejo de rotacin, separacin de bloques y deslizamiento. En un caso extremo, donde el macizo rocoso consiste en columnas de roca separadas por fracturamientos casi verticales, pueden ocurrir movimientos de desplome y falla.La figura 1 es una seccin a travs de una parte del tnel del proyecto hidroelctrico de Wahleach en Columbia Britnica, Canada. La rotura de la cubierta de acero ocurri en enero de 1989 y se pens que esta rotura fue causa de un lento movimiento gravitacional hacia abajo del talud, causado por la rotacin de bloques dentro de una zona cercanana a la superficie de roca fracturada.

El proyecto de Wahleach est localizado 120 km al este de Vancouver y la energa es generada por una cada de 620 m. entre el lago Wahleach y la superficie de la casa de fuerza, adyacente al ro Fraser. El agua fluye a travs de 3500 m a lo largo de un tnel no recubierto de tres metros de dimetro, hay otras obras de tneles adems de la mencionada.Estos tneles fueron excavados principalemente en granodiorita que vara de altamente fracturada y moderadamente alterada en las zonas superiores del talud a moderadamente fracturada y fresca en las zonas inferiores y por debajo de las zonas altamente fracturadas. Dos juegos principales de juntas aparecen en el macizo rocoso, una que tiene un rumbo paralelo al talud y la otra que lo tienen perpendicular a l. Ambas buzan muy empinadas. El promedio del espaciamiento de las juntas tiene un rango entre 0.5 m. y 1 m. Unos pocos puntos ocurren sub-paralelos a la superficie del terreno y estas juntas estn mejor desarrolladas en la superficie adyacente a los piques inclinados. Las investigaciones fallaron en advertir alguna zona de corte significativa o fallas orientadas en una direccin que conducira al deslizamiento.El pie del talud est enterrado en material coluvial de las dos quebradas que han generado la prominencia en que el pique se ha excavado. Esta prominencia es cruzada por varias fracturas y estras que se dirigen hacia los contornos de la superficie del terreno y son la evidencia del movimeinto de un talud en algn momento de los ltimos cientos de aos pasados. Los rboles ya maduros indican la existencia de movimientos en los ltimos cientos de os tambin. (Moore, Imrie y Baker (1991)).La conduccin de agua oper sin incidentes entre el inicio del llenado en 1952 y mayo de 1981 cuando fue observada una filtracin en el acceso superior cerca de la interseccin del pozo inclinado y del tnel superior (ver figura 1). Esta filtracin par cuando dos tuberAs de drenaje dentro del relleno de concreto bajo la capa de acero fueron conectadas a sus extremos aguas arriba. Grandes agujeros fueron erosionados en estas tuberas donde ellas no habn encajado totalmente en el concreto y se concluy que la coorrosin fue la responsable de las fugas. Esta conclusin pareci ser vlida hasta el 25 de enero de 1989 cuando un mayor flujo de agua ocurri.Las investigaciones en el tnel desaguado revelaron una grieta de 150 mm. De ancho en la capa de acero del tnel superior, cerca de 55 m. de su interseccin con el pozo inclinado. Adems se encontraron ocho zonas de compresin en la porci superior del pozo inclinado. Las investigaciones siguientes revelaron que cerca de 20 millones de metros cbicos de rocas estaban envueltos en un deslizamiento que en los aos 1989-1990 aumentaron a varios centmetros y parec no tener fin. Esta reptacin aguas abajo paraea estar ms relacionada a un proceso de rotacin en lugard e cualquier tipo de asentamiento por deslizamiento, como fue el caso del deslizamiento de Downie y de la cordillera de Dutchman.Mientras los modelos discretos pueden dar alguna indicacin de la mecnica en general de este tipo de deformaciones de talud, no hay forma en la que un factor de seguridad, equivalente al de falla por deslizamiento, pueda ser calculado. Consecuentemente, al decidir las medidas de remediacin a ser implementadas, otros factores deben ser tomados en cuenta.Despus de hacer estudios al detalle, por BC Hydro y sus consultores, se decidi construir un conducto de reemplazo consistente en un pozo sin protecci y en un tnel que est revestido de manera suficiente como para resistir las presiones internas. Este conducto de reemplazo, ilustrado en la figura 1, remover las porciones de capas de acero del sistema de zonas en las que los desplazamientos mayores podran ocurri en el futuro. Esto minimizar el riesgo de ruptura de la capa de acero que inyectara altas presiones de agua en el talud. Se lleg al acuerdo que esa presin de agua podra ser la causa de inestabilidad en el talud. Mayores estudios sern llevados a cabo para determinar cual sistema de drenaje adicional se requiere para dar mayor seguridad.Medidas cuidadosas del desplazamiento en un pozo inclinado, la longitud del ancho entre la capa de acero comparada con el diseo original y las aberturas de las grietas de tensin en la parte superior del tnel revestido en acero, dan una idea de losa desplazamientos del macizo rocoso. Estos desplazamientos observados fueron comparados con los patrones de desplazamientos calculados por medio de estudios numricos usando modelos discretos y continuos y los resultados de estos estudios fueron usados en decidir sobre la localizacin del conducto de reemplazo.Adem s de construir este conducto para cambiar de ruta al agua ms all de de la parte suoperior del talud potencialmente inestable, un sistema integral de monitoreo de de presin de agua fue instalado y es controlado por BC Hydro (Baker (1991),Tatchell (1991)).

Fallas Estructurales en Macizos Rocosos( VerResumenpara los puntos principales)En taludes, cimeintos y excavaciones subterrneas poco profundas, la falla es frecuentemente controlada por la presencia de discontinuidades tales como fallas geolgicas, zonas de corte, planos de estratificacin y juntas. La interseccin de estas caractersticas estructurales puede descargar bloques o cuas que pueden caer o deslizarse desde la superficie de la excavacin. La falla de la roca intacta es raramente un problema en estos casos donde la deformacin y falla son causadas por el deslizamiento sobre superficies de discontinuidad individuales o a lo largo de la interseccin de las superficies. Los planos de separacin y los bloques en rotacin y cuas pueden jugar un importante rol en la deformacin y el proceso de falla.Un anlisis de la estabilidad de estas excavaciones depende primariamente de la correcta interpretacin de las condiciones de geologas estructural en el macizo rocoso, seguido por un estudio de los bloques y cus que podran ser descargadas al crearse la excavacin. La identificacin y visualiszacin de estos bloques y cuas es de lejos la parte ms importante de este anlisis. Este mencionado anlisis de la estabilidad de bloques y cuas, y de las fuerzas reforzadoras requeridas para estabilizarlas, es un proceso relativamente simple una vez que la identificacin ha sido llevada a cabo.El proyecto de almacenameinto y bombeo de Ro Grande se localiza en la provincia de Crdoba en la Repblica Argentina. Cuatro turbinas reversibles operan a un promedio de cabeza de 170 m y dan al proyecto una capacidad instalada 750 MW. Estas turbinas son instaladas en una caverna de 25 m de ancho, 50 m de alto y 105 m de longitud a una profundidad promedio de 160 m.La roca en la que se halla la excavacin subterrnea es un gneiss tonaltico de excelente calidad (Amos et al (1981)). El gneiss tiene una resistencia promedio a la compresin uniaxial de 140 MPa. El esfuerzo principal mximo, determinado por sobreperforacin, es de 9.4 Mpa y es casi horizontal y orientado normalmente al eje de la caverna. En roca masiva, esta relacin de 15:1 de la resistencia uniaxial al esfuerzo mximo principal seala la imposibilidad de una falla en la roca y esto fue confirmado en los anlisis numricos de esfuerzos. (Moretto (1982),Sarra Pistone y del Ro (1982)). El principal tipo de inestabilidad que debe tenerse en cuenta en las excavaciones subterrneas fue que bloques potencialmente inestables y cuas definidas por la interseccin de caractersticas estructurales pudieran caer (Hammett y Hoek (1981)). En una seccin de la caverna, el eje de la cual est orientado en la direccin 158-338, cuatro juegos de juntas fueron mapeados y se encontraron los siguientes valores de buzamiento/buzamiento:Tabla 1:Buzamiento y direccin de buzamiento para juntas en una localizacin en la caverna de Ro GrandeLa figura 2 es una vista en perspectiva de la caverna de poder de Ro Grande mostrando las cuas tpicas formadas en el techo, las paredes, bermas y piso por los juegos de juntas 2, 3 y 4. Estas figuras representan los tamaos mximos que pueden ser formados y, durante la construccin, los tamaos de las cuas fueron ubicados a escala de acuerdo al promedio de las longitudes medidas en las caras de la excavacin. En la figura 2 es evidente que el piso y los dos lados de las paredes de las cuas eran potencialemnte inestables y tenan que ser estabilizadas. Esta estabilizacin fue lograda al instalar pernos de roca cementados y tensionados en cada etapa de la excavcin de la caverna. Las decisones del nmero, longitud y capacidad de los eprnos de roca fueron realizadas por un equipo geotcnico de campo usando clculos de equilibrio lmite basados en el volumen de las cuas definidas por las longitudes de los trazos medidos.. Para estas cuas que relacionan el deslizamiento en un plano o a lo largo de la interseccin de dos planos, se instalaron pernos a lo largo de los mencionados planos para llevar el factor de seguridad ams de 1.5 . Para las cuas que estaban libres para caer desde el techo se us un factor de seguridad de 2. Este factor fue calculado como la relacin de la capacidad total de los pernos con respecto del peso de las cuas y se hizo pensando en los puntos con incertidumbre asociados con la instalacin de los pernos de roca.La cua del piso no fue de significancia mientras que las otras cuas de la berma en la base de la pared aguas arriba fueron estabilizadas por pernos colocados en agujeros verticales llenos de cemento antes de la excavacin de las bermas inferiores.Un reconocimiento temprano de los problemas de inestabilidad potenciales, la identificacin y visualizacin de cuas que podran deslizar y la instalacin de soporte en cada etapa de la excavacin, antes que las bases de las cuas fueran expuestas, resulto en un muy efectivo programa de estabilizacin. Aparte de una mnima cantidad de malla y shotcrete aplicada a zonas de juntas intensas, ningn otro soporte fue usado en la caverna de fuerza que ha operado sin signos de inestabilidad desde su trmino en 1982.