trabajo tuneles_v1

37
CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA SAN FRANCISCO - MOCOA Presentado por, ING. FREDY ANDRÉS VARGAS. ING. HEISON ALEJANDRO MONTAÑA. ING. FRED HERNÁNDEZ OSORIO Presentado a, ING. JORGE PUERTO GARZÓN PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA. ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS. BOGOTÁ D.C. 2010.

Upload: favp86

Post on 02-Jul-2015

430 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: TRABAJO TUNELES_V1

CONSTRUCCIÓN TÚNEL – RUTA SAN FRANCISCO - MOCOA

Presentado por,

ING. FREDY ANDRÉS VARGAS.

ING. HEISON ALEJANDRO MONTAÑA.

ING. FRED HERNÁNDEZ OSORIO

Presentado a,

ING. JORGE PUERTO GARZÓN

PONTIFICIA UNIVERSIDAD JAVERIANA.

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS.

BOGOTÁ D.C.

2010.

Page 2: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 2 de 3

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 4

1. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA ......................................................................... 5

2. ANTECEDENTES ............................................................................................... 6

2.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS ................................................................... 6

3. MARCO GEOGRÁFICO DEL PROYECTO ......................................................... 7

3.1 LOCALIZACIÓN ............................................................................................. 7

3.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO ............................................... 8

4. ALCANCE ........................................................................................................ 10

5. DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA ........................................................... 10

5.1 RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN EXISTENTE ........... 10

5.2 GEOLÓGICA Y GEOMORFOLÓGICA ........................................................ 10

5. 3 SECTORIZACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE ALTERNATIVAS DE TÚNEL... 11

5.4 CARACTERIZACIÓN DEL MACIZO ROCOSO DEL TÚNEL....................... 11

6. PREFACTIBILIDAD DE LOS CORREDORES .................................................. 11

6.1 ALTERNATIVAS .......................................................................................... 11

6.1.1 Alternativa 01 ........................................................................................ 12

6.1.2 Alternativa 02 ........................................................................................ 13

6.1.3 Alternativa 03 ........................................................................................ 13

7. GEOMETRÍA ..................................................................................................... 16

7.1 ALINEAMIENTO LONGITUDINAL ............................................................... 16

7.2 ALINEAMIENTO HORIZONTAL .................................................................. 16

7.3 ALINEAMIENTO VERTICAL ........................................................................ 17

7.5 GEOLOGÍA .................................................................................................. 18

7.5.1 GEOLOGÍA REGIONAL ........................................................................ 18

- Condiciones Estructurales y Tectónicas ...................................................... 23

Page 3: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 3 de 3

8. EVALUACIÓN DE AMENAZAS NATURALES .................................................. 25

8.1 Descripción General ..................................................................................... 25

Amenaza por deslizamientos ......................................................................... 26

9. SECCIÓN TRANSVERSAL ............................................................................... 30

10. CANTIDADES DE OBRA TÚNEL SAN FRANCISCO ..................................... 32

11. CONDICIONES DE LOS PORTALES ............................................................. 33

12. GAS TEMPERATURA Y SISMICIDAD ........................................................... 33

12. HIDROGEOLOGÍA .......................................................................................... 34

12.1 CONDICIONES CLIMÁTICAS ................................................................... 34

CONCLUSIONES .................................................................................................. 36

BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 37

Page 4: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 4 de 3

INTRODUCCIÓN

Debido a que ya está en estudio y posterior construcción la alternativa de la

variante San Francisco - Mocoa, que surgió de los acuerdos entre el Gobierno

Nacional y los dirigentes del movimiento cívico que tuvo lugar en el Putumayo en

1996. Se considera la alternativa de plantear la construcción de un túnel

garantizando así una menor amenaza geológica, en el aspectos social el ahorro

en costos operacionales de los vehículos y menores tiempos de transporte en el

recorrido.

Dentro del marco de desarrollo del País y su integración con los países de la

cuenca Amazónica; surge la necesidad de una vía que integre la región del

Putumayo con el interior del país y al mismo tiempo permita su interconexión con

los puertos del Pacífico.

Dentro de esta perspectiva de desarrollo regional, el Gobierno Nacional

contemplo la construcción de la vía San Francisco Mocoa, con un corredor

ubicado sobre el margen derecha del Río Mocoa.

Para tal efecto y como propósito que quiere el gobierno nacional de integración

Andina, se plantea el diseño Fase I de prefactibilidad, la construcción de un túnel

en la variante San Francisco – Mocoa.

Lo que se pretende con este diseño es analiza la alternativa por prefactibilidad de

la construcción de un túnel propuestas de la siguiente manera:

Antecedentes

Análisis de prefactibilidad de los corredores

Análisis Geológicos

Análisis de prefactibilidad de las alternativas San Francisco – Mocoa.

Análisis Final de Alternativas

Conclusiones del estudio

Observaciones grupales

Page 5: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 5 de 3

1. LOCALIZACIÓN GEOGRÁFICA

Page 6: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 6 de 3

2. ANTECEDENTES

En este capítulo se analiza la información básica existente de geología,

condiciones estructurales, geomorfología y condiciones climáticas de la zona de

estudio.

INFORMACIÓN CONSULTADA

Mapa Geológico – Geomorfológico Sector San Francisco – Mocoa, Escala

1:25.000 Geocolombia, 1971.

Gómez H, Diederix, H. Mapa geológico del sur del Departamento del Huila,

Esc. 1: 100.000. Rev. CIPRES, Vol. 14 No. 1993

Hidroestudios Ltda. Estudio fase III de la carretera Mocoa – San Francisco,

1984.

Boletín mensual de sismos. Red Sismológica Nacional, 1994 - 1995.

INGEOMINAS.

Brand, E. W. 1982 Analysis and Design in Residual Soil. Proceeding of

ASCE Specialty Conference on Engineering and Construction in Tropical

and Residual Soils. Honolulu, pp. 89-143.

La Vialidad Ltda. Estudios Variante Mocoa – San Francisco. Volumen III –

Estudio de Geología para Ingeniería y Geotecnia.

2.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS

El proceso de colonización del Alto Putumayo se extendió desde mediados del

siglo XVIII hasta las primeras décadas del siglo XX; y fueron los misioneros los

primeros que iniciaron el proceso con la fundación de Mocoa. Solo hasta 1887,

año en que se firmó el Concordato, se logran establecer las misiones en los

llamados territorios de frontera de la región amazónica, asentándose la Misión

Page 7: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 7 de 3

Capuchina en el valle de Sibundoy (Alto Putumayo) en 1906. Igualmente, a

comienzos del siglo pasado las comunidades, con ayuda de los Franciscanos,

realizaron la ampliación y mantenimiento del antiguo camino San Francisco –

Minchoy - Mocoa, cuyo eje sigue aproximadamente, paralelo al eje del nuevo

proyecto.

La alternativa de construcción de la variante San Francisco- Mocoa, surge de los

acuerdos entre el Gobierno Nacional y los dirigentes del movimiento cívico que

tuvo lugar en el Putumayo en 1996.

Como antecedentes de los estudios de evaluación de alternativas, de una vía que

comunicara las poblaciones de San Francisco y Mocoa, se destaca la alternativa

sobre la margen izquierda; estudio realizado por el antiguo Ministerio de Obras

Públicas y Transporte a través de la firma consultora Hidroestudios Ltda., y

terminados en 1984.

En el año 2001, Gobernación del Putumayo, a través de La Vialidad Ltda, realizó

los estudios preliminares a nivel de factibilidad de la alternativa sobre la margen

derecha, para la construcción de la variante San Francisco – Mocoa. En este

estudio se definió el corredor de la vía y se realizó una actualización de la

topografía, mediante la restitución de esta vertiente del río Mocoa.

En el año 2001, simultáneamente con los estudios de selección del corredor y

diseño geométrico de la Vialidad; el INV, realizó el estudio de Impacto Ambiental

del corredor y evaluación de algunos sitios de ponteadero.

3. MARCO GEOGRÁFICO DEL PROYECTO

3.1 LOCALIZACIÓN

La Variante San Francisco – Mocoa, se localiza en el departamento del Putumayo;

y considera un corredor vial sobre la margen derecha del río Mocoa y sirve de

comunicación entre el Alto Putumayo con el Medio Putumayo, siendo además el

corredor a través del cual ingresarían la mayoría de los insumos que se

consumen en Mocoa y demás municipios del Bajo Putumayo. (Figura 1)

Page 8: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 8 de 3

MAPA GENERAL DEL CORREDOR EN ESTUDIO

3.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO

La vía en estudio tiene una localización estratégica desde el punto de vista de

integración de la red vial nacional, dado a que este corredor forma parte de la

malla Pasto – Mocoa – Pitalito – Neiva – Bogotá, y que a su vez sería vía alterna

de la troncal Central Bogotá – Quito entre Pasto y Bogotá. Igualmente, este tramo

de vía forma parte del Megaproyecto de la hidrovía Belén de Pará (Brasil) - puerto

de Tumaco en el Pacífico colombiano, como un corredor vial que comunicaría la

cuenca Amazónica con la cuenca del Pacífico.

La vía que actualmente comunica las localidades de Mocoa y San Francisco, es

un carreteable de 78 Km con características geométricas extremadamente

limitadas, ancho reducido (presenta varios tramos con un carril de circulación),

sinuosidad marcada (alto grado de curvatura) y pendiente longitudinal pronunciada

Page 9: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 9 de 3

(pendientes del orden de 15%), lo que redunda en condiciones de operación

demasiado desfavorables, incidiendo en los costos de transporte de productos; ya

que el recorrido en la actualidad toma 7 horas; además, las características físicas

de vía conllevan que solo sea utilizable por vehículos medianos. La figura no 1

muestra la localización regional del área de estudio y su conexión con la red vial

del país.

El eje del corredor se localiza sobre la margen derecha del río Mocoa y cruza a

partir de la población de San Francisco, en dirección aproximada oeste - este, la

cuenca alta del río Putumayo y el valle del río Mocoa.

En la parte occidental del proyecto, entre la localidad de San Francisco y Minchoy,

el corredor del proyecto cruza la cuenca alta del río Putumayo y los nacimientos

del río Mocoa sobre la quebrada Minchoy. En este sector, el eje del proyecto

contempla en general cortes en media ladera, sobre suelos residuales, donde se

presenta los mayores índices de vulnerabilidad y riesgo causado por los procesos

potenciales de inestabilidad de las laderas naturales.

En el sector intermedio del proyecto, entre el cruce de la quebrada Susunga y la

quebrada Campucana, el eje del proyecto se localiza sobre la vertiente del río

Mocoa, sector de mayores pendientes transversales, con cortes en media ladera,

con el cruce de los drenajes principales, destacándose las quebradas Vijagual,

Sachamates, Serreños 1, Serreños 2, y la Tortuga. En este tramo se contemplan

los cortes de mayor altura con una afectación importante de las condiciones de

vegetación natural, que protege la cuenca del río Mocoa.

El sector oriental del proyecto, entre la población de Mocoa y el cruce de la

quebrada Campucana, corresponde al tramo de mayor intervención, donde el

cambio de uso del suelo por la colonización ha generado procesos locales de

inestabilidad y donde el eje del proyecto aprovecha una antigua explanación, que

sirve de acceso a las veredas de Guaduales y Campucana.

Page 10: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 10 de 3

4. ALCANCE

El contenido del estudio se enmarca en los términos de referencia de los estudios

Fase I prefactibilidad, con los alcances estipulados para el estudio de geología

para ingeniería y geotecnia para la construcción de la alternativa de tune.

El alcance del estudio comprende los siguientes aspectos:

Diseñar Túneles con el fin de disminuir los Costos de Operación que

generan dada la topografía del sector.

La geología detallada del túnel

La evaluación de las condiciones de estabilidad del macizo rocoso

aferentes para la construcción del túnel.

La identificación y evaluación de las zonas inestables para la alternativa de

túnel.

5. DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA

5.1 RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN EXISTENTE

Durante esta fase, se identificó y levantó la información geológica, geomorfológica

e hidrológica específica existente del área de estudio, con el fin de determinar la

condición de estabilidad de la zona para la realización del proyecto.

5.2 GEOLÓGICA Y GEOMORFOLÓGICA

A través del análisis de cartografía del IGAC (plancha 430), se definieron y

delimitaron los principales rasgos geológicos y geomorfológicos existentes a lo

largo del corredor vial y las alternativas de túnel, identificando los procesos activos

y potenciales del macizo rocoso pará la construcción del túnel.

Page 11: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 11 de 3

5. 3 SECTORIZACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE ALTERNATIVAS DE TÚNEL

Se realizó la sectorización de las alternativas para la construcción del túnel y se

determino la caracterización geológica por donde cruzan las alternativas para la

construcción del túnel de acuerdo a las planchas geológicas de la zona, evaluando

las condiciones de estabilidad tanto de las laderas naturales como del macizo

rocoso, teniendo en cuenta las condiciones litológicas, estructurales, suelos y

régimen de agua. Esta información se presenta en las planchas geológicas 430

del IGAC.

5.4 CARACTERIZACIÓN DEL MACIZO ROCOSO DEL TÚNEL

Para la caracterización de macizo, se realizó una descripción de los afloramientos

rocosos en términos del grado de meteorización y las condiciones estructurales

del macizo según su grado de fracturación e identificación de los principales

sistemas de discontinuidades según perfil geológico del plano del departamento

del putumayo plancho 430.

De acuerdo con el grado de fracturación del macizo y meteorización y las

características de las discontinuidades, se determinó el GSI, cuya escala de

valoración en múltiplos de 5 proporciona la exactitud adecuada para los propósitos

de estimación de resistencia del macizo rocoso.

6. PREFACTIBILIDAD DE LOS CORREDORES

6.1 ALTERNATIVAS

Para realizar el análisis de la Prefactibilidad de las alternativas planteadas para la

construcción del túnel nos basamos en tres puntos, donde la topografía de la vía

que va de SAN FRANCISCO - MOCOA presenta mayor dificultad para su

construcción, así mismo menor amenaza geológica, reducir costos operacionales

de los vehículos y menores tiempos de transporte en el recorrido

Page 12: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 12 de 3

El análisis inicial de las alternativas planteadas, contemplaba la comparación de

los tres trazados mencionados anteriormente, según su longitud, pendiente y

alturas sobre el nivel del mar.

6.1.1 Alternativa 01

La alternativa uno que comprende en la entrada lado san francisco desde el K02

+ 4000 de la vía, a empalmar con esta en el K08 + 400 con una longitud de

2860m disminuyendo un recorrido de 6km.

Se analizo la geología de la alternativa encontrándose ubicado sobre tres

formaciones, LA FORMACIÓN VILLETA, LA FORMACIÓN CABALLO Y LA

FORMACIÓN SALDAÑA.

Dichas formaciones están conformadas por rocas:

FORMACIÓN VILLETA; lodolitas grises oscuras a negras intercaladas en

estratos medios a muy gruesos de caliza. Cuarzoarenitas en la parte baja y

superior de la secuencia.

FORMACIÓN CABALLO; capas medias, gruesas y muy gruesas de

cuarzoarenitas, intercaladas de arenitas conglomeraticas, conglomerados

oligomicticos, lodolitas y arenitas glauconiticas.

FORMACIÓN SALDAÑA; secuencia volcanosedimentarias, intercalaciones

de tobas, flujos de lava, aglomerados, areniscas tobaceas, y limolitas. Con

colores morados, rojos, gris y verdes.

Fallas por las cuales atraviesa el túnel: SAN FRANCISCO

Page 13: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 13 de 3

6.1.2 Alternativa 02

la alternativa dos que comprende en la entrada en el sentido San Francisco-

Mocoa desde el K21 + 500 de la vía, a empalmar con esta en el K22 + 400 de la

vía en sentido Mocoa - San Francisco con una longitud de 1347,33m.

Se analizo la geología de la alternativa encontrándose ubicado sobre EL

MONZOGRANITO MOCOA.

Dicha formación están conformadas por rocas:

MONZOGRANITO MOCOA; cuerpo intrusivo de composición

monzogranitica. Textura faneritica media a gruesa.

Fallas por las cuales atraviesa el túnel: CAMPUCAMA Y LA TEBAIDA

6.1.3 Alternativa 03

Lla alternativa tres que comprende en la entrada en el sentido Mocoa - San

Francisco desde el K12 + 000 de la vía, a empalmar con esta en el K14 + 800 de

la vía en sentido Mocoa - San Francisco con una longitud de 1344,43m.

Se analizo la geología de la alternativa encontrándose ubicado sobre la

FORMACIÓN PEPINO Y ALUVIONES.

FORMACIÓN PEPINO; estratos gruesos a muy gruesos de conglomerados

poligmiticos clastosoportado e intercalaciones menores de arenitas en la

base y en el techo. Arenitas lodosas, lodolitas arenosas en la parte media.

Fallas por las cuales atraviesa el túnel: SAN ANTONIO Y BAJO CORAZÓN

Nota: En el plano anexo se muestran los trazados de estos corredores, así mismo

el cuadro anexo se presenta el resumen de cada unas de las alternativas a

Page 14: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 14 de 3

evaluar con sus respectivas condiciones más importantes a la hora de realizar la

construcción del túnel.

ALTERNATIVAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL TÚNEL RUTA - SAN

FRANCISCO - MOCOA

ALTERNATIVA LONGITUD TIPO DE ROCA FALLAS

1 2860,00m

FORMACIÓN VILLETA,

FORMACIÓN CABALLO Y

FORMACIÓN SALDAÑA.

SAN

FRANCISCO

2 1347,33m MONZOGRANITO MOCOA. CAMPUCAMA Y

LA TEBAIDA

3 1344,43m FORMACIÓN PEPINO Y

ALUVIONES

SAN ANTONIO Y

BAJO

CORAZÓN

Page 15: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 15 de 3

ALTERNATIVA SELECCIONADA (01) TUNEL SAN FRANCISCO

TTÚÚNNEELL SSAANN FFRRAANNCCIISSCCOO

AALLTTEERRNNAATTIIVVAA 11

TTUUNNEELL AAGGUUAACCAATTEE

AALLTTEERRNNAATTIIVVAA 33

TTUUNNEELL SSAACCHHAAMMAATTEESS

AALLTTEERRNNAATTIIVVAA 22

RRUUTTAA VVAARRIIAANNTTEE SSAANN FFRRAANNCCIISSCCOO

LLOONNGGIITTUUDD TTUUNNEELL 22..886600 mm

PPEENNDDIIEENNTTEE 22%%

Page 16: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 16 de 3

7. GEOMETRÍA

7.1 ALINEAMIENTO LONGITUDINAL

De acuerdo a la información de cada una de las alternativas se procedió a analizar

cuál de estos corredores es más factible en cuanto a la geometría en términos de

alineamiento longitudinal y sección transversal, así mismo definimos el

alineamiento horizontal y pendientes máximas, además según el relieve tratar de

cruzar los mínimos causes, teniendo en cuenta que en el sector de influencia no

se presenten muchas fallas e inestabilidades.

para el prediseño de la alternativa uno que es la más viable y más larga, en la

construcción del túnel se consideraron factores importantes como el alineamiento

de la carretera exterior, con un empalme optimo, considerando el relieve,

ubicación de portales, geología, hidrogeología; facilidades de construcción;

ubicación de chimeneas de ventilación; condiciones de operación.

Final mente garantizando una longitud suficiente de visibilidad del portal para que

el conductor pueda adecuar sus sentidos con el fin de ingresar o salir del túnel.

7.2 ALINEAMIENTO HORIZONTAL

De acuerdo al manual de diseño geométrico del INV, en el cual el alineamiento

debe ser compatible con la velocidad de diseño, por lo cual se diseñaron curvas

entre los túneles para evitar monotonía en la operación y evitar distracciones al

conductor.

Según el INVIAS para Colombia el diseño geométrico del túnel deberá ser

realizado contemplando una Velocidad de diseño para todos sus elementos de

cien kilómetros por hora (100 km/h). Lo anterior implica que el diseño debe ser tal

que las velocidades específicas VCH, VETH, VCV y VTV sean todas iguales a

cien kilómetros por hora (100 km/h).

De acuerdo al numeral 7.2.4.1. del capítulo 7 de la norma INVIAS, como el túnel

diseñado cuenta con una longitud superior a 1500m, se diseñaron curvas en los

Page 17: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 17 de 3

portales y en el recorrido de todo el túnel garantizándole la seguridad al usuario, y

evitando monotonías para estos.

7.3 ALINEAMIENTO VERTICAL

Para la alternativa uno que fue la seleccionada para construir el túnel, dada su

longitud se diseñaron pendientes contrarias, con el propósito de facilitar el drenaje

durante su construcción y operación, reducir costos de ventilación ya que se

tendrá una menor emanación de gases por parte de los vehículos, y además

permitir utilizar dos frentes de trabajo, para el túnel (alternativa uno la que se

escogió como viable) se usó pendientes contrarias hacia portales de 0.2%.

Page 18: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 18 de 3

7.5 GEOLOGÍA

7.5.1 GEOLOGÍA REGIONAL

El corredor de la variante San Francisco – Mocoa se localiza en el piedemonte de

la Amazonía Colombiana y cruza en su parte central y occidental, rocas graníticas

pertenecientes al Batolito de Mocoa, junto con una secuencia de rocas volcánicas

y sedimentarias de edad Jurásica. Estas unidades forman parte de la vertiente de

la Cordillera Oriental y se exponen junto con unidades de neises y cuarcitas

pertenecientes al macizo de Garzón.

En la parte oriental del corredor, sobre el sector de Mocoa y formando las

estribaciones del piedemonte, se exponen las rocas del Cretáceo, constituidas por

areniscas y lutitas negras, y las rocas del Terciario con una composición de

areniscas, arcillolitas y conglomerados, pertenecientes a las formaciones Orito y

Pepino de la cuenca del Putumayo.

En el sector occidental, sobre el frente de San Francisco y delimitando el macizo

volcánico del Jurásico, se expone una franja de rocas sedimentarias de edad

Page 19: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 19 de 3

Cretáceo, con orientación NE-SW, perteneciente a las formaciones Caballos y

Villeta; con una unidad inferior de limolitas, areniscas intercaladas con rocas

volcánicas, en contacto discordante con las rocas volcánicas. Esta última unidad

ha sido correlacionada con la formación Yaví, del Cretáceo inferior.

En la parte central del eje del corredor, se expone una secuencia de rocas

volcánicas de composición ácida e intermedia, de edad del Jurásico, intruidas con

las rocas graníticas que, de acuerdo con la cartografía regional de INGEOMINAS,

corresponden a plutonitas de composición ácida, que se extienden sobre la

vertiente de la cordillera y forman parte del Batolito de Mocoa. El mapa geológico

regional muestra la ubicación del corredor del proyecto.

7.5.1.1 Estratigrafía

En este numeral se realiza una descripción de las diferentes formaciones:

- Rocas del Precámbrico

Complejo migmatítico La Cocha - Pn: Esta unidad se expone sobre la

cuenca del río Putumayo, en la parte occidental del proyecto, cerca de la

población de San Francisco. Corresponde a un complejo de neises anfibólicos

y biotíticos, anfibolitas y migmatítas que hacen parte de las rocas pre-

cámbricas del macizo de Garzón.

En el área de estudio, esta unidad se expone al occidente de la falla de San

Francisco y se presenta cubierta por lavas y rocas de depósito volcánicas del

Cuaternario inferior.

Formación Payandé Jm: Se expone en la parte media del proyecto, sobre la

quebrada La Tortuga; en contacto fallado con las rocas graníticas. Presenta

una composición de cuarcitas en capas gruesas de muy alta resistencia, con

niveles de mármoles de color gris claro. Esta unidad ha sido correlacionada

con la formación Payandé del Triásico superior.

Page 20: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 20 de 3

- Rocas volcánicas del jurásico

Formación Saldaña - Jv: Corresponde a una secuencia de rocas volcánicas

sub-áereas, de composición intermedia, que se extienden hacia el norte sobre

la vertiente de la Cordillera Oriental, con un alto grado de consolidación y

fracturación y se han descrito como de la formación Saldaña del Jurásico

medio a inferior. Esta unidad se expone en la parte media del proyecto, entre

la quebrada La Tortuga y Vijagual y se presenta afectada por intrusiones del

Batolito de Mocoa.

- Rocas graníticas del Jurásico

Batolito de Mocoa Gr1-Gr3: Esta unidad se expone en el piedemonte de la

cordillera y sobre la cuenca del río Mocoa. Corresponde a cuerpos intrusivos

de rocas graníticas pertenecientes al Batolito de Mocoa, con una composición

monzonítica y granodioríta, de textura media a gruesa e intruye las rocas

volcánicas del Jurásico. Esta unidad se expone en la parte media del

proyecto, entre las quebrada Campucana y La Tortuga.

- Rocas sedimentarias del Cretáceo

Formación Yaví –Ky-: Esta unidad fue descrita inicialmente por Bernal, 1967,

en el departamento del Tolima, al norte del área de estudio; y se reconoce

como una secuencia de limolitas con intercalaciones de areniscas y tobas

líticas de color morado, que cubren las rocas volcánicas del Jurásico,

cubiertas por la secuencia de areniscas cuarzosas del cretáceo. En el área de

estudio, esta unidad se expone sobre la margen derecha de la quebrada

Vijagual, en contacto discordante con la secuencia volcánica del Jurásico.

Formación Caballos Kc: Esta unidad, representa la base del Cretáceo en el

valle alto del Magdalena y se caracteriza por una secuencia de areniscas

cuarzosas, en capas gruesas bien cementadas, de alta permeabilidad, con

intercalaciones de conglomerados y niveles de lodolitas. En su parte superior,

Page 21: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 21 de 3

muestra un paso transicional a las unidades de lutitas del grupo Villeta. En el

área de estudio, esta unidad se expone en el tramo occidental, sobre el frente

de San Francisco, a partir del cruce de la quebrada Susunga, entre las

abscisas K13+000 a K17+500, en contacto localmente fallado con las

unidades de lutitas del grupo Villeta. La base de esta unidad se presenta en

contacto aparentemente discordante, sobre limolitas y rocas volcánicas de la

formación Yaví.

Formación Villeta Kv1- Kv2: Esta unidad se expone sobre el camino que

conduce de la localidad de Minchoy al cruce de la quebrada Susunga y

Vijagual. Está representa por una secuencia espesa de lutitas negras, con

intercalaciones de limolitas silíceas, chert negro y lentes de calizas; en capas

delgadas de 5 a 10 cm muy replegadas. En la base de la secuencia se

identifica un nivel de caliza gris, intercalada con niveles de lutitas negras.

El eje del corredor intercepta esta unidad en el cruce de la quebrada

Susunga, entre las abscisas K11+400 a K13+000 del frente de San Francisco.

- Rocas sedimentarias del Terciario

Se expone como una secuencia de areniscas y conglomerados, en una franja de

5km de ancho de rocas plegadas, delimitadas al oriente por las rocas del Cretáceo y

al occidente en contacto fallado con las rocas volcánicas y graníticas del Jurásico.

Estas unidades hacen parte del piedemonte tectonizado de la Cordillera Oriental.

Para su descripción se adopta la estratigrafía de la plancha 420 INGEOMINAS,

2002.

Formación Pepino: Esta unidad se expone en una franja de rocas plegadas, al

occidente de la población de Mocoa, en contacto fallado con las rocas del

basamento granítico, afectadas por el sistema de fallas inversas. La

cartografía regional diferencia tres niveles en este sector del piedemonte:

Miembro Arenoso inferior Tc1: Este nivel está representado por

conglomerados polimícticos de cuarzo, cherts y fragmentos de rocas; en una

matriz arenosa (clastos soportados), con intercalaciones menores de

Page 22: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 22 de 3

areniscas y limolita. Los niveles de conglomerados representan una fuente

de agregados finos y gruesos.

Miembro arcilloso intermedio Ta2: Este nivel esta representado por una

secuencia de arcillolitas y limolitas, con intercalaciones de areniscas. Las

unidades de arcillolitas se presenta en capas de 2 a 5 m.

Miembro arenoso superior Tc2. Esta representado por una secuencia de

areniscas de grano grueso, bien cementadas, en capas gruesa; con estratos

de conglomerados polimícticos y niveles delgados de limolitas. Este nivel se

expone sobre el corredor de la vía, entre las abscisas K6+200 a K8+400

sobre la cuenca de la quebrada El Conejo.

Grupo Orito Ta1 (Nivel arcilloso Superior): Esta unidad se expone localmente

sobre el eje del corredor, en contacto fallado con la formación Pepino y con

las rocas del basamento granítico. Está representado por una secuencia de

limolitas y arcillolitas de color amarillo y rojo, con niveles menores de

areniscas de grano fino. Esta unidad se expone sobre el eje del corredor a

partir del cruce de la quebrada el Conejo, entre las abscisas K8+600 a K

9+800.

- Suelos y depósitos de Cuaternario

En el área de estudio los depósitos del cuaternario se asocian a la intensa actividad

volcánica de la cordillera y a los procesos de sedimentación de los diferentes

sistemas fluviales que cruza el eje del proyecto. Se diferencian las siguientes

unidades:

Depósitos coluviales y Abanicos fluvio volcánicos Qv: Esta unidad se expone

sobre las laderas que delimitan el valle del Sibundoy. Presentan una

composición de gravas y cantos en una matriz arcillosa, con intercalaciones

de cenizas y aglomerados. Esta unidad se expone en la parte inicial del sector

de San Francisco, cubriendo las rocas del basamento precambrico.

Page 23: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 23 de 3

Depósitos aluviales recientes Qal1- Qal2: Esta unidad se localiza sobre el

valle de los ríos principales, configuran niveles de terrazas y planicies.

Presentan una composición de gravas y arenas depositadas por la dinámica

de los cauces.

- Condiciones Estructurales y Tectónicas

El área de estudio representa un área de confluencia estructural de los terrenos

metamórficos del Macizo de Garzón, con el patrón de plegamiento de la cuenca de

Putumayo hacia el oriente y el estilo estructural del macizo volcánico y granítico de

edad Jurásica, expuestos en la vertiente de la cordillera. En este sector del

piedemonte Amazónico se destacan los siguientes sistemas de fallas:

Falla de Suaza: Esta falla de extensión regional pertenece al sistema

regional de fallas de Mulatos y Suaza y cruza el eje del corredor sobre el

valle del río Putumayo en el frente de San Francisco. Sirve de contacto

entre las rocas del Precámbrico y las rocas graníticas del Jurásico. El

sistema recorre el flanco oriental de la Cordillera Oriental y presenta una

orientación general SW - NE. Hacia el sur afecta las rocas volcánicas del

macizo Colombiano, donde converge con la falla de Afiladores y la falla de

Sibundoy.

En el área de estudio este sistema está representado por el alineamiento

tectónico de las quebradas Minchoy - la Honda y la falla que controla el

cauce del río Putumayo, cerca de San Francisco. El mapa regional de

INGEOMINAS (plancha 430 Mocoa), se traza esta falla como la falla de San

Francisco. En términos de amenaza, representa una fuente de actividad

sísmica intermedia, con registro de sismicidad histórica. Según la red

sismológica nacional, en el periodo 1990-2006, presenta evidencias de baja

actividad.

Falla de Minchoy: (K9+950 frente San Francisco): Falla satélite de la falla

de San Francisco (plancha 430 Mocoa) con dirección SW-NE. Transcurre a

lo largo de la quebrada Minchoy e intercepta el eje del corredor sobre la

Page 24: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 24 de 3

abscisa K6+750, afectando las rocas graníticas del Batolito de Mocoa. A lo

largo de su trazo se define una zona de alta fracturación del macizo con la

generación de una alta densidad de deslizamiento y se extiende hacia la

parte alta del río El Playón. (ver Foto 4.1)

VISTA DEL CRUCE DE LA FALLA MINCHOY EN LA ABSCISA K6+750

Falla de Susunga: Esta falla muestra una dirección SW-NE, transcurre a lo

largo de la Quebrada Susunga (K12+170 frente San Francisco); y pone en

contacto fallado las areniscas de la formación Caballos con las lutitas y

calizas de la formación Villeta. A nivel de macizo rocoso, este muestra un

mediano grado de fracturación y afecta principalmente las rocas blandas de

lutitas de la formación Villeta.

Falla La Tortuga: (K17+700 frente de Mocoa) Esta falla intercepta el eje del

proyecto en el sector de la quebrada La Tortuga y su trazo marca el

contacto entre la unidad de rocas volcánicas del Jurásico al occidente y las

rocas granítica del Batolito de Mocoa al oriente. Sobre el eje del corredor

Trazo Falla Minchoy,

sobre la Q. Minchoy

Zonas de alta fracturación

Page 25: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 25 de 3

esta talla pone en contacto unidades de calizas, mármoles y cuarcita,

expuestas en la zona de confluencia de la quebrada Tortuga con el río

Mocoa. Esta falla define una zona de roca muy fracturada.

Sistema de fallas inversas de Mocoa: Corresponde a un sistema de fallas

inversas de bajo ángulo, con una orientación N30-45E, que interceptan el

eje del corredor al oriente del proyecto. Ponen en contacto las rocas

graníticas y volcánicas del Jurásico, con los sedimentos terciarios de la

cuenca del Putumayo y afectan las rocas plegadas del Terciario. Dentro de

este sistema de fallas inversas que intercepta el eje del corredor se destaca

la falla de Campucana sobre la abscisa K10+500, la falla Churumbelo y

San Antonio que afectan las rocas plegadas del Terciario y ponen en

contacto las rocas graníticas con los sedimentos terciarios.

Falla Campucana – La Tebaida: (K10+500 frente Mocoa): Presenta una

orientación N45-50E y se extiende desde el suroccidente, controla el curso

de la quebrada Campucana, de la cual toma su nombre y se prolonga al

nororiente del área de estudio, marcando el contacto de las rocas

volcánicas del Jurásico con las rocas del Terciario. El eje del corredor cruza

esta falla en el cruce de la quebrada Campucana, sobre las rocas graníticas

del Batolito de Mocoa.

Falla Churumbelo: Esta falla muestra una orientación N60E y afecta las

rocas plegadas del terciario en los niveles de areniscas y conglomerados e

intercepta el eje del corredor sobre la abscisa K5 +500 y el cruce de la

quebrada El Conejo.

8. EVALUACIÓN DE AMENAZAS NATURALES

8.1 Descripción General

Entre las localidades de Mocoa y San Francisco, el corredor de la vía se localiza

sobre la vertiente de la margen derecha del río Mocoa, con corte en media ladera

de gran altura, sobre las rocas graníticas y volcánicas del Jurásico, Cretácico y las

unidades de conglomerados del Terciario en la parte final del frente de Mocoa.

Page 26: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 26 de 3

Dentro de este marco de ubicación del corredor de la vía, se identifican los

siguientes procesos que representan una amenaza sobre las obras del proyecto

Amenaza por deslizamientos

A lo largo del corredor del proyecto se identificaron los siguientes procesos de

remoción en masa que representa una condición de amenaza sobre las obras del

proyecto:

Deslizamientos superficiales, tipo reptación: Estos procesos afectan las

laderas localizadas entre el cruce del río Putumayo y el caserío de la vereda

Minchoy (abscisas K3+650 a K6+300). Este proceso involucra los materiales

superficiales, constituidos por suelos residuales de composición limo-arenosa,

limo - arcillosa y suelos coluviales arcillosos, que generan un movimiento lento

en una condición de alta humedad. Su origen se asocia al proceso de

deforestación y uso inadecuado del suelo (pastoreo).

Procesos generalizados de reptación: En el sector de laderas localizadas entre

el cruce de la quebrada El Conejo y la quebrada La Campucana, entre las

abscisas K8+600 a K10+500, se reconoce como un tramo de alta humedad

con presencia de suelos coluviales y suelos residuales que requieren obras de

estabilización durante la construcción del proyecto.

Deslizamientos tipo Flujos de tierra: Este proceso se localiza en el sector de

San Francisco, sobre las vertientes que delimitan el Río Putumayo (abscisas

K2+00 a K3+600), se reconocen sitios de antiguos deslizamientos tipo flujos,

con presencia de suelos coluviales.

Deslizamientos traslacionales: Este proceso potencial se localiza sobre las

vertientes que delimitan el cauce de la quebrada Minchoy, entre las abscisas

K6+300 a K7+300; donde el cruce de la falla de Minchoy y el alto grado de

fracturación del macizo granítico, determinan unas condiciones de inestabilidad

con deslizamientos controlados por la estructura del macizo.

Deslizamiento traslacional controlado por el plano de estratificación: Sobre el

cruce de la quebrada Susunga, entre las abscisas K12+200 a K15+800, el eje

del corredor cruza una ladera estructural, donde se exponen las areniscas de

Page 27: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 27 de 3

la formación Caballos; con una disposición de la estratificación desfavorable

para un deslizamiento planar ante los cortes de excavación del proyecto.

Deslizamiento rotacional: Este proceso se asocia a los sectores de exposición

de suelos residuales derivados de las rocas graníticas, localizados localmente

entre abscisas K8+630-K8+960 del frente de San Francisco y sobre las

abscisas K10 a K12 del frente de San Francisco.

Desprendimientos de bloques: Este proceso se identifica sobre la explanación

existente del frente de Mocoa, entre las abscisas K5+000 a K6+600, donde se

exponen las rocas sedimentarias del Terciario, con procesos activos de erosión

diferencial y caída de bloques generados por el mismo corte de excavación.

- Amenaza por flujos torrenciales

Estos procesos se pueden encontrar en los siguientes sectores:

Procesos asociados a los diferentes drenajes localizados entre el cruce de la

quebrada La Campucana y la quebrada Vijagual, donde la amenaza de estos

flujos torrenciales se generan a partir de los procesos de deforestación que se

dan durante la vida del proyecto. Las laderas que configuran las diferentes

cuencas presentan una alta susceptibilidad a la erosión ante la pérdida de sus

condiciones naturales de vegetación, involucrando principalmente los suelos

residuales que configuran las laderas.

En el sector de la vía, ubicada sobre la margen derecha del río Putumayo,

entre las abscisas K2+000 y K3+300, donde la estructura de la vía se acerca a

la planicie de inundación del río Putumayo. La dinámica del río presenta un

proceso principal de sedimentación, con una alta pendiente y variabilidad

lateral. Estas condiciones definen una alta vulnerabilidad de la estructura de la

vía ante eventuales flujos torrenciales.

Page 28: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 28 de 3

El sector de corte, sobre la margen derecha de la quebrada Minchoy, entre las

abscisas K6+650 y K10+780, donde el eje del corredor intercepta varios

drenajes secundarios, con una alta susceptibilidad a la erosión de las rocas

graníticas fracturadas y con el desarrollo de suelos residuales. Ante el cambio

de uso del suelo se infiere una dinámica torrencial de estos cauces, que

puede afectar los sitios de puentes de este tramo del proyecto.

- Amenaza por erosión

Este proceso se asocia a los tramos del corredor, con exposición de suelos

residuales; donde el cambio de las condiciones naturales de vegetación es un

factor detonante. En los siguientes sectores se identifica este proceso:

Entre el cruce de la quebrada La Campucana y la quebrada Cristales (abscisas

K10+500 a K16+400 del sector de Mocoa).

En el sector de laderas del Minchoy, entre las abscisas K7+300 - K10+780,

donde se expone en granito fracturado y meteorizado.

- Amenaza por Inundación

Para el frente de San Francisco, la ubicación de la vía sobre la margen derecha

del río Putumayo (entre las abscisas K2+500 y K3+300), se define una condición

local de amenaza por inundación. En este tramo el cauce del río muestra un

proceso de agradación local, delimitado lateralmente por afloramientos rocosos y

se requiere obras de protección lateral.

Page 29: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 29 de 3

- Amenaza Sísmica

El corredor del proyecto cruza la vertiente occidental de la Cordillera Oriental,

dentro de una zona de Amenaza sísmica alta. Según el estudio general de

amenaza sísmica de Colombia, Comité AIS 300- Amenaza Sísmica; el área de

estudio corresponde con la región siete, para un coeficiente de aceleración

sísmico Aa = 0,25g para diseño. Esta amenaza sísmica se sustenta en la cercanía

de las siguientes fuentes sismogénicas.

La Falla Frontal de la Cordillera, representa la fuente sismogénica más importante

como fuente cercana o lejana, que pueden afectar el corredor del proyecto y que

definen los valores dinámicos para el diseño de los taludes de corte y el factor

detonante de los procesos de inestabilidad. El registro histórico de sismos

asociados a esta falla reporta los siguientes sismos:

Un sismo en el año de 1827, en el departamento del Huila asociado a la

ruptura de un ramal de esta falla. Fue sentido en gran parte del territorio

nacional y generó un gran deslizamiento que taponó el río Suaza. Se estimó

una magnitud >7.0 y <8.0 y una intensidad para el área del proyecto de VII en

la escala de Mercali.(Sarria 1988)

En el año de 1834, el catálogo nacional registra un gran sismo que afectó el

valle del Sibundoy y fue sentido en gran parte del territorio nacional. Este sismo

se asocia a la falla de influencia directa del proyecto. Fue clasificado como un

sismo de poca profundidad y magnitud entre 6.0 y 7.0, con una intensidad para

la zona del proyecto estimada entre VII-VIII en la escala de Mercali, por los

daños reportados en una zona de influencia de 100km ( Sarria 1988)

Asociada a esta misma falla se relacionan los sismos de 1903 con magnitud

Ms de 6.5 y el evento ocurrido en 1967 que afectó la mayor parte del país.

Page 30: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 30 de 3

9. SECCIÓN TRANSVERSAL

Para la determinación de la sección transversal, se tuvo en cuenta las

características del terreno, método de excavación, y las condiciones de servicio:

Sección transversal externa: Ancho de calzada 7.30, por encima del

diagrama de paso libre. Para este con un galibo de 9 m.

Sección transversal interna: Ancho de calzada 7.30, Andenes 0.75 que

determinan el diagrama de paso libre. Para este con un galibo de 5.30 m,

para esta

Forma de la sección: de acuerdo al tipo de terreno se seleccionó una

sección herradura,

Características del terreno: según las condiciones geotécnicas del material

y la profundidad del túnel, y además debido a que el terreno son roca

medianamente dura y fracturada se adoptó una sección circular o con

solera curva para soportar mejor los esfuerzos.

Método de excavación: el método a utilizar es el método convencional de

excavación (voladura en roca dura y manual en suelo o roca blanda), y se

excavara de los portales asía adentro con dos frentes de trabajo.

Condiciones del servicio: el túnel está establecido para la circulación

continua de vehículos y tránsito de peatones en forma permanente u

ocasional.

Calzada y andenes: Ancho de calzada 7.30, Andenes 0.75 que determinan

el diagrama de paso libre. Para este con un galibo de 5m, para esta

Los nichos de auxilio de 2m X 2m con una puerta de fácil apertura,

alternadamente localizados cada 250m dentro,

Page 31: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 31 de 3

Nichos de parqueo que estarán cada 1000 alternadamente en cada

dirección, con una dimensión de 40m de longitud por 3m de ancho.

Ventilación: debido a la longitud de este se requiere de ventilación

transversal, que se localizara en la parte superior de este, el cual servirá

como evacuación en caso de emergencia,

Instalaciones de operación: instalados todos los equipos requeridos para el

adecuado monitoreo de las condiciones internas de operación del tune,

debidamente conectados con el Centro de control. Así como también la

señalización vertical y horizontal,

Page 32: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 32 de 3

10. CANTIDADES DE OBRA TÚNEL SAN FRANCISCO

LONGITUD TÚNEL 2.860 m

PENDIENTE 2%

VOLUMEN DE ROCA EXCAVADA………………………......267.953 m3

CARPETA DE RODADURA ……………………………….…….4.176 m3

BASE GRANULAR…………………………………………………7.300 M3

CONCRETO REVESTIMIENTO DEFINITIVO …………..…….25.540 m3

Page 33: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 33 de 3

11. CONDICIONES DE LOS PORTALES

Portal lado san francisco se encuentran sobre lodolitas grises oscuras a negras

intercaladas en estratos medios a muy gruesos de caliza. Cuarzoarenitas, para el

acondicionamiento de estos se deberá proveer de estabilización de taludes

Portal lado Mocoa se encuentran sobre secuencia volcanosedimentarias,

intercalaciones de tobas, flujos de lava, aglomerados, areniscas tobaceas, y

limolitas. Con colores morados, rojos, grises y verdes, para el acondicionamiento

de estos se deberá proveer de estabilización de taludes

Para la construcción de esto se usaran pantallas en concreto y colocación de

anclajes, además se utilizara la colocación de soportes metálicos en los primeros

100m del portal.

El empalme con la via se realizara en curva del lado Mocoa con radios superiores

a 600m para garantizar la seguridad del usuario, y del lado San Francisco se

construirá un viaducto de 250m al salir del túnel, pasando el rio putumayo y

empalmando con la vía.

12. GAS TEMPERATURA Y SISMICIDAD

De acuerdo a la clasificación de amenaza sísmica de la NSR-98, para esta zona

es de Amenaza sísmica Alta.

En cuanto a la temperatura no se presenta un gradiente de temperatura

importante debido a la cobertura máxima es de 300 m.

Se deberá hacer un estudio en cuanto a generación de gases ya que se presentan

rocas con potencial de almacenamiento de hidrocarburos y otros gases.

Page 34: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 34 de 3

12. HIDROGEOLOGÍA

12.1 CONDICIONES CLIMÁTICAS

La zona de estudio se enmarca dentro de las condiciones climáticas propias de

Bosque Pluvial Andino que presenta como límites climáticos una temperatura

media entre 12 ºC y 18 ºC y una precipitación anual cercana a los 4000 mm., con

lluvias abundantes y frecuentes en todo el año. El sector oriental en la ciudad de

Mocoa, presenta un promedio máximo de 275 días de lluvia anual y mínimo de

114 días/año, con valores máximos mensuales de precipitación en 24 horas de

158 mm, registrados en la estación Campucana. La región presenta un brillo solar

de 1099 horas/año y una temperatura media anual de 22.5°C. Las figuras 4.1 y 4.2

presentan los valores medios de precipitación y la curva de Intensidad-Duración-

Frecuencia (I-D-F) de la estación Campucana, considerada representativa para

toda el área de estudio.

VALORES MEDIOS MENSUALES DE PRECIPITACIÓN ESTACIONES

HIDROMETEOROLOGICAS ESCOGIDAS

Page 35: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 35 de 3

CURVAS IDF - ESTACIÓN CAMPUCANA

Los suelos de esta provincia son formados a partir de materiales sedimentarios,

que presentan una muy baja evolución, buen drenaje, fertilidad muy baja, con

horizontes superficiales de alta saturación de aluminio.

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0

INT

EN

SID

AD

(m

m/h

r)

TIEMPO (hr)

CURVAS INTENSIDAD-DURACIÓN-FRECUENCIAESTACIÓN CAMPUCANA - MOCOA

METODO GUMBEL

TR=5 años

TR=10 años

TR=20 años

TR=50 años

Page 36: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 36 de 3

CONCLUSIONES

Con la construcción de este túnel, los tiempos de viaje y costos de operación

serán reducidos en aproximadamente al 70%. Además, su construcción traerá

desarrollo económico para los habitantes de la zona de influencia directa del

proyecto y beneficios especialmente en movilización de carga interdepartamental y

nacional.

Se evidencia la necesidad de construir un túnel en la ruta SAN FRANCISCO -

MOCOA, puesto que es un corredor que comunica la parte del AMAZONAS,

PUTUMAYO, CAUCA Y NARINO con el interior del país.

Se considera que el manejo dado a la información es adecuado para efectos de un

estudio de Prefactibilidad, más no es adecuado para viabilizar el proyecto con

estudios de esta profundidad, , y menos para abrir una licitación de construcción.

Para el diseño definitivo se recomienda profundizar más, y realizar las otras

etapas del proyecto.

En la zona de los portales de la alternativa seleccionada se debe complementar

las investigaciones con base en sondeos, barrenos, líneas sísmicas y apiques.

Page 37: TRABAJO TUNELES_V1

PONTIFICIA UNIVERSIDAD

JAVERIANA

ESPECIALIZACIÓN EN GEOTECNIA VIAL Y PAVIMENTOS

CONSTRUCCIÓN TÚNEL RUTA MOCOA – SAN FRANCISCO TRABAJO 01

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TÚNELES

FECHA : 14/04/2011

Página 37 de 3

BIBLIOGRAFÍA

Mapa Geológico del departamento del PUTUMAYO –. Ingeominas 2003

Planchas IGAC N 430 –I, 430 –II Escala: 1:50000

Rodríguez, Erasmo. Caracterización de Unidades Geológicas y geomorfológicas

de Colombia. Ingeominas.2000

Volúmenes de transito, Invías, 2006

Diseño Geométrico de Carreteras, INV. 2008 cap. 7.

Apuntes de Clase, Túneles. Profesor, Ing. Jorge Puerto. Esp. Geotecnia Vial y

Pavimentos. Pontificia Universidad Javeriana.