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Estudio geológico para el nuevo trazado de la carretera deacceso a Lanjarón (Granada): análisis de estabilidad de taludes

Geological assessment for the new road leading into Lanjarón (Granada, Spain): slope stability analysis

Francisco M. Alonso-Chaves (1), Encarnación García Navarro (1), Susana Mª Gavilán-Guzmán (2), Jorge Vázquez (2),Manuel A. Camacho (1), Isabel Mantero (2) y Jesús Fe (2)

(1) Departamento de Geodinámica y Paleontología, Universidad de Huelva, E-21007 Huelva. alonso@uhu.es; navarro@uhu.es;manuel.camacho@dgeo.uhu.es(2) Ingenieros Dintra5 S.L., Avda. República Argentina, Edificio Principado, planta 1, módulo 19, E-41930 Bormujos, Sevilla. s.gavilan@ingennya.com;j.vazquez@ingennya.com; i.mantero@ingennya.com; j.fe@ingennya.com

ABSTRACT

Detailed geological study of the western part of a new road leading to Lanjarón (Betic Cordillera) hasrevealed the existence of natural instabilities in metapelitic rock masses of the Alpurrides Units. We haveanalysed the stability of the future slopes in the Cerro de la Escolta based on detailed geological mappingand measurement of structural data and mechanical discontinuities.

Key words: Slopes, mechanical discontinuities, structural data, geological mapping, Alpujarride Complex.

Geogaceta, 48 (2010), 231-234 Fecha de recepción: 15 de febrero de 2010ISSN: 0213-683X Fecha de revisión: 21 de abril de 2010

Fecha de aceptación: 28 de mayo de 2010

Introducción

En los proyectos de ingeniería civil re-sulta imprescindible la investigacióngeológica del trazado de una nueva carreterapara rentabilizar en tiempo y coste económi-co las inversiones que se hacen por parte delas distintas administraciones públicas (esta-tales y/o autonómicas). En la elección deltrazado de una carretera tienen un peso deci-sivo las características geológicas del terre-no (González de Vallejo et al.2002). En estesentido, es importante detectar los principa-les problemas geológicos que se pudieranpresentar y en consecuencia definir solucio-nes en el ámbito de la ingeniería civil, adap-tando el proyecto a las característicasgeológicas singulares de cada caso. Los ma-pas geológicos aportan una importante infor-mación sobre las características del terreno ysirven de base para la realización de una car-tografía geotécnica de detalle.

Este trabajo trata sobre el estudiogeológico realizado en el Cerro de la Escoltay alrededores en relación con el nuevo traza-do proyectado para la carretera A-348, quepermitirá el acceso a Lanjarón (La Alpujarra,Granada) desde la N-323. En relación con elcitado acceso destaca en el proyecto la cons-trucción de un falso túnel de 90 m de longi-tud (atravesando el Cerro de la Escolta) y unviaducto de 120 m, al Este de dicho cerro.Esta carretera se construirá sobre afloramien-tos del Complejo Alpujárride (Zonas Inter-

nas de las Cordilleras Béticas) y sobre partedel borde neógeno de la Cuenca de Granada(Fig. 1), en una zona tectónicamente com-pleja, afectada por una intensa deformaciónfrágil, que ha condicionado las característi-cas mecánicas de los macizos rocososaflorantes en la zona.

Arquitectura geológica

Desde el punto de vista tectónico la or-ganización de las unidades alpujárrides son

Fig. 1.- Mapa geológi-co de las Cordilleras

Béticas.

Fig. 1.- Geologicalmap of the Betic

Cordillera.

láminas alóctonas muy adelgazadas por pro-cesos extensionales a escala cortical que sedesarrollaron durante el Mioceno (GarcíaDueñas et al., 1992), resultando un espesorvariable de las citadas láminas. Dichas lámi-nas se disponen inclinadas hacia el suroestey están limitadas a techo y muro por fallasextensionales de bajo ángulo (Fig. 2). A par-tir de la cartografía geológica realizada hasido posible diferenciar tres unidadestectónicas en los materiales del ComplejoAlpujárride, denominadas inferior, interme-

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dia y superior; y que podrían correlacionarsecon las unidades de Cástaras, Alcázar y LaHerradura (Aldaya et al., 1979). Cada una deellas está formada por una secuencia inferiorde metapelitas (filitas o esquistos de edadpermo-triásica) y otra superior de naturalezacarbonatada (mármoles atribuidos al Tríasmedio - superior). Las familias de fallas ob-servadas forman parte de sistemas de fallasextensionales (a veces con geometríalístrica) que se localizan en el bloque de te-cho de un despegue extensional de carácterregional (Fig. 2), conocido como Despeguede Mecina o Filabres (cf. García-Dueñas yMartínez-Martínez, 1988, Galindo et al.,1989, García-Dueñas et al.1992). El análisisestadístico de las familias de discontinuidadesmecánicas ha permitido diferenciar tres tiposde planos: fallas, foliaciones y diaclasas; susorientaciones preferentes se muestran en la fi-gura 3. Las fallas de alto ángulo tienen unaorientación media: N115ºE / 72ºSO (Fig. 3),se caracterizan por el hundimiento del bloquede techo, y tienen estrías en buzamiento uoblicuas. La orientación media de las fallas debajo ángulo es N120ºE / 25ºSO (Fig. 3, ver elmáximo a*). Generalmente, las fallas de altoángulo cortan a las fallas de bajo ángulo (véa-se el corte geológico de la Fig. 2). Las fallasdescritas tienen una importante continuidaden dirección y buzamiento (en ocasiones su-perior a 20 m; véase la orientación de las fallasen la Fig. 4). Son especialmente ilustrativosde este tipo de fallas los contactos entre laslitologías que afloran en el cuadrante SO de

Fig. 2.- Esquematectónico de lasunidades geológicasal Oeste de Lanja-rón.

Fig. 2.- Tectonicsketch of thegeological units, toWestern of Lanjarón.

Fig. 3.- Proyección esférica de datos estruc-turales de discontinuidades mecánicas.

Fig. 3.- Spherical projection of structuraldata (mechanical discontinuities).

la figura 4, con una orientación N120ºE /50ºSO y la falla que cruza el Cerro de la Es-colta.

La intensidad de la deformación frágilsufrida por los materiales ha favorecido laformación de abundantes rocas de falla (bre-chas y harinas de falla) y superficies de ciza-lla frágil muy penetrativas a la escala de aflo-ramiento. Los planos de falla son rugosos olisos para las de mayores dimensiones; y ru-gosos, lisos o pulidos en las fallas de menoresdimensiones (de acuerdo con ISRM, 1981).

Las unidades constituidas pormetapelitas están formadas por bandas de ro-cas muy alteradas con un grado demeteorización V y VI (ISRM, 1981). La re-sistencia a partir de los índices de campo delas metapelitas en dichas bandas puede con-siderarse extremadamente blanda, muy blan-da o blanda (ISRM, 1981). En los mármolesalgunas de las fracturas de alto ángulo pre-sentan una abertura importante (de hasta 10mm) y se han observado evidencias de proce-sos de disolución. Igualmente, a partir de losíndices de campo la resistencia estimada paralos mármoles es dura y/o muy dura y el gradode meteorización de tipo II � III.

En el interior de las láminas alpujárrideshay varias foliaciones tectónicas (de tipoesquitosidad o filítica); generalmente predo-mina una que se ha denominado foliaciónprincipal, por ser la discontinuidad mecánicamás penetrativa. La orientación media paralos planos de la foliación principal es N135ºE / 48ºSO (Fig. 3); otros máximos, algo

menos acusados, permiten definir planos condirección entre N140ºE y N155ºE, buzando85º y 45º al SO, respectivamente.

Los sedimentos miocenos de la Cuencade Granada afloran en dos sectores, en el ex-tremo occidental de la traza y al sur y surestedel Cerro de la Escolta, donde se encuentranlos materiales más antiguos de la cuenca(Aldaya et al., 1979). Se han diferenciadotres unidades sedimentarias de acuerdo conlas diferencias litológicas que se observan(Fig. 4). De muro a techo, dichas unidadesestán formadas por: a) limos arcillosos conintercalaciones de areniscas (más abundan-tes hacia techo), b) conglomerados con unamatriz arenosa y c) calcarenitas con nivelesde microconglomerados. Los limos y con-glomerados presentan buzamientossignificativamente altos hacia el SO (ver elmáximo identificado como b* en la Fig. 3).En los sedimentos miocenos las superficiesde estratificación y las fallas de alto ánguloson las principales discontinuidades. A partirdel análisis estadístico se han definido dosvalores medios de dirección para las superfi-cies de estratificación: N30ºE y N120ºE conbuzamientos de 18ºNO, en los niveles decalcarenitas del extremo occidental de la tra-za, y 50ºSO para los limos arcillosos (Fig. 3).

Elevación tectónica reciente y formacio-nes superficiales

La zona de estudio está localizada en lavertiente meridional de Sierra Nevada (Figs.

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Estudio geológico para el nuevo trazado de la carretera de acceso a Lanjarón: estabilidad de taludes y laderas

1 y 2). El paisaje se caracteriza por la exis-tencia de amplios valles colgados (de direc-ción aproximada E-O) que estaban inclina-dos hacia el Oeste y antiguas laderas (dondepredominaban las inclinaciones hacia elSur). Los ríos que drenan el bordesuroccidental de Sierra Nevada entre el RíoTablate y Lanjarón se orientan según tres di-recciones preferentes (Fig. 4): a) E-O, b) N-Sy c) NO-SE. En la cartografía geológica sehan identificado formaciones superficialesen relación con depósitos continentales liga-dos a paleocanales, abanicos aluviales, terra-zas y depósitos de laderas (Fig. 4). Además,en los márgenes de los actuales ríos se obser-van depósitos de terrazas con espesores quepueden alcanzar la decena de metros. En to-das las formaciones superficiales citadas an-teriormente se encajan los cursos fluvialesactuales (produciendo desnivelestopográficos de hasta varias decenas de me-tros).

Deslizamientos de laderas

El relieve abrupto debido al levantamien-to reciente de Sierra Nevada y al encajamientode los ríos, así como el grado alto de altera-ción de las rocas, han sido factores determi-nantes en la activación de procesos ligados ala inestabilidad de las laderas naturales, amén

Fig. 4.- Mapa geológico del Cerro de la Escolta (al Oeste de Lanjarón, Granada).

Fig. 4.- Geological map of the Cerro de la Escolta (Western Lanjarón, Granada).

Fig. 5.- Proyecciónde las principalesdiscontinuidadesmecánicas en elCerro de la Escolta.

Fig. 5.- Projectionof majormechanicaldiscontinuities inthe Cerro de laEscolta.

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de los factores climáticos (intensas precipita-ciones, ciclos hielo-deshielo) que actúan enesta región. Los datos de campo y lascartografías geológicas realizadas evidencianla existencia de deslizamientos activos al Estedel Cerro de la Escolta, en concreto en lasproximidades de las márgenes fluviales don-de se ha producido un fuerte encajamiento delos ríos (Fig. 4). Es posible que algunas cica-trices de cabecera identificadas en la cartogra-fía geológica correspondan a deslizamientosantiguos (posiblemente previos al últimoencajamiento de la red fluvial actual?).

Este trabajo se centra en losdeslizamientos localizados en lasmetapelitas al Este del Cerro de la Escolta(Fig. 4). El incremento de la pendiente en lasnuevas laderas �debido al encajamiento flu-vial en la zona citada- produce en ellas unasignificativa inestabilidad, con numerososdesprendimientos. El desnivel entre el cauceactual y la terraza colgada inmediatamentepor encima es de 20 m, y la distancia hori-zontal desde el escarpe al cauce es de 30 m.Como puede verse en la figura 4 la orienta-ción del curso fluvial en este tramo es aproxi-madamente N-S, si bien, unos 200 m aguasarriba del viaducto el río presenta un afluentede dirección E-O. El área afectada por losdeslizamientos tiene forma triangular, conlongitudes máximas de 300 m y 170 m segúnlas direcciones N-S y E-O, respectivamente.En ese sector, se han identificado numerososdeslizamientos que pueden relacionarse en-tre sí, tanto geométrica como genéticamente.Se han observado deslizamientos de grandesmasas, desprendimientos y deslizamientos ro-taciones que afectan a las metapelitas (mate-riales alterados prácticamente a suelosresiduales) y a las propias formaciones super-ficiales. La zona afectada por losdeslizamientos recientes es una antigua laderade dirección N-S, inclinada al Oeste, en la cualse ha encajado el cauce del río actual, en rela-ción con el último pulso tectónico de eleva-ción de Sierra Nevada. En la figura 4 se obser-van numerosas cicatrices arqueadas en las zo-nas de cabecera de los deslizamientos. Esfrecuente observar basculamientos que afec-tan a terrazas fluviales colgadas y depósitosde ladera desnivelados, constatándose un des-plazamiento vertical entre 0,5 y 2 m. En lazona se observan además escarpes -más omenos degradados- que tienen una posiciónrelativamente más alta (en la topografía) yque podrían corresponder a deslizamientosmás antiguos en relación con fallas de direc-ción NNE-SSE y buzamientos hacia el SO.

Taludes: análisis estructural geométrico

Una de las principales obras en el proyectode la carretera de acceso a Lanjarón, es la cons-trucción de un falso túnel que atravesará el Ce-

rro de la Escolta (Fig. 4). En dicho cerro afloranlas metapelitas de la Unidad Alpujárride supe-rior y, en contacto mecánico por encima deellas, los mármoles de la misma unidad. Laexistencia de fallas de gran extensión paralelas(o subparalelas, véase la Fig. 4) a los futurostaludes, así como la intensa deformación consuperficies de cizalla muy penetrativas a la es-cala del afloramiento y el grado de alteraciónde los metapelitas constituyen las principalescaracterísticas en el citado cerro. En la figura 5se muestra la orientación de las principalesdiscontinuidades mecánicas. La foliación ge-neralmente está inclinada hacia el SO (Fig. 5),con ángulos variables, predominandobuzamientos comprendidos entre 20º y 60º. Lasdirecciones frecuentes son N110ºE y N160ºE.

Estadísticamente, se ha definido el valormáximo de la orientación preferente de la fo-liación como N128ºE y un buzamiento de 48ºSO (máxima densidad: 11.26%). Las fallasson las principales discontinuidades mecáni-cas dadas sus dimensiones y la baja cohesiónde los materiales a lo largo de dichos planos.En la Unidad Alpujárride superior las fallaspueden estar en cualquier posición espacial, sibien predominan dos orientaciones: N110ºEcon buzamientos hacia el SO de 70º (fallas dealto ángulo) y de 25º (fallas de bajo ángulo).También hay una tercera familia de fallas -antitética de las fallas de alto ángulo- que seorienta N110ºE con buzamientos de 70º alNE. A partir de la cartografía geológica se hanpodido caracterizar las fallas de mayores di-mensiones, con direcciones: a) N90º-100ºE yb) N140ºE, en ambos casos con buzamientosmedios a altos hacia el sur (entre 40º y 70º),véase la figura 5. Las diaclasas (o juntas) en launidad tectónica superior se orientan prefe-rentemente con dirección NE-SO y fuertesbuzamientos hacia el SE y NO.

Con el propósito de plantear un análisisestructural geométrico de la estabilidad delos futuros taludes para la construcción delfalso túnel, se han proyectado en la figura 5las principales discontinuidades mecánicasjunto con la orientación de los taludes en elCerro de la Escolta (talud derecho o meridio-nal y talud izquierdo o septentrional). Se hanrepresentado las diferentes orientaciones delos taludes, dado que los desmontes cambiande orientación según el trazado (véase en laFig. 4 el trazado previsto de la carretera). Apartir de los datos proyectados en la figura 5se ha determinado una inclinación de 45ºpara conseguir unas condiciones de estabili-dad mínimas durante la construcción del fal-so túnel, descartándose inclinaciones supe-riores para evitar posibles deslizamientos.

Conclusiones

Las fallas de alto ángulo con direcciónN110ºE y buzamiento al SO se relacionan

con la elevación de Sierra Nevada en su bor-de suroccidental. Dicha fallas reorientanotras anisotropías mecánicas previas en losmacizos rocosos, como las fallas de bajo án-gulo y las foliaciones tectónicas. Lasmetapelitas del Complejo Alpujárride queafloran al Oeste de Lanjarón presentan enalgunas zonas un grado de meteorización V� VI (equivalente geomecánico a un materialtipo suelo). La elevación reciente de SierraNevada ha originado el encajamiento de losríos, y consiguientemente se han modificadolas inclinaciones de las vertientes y se hanformado deslizamientos naturales. Como lasmetapelitas están intensamente meteorizadases lógico suponer que dichos materiales secomporten desde el punto de vista mecánicocomo un suelo, lo que explicaría la formacurva o arqueada en planta de losdeslizamientos cartografiados.

A partir de la orientación preferente delas discontinuidades mecánicas descritas enel Cerro de la Escolta los taludes proyecta-dos en relación con el trazado del falso túnelque se construirá deberían tener una inclina-ción menor de 45º, de esta manera se mini-mizará el riesgo de deslizamientos.

Agradecimientos

La Empresa Gestión de InfraestructurasS. A. (GIASA, Junta de Andalucía) ha fi-nanciado el proyecto «Acondicionamientode la A-348, tramo N-323 a Lanjarón». AJosé María Thode, Silvestre Hernández eIsabel Fiestas les agradecemos las discusio-nes que mantuvimos durante la realizacióndel proyecto. Igualmente agradecemos larevisión del manuscrito original realizadapor Rosa Mª Mateos Ruiz y MercedesFerrer Gijón.

Referencias

Aldaya, F., Martínez-García, E., Díaz de Fe-derico, A., Puga, E. García-Dueñas, V. yNavarro-Vilá, F. (1979). Mapa Geológicode España 1:50.000, hoja nº 1042 (Lanja-rón) y memoria. IGME. 65 p.

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