horizontes suelo

CONSULTORA ESPECIALIZADA PARA LA ESTRUCTURACIN INTEGRAL DE LOS CORREDORES VIALES:

A. Bogot Bucaramanga 2. Bucaramanga Pamplona 3. Duitama Pamplona Ccuta 4. Norte de Santander 5. Transversal Cusiana Carare Boyac 6. Manizales Honda Villeta

4. NORTE DE SANTANDER: TNEL ALTO DEL POZO

INFORME GEOLGICO Y GEOTCNICO

CONTROL DE CAMBIOS

FECHA CDIGO VERSIN CAMBIOS

Abril 2014 4-2-5-E1-RE-005 1

RESPONSABLES ESTRUCTURADOR

ELABORACIN Especialista

Ing. Jorge Ardila

REVISIN Coordinador

Ing. Sandra Gavilan

VALIDACIN Director

Ing. Jose del Carmen Suarez

RESPONSABLES INTERVENTORA

REVISIN Asesor

VALIDACIN Director de interventora

Ing. Isela Mesa de la Ossa

CORREDOR 4: OCANA CUCUTA

REGISTRO DE REVISIONES

Revisin

N Fecha Descripcin

0 Febrero 2015 Emisin inicial

1 Abril 2015 Atencin de observaciones


TABLA DE CONTENIDO Pg.

1. CORREDOR 4(1): OCAA-CCUTA ....................................................................................... 8

1.1 DESCRIPCIN ................................................................................................................ 8

1.2 LOCALIZACIN DEL PROYECTO ...................................................................................... 8

1.3 OBJETO ......................................................................................................................... 8

1.4 SECTORIZACIN del corredor ........................................................................................ 9

1.4.1 CCUTA ................................................................................................................... 11

1.4.2 EL ZULIA .................................................................................................................. 11

1.4.3 SARDINATA ............................................................................................................. 11

1.4.4 BUCARASICA ........................................................................................................... 11

1.4.5 VILLA CARO ............................................................................................................. 12

1.4.6 ABREGO .................................................................................................................. 12

1.4.7 OCAA .................................................................................................................... 13

1.5 ANTECEDENTES ........................................................................................................... 14

1.6 CONDICIONES ACTUALES: ............................................................................................ 14

2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO ........................................................................................... 15

3. MARCO TERICO .................................................................................................................... 16

3.1 SECUENCIA METODOLGICA ....................................................................................... 16

3.1.1 Recopilacin y Anlisis Bibliogrfico ..................................................................... 16

3.1.2 Reconocimiento de Campo .................................................................................... 16

3.1.3 Procesamiento de Informacin y Zonificacin Geotcnica ................................... 16

3.2 GEOTECNIA ................................................................................................................. 19

3.3 CLASIFICACIN GENERAL DEL SUBSUELO SEGN NORMA NSR 2010 .......................... 20

4. GEOLOGA ................................................................................................................................. 22

4.1 GENERALIDADES ......................................................................................................... 22

4.2 GEOLOGA HISTRICA ................................................................................................. 22

4.3 GEOLOGA REGIONAL .................................................................................................. 23

4.3.1 Precmbrico y Paleozoico ....................................................................................... 24

4.3.2 Jursico .................................................................................................................... 25

4.3.3 Cuaternario ............................................................................................................. 27

4.4 GEOLOGA ESTRUCTURAL ............................................................................................ 27

4.4.1 Falla de Bucaramanga ............................................................................................. 28

4.4.2 Falla Hacar o Haca .................................................................................................. 28

4.4.3 Falla Los Llanos ........................................................................................................ 29

4.4.4 Sistemas de Fallas Las Mercedes - Morronegro ..................................................... 29


4.4.5 Falla Las Minas ........................................................................................................ 29

4.4.6 Falla San Calixto ...................................................................................................... 29

4.4.7 Falla del Tarra .......................................................................................................... 30

4.4.8 Falla de Paramillo .................................................................................................... 30

4.5 SISMICIDAD ................................................................................................................ 30

4.5.1 Sistemas Estructurales ............................................................................................ 33

4.6 HIDROGEOLOGA REGIONAL ........................................................................................ 35

4.7 Condiciones GEOMECNICAS ...................................................................................... 37

5. SECTORIZACIN GEOTCNICA DEL TNEL ALTO DEL POZO ................................ 39

5.1 GEOLOGA LOCAL ........................................................................................................ 39

5.1.1 Anlisis de Exploraciones ........................................................................................ 39

5.1.2 Estratigrafa Tnel Alto del Pozo ............................................................................. 40

5.1.3 Condiciones Estructurales Tnel Alto del Pozo ....................................................... 46

5.2 Hidrogeologa Tnel Alto del Pozo ............................................................................... 47

5.3 SECTORIZACIN Y CONDICIONES GEOLGICAS ANTICIPADAS ....................................... 50

5.3.1 Sectorizacin del Tnel ........................................................................................... 50


NDICE DE FIGURAS Pg.

Figura 0-1. Localizacin General del Proyecto ............................................................................................. 9

Figura 0-2. Sectorizacin Corredor 4(1) ...................................................................................................... 10

Figura 3-1. Localizacin Perfil tpico de meteorizacin propuesto por Deere y Patton, 1971. .................. 17

Figura 4-1. Estructuras Regionales. Recuadros en amarillo localizacin Tnel Alto del Pozo ................. 28

Figura 4-2. Mapa de Zona de Amenaza Ssmica. Recuadro negro localizacin rea de estudio. ............ 30

Figura 4-3. Mapa de Valores de Aa. Recuadro rojo localizacin rea de estudio. .................................. 31

Figura 4-4. Localizacin de epicentros registrados por la Red Sismolgica Nacional de

Colombia. ................................................................................................................................... 32

Figura 4-5. Principales Sistemas de Fallamiento de Colombia, adems se ve la localizacin del

rea en estudio de color azul cian, en el Departamento de Norte de Santander.

Circulo amarillo radio de 100 Km, crculo azul radio de 50 Km. ............................................... 34

Figura 4-6. Provincias Hidrogeolgicas Montanas e Intramontanas de Colombia .................................. 36

Figura 4-7. Localizacin de la Zona de estudio (Circulo amarillo) dentro del Acufugo del

Macizo de Santander ................................................................................................................. 36

Figura 4-8. Mapa de diferenciacin de rocas sedimentarias y depsitos recientes con fines

hidrogeolgicos. En crculo amarillo zona de estudio. ............................................................. 37

Figura 5-1. Superposicin Tomografas Ssmicas Ondas P .......................................................................... 39

Figura 5-2. Vista area del rea aledaa al Tnel Alto del Pozo (K5+100 K9+695)

observndose morfologa escarpada a muy escarpada en alineamiento y portales del

tnel. ........................................................................................................................................... 41

Figura 5-3. Mapa y perfil geolgico para el tnel Alto del Pozo K5+100 K9+695, se distingue la

Formacin Silgar en la totalidad del sustrato rocoso del tnel. ............................................... 45

Figura 5-4. Mapa y perfil hidrogeolgico para el tnel Alto del Pozo K5+100 K9+690. .......................... 49

Figura 5-5. Patrones de drenaje y estructurales Tnel Alto del Pozo. ....................................................... 50

Figura 5-6. Perfil Estratigrfico y de Meteorizacin Inferido Portal de Entrada Tnel Alto del

Pozo ............................................................................................................................................ 53

Figura 5-7. Perfil Estratigrfico y de Meteorizacin cuerpo del tnel ...................................................... 53

Figura 5-8. Perfil Estratigrfico y de Meteorizacin Portal Salida Tnel .................................................. 54


NDICE DE FOTOGRAFAS Fotografa 1. Morfologa colinada de Granodiorita, y terracetas por sobrepastoreo, al fondo

Cerro Alto del Pozo o del Brujo en cercanas al portal de salida del tnel Alto del

Pozo. ........................................................................................................................................... 26

Fotografa 2 y Fotografa 3. Suelos residuales arenolimosos gruesos de Granodioritas del

Batolito de Ocaa, altamente erosionables PR72 Va Abrego Alto del Pozo. ......................... 26

Fotografa 4 y Fotografa 5. Formacin Silgar, se observan rocas filitas de color gris verdoso a

gris claro moderada a altamente fracturadas. Representan segn apreciacin visual

el 80% de la litologa de la formacin sobre el proyectado tnel. ............................................. 42

Fotografa 6. Formacin Silgar, niveles de metareniscas altamente fracturadas de mayor

dureza a las filitas. Representan segn apreciacin visual el 5% de la litologa de la

formacin sobre el proyectado tnel. ........................................................................................ 42

Fotografa 7. Formacin Silgar, niveles de esquistos grafitosos altamente replegados de

menor dureza a las filitas. Representan segn apreciacin visual el 5% de la litologa

de la formacin sobre el proyectado tnel. ............................................................................... 42

Fotografa 8. Contacto entre filitas de la Formacin Silgara y depsitos coluvio_aluviales

presentes en zona cercana al portal de entrada. ....................................................................... 43

Fotografa 9. Suelos residuales de granodioritas del Batolito de Ocaa.................................................. 44

Fotografa 10. Depsitos coluviales matriz soportados sobre laderas al oriente del portal de

salida del tnel. .......................................................................................................................... 44

Fotografa 11. Sector del Portal de Entrada Tnel Alto del Pozo en el K5+100. Presencia de

suelos residuales limoarcillosos y roca altamente meteorizada. ............................................ 52

Fotografa 12 y Fotografa 13. Sector del Portal de Salida Tnel Alto del Pozo en el K9+695 ................. 55

Fotografa 14. Coronas de desprendimiento de suelos residuales sobre la parte superior del

portal de salida del tnel en el K9+600. .................................................................................... 55


ndice de Tablas

Pg.

Tabla 1.1 Sectorizacin Corredor 4(1) ........................................................................................................ 10

Tabla 0.2. Unidades Funcionales del proyecto ........................................................................................... 13

Tabla 2.1. Localizacin Proyecto Tnel Alto del Pozo ................................................................................. 15

Tabla 3.1. Descripcin de Horizontes de Meteorizacin. ........................................................................... 18

Tabla 3.2. Correlacin de horizontes de Meteorizacin y Velocidades de Ondas P de

refraccin ssmica. ..................................................................................................................... 19

Tabla 3.3. Clasificacin de horizontes de Meteorizacin Metodologa Deere y Patton. ......................... 20

Tabla 3.4. Localizacin Clasificacin de los perfiles de suelo. ................................................................... 21

Tabla 4.1. Informacin Geomecnica bsica de referencia. ....................................................................... 38

Tabla 5.1. Tipos de suelo de acuerdo al anlisis de refraccin ssmica ...................................................... 40

Tabla 5.2. Datos estructurales de foliacin y diaclasas Tnel Alto del Pozo K5+100 K9+695 ................. 46


1. CORREDOR 4(1): OCAA-CCUTA

1.1 DESCRIPCIN En el marco del contrato No. 185 de 2013, suscrito entre el FONDO ADAPTACIN y el Consorcio Estructuracin Vial, se est desarrollando la Estructuracin Integral de Proyectos de Concesiones Viales cuyo objeto es la recuperacin, construccin y reconstruccin de las zonas afectadas por el fenmeno de La Nia 2010-2011: Estructuracin de los corredores viales 1. Bogot Bucaramanga, 2. Bucaramanga Pamplona, 3. Duitama Pamplona Ccuta, 4. Norte de Santander, 5. Transversales Cusiana Carare Boyac y 6. Manizales Honda Villeta. El corredor 4(1): Ocaa-Ccuta, que comunica la Capital del departamento de Norte de Santander con Ocaa y el eje de la Ruta del Sol, que a su vez es la va que comunica el Centro del Pas con la Costa Atlntica y en un futuro de cumplirse los planes que a largo plazo ha fijado el Gobierno Nacional para la comunicacin Venezuela Ocano Pacifico; present cierres parciales debido a prdidas de banca y derrumbes en diversos puntos. El corredor transcurre sobre terreno montaoso y escarpado, con presencia de rocas gneas, metamrficas y sedimentarias, cubiertas por depsitos de arena, sedimento, grava y barro arrojado por los ros y arroyos circundantes que conforman depsitos aluviales y coluviales.

1.2 LOCALIZACIN DEL PROYECTO El Corredor 4(1) Ocaa Ccuta, Ubicado al nororiente del Pas; comunica los municipios de Ocaa, Abrego, Villa Caro, Bucarasica, Sardinata, El Zulia y Ccuta en el departamento de Norte de Santander.

A continuacin se presenta un esquema general en donde se resalta la ubicacin del Corredor objeto del

estudio

1.3 OBJETO El presente documento corresponde a la geologa y geotecnia del sector Alto del Pozo especficamente el Tnel Alto del Pozo.


Figura 0-1. Localizacin General del Proyecto

1.4 SECTORIZACIN DEL CORREDOR

Para el Anlisis tcnico de los tramos en que se compone el proyecto de la carretera Ocaa El Zulia Ccuta, se subdividieron tramos en sectores homogneos, teniendo en cuenta entre otros: la topografa de la regin, las caractersticas geomtricas, geotcnicas y de poblacin por la que atraviesa la Va existente. Dichos tramos y su respectiva sectorizacin qued de la siguiente manera. Tabla 1.1.


Figura 0-2. Sectorizacin Corredor 4(1)

Fuente: Elaboracin propia

Tabla 0.1 Sectorizacin Corredor 4(1)

CORREDOR No 4; CARRETERA OCAA - CUCUTA

TRAMOS SECTORES

N TRAMO Abscisado Inicial Abscisado

Final LONG. (Km)

No Inicia Finaliza Longitud

Km

1 OCAA (PR0+000) CHAPINERO

(PR13+000) PR0+000 (7008) PR13+000 13

1 PR0+000 PR5+000 5,00

2 PR5+000 PR13+000 8,00

2 CHAPINERO (PR13+0000) -ALTO DEL

POZO (PR69+000) PR13+000 (7008)

PR69+000 (7008)

56

1 PR13+000 PR24+000 11,00

2 PR24+000 PR28+000 4,00

3 PR28+000 PR56+650 28,65

3 ALTO DEL POZO (PR69+000) -

SARDINATA (PR128+000) PR69+000 (7008)

PR128+000 (7008)

59

1 PR56+650 k4+900 4,90

2 k4+900 PR 79+600 4,60

3 PR 79+600 PR110+000 30,40

4 PR110+000 PR128+000 18,00

4 SARDINATA (PR2+000) -ASTILLEROS

(PR31+000) PR2+000 (7009)

PR31+000 (7009)

29

1 PR2+000 PR9+000 7,00

2 PR9+000 PR13+000 4,00

3 PR13+000 PR31+000 18,00

5 ASTILLEROS (PR31+000) -EL ZULIA

(PR57+600 inicio concesin) PR31+000 (7009)

PR57+600 (7009)

26,6

1 PR31+000 PR36+000 5,00

2 PR36+000 PR55+300 19,30

3 PR55+300 PR57+600 2,30

6 EL ZULIA (PR57+600) - CUCUTA

(PR0+000) PR57+600

(7009) PR64+200

(5507) 6,6 1 PR57+600 PR64+200 6,60

variantes

ABREGO K0+000 K4+800 4,8 Km 1 k0+000 k4+800 4,80

EL ZULIA K0+000 K2+200 2,2 Km 1 k0+000 k2+200 2,20

Fuente: Grupo Estructuracin, 2014

Inicio va Tnel

Fin Tnel Sardinata

El Zulia

Ocaa

Ccuta


A continuacin se presenta una breve descripcin de los municipios por los cuales cruza el corredor vial: 1.4.1 CCUTA Capital del departamento de Norte de Santander, se encuentra situada en el noreste del pas en el Valle de Ccuta, sobre la Cordillera Oriental. Ccuta con una poblacin aproximada de 585.543 habitantes, ocupa el sexto puesto entre las ciudades ms pobladas del pas, es el epicentro poltico, econmico, administrativo, industrial, cultural y turstico del departamento. Est conectada por carreteras con todo el pas a sus ciudades principales como Bogot, Ocaa y La costa Atlntica. La ciudad se destaca por el comercio binacional y la industria manufacturera. Su localizacin en la zona limtrofe entre Colombia y Venezuela ha permitido que existan fuertes vnculos con este Pas hermano. Su zona franca es la ms activa de todo el pas y de toda Latino Amrica, debido en gran parte a que Venezuela es el segundo socio comercial de Colombia. Es un productor de Cemento de primer orden y la industria de la arcilla y gres tiene la mejor reputacin en el mbito nacional. La minera de carbn ocupa un importante regln en la economa Cucutea. 1.4.2 EL ZULIA

Paraso turstico y agroindustrial de Norte de Santander, es un municipio colombiano ubicado en la regin oriental. Hace parte del rea Metropolitana de Ccuta. Limita al norte y al oriente con Ccuta, al sur con San Cayetano y Santiago y al occidente con Sardinata y Gramalote que est a slo 12 minutos de la capital Nortesantandereana. Tiene una poblacin aproximada 20.247 habitantes. El 7,9% de los establecimientos se dedican a la industria; el 57,8% al comercio; el 33,8% a servicios y el 0,5% a otra actividad. 1.4.3 SARDINATA

El Municipio de Sardinata pertenece a la subregin norte del departamento, con los Municipios de Bucarasca, El Tarra y Tib. Representa el 28.62 % de la extensin total de la subregin. Sardinata se ubica sobre la Cordillera Oriental del pas, a una distancia de 70 Km de la capital del departamento. Con una poblacin aproximada 19.425 habitantes. La base de la economa de la poblacin sardinatense es el sector primario: agricultura, ganadera y minera. El 29.1 % son obreros, el 19.4 % empleados, el 13.1 % se dedican a la agricultura, el 2.62 % a la minera y el 1.78 % a la ganadera. Se estima que los obreros y empleados forman parte de los agricultores, ganaderos y mineros. El 47 % de la poblacin recibe ingresos por menos de un salario mnimo y el 27.6% son desempleados. 1.4.4 BUCARASICA

El municipio de Bucarasica se encuentra ubicado en la sub-regin Norte del departamento, Hace parte de la gran cuenca del ro Catatumbo, destino a donde finalmente se vierten los cuerpos de agua de la regin. Los cursos de agua, grandes y pequeos, que nacen y corren por este municipio tienen una gran importancia para el mismo pues marcan, muchos de ellos, los lmites territoriales con los municipios vecinos.


La temperatura oscila entre los 21 y 17 C encontrndose dentro del piso trmico templado. Las actividades econmicas de Bucarasica corresponden principalmente al sector primario de la economa; sobresalen la agricultura y la ganadera y una explotacin de feldespatos por parte de Cermicas Italia para la fabricacin de baldosas. La caficultura es la actividad ms importante en el subsector agrcola y en todo el sector agropecuario del municipio, pues se desarrolla en todas las veredas y de ella depende la subsistencia de un alto porcentaje de familias. El subsector pecuario se caracteriza por la ausencia de actividades de alta productividad, rentables o generadores de excedentes econmicos que contribuyan a mejorar la calidad de vida de la poblacin. La actividad pecuaria ms importante es la ganadera bovina de doble fin, explotada en forma tradicional, en terrenos en un alto porcentaje abruptos y poco aptos para esta actividad. Las razas predominantes son: Ceb (Cruzado con Pardo Suizo y Normando), Criollo (Cruzado con Pardo Suizo y Normando) y Normando (cruzado con Criollo, Ceb y Pardo Suizo) El municipio tiene una poblacin aproximada 4.507 habitantes. 1.4.5 VILLA CARO Villacaro est ubicado en una pequea meseta de la Cordillera Oriental rodeada de pramos por sus cuatro puntos cardinales. Tiene una extensin de 402 KM2, de los cuales 0,36 KM2 son urbanos, pertenece a la cuenca del Catatumbo y a las subcuencas de los ros Sardinata y Tarra. El municipio se encuentra rodeado por cuatro (4) elevaciones montaosas como son el Espartillo, la Ovejera, el cerro de Cachiri y las Bartolas. Tiene una poblacin aproximada de 5.007 habitantes.

A pesar de la distancia con la capital del departamento, por medio de las dos vas existentes, comunica al interior del pas pasando por el municipio de Cchira, La Esperanza, Bucaramanga, Bogot; la otra va conduce hacia la costa pasando por Alto el Pozo, Ocaa y la Costa Caribe.

La economa est basada en la produccin y comercializacin de ganado bovino, leche y sus derivados (queso, mantequilla), la siembra y comercializacin de caf, pltano, frijol, yuca, cebolla, mora, caa, maz, arracacha, tomate de rbol, duraznos y pequeas siembras que utilizan para su sustento diario.

1.4.6 ABREGO

Ubicado en la regin Noroccidental del departamento Norte de Santander, Abrego, posee los pisos trmicos clidos, templado, fro y pramo. Su geografa est conformada por un inmenso valle donde se ubica la poblacin, rodeado por prominentes cerros de la bifurcacin de la cordillera oriental, siendo su principal altura el cerro de Jurisdicciones (3.800 msnm) ecosistema estratgico del municipio desde el punto de vista ecolgico y de las comunicaciones. Sus montaas estn conformadas por bosque nativo y primario donde se encuentra todo tipo de fauna y flora destacndose el oso de anteojos y el paujil y toda clase de plantas medicinales silvestres. Su geografa es muy variada desde los cerros escarpados donde se mezcla el blanco de su suelo con el verde esmeraldino de los andes hasta el bosque natural surcado por variadas caadas de donde brota toda su riqueza hdrica en un paisaje de ensoacin.


La agricultura es la principal fuente de su economa, destacndose a nivel nacional por ser el primer productor de cebolla cabezona roja (Allium Cepal) le siguen en importancia los cultivos de frjol, tomate, tabaco, maz, caf y todo tipo de hortalizas. Posee una ganadera expansiva en las partes altas de la montaa de poca importancia comercial y econmica, compuesta por pequeos hatos que surten el mercado local de carne y productos lcteos. Tiene una poblacin aproximada de 32.142 habitantes.

1.4.7 OCAA

La superficie del municipio es 460 Km, los cuales representan el 2,2% del departamento. La Provincia de Ocaa tiene un rea de 8.602 km. Posee una altura mxima de 2.065 m sobre el nivel del mar y una mnima de 761 m sobre el nivel del mar.

Por el Norte limita con el municipio de Gonzles (Departamento del Cesar), por el Occidente con el municipio de Ro de Oro (Departamento del Cesar), por el sur con el municipio de San Martn (Departamento del Cesar), por el Oriente limita con los municipios de San Calixto, La Playa y Abrego, por el Norte limita con los municipios de Teorama, Convencin y El Carmen, por el sur con el municipio de brego. El sistema de produccin agrcola predomina en zonas de tierras quebradas a planas, con precipitaciones entre 800 y 2.500 mm anuales, el uso del suelo se encuentra bajo agricultura intensiva en especial cebolla Ocaera en relevo con frjol y/o rotacin con tomate, que representan el 94.30% del rea sembrada; Otro tipo de utilizacin lo constituye pequeas reas de cultivos permanentes de caf, frutales y pastos, y semipermanentes de caa, pia, pltano y yuca. La produccin pecuaria o ganadera en el municipio de Ocaa es de tipo extensivo no tecnificada. Actualmente existe una poblacin de 5.492 de cabezas en la cual se estima que un 70 % corresponde al sistema de doble propsito. La avicultura es una actividad importante en el municipio. De acuerdo con cifras de la URPA, la poblacin avcola actual es de 100.000 aves de los cuales el 60% corresponde a aves de postura y reproduccin y el 40% a pollos de engorde. Poblacin aproximada 90.037 habitantes. En la Tabla 0.2 se identifican los tramos del proyecto de acuerdo al tipo de intervencin que se realizar y la unidad funcional a la que pertenecen.

Tabla 0.2. Unidades Funcionales del proyecto

UF TRAMO LONGITUD (KM) INTERVENCIN

1 OCAA - INICIO RUTA TNEL 56,7 MEJORAMIENTO DE LA VA EXISTENTE Y CONSTRUCCIN DE LA VARIANTE DE ABREGO

2 VA DE ACCESO Y TNEL 9,6 CONSTRUCCIN DE VA NUEVA Y TNEL

3 VA EXISTENTE 23,0 REHABILITACIN

4 FIN DE TNEL - SARDINATA 48,4 MEJORAMIENTO

5 SARDINATA - EL ZULIA 55,5 MEJORAMIENTO DE LA VA EXISTENTE Y CONSTRUCCIN DE LA VARIANTE DEL ZULIA

6 EL ZULIA - CCUTA 6,4 CONSTRUCCIN DE SEGUNDA CALZADA


1.5 ANTECEDENTES El tramo de va en el Alto del Pozo se localiza en el Sector 1 del tramo 3 del Corredor 4, entre los PRs 56+650 y 79+600 de la ruta 7008 en Norte de Santander.

1.6 CONDICIONES ACTUALES: El tramo objeto de estudio presenta una longitud de 23 km y se desarrolla en un territorio con caractersticas prevalentemente montaosas. El recorrido de la va actual resulta en algunos tramos, particularmente tortuoso y con pendientes mayores a las permisibles para un terreno con estas caractersticas. La va existente est constituida por una calzada con dos (2) carriles con ancho variable entre los 3.30 y 3.65 metros, sin bermas, en algunos tramos cuenta con cunetas en concreto de 1.00 metro de ancho, la calzada se encuentra pavimentada en concreto asfltico. La condicin de la va actual por el trazado existente, genera sectores con alguna frecuencia a lo largo del proyecto, que se pueden identificar como peligrosos para los usuarios de la va, pero muy especialmente para los que transitan en vehculos livianos, con altura de los ojos del conductor prximo a 1.10 metros, en razn al incumplimiento de la distancia de visibilidad de parada establecido en la norma. Su geometra es bastante deficiente con velocidad de diseo en algunos puntos de 20 kph y en general no supera los 30 kph, pero con velocidades de operacin por encima de las especificadas, que ocasionan altos ndices de accidentalidad. Mediante el anlisis de visibilidad corrido para el proyecto en el sentido del abscisado como en el sentido contrario, se identific un nmero importante de sectores que incumplen con la distancia mnima de visibilidad de parada, lo cual alert al proyectista, por la inseguridad que representa la interpretacin de la informacin obtenida del anlisis de visibilidad.


2. DESCRIPCIN DEL PROYECTO Para mejorar las condiciones existentes de la va anteriormente descrita se prev la construccin una va nueva de acceso al tnel (proyectada al norte de la va existente) la cual inicia en el PR56+650 de la ruta Ocaa-Sardinata (7008), el tnel inicia en el K5+100 de la va proyectada y termina en la K9+695, empalmando la ruta Ocaa-Sardinata (7008). As el tnel propuesto tiene una longitud de 4.6 km y la va de acceso 4.900 Km. Tabla 2.1 Las condiciones de geometra y especificaciones de diseo tanto para la va de acceso como para el tnel son muy superiores a las de la va existente, lo que traer beneficios tanto en los costos de operacin como en los tiempos de viaje, adicionalmente se salvara la cumbre del Alto del Pozo, con lo proyectado que reemplazara la existente.

Tabla 2.1. Localizacin Proyecto Tnel Alto del Pozo

Tnel Localizacin

Longitud (km) Tipo de trfico TPD estimado Inicio Fin

Alto del pozo

corredor 4: Norte de

Santander

Va nueva: La vida nueva de acceso al tnel (proyectada al norte de la va existente) inicia en el PRs 56+650 de la ruta Ocaa-Sardinata (7008), el tnel por su parte inicia en el K5+100.

PR79+600 de la ruta Ocaa-Sardinata (7008). El tnel finaliza en el K9+695

4,6 bidireccional 2935


3. MARCO TERICO 3.1 SECUENCIA METODOLGICA En la realizacin de la presente revisin se siguieron las siguientes etapas:

Recopilacin de la informacin secundaria (bibliografa)

Fotointerpretacin del rea de estudio

Reconocimiento del trazado (portales y cuerpo)

Anlisis de Exploraciones

Procesamiento de Informacin 3.1.1 Recopilacin y Anlisis Bibliogrfico En esta etapa se consult la cartografa regional tomada de los mapas geolgicos a escala 1:100.0000 cuadrngulos K-11 Zipaquir y Plancha 190 Chiquinquir, as como las memorias explicativas correspondientes a estos planos. La geologa local fue obtenida y mejorada con base en los reconocimientos detallados de campo. 3.1.2 Reconocimiento de Campo En esta fase, se hicieron inspecciones preliminares y reconocimientos de campo sobre el corredor del alineamiento, en primera instancia sobre un trazo preliminar y posteriormente sobre el trazado definitivo identificando en primer trmino los sitios de portales y afloramientos rocosos cercanos. En una segunda fase se realizaron reconocimientos detallados de campo, tomando como referencia el prediseo propuesto, se identificaron las unidades estratigrficas, la textura de los suelos presentes, la morfologa y la posible influencia estructural en el comportamiento de los mismos elementos. En esta fase se recopil la informacin estructural de diaclasas y estratificacin para ser tenidos en cuenta en el anlisis de cuas estructurales y se identificaron depsitos coluviales no reportados en la cartografa regional. 3.1.3 Procesamiento de Informacin y Zonificacin Geotcnica Una vez analizados y georreferenciadas las tomografas ssmicas y con la informacin obtenida en el reconocimiento de campo, se procedi a elaborar cada perfile estratigrfico y de meteorizacin como base de referencia para la zonificacin geotcnica de los tneles. Para la descripcin estratigrfica de suelos y formaciones superficiales que afloran en los taludes aledaos a portales y del cada perfil de meteorizacin del macizo rocoso, se sigui la metodologa de Deere y Patton (1971)1, cuyo esquema de clasificacin se presenta en la Tabla 3.1 y Figura 3.1 y es aplicable tambin a rocas sedimentarias.

1 Deere, D. y Patton, F (1971). Estabilidad de Taludes en Suelos Residuales. University of Illinois, USA.p. 93-175,

Cuarta Congreso de Mecnica de Suelos y Cimentaciones, Puerto Rico. Vol. 1, Pg. 87-170.


Figura 3-1. Localizacin Perfil tpico de meteorizacin propuesto por Deere y Patton, 1971.

ZONA

IA

IB

IC

IIA

IIB

III

Roca ignea intrusivaRoca metamrficas

IAHorizonte A

IBHorizonte B

ICHorizonte C(Saprolito)

IIATransicion de

saprolitoa roca

meteorizada

IIBRoca

parcialmentemeteorizada

III Roca nometeorizada

II Rocameteorizada

I Sueloresidual

Suelos transportadosy coluviones

ZONA

Perfil de meteorizacin tpico para rocas metamrficas e igneas (Deere y patton, 1971).


Tabla 3.1. Descripcin de Horizontes de Meteorizacin.

DESCRIPCIN Propiedades fsicas

SUEL

O R

ESID

UA

L (I

)

Horizonte IA, horizonte superficial o zona de eluviacin; esta es la zona que ha sido empobrecida por la infiltracin de agua la cual transporta aguas abajo, materiales en suspensin o solucin. En este horizonte, a menudo se desarrollan texturas arenosas y su parte superior es rica en material orgnico.

Permeabilidad alta Resistencia al corte baja a

mediana 0% ncleos recuperacin

Horizonte IB, zona de iluviacin o zona de deposicin de los materiales slidos que han sido transportados del Horizonte A. es generalmente de color oscuro, rico en minerales con tamao de grano dentro del margen de las arcillas por lo cual tiende a ser muy impermeable; ha sido despojado por lixiviacin de sus constituyentes solubles originales. El horizonte B est alterado hasta tal punto que existe muy poca indicacin del material materno y ninguna de la estructura original de la masa rocosa.

Permeabilidad baja Resistencia al corte baja 0%

ncleos recuperacin

Horizonte IC, se reconoce por las estructuras originales de la roca, pero a pesar de ser estas evidentes, el material se tipifica ms como suelo que como roca. Las estructuras heredadas de la roca incluyen diaclasas, fallas, estratificaciones y minerales que tienen orientaciones idnticas a las de sus posiciones relativas originales. Los feldespatos son convertidos en caoln u otros minerales arcillosos; las micas son parcial o totalmente degradadas y en general todos a excepcin del cuarzo se presentan alterados. La persistencia de las estructuras heredadas de la roca madre resulta en planos de debilidad, los cuales son mucho ms continuos y numerosos que en los suelos transportados. Predominan texturas limoarcillosas y limoarenosas. Saprolito es el trmino que comnmente se aplica a este nivel de suelo residual. El contenido de ncleos de roca es de menos del 10% de su volumen. Cuanto el tamao del grano predominan los limos y arcillas, puede ser muy compresible particularmente cuando son micceos y por lo comn son muy susceptibles a la erosin subsuperficial y subterrnea.

Permeabilidad media Resistencia al corte baja a

media 0-10% ncleos recuperacin

RO

CA

MET

EOR

IZA

DA

(II

)

Horizonte IIA, zona de transicin roca altamente meteorizada con amplios lmites de las propiedades fsicas de sus componentes. El suelo que rodea los ncleos de roca es una arena de grano medio a grueso. Cuando se perfora se presentan a menudo prdidas de agua.

Permeabilidad alta Resistencia al corte media a

baja 10-90% ncleos recuperacin. RQD: 0 a 50%

Horizonte IIB, Roca parcialmente meteorizada, presenta una notable decoloracin y algo de alteracin a lo largo de las diaclasas. Se presenta aumento en el diaclasado y apertura de diaclasas debido a la erosin y descompresin de los materiales.

Permeabilidad media a alta Resistencia al corte media a

alta >90% ncleos recuperacin.

RQD: 50 a 75%

RO

CA

FR

ESC

A

Horizonte III, Roca sana o fresca, los feldespatos y las micas se presentan inalterados y las diaclasas exhiben muy poca o ninguna oxidacin. Puede estar muy diaclasada por efecto de fallas regionales mas no alterada.

Permeabilidad baja a media Resistencia al corte muy alta 100% ncleos recuperacin.

RQD: > 75%


Si bien los efectos de la meteorizacin son ms notorios y evidentes en rocas cristalinas (gneas y metamrficas) al ser mineralgicamente ms susceptibles a la meteorizacin qumica, las rocas sedimentarias por estar en su mayora constituidas por minerales productos de desintegracin como cuarzo y arcillas, tienden a desarrollar suelos residuales ms delgados y menos transicionales; sin embargo tambin es evidente la diferenciacin de la meteorizacin de las rocas en profundidad, particularmente en la oxidacin de las paredes de discontinuidades como lo cita Deere y Patton en la descripcin de los horizontes IIA y IIB; aun cuando se presente interestratificacin de rocas blandas y duras. En estos casos en particular los rangos de RQD y recobro tienden a ser ms variables a los planteados en la Tabla 3.3 para la diferenciacin de los horizontes de meteorizacin pero se siguen manteniendo. Los perfiles de meteorizacin proyectados bajo las anteriores consideraciones fueron validados con los ensayos de refraccin ssmica ejecutados sobre los alineamientos de tneles, correlacionando las velocidades de ondas ssmicas con los horizontes de meteorizacin ya mencionados, segn la relacin presentada en la Tabla 3.2

Tabla 3.2. Correlacin de horizontes de Meteorizacin y Velocidades de Ondas P de refraccin ssmica.

Nivel o Tipo de Material Velocidades de Ondas P

Suelos (residuales y transportados) 0 a 800 m/s

Roca IIA alta a moderadamente meteorizada (zona de Transicin) 800 a 950 m/s

Roca IIB Parcialmente meteorizada 950 a 1.150 m/s

Roca III Fresca o sana 1.150 a 1.200 m/s

Finalmente, la informacin tomada en campo y procesada en la oficina fue consignada en los planos de diseo, procedindose con la definicin de zonas homogneas con base en criterios estructurales, litolgicos, morfolgicos y de presencia de zonas inestables. De la misma forma la cartografa geolgica regional fue ajustada segn las unidades reconocidas en campo, continuando con la elaboracin del informe final.

3.2 GEOTECNIA Las condiciones geolgicas locales se describen en funcin de los reconocimientos geolgicos realizados en afloramientos rocosos cercanos a los alineamientos de los proyectados tneles objeto de estudio. Para los perfiles de meteorizacin planteados se utiliz la metodologa de Deere y Patton2, que establece el grado de meteorizacin en funcin de los valores de RQD y recobro obtenido en sondeos o perforaciones (Tabla 3.3), as como la experiencia obtenida en proyectos bajo condiciones litolgicas y geomorfolgicas similares.

2 Deere, D. y Patton, F (1971). Estabilidad de Taludes en Suelos Residuales. University of Illinois, USA.p. 93-175,

Cuarta Congreso de Mecnica de Suelos y Cimentaciones, Puerto Rico. Vol. 1, Pg. 87-170.


Tabla 3.3. Clasificacin de horizontes de Meteorizacin Metodologa Deere y Patton.

Suelo/Roca Recobro RQD

Suelo IA 0 0

Suelo IB 0 0

Suelo IC 0 - 10 % 0 - 50 %

Roca IIA 10 - 90 % 0 - 50 %

Roca IIB Mayor a 90 % 50 - 75%

Roca III 100 Mayor a 75 %Roca sana o fresca, si presenta feldesatos y

micas son inalterados.

Descripcion

Horizonte superficial, zona de eluviacin,

texturas arenosas y es rico en materia

orgnica.

Zona de iluviacin, es impermeable, tamaos

de grano preferencialmente arcilloso, no

existen estructuras originarias de la roca.

Se reconocen estructuras originarias de la roca;

diaclasa fallas, estratificacin . Presenta

textura limoarcillosas y limoarenosas.

Zona en transicion de la roca altamente

metorizada, arena de grano medio a grueso,

generalmente hay perdida de agua.

Roca parcialmente meteorizada, presenta

alteracion en las diaclasa, erosion y

descompresion de los materiales.

3.3 CLASIFICACIN GENERAL DEL SUBSUELO SEGN NORMA NSR 2010

Teniendo en cuenta los resultados de las velocidades de onda S presentados en el modelos de capas y tomografa ssmica, es posible clasificar los perfiles del suelo (Tabla 3.4) segn la Norma Sismo Resistente 2010 NSR-10 (Tomado de la Tabla A.2.4-1 de la Norma Sismo Resistente 2010 NSR-10).


Tabla 3.4. Localizacin Clasificacin de los perfiles de suelo.


4. GEOLOGA

4.1 GENERALIDADES En ste captulo se describe la geologa regional y local del Tnel Alto del Pozo a construir en el rea de Norte de Santander sobre el corredor de la proyectada doble calzada Ocaa Ccuta (Ruta 70), incluyendo la estratigrafa, la geologa estructural, las condiciones hidrogeolgicas, y finalmente, las condiciones geolgicas anticipadas durante la excavacin. El modelo geolgico que aqu se presenta corresponde a una interpretacin basada en datos de superficie y de la informacin secundaria regional. Se piensa que las rocas de la formaciones descritas en el Departamento de Norte de Santander formaban parte de una provincia tectono-estratigrfica ancestral que se encontraba unida al Escudo de Guayana (Irving, 1971; Kroonenberg, 1982; Clavijo, 1994), sin descartarse que ya existiera como una unidad precmbrica alctona con respecto al escudo (Etayo et al., 1983; Gonzlez et al., 1988; Toussaint y Restrepo, 1989). El rea donde se encuentra el tnel corresponde al corredor vial que de Ocaa comunica con Ccuta dentro del Macizo de Santander. A nivel regional en esta rea se encuentran afloramientos de rocas del pre-Devnico, principalmente por rocas metamrficas de la formacin Silgar y rocas gneas del Jursico como cuarzomonzonitas y granodioritas. En el sector donde se presenta el diseo del tnel, existe un alto grado de plegamiento y fracturamiento, originando anticlinales y sinclinales muy apretados, adems de la presencia de diferentes fallas, que indica una gran actividad tectnica reciente.

4.2 GEOLOGA HISTRICA El rea correspondiente a la plancha 86 de Abrego, est ubicada dentro de la zona septentrional del Macizo de Santander. Este macizo est compuesto por rocas metamrficas de las Formaciones Neis de Bucaramanga, Formacin Silgar, Ortoneis, e intrusivos asociados. Ward et al., (1973), realizaron una descripcin completa sobre la historia geolgica generalizada del macizo, donde se distinguen rocas sedimentarias sin metamorfismo regional, con fsiles, los cuales se han ubicado entre el Devnico Medio y el Prmico; por lo que se infiere, que las formaciones metamrficas existentes (Neis de Bucaramanga, Silgar y el Ortoneis), que constituyen el basamento, son previas a estas y se consideran Pre-Devnicas. La ausencia de fsiles y de dataciones radiomtricas, ha dificultado la interpretacin de la historia de la Formacin Neis de Bucaramanga. Se posee una datacin de 945+/- 40 m.a en K-Ar. Un solo dato de edad Precmbrica, que si se tiene en cuenta la compleja historia geolgica que ha sufrido dicha formacin, no aporta ninguna informacin definitiva. Ward et al., (1973) utilizaron esta datacin para establecer correlacin con rocas de la Sierra Nevada y de la Cordillera Oriental en base a litologa y, a otras dataciones que dan edades del mismo orden. Basados en esto, aceptan la edad de 950 m.a. como la poca de un evento orognico donde probablemente, se metamorfizaron las rocas del Bucaramanga.


Un cuerpo diortico, con una edad de 413+/- 30m.a. (K-Ar) est evidenciando la presencia de intrusiones posiblemente relacionadas con el evento orognico que Ward et al., (1973) postularon para el Ordovcio Silrico y del Devnico Inferior. Entre el Prmico Superior y el jursico se encuentran ubicadas las rocas gneas cuarzomonzonticas y volcnicas que cubren la mayor parte del rea. Estas ltimas se encuentran intercaladas y cortando las formaciones sedimentarias del Jursico. Existe una datacin en K-Ar, en una riolita (127+/- 6 m.a.) que podra estar indicando las etapas finales de este evento volcnico ya que no se encontraron en el rea sedimentos cretceos afectados. El intrusivo cuarzomonzontico en el rea, no ha sido datado an, sin embargo ms al S, rocas correlacionables en base a continuidad litolgica, han sido datadas por el mtodo K-Ar. Estas dataciones, invariablemente indican un evento orognico, aparentemente sin metamorfismo, entre el Prmico y el Jursico. Al conjunto de intrusivos, Ward et al., (1973) lo denominaron Grupo Plutnico de Santander. Una serie de conglomerados de espesor pequeo (50 m), los cuales no se consideraron cartografiables, evidencia los ltimos perodos de levantamiento y erosin, con una etapa posterior de sedimentacin marina en el Cretceo Medio que contina con algunas interrupciones, segn Ward et al., (1973), en las etapas antes, durante y despus de la depositacin de la Formacin la Luna, aunque estas formaciones ya no se distinguen en el rea correspondiente al corredor del tnel. No hay evidencias de sedimentacin terciaria en esta parte del macizo, excepto por una secuencia de areniscas y conglomerados en los alrededores de Ocaa, La Playa y Abrego, la cual se ha ubicado en el Terciario Superior. La razn de esta ausencia se debe al continuo levantamiento de la cordillera en este perodo. Escasos depsitos cuaternarios de origen aluvial y coluvial se encuentran en la zona, reflejando pocos eventos de carcter fluviotorrencial y fluvioglaciar en el pasado reciente y subreciente.

4.3 GEOLOGA REGIONAL Geolgicamente, el territorio de Norte de Santander se caracteriza por presentar una variada gama de unidades litolgicas. En trminos generales se tienen las rocas metamrficas que constituyen el basamento de la cordillera Oriental y que corresponden a los neises, anfibolitas, migmatitas y granulitas de edad Precmbrica, y a los esquistos y filitas que se agrupan en la Formacin Silgar de edad Paleozoico Inferior. Tambin se tienen rocas gneas intrusivas, de composicin grantica a diortica, originadas por eventos que tuvieron lugar entre el Devnico-Carbonfero y el Trisico-Jursico, as como riolitas y diques diabsicos y andesticos ms jvenes. Se presenta a continuacin la descripcin generalizada de las unidades litolgicas involucradas en el corredor Ocaa Ccuta, de la ms antigua a la ms reciente y que guardan relacin con el corredor del tnel a construir.


4.3.1 Precmbrico y Paleozoico A nivel regional las rocas metamrficas de alto, medio y bajo grado, pertenecientes a las formaciones Neis de Bucaramanga, Silgar y Ortoneis, evidencian la ocurrencia de eventos orognicos por su presencia en la superficie implica y el alto nivel de erosin a que ha sido expuesto el Macizo de Santander durante el largo perodo de su historia geolgica. 4.3.1.1 Formacin Neis de Bucaramanga Esta formacin toma su nombre de la capital de Santander, fue definida por Ward et al., (1973), quienes le dieron el nombre a una secuencia de rocas afectadas por metamorfismo regional, con una litologa predominante tipo neis. Se trata de una secuencia estratificada de rocas metasedimentarias de alto grado de metamorfismo que consisten principalmente de paraneis peltico, semi-peltico y arenceo, esquisto y cantidades subordinadas de neis calcreo, mrmol, neis hornblndico y anfibolita. El Neis de Bucaramanga tambin incluye zonas de migmatita de dos tipos, una, en la cual el paraneis est mezclado con roca grantica nisica y otra, donde ambos estn cortados por muchas masas pequeas de granito no foliado de edad mucho ms joven (Ward et al., 1973). Reposando discordantemente sobre esta formacin, aflora la unidad metamrfica del Silgar, en una pequea cua, en Brotar cerca a la Falla de Bucaramanga. Hacia el NW, est suprayacida por rocas sedimentarias del Jursico pertenecientes a la formacin Bocas y areniscas Devnicas, estas ltimas cercas de Guamalito (Municipio del Carmen). Su edad puede ir del Precmbrico al Paleozoico Inferior; la litologa est constituida por neises anfiblicos, neises cuarzo-feldespticos, anfibolitas, algunos mrmoles y cuarcitas; est afectada por abundantes diques riolticos y bsicos en menor proporcin. 4.3.1.2 Formacin Silgar Fue definida por Ward et al., (1973), toma su nombre de la quebrada Silgar, al oeste de Cachir en el NE del Departamento de Santander. En esta quebrada, afluente del Ro Cachir, la formacin est bien expuesta en una franja de 15 km de ancho y comprende: Una secuencia de rocas clsticas metamorfoseadas con capas delgadas, cclicamente estratificadas que consta de pizarra, filitas, metalimolitas, metarenisca impura, metawaca y metawaca guijarrosa con menores cantidades de pizarra y filita calcrea (Ward et al 1973). Est constituida principalmente por filitas y en menor proporcin esquistos, generalmente con intercalaciones de metareniscas, cuarcitas y metalimolitas, pero predominan filitas verdes con intercalaciones de filitas verdes y rojizas las cuales presentan contenido micceas, con moscovita, clorita y cuarzo, con buena foliacin y brillo sedoso cuando se encuentra roca fresca. El cuarzo se distingue en proporciones variables.


Hay presencia de filitas negras las cuales varan en tonalidades negras a grises, son de grano fino con buena foliacin, su composicin principal incluye cuarzo y materia carbonosa (grafito). Los esquistos son de color gris a gris verdoso a verde, con buena foliacin, micceos, con predominio de muscovita, adems de biotita clorita y cuarzo. Tanto los esquistos como las filitas muestran una coloracin rojiza al sufrir los procesos de meteorizacin. Las filitas son predominantes a los esquistos. Las metareniscas varan en color gris blanco a gris pardo, con frecuente oxidacin, son duras, cuarzosas, generalmente tienen feldespato (caolinizado) y micas muscovita. Es posible observar estratificacin cruzada en algunos niveles. Se encuentra intruida por rocas gneas juratrisicas, suprayace la Formacin Neis de Bucaramanga y se encuentra intruida por la unidad Ortoneis, por lo que se ha considerado que la edad de esta formacin es del Pre-Devnico (Ward et al 1973). Esta formacin consta en su totalidad el sustrato rocoso del rea del corredor del tnel, donde se identificaron principalmente filitas, filitas esquistosas y en menor proporcin algunas zonas con metareniscas y esquistos grafitosos.

4.3.2 Jursico A nivel regional los complejos gneo extrusivos se encuentran ampliamente distribuidos alrededor del rea de estudio, estas estn incluidas en el Grupo Plutnico de Santander, y su composicin vara desde tonalitas grises (ms mficas) hasta cuarzomonzonitas y granitos de color rosado. 4.3.2.1 Cuarzomonzonita Es el mayor cuerpo intrusivo dentro del rea referente a la Plancha 86, este cuerpo de dimensiones batolticas, en la regin sur es denominado Batolito de Rionegro por Ward, et al. (1973), mientras que al norte es conocido con el nombre de Batolito de Ocaa. Est compuesto principalmente por cuarzomonzonita con variaciones locales de granito, granodiorita espordicamente a tonalita, las dos primeras son ampliamente predominantes. La cuarzomonzonita es de color rosado a gris clara, de grano grueso equigranular a subporfirtica, presentando fenocristales de feldespato rosado y en algunos casos de plagioclasa, este presenta varias zonas de alteracin hidrotermal. La textura puede llegar a variar de grano fino a grueso con predominio del grano medio, con escasas zonas pegmatticas. La composicin vara de granito a cuarzomonzonita, con predominio de esta ltima que se considera como roca caracterstica de etapa intrusiva, es una roca dura, clara, con feldespatos rosados, blancos y verdosos adems de cuarzo y algn ferromagnesiano (biotita, clorita). Se encuentra atravesada por diques de composicin silcea a bsica con una distribucin irregular u in espesor variable, estos diques se describen en forma separada. El intrusivo al meteorizarse da como producto suelos espesos areno-arcillosos, color blanco a blanco amarillento con contenido micceo (mica moscovita).


4.3.2.2 Granodiorita En la regin nororiental de la Plancha 86, aflora un cuerpo de granodiorita, el cual en el sentido norte-sur alcanza aproximadamente 25 km de longitud y un ancho mximo de 10 Km; el intrusivo es cortado por la carretera Ro Tarra - Alto El Santurrn y por el carreteable que de ste ltimo sitio, conduce al Municipio de Villa Caro, fuera del rea estudiada. La granodiorita se halla encajada, casi en su totalidad, en rocas metamrficas de bajo a medio grado de la Formacin Silgar; la zona sur del intrusivo est cubierta por sedimentos del Girn y en el Llano de paramillo, areniscas del Cretceo inferior descansan sobre l; un retazo de estas areniscas se encuentra en el Alto del Judo en la misma posicin. Cerca al contacto con el Silgar el intrusivo contiene xenolitos de esta formacin. En consideracin a que los varios cuerpos plutnicos parecen corresponder a un mismo evento magmtico, se le asigna a la granodiorita una edad Jursico. Este intrusivo se presenta en los alrededores del portal de entrada del tnel del Alto del Pozo al occidente del rea de estudio conformando morfologas colinadas de menor pendiente a la del Silgar y con suelos residuales espesos altamente erosionables. Fotografas 1, 2 y 2.

Fotografa 1. Morfologa colinada de Granodiorita, y terracetas por sobrepastoreo, al fondo Cerro Alto del Pozo o del Brujo en cercanas al portal de salida del tnel Alto del Pozo.

Fotografa 2 y Fotografa 3. Suelos residuales arenolimosos gruesos de Granodioritas del Batolito de Ocaa, altamente erosionables PR72 Va Abrego Alto del Pozo.

Fuente: CEV, 2015

P.S. Tnel Alto del Pozo

Silgar

Granodiorita


4.3.3 Cuaternario 4.3.3.1 Depsitos Coluviales (Qc) Corresponden a depsitos coluviales de ladera y pie de ladera de carcter local y superficial con extensiones menores a 1 ha, predominando texturas arcillosas englobando bloques gneo - metamrfico de diverso tamao.

4.3.3.2 Depsitos aluviales (Qal) Se forman a partir de las quebradas y ros del rea en estudio que aportan abundante material detrtico, el cual es depositado en forma de abanicos. Los depsitos estn constituidos por cantos redondeados que varan en tamao dentro de una matriz areno-arcillosa. La principal zona identificada con este tipo de materiales en la zona de estudio se localiza sobre el Valle del Ro Tarra, conformando depsitos aluviales de lecho de cauce (Qal) y terrazas aluviales medias (Qt) al occidente del Alto del Pozo. 4.3.3.3 Depsitos antrpicos (Qant) Los depsitos antrpicos se forman por procesos humanos, bsicamente acumulacin de materiales aledaos a la va existente para la ubicacin de viviendas e infraestructura conexa; sin embargo su grado de consolidacin es muy bajo.

4.4 GEOLOGA ESTRUCTURAL La zona de estudio se localiza dentro de la provincia tectnica del Macizo de Santander, en su extremo norte, constituido por el Bloque de Ocaa, caracterizado tectnicamente por presentar un estilo estructural de fallas que generan bloques menores, separados por fallas inversas en direccin predominantemente SW-NE. El Bloque de Ocaa se presenta como un bloque levantado, que ocupa el sector nororiental del departamento; est constituido esencialmente por rocas gneas trisico-jursicas y metamrficas precmbricas y paleozoicas. Este bloque est limitado al occidente por la Falla Bucaramanga-Santa Marta y al oriente por las Fallas de Baraya (sur), Mutiscua (centro) y Las Mercedes (Norte). Las rocas metamrficas se presentan en franjas alargadas, afectadas por cuerpos intrusivos-extrusivos y en una direccin aproximada NS, la cual junto con la foliacin, indican la orientacin regional (NS- NNW) pero no presentan estructuras grandes que resaltar sino replegamientos locales. Dentro del Bloque de Ocaa en su extremo norte, el anlisis estructural regional permite identificar tres sistemas preferenciales de estructuras; el primero con direccin N15-45W asociado al sistema de fallas Bucaramanga Santa Marta y de mayor incidencia sobre el costado occidental del Bloque; el segundo con direccin NNE asociado al Sistema de Fallas de Las Mercedes Gramalote predominante en la parte central y oriental del macizo y un tercer sistema con direccin preferencial NEE transversal a los dos anteriores representado por fallas como las de Casitas y Paramillo. Figura 4.1


Figura 4-1. Estructuras Regionales. Recuadros en amarillo localizacin Tnel Alto del Pozo

Fuente: Planchas 86, Cuadrngulo G13 y Plancha 5-06 (Atlas Geolgico)

4.4.1 Falla de Bucaramanga

Se observa al SW de Ocaa, con una direccin N10W, pasando por los municipios de Ro de Oro, Brotar, El Carmen, Guamalito, en una extensin de unos 60 Km hasta salir de la zona por la parte media oeste, con una direccin N20W. Se presenta como caracterstica un trazo recto y fcil de distinguir, no solamente en fotografas areas, sino tambin en los mapas topogrficos. La Falla de Bucaramanga se considera como una gran falla de rumbo, con el bloque E de la falla movindose hacia el N; aunque segn Ward et al, (1973), presenta grandes desplazamientos verticales. En cuanto a su edad solo se puede decir que es posterior al Neis de Bucaramanga, con movimientos en las orogenias siguientes, algunos de ellos relacionados con el levantamiento del macizo. Esta falla pone en contacto unidades Pre-Devnicas con unidades Jursicas, lo que indica un desplazamiento vertical; en cuanto al desplazamiento horizontal, no existen en el rea argumentos para demostrar este movimiento. Su trazo principal se encuentra distante aproximadamente 34 Km al occidente del portal de entrada del Tnel del Alto del Pozo, encontrndose asociadas con la misma direccin las fallas de Algarrobo, Veguitas y Hacar. Figura 5.

4.4.2 Falla Hacar o Haca Est localizada al SE, con unos 30 Km de largo y una direccin NW. Entra en el rea por la esquina SE, pasa por el N del Municipio de Hacar y luego es desplazada por una falla pequea de direccin NS para ms adelante unirse con la Falla de San Calixto. Afecta las rocas del Batolito de Agua Blanca ponindolas

N


en contacto con rocas de la Formacin Silgar y del complejo Intrusivo - Extrusivo; y a estas ltimas con rocas sedimentarias de la Formacin Girn. Su trazo se localiza aproximadamente a 11 Km al noreste del portal de salida del tnel Alto del Pozo.

4.4.3 Falla Los Llanos Pasa por el extremo NW de la zona de estudio, con una direccin NNE, en una extensin de unos 25 Km, siguiendo el curso de los ros Borra en el norte y Oroque en el sur, afectando rocas Pre-Devnicas de la Formacin Silgar, rocas volcnicas Jursicas y rocas sedimentarias de la formacin Jordn. Corresponde a una Falla de tipo normal y se localiza a 18 Km aproximadamente del portal de entrada del Tnel Alto del Pozo.

4.4.4 Sistemas de Fallas Las Mercedes - Morronegro El sistema de Fallas de Morronegro Las Mercedes comprende varias fallas en la esquina nororiental de la Cordillera Oriental de Colombia, limita el bloque de Ocaa al este y presenta un cambio de direccin de NW a N. Desplaza rocas del Paleozoico y Cretcico. El componente vertical se invierte, en el norte el bloque oeste es levantado y el lado este es levantado hacia el sur. El movimiento es sinestral en el sur y dextral en la parte norte. Hacen parte de una amplia zona de fallas curvas que cambian su rumbo de NW a N y NE al ingresar a Venezuela, por lo que se consideran una extensin de la Falla de Bocno. El trazo es marcado por escarpes prominentes continuos, alineacin de drenajes, depresiones estructurales, alineacin de cuchillas y valles, escarpes degradados y levantamientos locales. El sentido de la inversin vara desde noroeste en el sur a norte - sur y noreste en la parte norte donde se dirige hacia la falla de Bocon en Venezuela. La Falla de Las Mercedes presenta un desplazamiento aproximado de 2400 m y pone en contacto rocas cristalinas precmbricas al oeste con rocas sedimentarias cretceas y terciarias al este. Es una falla de cabalgamiento de direccin N-S con un ngulo de 30 aproximadamente con una inclinacin al occidente. Su trazo se localiza aproximadamente 17 Km al este del portal de Salida del Tnel del Alto del Pozo.

4.4.5 Falla Las Minas Se presentan al NNW del rea con una extensin de unos 30 Km y una direccin NS hasta salir por el N. Afecta en su mayor parte las rocas del complejo Intrusivo-extrusivo. Hacia el S, las pone en contacto con sedimentos devnicos y estos a su vez con rocas de la Formacin Silgar. Falla de tipo normal.

4.4.6 Falla San Calixto Se presenta con una extensin de unos 25 Km y una direccin NNW. Se desprende de la Falla de Hacar con la que se une despus de pasar por el Municipio de San Calixto y se contina hasta ser truncada por una falla ms grande de direccin NE. Pone en contacto rocas del complejo Intrusivo-Extrusivo con rocas metamrficas de la Formacin Silgar y rocas del Cretceo con rocas Pre-Devnicas del Silgar. Falla de tipo normal.


4.4.7 Falla del Tarra Se localiza al noroeste dela ciudad de Cucuta y la Falla Las Mercedes, es considerada una falla inversa, con inclinacin al W, se extiende unos 40 Km desde la Falla de San Calixto, con una direccin aproximadamente NNE y en forma paralela pero alejada al cauce del Ro Tarra, hasta el Ro Catatumbo donde termina contra otra falla. Esta falla pone en contacto las rocas del complejo gneo-metamrfico con las de las formaciones cretcicas y a stas entre s. Sus expresiones morfolgicas son muy fuertes a lo largo de la base de los cerros al frente del occidental del valle del Tarra. De acuerdo a la fuerte seal topogrfica de los escarpes, se sugiere que tan activa como otras fallas del cuaternario en la regin.

4.4.8 Falla de Paramillo Falla de aproximadamente 32 Km de longitud identificada por el Servicio Geolgico Nacional, con una menor longitud con direccin N20E, pero que por fotointerpretacin de rasgos geomorfolgicos se extiende hacia el Cerro El Brujo y la zona de influencia del Tnel en estudio con direccin N80E. Esta estructura es la responsable de la responsable de la preservacin de rocas cretcicas en el Llano de Paramillo, de carcter normal con su bloque oriental hundido que hacia el noreste atraviesa granodioritas del Batolito de Ocaa y continua luego afectando rocas del Silgar en la zona del proyectado tnel para ser interceptada en su parte final por la falla de Haca o Hacar. Esta falla es la de mayor relevancia para el Tnel en diseo, particularmente en el sector del portal de entrada donde lo intercepta en forma subparalela.

4.5 SISMICIDAD Dada la tectnica de la zona de estudio, sta se puede caracterizar como de amenaza alta, segn NCR-10, teniendo valores de aceleracin Aa (g) en un rango de 0.25 a 0.35 segn Mapa Zonas de Amenaza Ssmica y Mapa de Valores de Aa (g). En la Figura 4.2 y la Figura 4.3 se observa la localizacin del rea en estudio sobre el Mapa de Zonificacin Ssmica y sobre el Mapa de Aa.

Figura 4-2. Mapa de Zona de Amenaza Ssmica. Recuadro negro localizacin rea de estudio.

Fuente: NCR-10


Figura 4-3. Mapa de Valores de Aa. Recuadro rojo localizacin rea de estudio.

Fuente: NCR-10

A nivel regional hay dos fuentes sismo gnicas que influyen en la zona de influencia, la cuales pertenecen a la Falla de Bucaramanga-Santa Marta y al Sistema de Fallas Frontales de la Cordillera Oriental. El sector NE de Colombia tambin reviste un gran inters por ser una zona de lmite de placas con la conformacin de la micro placa Maracaibo limitada por las fallas mayores activas de Oca al norte en sentido EW, Bucaramanga Santa Marta, al occidente en sentido NW-SE y Bocon al oriente en sentido NE-SW.

A partir de los resultados tomogrficos de Londoo J.M., (2010) se propone un modelo donde la placa Caribe parece presentar un plano de subduccin arqueado en forma de herradura. En la parte oeste estara ubicado el Nido de Bucaramanga, el cual se propone como producto de la subduccin de la Placa Caribe bajo la placa de Suramrica.

En el modelo se sugiere que la Falla Bocon es un rasgo estructural sobresaliente en la regin, ya que como sostiene Osorio et al (2008), esta falla crea una presin sobre el Macizo de Santander y deforma

REGIN Aa

1 0.05

2 0.10

3 0.15

4 0.20

5 0.25

6 0.30

7 0.35

8 0.40

9 0.45

10 0.50


las rocas, generando acortamiento en el lado oriental del macizo (zona de alta velocidad de la onda P) y extensin en el lado occidental (zona de baja velocidad de la onda P). La zona de alta velocidad Vp asociada a la actividad en el sector oriental de esta falla, es relativamente amplia, lo que sugiere una perturbacin de la corteza en dicho sector. Otro rasgo importante es la interaccin de las Fallas Chitag y Bocon. Al parecer el sector donde se cruzan dichas fallas origina una zona de acumulacin de esfuerzos. Este sector es de mucha importancia para la regin, dado que all se gener el sismo de Arboledas en 1950 que destruyo a esta poblacin y afect fuertemente a Ccuta. Por esta razn, es importante considerar esta interaccin de fallas en los planes de ordenamiento urbano y trabajos de amenaza ssmica. Adicionalmente, con el calcul de la porosidad para la parte superficial (2km) a partir de las velocidades obtenidas para ondas P y S (Figura 4-8), se pudo ver que la zona al W de Ccuta es una zona de alta porosidad en los primeros 2 km de profundidad, que podra estar relacionada con las Falla Chitag, lo que sugiere que esta zona es de especial inters para evaluar la amenaza ssmica.

Antecedentes y estudios geolgicos muestran de manera clara que Norte de Santander guarda en su historia sucesos ssmicos como los acontecidos en 1644, 1796, 1875, 1950 y 1952 muchos de los cuales quedaron registrados en la Red sismolgica Nacional de Colombia encargada del monitorio este tipo de actividad ssmica. Figura 4.4

Figura 4-4. Localizacin de epicentros registrados por la Red Sismolgica Nacional de Colombia.


4.5.1 Sistemas Estructurales Se describen a continuacin las fallas regionales y su posible relacin como fuente de amenaza ssmica para el rea en estudio, pues al ser consideradas como fallas activas que modifican o han modificado rasgos geomorfolgicos recientemente (Cuaternario), podran tener impacto en la construccin de vas y tneles si llegasen a presentar fuertes movimientos o desplazamientos (Figura 4.4): 4.5.1.1 Sistemas Falla Bucaramanga - Santa Marta Forma parte de los principales rasgos estructurales del Noroeste de Colombia y la principal fuente de amenaza smica para el corredor vial objeto de estudio, distancindose su trazo principal entre 56 Km aproximados con respecto del proyecto. El sistema de fallas est relacionado con el levantamiento de la Cordillera Oriental, originndose su movimiento durante el Terciario Tardo al Mioceno y continua su actividad durante el Cuaternario, cuanod se registra la edad de su ltimo movimiento. La principal actividad cuaternaria de esta falla es Pre-holocena. Tiene una taza de desplazamiento moderada, que calculada con base en la geometra resultante de rasgos morfoneotctnicos no supera los 0.2mm/ao. Este sistema de fallas se reconoce por desarrollar rasgos topogrficos lineales. El abanico de Bucaramanga, muestra evidencias de desplazamientos sinestrales que se incrementan gradualmente hacia el sur. El grado de diseccin de la superficie del abanico tiene en promedio un desplazamiento vertical de 20m. Otros rasgos de este sistema de fallas, son facetas triangulares, escarpes de falla, corrientes desplazadas y fuertes saltos en pendientes. Son menos comunes desplazamientos de superficies de erosin cenozoicas, como en el Pramo de Berln. 4.5.1.2 Sistema de Fallas Servit Chitag Pamplona Es el conjunto de varias fallas ubicadas en los alrededores del corredor vial en estudio, de carcter inverso y escalonado que pasan por el flanco oriental de la Cordillera del mismo nombre con direccin NNE. A este sistema pertenecen las fallas de Pamplona, Chitag, Brahmon y Las Mercedes cuyos trazos principales se encuentran a distancias de 2 a 15 Km del corredor vial, siendo las ms cercanas la Falla de Pamplona, y la Falla Chitag. Se destaca la Falla de Chitag, como la ms larga del flanco oriental del Macizo de Santander con un desplazamiento vertical mnimo de 2300 m, determinndose rasgos de actividad reciente, a partir de las cuales han estimado que la falla tiene una actividad de baja a moderada. 4.5.1.3 Falla de Bocon En Venezuela, el lmite entre las Placas del Caribe y Suramrica est definido por la alta sismicidad que ocurre entre Caracas y San Cristbal, siguiendo el trazo de la Falla de Bocon. En Colombia su rumbo es N35W, est situada a 12 Km al sur de Ccuta y alrededor de 40 Km de la zona en estudio; la falla cabalga calizas y areniscas del Cretceo sobre areniscas y calizas del Mioceno Plioceno. El carcter de la Falla de Bocon es inversa con componente de rumbo y un desplazamiento de tipo dextro lateral, con tazas de desplazamiento de 8 a 10 mm/ao. Se destacan los sismos ocurridos en


febrero 4 de 2014 de magnitud 5 a 5.3 y profundidades de 8 a 10 Km posiblemente asociados a este sistema de fallas regionales. En la Figura 4.5 se observa las Principales Sistemas de Fallamiento de Colombia, adems se ve la localizacin del rea en estudio de color azul turquesa, en el Departamento de Norte de Santander. Figura 4-5. Principales Sistemas de Fallas y la localizacin del rea de estudio en el Departamento de Norte de Santander.


4.6 HIDROGEOLOGA REGIONAL En este numeral se describe el marco hidrogeolgico regional del rea de estudio, teniendo como base la informacin geolgica del rea del proyecto, presentada en los numerales anteriores y la informacin secundaria disponible a nivel regional y nacional. El territorio nacional ha sido dividido en provincias hidrogeolgicas tomando como referencia el mapa geolgico base de Colombia. Estas unidades tectono-estratigrficas corresponden a eventos geolgicos nicos cuyos lmites fsicos estn marcados por megafracturas de orden regional ampliamente documentadas en los estudios geolgicos del pas. Las unidades geolgicas delimitadas se han convertido en provincias hidrogeolgicas de acuerdo con las posibilidades de las rocas de almacenar y permitir el paso del agua (porosidad y permeabilidad) complementando la informacin geolgica con el Atlas hidrogeolgico de Colombia (ibd.).3 Con base en la divisin en provincias y utilizando cartografa geolgica e informacin ms detallada, fueron delimitados los sistemas acuferos de Colombia. La codificacin se asocia al tipo de provincia, de tal manera que un SAM4.1 corresponde a un Sistema Acufero Montano (SAM) de la Provincia Hidrogeolgica Montana PM4. El ltimo dgito es un consecutivo. De esta manera se cuenta con una propuesta de clasificacin y codificacin de sistemas acuferos ligadas a provincias hidrogeolgicas que no cambiarn de denominacin y cuyos lmites son aceptados por la comunidad geolgica por tratarse de megafracturas de fcil reconocimiento en imgenes y cartografa. La afinacin de lmites de los sistemas acuferos, la integracin de acuferos a un sistema acufero o su desagregacin corresponde a ejercicios que tendrn que desarrollarse en el futuro como parte del conocimiento hidrogeolgico del pas. Una vez realizada la divisin en provincias hidrogeolgicas a partir de los criterios tcnicos ya mencionados, se observa que estas unidades hidrogeolgicas pueden agruparse y codificarse en tres grupos de acuerdo con suposicin geogrfica. La letra P corresponde a la provincia y las letras C, M y P corresponden a las provincias hidrogeolgicas costeras, montanas e intramontanas y pericrtonicas, respectivamente. A este nivel, la zona de estudio se encuentra ubicada en la Provincia hidrogeolgica Intramontana del Catatumbo (PM5). Figura 4.6. Esta provincia junto a la del Valle Medio del Magdalena se localizan en los flancos oriental y occidental de la cordillera Oriental infrayacidos por el basamento cristalino de la cordillera o Macizo de Santander. A un nivel ms detallado se han identificado 44 sistemas acuferos en el territorio nacional, los cuales han sido clasificados y codificados de acuerdo con la provincia hidrogeolgica donde se encuentran; de estos seis sistemas acuferos montanos e intramontanos se localizan en la cordillera Oriental, que corresponden a acuferos clsticos desarrollados en rocas sedimentarias con buenas posibilidades en las secuencias cretcicas, Palegeno-Negeno y sedimentos recientes del cuaternario (INGEOMINAS, 1988a), para la Provincia del Catatumbo solo se registra el Sistema Acufero Ccuta Villa del Rosario (SAM5-1). Figura 4.7

3 Zonificacin y Codificacin de Unidades Hidrogrficas e Hidrogeolgicas de Colombia, IDEAM, 2013.


Figura 4-6. Provincias Hidrogeolgicas Montanas e Intramontanas de Colombia

Fuente: Zonificacin y Codificacin de Unidades Hidrogrficas e Hidrogeolgicas de Colombia, IDEAM, 2013

Figura 4-7. Localizacin de la Zona de estudio (Circulo amarillo) dentro del Acufugo del Macizo de Santander

Fuente: Zonificacin y Codificacin de Unidades Hidrogrficas e Hidrogeolgicas de Colombia, IDEAM, 2013

Dentro de las investigaciones encaminadas a mejorar y detallar el conocimiento hidrogeolgico el Servicio Geolgico Colombiano (SGC) ha elaborado mapas de diferenciacin de rocas sedimentarias y depsitos recientes con fines hidrogeolgicos. Figura 4.8. La secuencia PEM correspondiente a la zona de estudio se clasifica como rocas metamrficas paleozoicas y precmbricas con o sin aporte volcnico, lo cual concuerda con la cartografa geolgica local y regional al identificarse a la formacin Silgar como el sustrato rocoso del tnel en estudio,


correspondiente a filitas, filitas esquistosas y localmente metareniscas, rocas con muy baja a nula permeabilidad primaria, clasificadas acertadamente como Acuifugos (rocas impermeables que no permiten el flujo de agua subterrnea).

Figura 4-8. Mapa de diferenciacin de rocas sedimentarias y depsitos recientes con fines hidrogeolgicos. En crculo amarillo zona de estudio.

Caracteristicas Litolgicas

Qc Materiales cuaternarios de ambiente continental, arenas,

gravas y limos

K1 Rocas sedimentarias de ambientes marinos, depositadas

en diversas epocas del Cretcico.

Tc1 Rocas sedimentarias de ambientes continental,

depositadas en diversas epocas del terciario.

PEM Rocas metamrficas paleozoicas, precmbricas con o sin

aporte volcnico

Fuente: Regiones Hidrogeolgicas de Colombia, IGAC, 2002.

4.7 Condiciones GEOMECNICAS

Aprovechando la informacin secundaria obtenida en etapas de exploracin de otros proyectos viales en el departamento de Santander, que involucran ensayos de laboratorio para identificar la resistencia mecnica de diferentes tipos de roca, se realiz la compilacin de aquellos datos que por pertenecer a rocas de las mismas formaciones que se encontraran en el Tnel Alto del Pozo, o formaciones muy similares, pueden ser tiles para inferir en primera instancia las condiciones y resistencia de macizo rocoso para el tnel. A continuacin se presenta el resumen de los datos de resistencia a la compresin simples y esfuerzos tangentes obtenidos de esos ensayos, haciendo nfasis en las formaciones en las cuales se tomaron y sus equivalentes en este proyecto. Tabla 4-1.

Tabla 4.1. Informacin Geomecnica bsica de referencia.

(Ton/m3)

Med Min Med Max Min Med Max

Pds

Formacin Silgara:

Esquistos cuarzo

cloriticos, de color gris

verdoso, fi l ita, anfibolita

verde gris, con foliacion

delgada a media,

intercalados con niveles

de marmol.

Pds

Formacin Silgara: Esquistos

cuarzo cloriticos, de color gris

verdoso, fi l ita, anfibolita

verde gris, con foliacion

delgada a media, intercalados

con niveles de marmol.

2.77 7 79 151 927.17 20552 40176Tnel

Viviana 2

INFORME

GEOMECANICO

TUNEL VIVIANA

2 V.2

Peb

Gneis de Bugaramanga:

Gneis gris verdoso con

alternancia de bandas

anfibolicas y

cuarzofeldespaticas, gneis

homblendico, esquisto y

ortogneis; incluye

pequeo sectores de

marmol y zonas

migmativas y rocas

cataclasticas cerca a los

planos de las fallas

principales.

Peb

Gneis de Bugaramanga: Gneis

gris verdoso con alternancia

de bandas anfibolicas y

cuarzofeldespaticas, gneis

homblendico, esquisto y

ortogneis; incluye pequeo

sectores de marmol y zonas

migmativas y rocas

cataclasticas cerca a los

planos de las fallas

principales.

2.77 36 92 147 6484 34806 63128Tuneles de

Zaragoza

INFORME

GEOMECANICO

TUNEL

ZARAGOZA

Formaciones Ensayos de laboratorio de referencia

Tnel Alto del Pozo

Alto del

PozoK5+100 K9+695 4595

ProyectoInforme de

refrenciaPE PS Formacin Formacin de referencia

Compresin

simple (Mpa)

Esfuerzo tangente (ET 50

%) (Mpa)Tnel

Abscisado

Longitud

ESTUDIO DE GEOLOGA Y GEOTECNIA INFORME

5. SECTORIZACIN GEOTCNICA DEL TNEL ALTO DEL POZO

5.1 GEOLOGA LOCAL Las condiciones geolgicas locales se describen en funcin de los reconocimientos geolgicos realizados en afloramientos rocosos cercanos al alineamiento del tnel objeto de estudio.

5.1.1 Anlisis de Exploraciones La exploracin del subsuelo en este tramo se enfoc al conocimiento del sustrato rocoso mediante lneas de refraccin ssmica sobre el alineamiento del tnel, en particular sobre el sitio de portales, las imgenes obtenidas fueron superpuestas sobre los perfiles de diseo del tnel con el objetivo de tener valores de referencia para la elaboracin de los perfiles de meteorizacin, Figura 5.1. En la Tabla 5.1 de acuerdo a la clasificacin de subsuelo (NSR-10), se presentan las velocidades de la onda S y la descripcin del tipo de suelo que se encontrara sobre el Tnel y que generan las rocas metamrficas de la Formacin Silgar. Se interpretan los sectores en donde el espesor de la roca meteorizada mayor, con predominio de esquistos y filitas, mientras los sectores en donde el perfil de meteorizacin es delgado, deben predominar las cuarcitas y metareniscas, por supuesto teniendo en cuenta que la roca presenta una foliacin y su inclinacin puede variar de 40 a 70 grados. La perforacin realizada evidencio que el suelo presenta un espesor de 12 m compuesto por conglomerados de gravas en matriz areno limosa seguidos por 8 m de filitas que se presenta bastante fracturadas lo que genera mala recuperacin y por lo tanto adquirir un RQD. No menos importante es mencionar que debido al alcance de la ssmica de refraccin adquirida, es imposible verificar hasta qu punto las granodioritas jursicas presentes en el sector y que estn instruyendo las rocas de la Formacin Silgar, pueden interceptar o no el nivel de la rasante del tnel planeado. En dado caso, la sectorizacin y comportamiento geotcnico del tnel variar.

Figura 5-1. Superposicin Tomografas Ssmicas Ondas P


40

Tabla 5.1. Tipos de suelo de acuerdo al anlisis de refraccin ssmica

ESTE NORTE ESTE NORTE

1 540 360 18 CPerfiles de suelos muy

densos o rocas blandas

2 1080 710 33 CPerfiles de suelos muy

densos o rocas blandas

3 1850 1290 28 BPerfil de roca de rigidez

media


media

2 2348 1600 84 APerfil de roca

competente


competente

1 440 320 21 D

Perfiles de suelos rgidos

que cumpla el criterio de

onda cortante


media


competente

1119353.28 1385952.65 1118305.44 1385749.55

VELOCIDAD

DE ONDA S

Vs (m/s)

ESPESOR

MXIMO

(m)

TIPO DE

PERFIL (Segn

Tabla A.2.4-1

de la NSR-

2010)

DESCRIPCIN

(Segn Tabla A.2.4-1 de la

NSR-2010)

FIN

1115527.41 1385140.25 1115786.76 1385201.75

INICIOLNEA

COORDENADAS MAGNA SIRGAS BOGOTA

CAPA

INTERFASE

VELOCIDAD

DE ONDA P

Vp (m/s)

1116201.54 1385308.35 1116274.78 1385336.19

LRS 1

PR 0+055.3

LRS 2

PR 66+742

LRS 3

PR 68+975

5.1.2 Estratigrafa Tnel Alto del Pozo La estratigrafa correspondiente al Tnel Alto del Pozo (K5+100 K9+695) la conforman en su totalidad, rocas de la Formacin Silgar, las cuales estn en contacto intrusivo en cercanas con el portal de entrada con granodioritas del Batolito de Ocaa, superficialmente se pueden presentar depsitos coluviales sobre el alineamiento del tnel y portales junto a depsitos aluviales menores en corrientes aledaas. 5.1.2.1 Formacin Silgar (pDs) Esta formacin del Pre-Devnico es cortada por el tnel desde el portal de entrada (K5+100) a lo largo de los 4.6 m de longitud hasta el K9+695 del tnel, observando una morfologa escarpada a muy escarpada tanto a nivel transversal como longitudinal. Figura 5.2. En la Formacin Silgar predominan (80% aprox.) filitas de coloracin gris a gris verdoso con coloracin rojizas por oxidacin, estas presentan foliaciones bastante claras, donde en sus alrededores se encuentran cubiertas por depsitos coluviales, con espesores por lo general menores a 2 m. Fotografas 4 y 5. En menor proporcin se presentan metareniscas y esquistos grafitosos infirindose en forma aproximada una proporcin de 15 y 5% respectivamente en los afloramientos observados alrededor del cuerpo del tnel.


41

Figura 5-2. Vista area del rea aledaa al Tnel Alto del Pozo (K5+100 K9+695) observndose morfologa escarpada a muy escarpada en alineamiento y portales del tnel.

Fuente: Google Earth, 2015

Portal de Salida Tnel

Portal de Entrada Tnel


42

Fotografa 4 y Fotografa 5. Formacin Silgar, se observan rocas filitas de color gris verdoso a gris claro moderada a altamente fracturadas. Representan segn apreciacin visual el 80% de la litologa de la formacin sobre el proyectado tnel.

Fotografa 6. Formacin Silgar, niveles de metareniscas altamente fracturadas de mayor dureza a las filitas. Representan segn apreciacin visual el 5% de la litologa de la formacin sobre el proyectado tnel.

Fotografa 7. Formacin Silgar, niveles de esquistos grafitosos altamente replegados de menor dureza a las filitas. Representan segn apreciacin visual el 5% de la litologa de la formacin sobre el proyectado tnel.


43

Esta formacin se observa en contacto con depsitos aluviales, en reas aledaas al portal de entrada, donde estos depsitos presentan espesores menores a 2 m y se distinguen fragmentos redondeados, dentro de una matriz arenosa. Fotografa 8.

Fotografa 8. Contacto entre filitas de la Formacin Silgara y depsitos coluvio_aluviales presentes en zona cercana al portal de entrada.

Fuente: CEV, 2015

5.1.2.2 Batolito de Ocaa - Granodiorita Esta formacin Jursica esta intruyendo a la Formacin Silgar y aflora en cercanas al portal de entrada, aunque no aflora en el corredor del diseo, estas granodioritas podran estar presentes en la rasante del tnel.

El contacto entre estas dos formaciones no se distingue claramente ya que la granodiorita genera suelos arenosos y depsitos coluviales por lo que lo cubre de manera superficial, sin embargo se entiende como un contacto intrusivo que solo morfolgicamente es posible identificarlo en superficie, Figura 5.3. Estas rocas se observaban altamente oxidadas y meteorizadas, en los alrededores del portal de entrada, se encontraban principalmente como suelos residuales arenosos de color rojizo, con granos de cuarzo gruesos y contenido de mica moscovita. Fotografa 9.


44

Fotografa 9. Suelos residuales de granodioritas del Batolito de Ocaa

Fuente: CEV, 2015

5.1.2.3 Depsitos Cuaternarios (Q) En los sectores de pie de ladera cercanos al portal de salida del tnel, se diferenciaron zonas de depsitos coluviales matriz soportados, los cuales presentan espesores de entre 2 y 3 m, ms hacia el oriente se observa un depsito coluvial de mayor espesor (5 a 10 m) y extensin que afecta el corredor vial y se presenta localmente saturado. Fotografa 10.

Fotografa 10. Depsitos coluviales matriz soportados sobre laderas al oriente del portal de salida del tnel.

Fuente: CEV, 2015


Figura 5-3. Mapa y perfil geolgico para el tnel Alto del Pozo K5+100 K9+695, se distingue la Formacin Silgar en la totalidad del sustrato rocoso del tnel.

pDs Formacin Silgar (filitas 70% , metareniscas 5% y

esquistos grafitosos 5%) Qc Depsitos coluviales


5.1.3 Condiciones Estructurales Tnel Alto del Pozo

Para el anlisis estructural se tuvieron en cuenta las diferentes discontinuidades estructurales presentes en el rea estudiada, se tomaron diferentes datos de rumbo y buzamiento de la foliacin y de los grupos de diaclasas los cuales se pudieron agrupar de acuerdo a dos orientaciones preferenciales, para ser extrapolados con el buzamiento aparente en la direccin del tnel. Tabla 5.2.

Tabla 5.2. Datos estructurales de foliacin y diaclasas Tnel Alto del Pozo K5+100 K9+695

Rumbo Tnel

Abscisa cercana

Foliacin Buzamiento

Aparente DIACLASA 1 NW DIACLASA 2 NE

N35E

K5+050 N80W/41NE 33 25,34 N10W/80NE N62E/50SE

K5+075 N76W/30NE 36 18.75 N16W/78NE N64E/58SE

K1+115 N15E/35SE 30 19.30 N20W/77NE N55E/60SE

K5+590 N55W/45NE 47 63,18 N70W/82NE N54E/50SE

K7+395 N61W/40NE 41 28,83 N72W/87NE N68E/41SE

K7+480 N52W/47NE 30 22.76 N80W/81NE N61E/34SE

K7+560 N45W/56NE 82 54,74 N70W/84NE N50E/50NW

K7+590 N40W/59NE 61 55,51 N79W/73NE N47E/47SE

K7+650 N70W/50NE 77 49,27 N87W/85NE N50E/58SE

K7+700 N74W/62NE 28 41,44 N80W/88NE N42E/63SE

K7+770 N68W/74NE 34 62,85 N74W/80NE N61E/55SE

K7+805 N78W/10NE 52 7,91 N70W/72NE N64E

horizontes suelo

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