Hidroituango, Informe Técnico Sobre Colapso
Informe Técnico sobre las Causas del Colapso de las obras de Hidroituango
NOTAS INFORME CAUSA RAIZ – REASEGURADORES
Realizado por:
Dr. Christopher Snee (Snee Geoconsult Inc) — experto en geología, tunelación y métodos de construcción. También es Ingeniero forense.
Prof. Luis Guilherme de Mello (Vecttor Consulting) — experto en mecánica de suelos y rocas, diseño y análisis de túneles.
Dr. Bernard Murphy (BMA Geoservices Inc) — Experto en geología e hidrogeología.
Dr. Rafael Prieto (Gannett Fleming Inc) — experto en mecánica de suelos y rocas, instrumentación y análisis de túneles, represas y estabilidad de taludes.
Razones de la falla
El soporte instalado en la GAD se degradó entre septiembre 22 de 2017 y abril 28 de 2018 por el flujo turbulento de las aguas porque tenía una forma supremamente irregular y el suelo fue erosionado lo que hizo perder fuerza al soporte, adicionando vulnerabilidad a la estabilidad del túnel. P 10 y 94.
La causa fue una combinación de problemas no resueltos entre diseños, supervisión y construcción, que hicieron la parte del túnel que colapsó particularmente vulnerable a las condiciones hidráulicas que ocurrieron a mediados de abril de 2018. P 10 y 93-94.
o En el diseño
■ El diseño de los túneles de desviación se había debilitado para la GAD, por lo que no era suficientemente robusto para una zona de cizalla que era bien conocida. P 10
• Había 25% menos tornillos o pernos de roca (rock bolts) en esa sección del túnel. P 10
• El diseño del soporte para el soporte de los suelos tipo III y IV era diferente (e inferior) al de los TDI e TDD. P 34.
• El refuerzo del túnel se cambió, par lo que el concreto lanzado tenía menos resistencia. P 10
o Grueso de concreto lanzado. P 36.
o Tipo de maya de refuerzo. P 36.
o Numero de capas de concreto lanzado. P 36.
o Se aprobó el cambio de tipo de tornillo de roca, por uno que no funcionaba tan bien como los diseños originales. P 37.
• No se utilizaron en el diseño los valores mínimos «Q» para los tipos de suelo que estaban mapeados (como es el estándar de la industria), sino unos mayores, lo que resultó en una recomendación de soporte inferior al requerido. P 44.
o Si se hubiera utilizado el estándar exigido en la industria, el soporte del terreno tipo III habría sido mucho más robusto. P 45.
• No había piso de concreto para evitar la erosion de la roca. P 10
■ Los diseños del TDD y TDI fueron fortalecidos antes y durante su construcción. Exactamente lo contrario ocurrió con la GAD. Aunque los diseños iniciales eran idénticos a la última versión del TDD y TDI, los diseños del soporte fueron desmejorados en diseños posteriores y luego, aun más, durante su construcción. P 49
• El espacio entre tornillos (rock bolts) se incrementó de 1,3 m a 1,5 mts lo que implicó, en ultimas, un 25% menos de tornillos de roca instalados en los soportes. P 49.
• La malla de acero era inicialmente D-355, pero la reemplazaron por la D-188 que es mucho más liviana. P 49.
• El refuerzo en concreto lanzado instalado en la GAD fue aproximadamente el 70% del usado en los TDD y TDI. P 49.
• Se hizo un indebido cálculo de la zona de de daño por explosión. De haberse realizado correctamente, hubiera Ilevado a un diseño más conservador. P 49
• La malla de acero para la GAD era «donde se requiriese» y solo en la corona del túnel, mientras que era la regla general en las coronas y muros laterales del TDI y TDD. P 49.
■ Los estudios realizados por la asesoría mostraban que el promedio de velocidad del agua que pasaba por la GAD era de aproximadamente 5 mts/s variando entre 3,5 y 17,5 mts/s. La asesoría se confió en ella para señalar que no se requería un recubrimiento especial en el túnel, excepto un piso de concreto en los terrenos tipo IV y zonas de cizalla. En la zona de cizalla en donde ocurrió el colapso no se instaló el mencionado piso de concreto. Ello contrasta con el TDD y TDI, en donde el piso de concreto se instaló en aproximadamente el 70% de los túneles, incluídas todas las zonas de cizalla previamente mapeados. P 50 y 94.
■ El método de observación (observational method) que consiste en verificar continuamente los diseños con lo que se va encontrando en campo (adaptación de diseño de escritorio a campo) no fue correctamente aplicado en la implementación de la GAD. P 11 y 94.
• No se midió adecuadamente la «convergencia»I del túnel mientras se excavó, por lo que no había forma de medir que tan bien se estaban comportando los soportes de la GAD. P 11
o Aunque ese método si se use, bien en los TDD y TDI, no se hizo en la GAD. P 38, 46-47
■ En el TDD y TD1 fue CTIFS, a través de un subcontratista, quien hacía las lecturas y reportaba la información encontrada en la excavación. En la GAD era la Asesoía (parece ser una confusión y se refiere a CCCI) la encargada de tomar esos datos y ahí es donde se ve la inconsistencia. En ambos casos, era el CGI el encargado de interpretar la información. P 48
• El soporte del techo de la roca y la roca misma se cayeron varias veces durante la construcción, lo que demostraba que el soporte no estaba funcionando bien. Eso debió de haber encendido las alarmas del diseño que estaba supuestamente utilizando el método de observación. P 11 y 94
o En la construcción
■ Aunque en el contrato se señalaban unos límites máximos de excavación
claros, el constructor excavó considerablemente más allá de esos limites (sobreexcavación). P 51 y 52
■ El contrato señalaba que donde hubiera sobreexcavacian el contratista debía realizar un relleno con concreto y acero a su propio costa. Sin embargo esos rellenos no se hicieron. P 52
■ El perfil de excavación era muy irregular y se desvió significativamente del arco que suponían los diseños, lo que hacía los muros verticales más altos y más inestables para los tornillos de roca instalados. P 10 y 94
• La sobreexcavación causó que los muros verticales de 7 mts de diseño tuvieran en realidad más de 16 mts en algunos puntos. P 52
El área excavada del túnel, se «encoge» después de excavado. Si es muy alta la convergencia, el túnel presenta problemas de estabilidad.
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CCCI solicitó al Asesor y al interventor que le permitiera cambiar el tipo de tornillo de los soportes de la GAD, para construir más rápido. P 59
• El tipo de tornillo de roca según diseño era una combinación de BAL (Barra Anclada con Lechada) y BAR (Barra anclada con Resina). Fueron todos reemplazados per BRL (Barra Anclada con Resina y Lechada). En las páginas 60-61 explica técnicamente porqué ese cambio debilitó el soporte de la GAD. P 37, 58-61
• Aunque se encontró una zona de cizalla el soporte y protección que era, no solo obligatorio sino prudente según el diseño, no fue instalado y se avanzó en el túnel antes de que el soporte completo fuera instalado. P 10 y 94.
• Los estudios (Kinematic Wedge Analysis) mostraban que los soportes tenían que ser instalados antes de seguir avanzando en el túnel, para permitir su estabilización, pero no se hizo así. P 48 y 94.
• 74% de las estaciones que medían la convergencia no fueron instaladas en cumplimiento de las especificaciones técnicas de la construcción. P 63.
■ Las tasas de avance de la excavación excedían eI máximo de diseño y los mínimos eran inusualmente cortos. Los récords diarios de la interventoría confirman que había problemas con los ciclos de construcción frente a demoras, instalación incompleta de soportes y ausencia de aprobación de interventoría «debido a condiciones geológicas en el frente de excavación». P 56
■ En general, la constrcción de la GAD se hizo acorde con los diseños, excepto los siguientes problemas. P 64
• La malla metálica D-188 en los terrenos Ill, IV y zonas de cizalla no fue instalada en todas esas áreas. P 64 y 93
• La instrumentación para monitorear la convergencia de los túneles de la GAD no fue instalada a tiempo. P 64 y 94
• El soporte del túnel requerido no fue instalado antes de cada avance en la excavación. P 64 y 94
• El material fallido (fault material — parece referirse a la roca fracturada) no fue removido y reemplazado por elementos de soporte. P 64
• El proyecto creó el Comité de Puesta en Operación de la SAD que se reunía semanalmente para revisar una «checklist» del manual de desviación. Esa lista incluía limpiar el suelo de la GAD hasta roca sana cuando no se había instalado piso de concreto. Sin embargo, ese ítem se dejó de incluir en la checklist después del 30 de agosto de 2017, cuando aproximadamente un 15% de las tareas se habían completado. Dice la asesoría que su intención era revisar en dónde se requería piso de concreto, pero eso nunca pasó. P 66
• Había otra checklist que decía que había que limpiar el suelo pero únicamente de residuos o escombros (debris), por requerimiento de la ANLA. P 66
• Las actas del checklist las firmaba CCCI y el interventor
• De allí, concluyen los expertos que solo se limpió hasta roca sana en un 15% de la GAD, en el resto se limpiósolo para cumplir el requisito de la ANLA. P 67
o Todo ello hizo que el túnel fuera aun más débil, del ya débil diseño. P 11
Tanto el constructor como el asesor y el interventor sabían en que partes el diseño no se estaba respetando, donde el túnel no tenía la forma esperada, y donde había colapsado el túnel durante su construcción, como lo demuestra su participación en las reuniones en donde se trataron esos temas. P 11 y 94
o Muchos de esos problemas no se resolvieron porque las partes no se ponían de acuerdo sobre su causa o de quién era la responsabilidad de resolverlos. P 11 y 94
o En últimas, el túnel entró en operación con todos esos problemas, porque las partes creían — equivocadarnente — que la operación de los otros dos túneles sin incidentes durante 4 años, era prueba suficiente del buen diseño. P 11
– Es posible que la entrada de troncos en grandes cantidades y velocidades a la GAD hubiera sido un factor contribuyente a la pérdida de soporte de los túneles. P 71.
– Se descartan eventos sísmicos como contribuyentes. P 72.
Posibles incumplirnientos de los contratistas
CCCI — Su contrato exigia un estándar de diligencia muy superior al normal de la industria (No lo dice expresamente, pero parece referirse a obligaciones de resultado). p 20
o El control de calidad de las obras es responsabilidad del constructor y cualquier medida de control de EPM no le exime de responsabilidad. P 21
o El constructor no cumplió con todo lo que se le exigía en las especificaciones técnicas del contrato. P 21
CGI — Su contrato exigía un estándar de diligencia normal de la industria (No lo dice expresamente, pero parece referirse obligaciones de medio. p 20
o Le correspondía diseñar y rediseñar según las condiciones de suelo, y no lo hizo adecuadamente en la GAD. P 93
o Le correspondía evaluar el cumplimiento de las especificaciones técnicas por parte de CCCI y no lo hizo. P 21 y 93
o Tenía a su cargo definir el tratamiento de suelos. P 24 y 93
Interventor — Su contrato exigía un estándar de diligencia normal de la industria (No lo dice expresamente, pero parece referirse obligaciones de medio). p 20
Le correspondía evaluar el cumplimiento de las especificaciones técnicas por parte de CCCI y no lo hizo. P 21, 93
Otras notas
La caracterización de los suelos se hizo en conjunto por CCCI, CGI y el interventor. P 23 y 24
o Se considera que se utilizaron procedimientos de adecuado reconocimiento internacional para la caracterización de la roca. P 40.
– La zona de cizalla que falló había sido identificada desde el inicio del proyecto. P 26 y 93.
– El proyecto operaba un programa de manejo de riesgos, pero no se cumplió. P 93
