Formacion culebra

El miembro superior, debido a su naturaleza blanda y friable, fue perforado facilidad y manejado por las palas de vapor muy económica. A pesar de su carácter inestable, no se presentaron deslizamientos importantes debido a: EXCAVACION

(1) a que las capas eran relativamente horizontales, por lo cual prácticamente no había tendencia a deslizamiento por planos de estratificación;

(2) que es de arena y drena bien, por lo tanto, no es tan resbaladizo como las formaciones más arcillosas;

(3) parece ser relativamente libre de clorito y otras partículas minerales resbaladiza que son factores de inestabilidad y movilidad en rocas débiles.

Por otra parte las capas delgadas de calizas arenosas y piedra arenisca calcárea, en la parte inferior de esta formación, son bastante resistentes a la perforación y voladura, y, donde afloran en las pistas, son factores que fortalecen contra el deslizamiento.

PELIGROS DE DESLIZAMIENTOS

Formacion cucaracha

. La naturaleza blanda, friable y arcillosa de esta roca, su alto contenido de agua y de partículas resbaladizas de minerales, las camas de lignito bituminoso, y las zonas con fallas por corte, son los factores que hacen que esta zona presente fallas. FALLA

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ESTABILIDAD DE TIERRA ISMO

La profundidad del lago Gatún aumenta suavemente hacia el norte, cuenta con camas relativamente impermeables, pero se cree que desarrolla condiciones artesianas dado que se encuentra cerca de 24,4 metros más elevado que el lago Colon.

Las rocas estratificadas a través del Corte Culebra cerca de Gold Hill tienen una tendencia sinclinal.

Esto hace que las camas de piedra arenisca limosa más resistente estén muy por debajo de la parte inferior del corte (a una distancia de una milla o más) y deja sólo las rocas arcillosas débiles de la formación Cucaracha para formar las laderas de corte. Por lo tanto, esta región es el lugar geométrico de mayores superficies de falla.

AHORRO COSTOS

Las partes empinadas del Istmo contienen grandes fallas o puntos muy debilitados lo que favorece la formación de diaclasas, circunstancia que fue aprovechada por la empresa Estadounidense para provocar desmoronamientos controlados y obtener rocas ígneas de menor tamaño y de fácil triturado y así abaratar cientos de miles de dólares en trituración y voladura.

La falta de tales condiciones fue una de las razones por las que la roca en Porto Bello era más cara tanto en detonar como chancar. Sin embargo la calidad de sus macizos rocosos gruesos era necesaria para armadura de rompeolas.

Durante más de un año, algunos diques y muros de refuerzo con basalto impidieron desmoronamientos en Cucaracha. Parecían grandes y lo suficientemente pesado como para mantener contener de forma permanente, pero cuando el corte fue llevado a la profundidad final, la concentración de tensiones del material suelto detrás de los diques generaron nuevas diaclasas al presentar pendientes elevadas. Tales masas intrusivas de roca relativamente dura, como Gold Hill y Contractors Hill, actuaron como pilares y contrafuertes para reforzar las pistas débiles contra deslizamiento.

DESLIZAMIENTOS

En el Corte Culebra, hay cuatro tipos distintos de deslizamientos: (1) Por cambios estructurales y deformaciones; (2) deslizamientos normales o por gravedad; (3) Deslizamiento por falla general, y (4) la erosión superficial.

Rupturas estructurales y deformaciones

Descripción General.-Los deslizamientos más importantes y de mayor tamaño se produjeron cerca del corte, en una sección de Corte poco más larga que una milla. Estas deformaciones se detectaban por las grietas o fisuras, paralelas o un tanto oblicuas respecto al borde de Corte, y desde unos pocos metros hasta varios cientos de metros detrás de ella. La segunda etapa fue un asentamiento o una inclinación hacia afuera de los grandes bloques agrietados fuera del terraplén. La parte frontal de cada bloque general se hundió, a lo más 2 metros y se inclinó separándose del resto de masa a lo sumo 0,8 metros antes del deslizamiento. La tercera y última etapa consistió en la caída hacia abajo del bloque, debido a la falla y el aplastamiento de su base. Entonces, todo el bloque se desintegró y se desprendió hacia abajo en la excavación. Esta última etapa siguió su curso a partir de unas pocas horas a unos pocos días. Las otras dos etapas requieren meses o incluso años en llegar finalización. Las dos últimas etapas por lo general se acompañan de pandeo o hinchamiento de la base del corte.

Causas.-Este tipo de deformación se debió principalmente a la condición geológica inestable de los materiales involucrados; y una causa inmediata, fue la altura y la inclinación excesiva de laderas,

las voladuras y otros trabajos fueron responsabilidad únicamente del hombre. El primero de ellos dependía de varios factores geológicos, entre los que estaban: (1) las formaciones involucradas eran muy blandas, rocas débiles, que comprenden macizos volcánicos, en parte arcillas volcánicas parcialmente endurecidas , camas de toba blandas y muy friables, frágiles y resbaladizas camas de lignito bituminoso; (2) estas rocas se han debilitado aún más por algunos planos de fallas producto de la estratificación; (3) una gran cantidad de agua subterránea había invadido este material a causa de las excavaciones, facilitando su movilidad; (4) Camas de lignito bituminoso, especialmente donde se sumergen en el cauce del canal, eran planos de debilidad con una fuerte tendencia a que el material suprayacente se deslizarse; (5) la presencia de una proporción considerable de partículas de clorito en las rocas de arcilla volcánica tendían a lubricar el macizo. La segunda causa fue principalmente la excesiva inclinación de las laderas donde la pendiente era elevada y las rocas débiles, y el gran porcentaje de agua subterránea que contenían. Las vibraciones generadas por explosiones cercanas a los terraplenes también eran un factor para deslizamientos. Las condiciones geológicas no fueron suficientemente exhaustivas en las primeras estimaciones ni tampoco los planes para la excavación del Corte Culebra.

Soluciones.-Para este tipo de fallas se optó como solución hacer las laderas menos elevada mediante la eliminación de material de sus porciones superiores, de manera que la presión hacia la base fuera menor que la del aplastamiento o deformación que resistía la roca. Las palas a vapor generaban terrazas a ambos lados del corte, para alivianar la concentración de tensiones en la base. A primera vista, podría parecer preferible dejar que ocurran los desprendimientos hasta que las laderas queden estables, ahorrando el gran gasto de voladura. Pero deformaciones de este tipo debilitaban las rocas muy por debajo del fondo de la excavación (ver Fig. 3), y este material debilitado requería una pendiente mucho más plana que el ángulo que habría resistido antes de ser debilitado por movimientos deformativos. Atrás de cada bloque o macizo aplastado, por lo general, no queda una pendiente residual, pero si una superficie empinada de 12 a 25 metros o incluso más, que ayuda en gran medida a la generación de otros desprendimientos. Entonces habría una obstrucción temporal de las vías del ferrocarril y zanjas de drenaje a causa de estas fallas.

Deslizamientos normales o por gravedad

Los deslizamientos normales o por gravedad se desarrollaron por varios factores. A nivel local a lo largo del Corte Culebra, el material poroso se encuentra en parte superior, es arcilla relativamente impermeable, pizarra o roca ígnea. La lluvia y las aguas subterráneas saturaron el macizo poroso, pero se impidió su curso hacia abajo por la roca relativamente impermeable. Esto causó una zona fangosa y resbaladiza entre el plano superior impermeable y los planos inferiores de menor permeabilidad. Cuando este plano inclinado de corte, ejerció presión desde la parte trasera hacia abajo, se obtuvo una falla por gravedad en sectores donde convergían las fallas. Este tipo de fallas tenía ciertas características distintivas. Las rocas no estaban deformadas o debilitadas por debajo del plano de deslizamiento real. El material deslizante se alejó del sólido base, y esto no fue detenido por la fricción entre planos. Por lo tanto estas fallas no eran tan destructivas como las rupturas por deformación, pues no debilitan la ladera, generalmente solo dañaban el material que

en realidad era movido. El método de terrazas, no genero ahorro debido a la complejidad que conllevaba remover el material superior. Era mejor y más barato dejar que estos materiales siguieran su curso y fueran retirados en la parte inferior del corte. El drenaje era casi el único factor de recuperación que podría aplicarse a ello. Los planos de falla de Cucaracha fueron los más problemáticos dentro de este tipo por estar desarrollándose desde la intervención de la empresa francesa.

Forma asumida para roturas estructurales y deformaciones.

Errores en zona de Fallas. El tercer tipo de deslizamientos se ocasionó, principalmente, por los efectos debilitantes de la zona de deslizamiento. Cizallados que cortan en diagonal a través del prisma del Canal. Estos fueron en algunos casos ayudados por una capa débil de la roca cerca de la cima. En estas fallas, la masa de roca a deslizar forma un ángulo agudo con la inclinación del talud, tenía en algunos casos, un gran exceso de caída, debido a la caída de la falla. Esta sobre-hang descansó insegura contra el plano de falla, por tanto, lanzando una presión adicional sobre todo el bloque. A medida que la excavación se profundizó, esta cepa se incrementó y, si la base de la bloque falló, una diapositiva culpa zona resultó.

Dos grandes deslizamientos de este tipo ocurrieron en el lado este de Canal, entre el Imperio y Las Cascadas. En el caso de la falla La Pita (Fig. 4), una dura brecha andesita (d) cubierta por un aglomerado volcánico y un flujo de lava mucho más débil, (e) a una profundidad de 18,29 metros, el conjunto formaba una escarpada pared de 27,43 metros de altura. Una de las principales fallas planas (a) con un buzamiento de 65 °, y una menor falla plana respecto a la horizontal y a los ejes de Canal, fueron los factores principales de debilitamiento. El agua de un zanja de desvío al (c) se filtraba hacia abajo a lo largo del plano de falla, y ayudó a suavizar la ya débil capa de aglomerado volcánico (e) hasta que Falló. El resultado final fue que 15,290 Metros cúbicos de roca triturada hacia abajo y tuvo que ser retirado. Otra desmoronamiento un poco al norte dejo 229,350 metros

cúbicos en condiciones prácticamente similares. El tipo de fallas, a diferencia de los demás, se produjo en rocas lo suficientemente fuertes como para resistir una pendiente pronunciada, no así las diaclasas que ellas contenían. Diaclasas de esta envergadura no fueron muy comunes y la única solución que se pudo adoptar fue el disminuir la pendiente en sus cercanías y evitar en lo posible la filtración de agua entre las grietas.

Se pudo evitar realizar algunos movimientos de tierra al reforzar las laderas con acero u hormigón, pero este tipo de implementación nunca fue efectuada en el canal.

Deslizante debido a la erosión o de lavado. Las rocas blandas y fácilmente erosionables de Corte Culebra, en partes empinada y sin la protección de la vegetación, generan zanjas que facilitan el fluir del agua. Cada lluvia fuerte elimina o desintegra el suelo de los empinados lados de la excavación, dejando fresca superficies expuestas de adoptar nuevas medidas a la intemperie. El estimado de sedimento que se lavó en el Corte Culebra de esta manera es algo como 1400 metros cúbicos. Afortunadamente el rápido crecimiento de la vegetación, lo que caracteriza a la región, ofrece un remedio. Estas pendientes sufrirán relativamente poca erosión cuando está totalmente alfombrado con hierba y arbustos. Tal la vegetación no tendrá ningún efecto sobre las grandes superficies de deslizamiento, pero minimizaran el lavado de las fuertes lluvias tropicales.

Otro problema de la erosión, donde las rocas son blandas, tiene relación con el lavado de sedimentos, debido a que éste podría cambiar las propiedades fisicoquímicas de la roca, como lo son el hinchamiento por oxidación, el desmoronamiento por lixiviación de sus sales solubles y los

corrimientos de la roca al pasar el tiempo, lo que pueden alterar su estado de tenciones y convertirla en una roca totalmente distinta.

Por ello al usar cualquier cubierta protectora deben comprenderse las condiciones geológicas de la roca que se pretende proteger.

De todos los incidentes que surgieron de las condiciones geológicas peculiares del canal, ninguno significo un bloqueo significativo del canal por lo que se espera que para su funcionamiento ocurran eventuales desprendimientos que obliguen al dragado del canal pero en ningún caso evitar su utilidad final que es el tráfico por el mismo.

CALENTAMIENTO

Ciertas áreas locales de la formación Culebra se calentaron al exponerse a la atmosfera a través de perforación o voladura. Este calentamiento se debe a la oxidación de pirita fina. Fue necesario probar los pozos de perforación en ciertas áreas para determinar si se habían calentado y por lo tanto ser peligroso detonar con explosivos.