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INSTITUTO NACIONAL DE VIAS
CRUCE DE LA CORDILLERA CENTRAL
CARRETERA IBAGUE – ARMENIA
TUNEL DE LA LINEA
XIII JORNADAS GEOTECNICAS DE LA INGENIERIA COLOMBIANA
VI FORO SOBRE GEOTECNIA DE LA SABANA DE BOGOTA
I SIMPOSIO DE TUNELES Y OBRAS SUBTERRANEAS
OCTUBRE 26 AL 28 DE 2005
BOGOTA D.C. - COLOMBIA
Rafael Bernal B.
Socio - Director Geotecnia
Gómez, Cajiao y Asociados S.A.
CONSORCIO LA LINEA
GOMEZ, CAJIAO Y ASOCIADOS S.A.
CONSULTORIA COLOMBIANA S.A.
ESTUDIOS TECNICOS S.A.
GOMEZ, CAJIAO Y ASOCIADOS S.A.
INGENIEROS CONSULTORES
CONSULTORIA COLOMBIANA S.A.
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ESTUDIOS TECNICOS S.A
INGENIEROS CONSULTORES
XIII JORNADAS GEOTECNICAS DE LA INGENIERIA COLOMBIANA
VI FORO SOBRE GEOTECNIA DE LA SABANA DE BOGOTA
I SIMPOSIO DE TUNELES Y OBRAS SUBTERRANEAS
CRUCE DE LA CORDILLERA CENTRAL- CARRETERA IBAGUE – ARMENIA
TUNEL DE LA LINEA
Rafael Bernal B. - Socio - Director Geotecnia - Gómez, Cajiao y Asociados S.A.
Con el Túnel Piloto de La Línea actualmente en construcción el proyecto del Túnel de La Línea es
tema frecuente en nuestro medio. El conocimiento global del proyecto del cruce de la cordillera
Central ayuda a comprender la verdadera dimensión del túnel de La Línea dentro del proyecto y el
actual desarrollo que se está acometiendo en fases. Es importante conocer de donde venimos
para saber hacia donde vamos.
El cruce de la cordillera Central – Carretera Ibagué – Armenia, es parte fundamental del corredor
Bogotá – Buenaventura.
Figura 1 – Ubicación General de la Carretera Ibagué – Armenia
CONDICIONES EXISTENTES
La vía existente une las poblaciones de Calarcá e Ibagué ubicadas en los departamentos de
Quindío y Tolima respectivamente. La vía es de una calzada bidireccional de dos carriles, un
carril en cada sentido, con una longitud aproximada de 76 kilómetros en los cuales atraviesa una
topografía montañosa a escarpada. La construcción se realizó a mediados del siglo pasado,
mucho antes de que se adoptaran en el país los criterios de diseño geométrico de la AASHTO en
1970; el criterio predominante era hacer vías al mínimo costo de construcción. Luego desde 1979
hasta 1983 se incrementó el ancho del pavimento, y se construyeron muros y cunetas adicionales,
pero básicamente con el trazado original. Se comprende entonces porque bajo el punto de vista
de los estándares presentes el alineamiento de la vía califica como pobre; en palabras de nuestro
actual presidente Alvaro Uribe Vélez “…¿y cómo hemos exportado tanto por aquí? Esto no son
carreteras, son culebritas. Son caminitos que nuestras gentes, valerosamente, le han robado a las
abruptas vertientes…” (Referencia: Palabras Del Presidente Uribe al Comenzar Obras del Túnel
de La Línea, Cajamarca -Tolima, 12 de Enero de 2005, SNE).
Siguiendo el abscisado amojonado en el terreno, la vía se inicia en la glorieta Los Quindos (km 5)
a aproximadamente 1540 msnm y asciende continuamente hasta llegar al alto de La Línea (km
26+700) a unos 3260 msnm. Se inicia un descenso continuo hasta cruzar el río Bermellón a la
cota 2500 msnm y continúa el descenso por la margen derecha del río hasta la población de
Cajamarca (km 47), la cual se encuentra a una elevación de 1810 msnm. Inmediatamente
después de Cajamarca se cruza el puente sobre el río Anaime (km 50). La vía continúa con una
serie de ascensos y descensos por la margen derecha y cuasi paralela al río Bermellón hasta
llegar a la población de Coello (km 75) en donde cruza el río Coello a una elevación de 1140
msnm. Se inicia un ascenso continuo hasta alcanzar el Boquerón (km 80) a 1400 msnm donde
conecta con la variante de Ibagué. En este recorrido y bajo condiciones óptimas de operación de
la vía y funcionamiento del vehículo, una tractomula cargada se demora unas cuatro horas desde
Calarcá hasta Ibagué, es decir la velocidad promedio es de unos 19 km/h. Los vehículos livianos
se demoran aproximadamente dos horas y media, es decir la velocidad promedio es de unos 30
km/h.
La vía actual tiene muchas curvas con radio inferior a 25 m, la mayoría de estas regresivas y de
altísima pendiente. En algunas de estas curvas la pendiente en la parte interna de la curva es tan
alta, superior al 15%, que los conductores de camiones cargados tienen como práctica común el
invadir el carril externo para seguir una trayectoria de menor pendiente. No obstante, es común
encontrar en estos sitios tractomulas con daños mecánicos severos tales como transmisiones y
ejes rotos, restringiendo el paso de otros vehículos, generando situaciones de alto riesgo de
accidente y ocasionando trancones.
Cuadro 1 – Características Generales de la Vía Existente
SECTOR DISTANCIA PENDIENTE RADIO TIPICO VELOCIDAD NÚMERO
[km] [%] CURVAS [m] MEDIA [km/h] CURVAS/km
Calarcá
3.1 5 - 10 40 - 70 30 - 60 8
La Carmelita
8.1 4 - 10 30 - 60 30 - 40 10
Las Américas
10.7 4 - 10 20 - 80 20 - 40 11
La Línea
8.9 5 - 10 20 -140 20 - 40 9
Bermellón
14.4 4 - 9 30 - 80 30 - 50 9
Cajamarca
24.9 2 - 8 20 -100 40 - 60 8
Coello
6.0 4 - 8 30 -100 40 - 50 8
Boquerón
TOTAL 76.1
Adicionalmente, en la vía actual que cuenta con numerosas zonas inestables, las cuales se vienen
lidiando durante más de cincuenta años, se han identificado un total de 43 zonas inestables.
Algunas de estas inestabilidades tradicionalmente se reactivan durante la época de lluvias
causando cierres totales o parciales del tránsito, ocasionando grandes pérdidas económicas a los
usuarios y al país. Cuando los daños incluyen la banca de la vía las obras de reconstrucción y el
tránsito restringido pueden durar varios meses.
EL PROYECTO CRUCE DE LA CORDILLERA CENTRAL
El proyecto del cruce de la cordillera Central entre Ibagué - Tolima y Calarcá - Quindío forma parte
integral del corredor vial Bogotá – Buenaventura, eje fundamental de la comunicación terrestre
entre el centro y la costa pacífica de Colombia. El trazado propuesto tiene como objetivos
fundamentales mejorar las condiciones geométricas y la operación de la vía existente, reduciendo
los tiempos de viaje y los costos de operación de vehículos.
La descripción del trazado propuesto para los diferentes tramos se resume a continuación:
• Doble calzada entre la glorieta Los Quindos y La Carmelita: ampliación de la vía existente a
doble calzada, con dos carriles subiendo y dos bajando.
• Par vial entre La Carmelita y el intercambiador de Las Américas: construcción de una nueva
calzada para los dos carriles de subida. La vía existente quedaría como los dos carriles de
bajada.
• Doble calzada entre el intercambiador de Las Américas y el portal Galicia: construcción de una
nueva calzada con dos carriles en cada sentido.
• Túnel de La Línea.
• Par vial entre el portal del Bermellón y Cajamarca: construcción de una nueva calzada de dos
carriles semiparalela a la vía existente.
• Doble calzada entre Cajamarca y portal de entrada túnel de Cocora: ampliación de la vía
existente a doble calzada.
• Par vial entre portal de entrada túnel de Cocora y El Boquerón: construcción de una nueva
calzada de dos carriles sin pasar por la población de Coello.
Figura 2 - Perfil Esquemático Vía Existente y Vía Propuesta
La sección de doble calzada incluye dos calzadas de 7.30 m, dos bermas de 1 m y un separador
de 1.40 m para un total de 18.0 m. La sección en par vial incluye dos carriles de 3.65 m y dos
bermas de 1.0 m con un ancho total de 9.30 m.
Cuadro 2 – Características Generales de la Vía Propuesta
SECTOR DISTANCIA PENDIENTE RADIO TIPICO VELOCIDAD NÚMERO
[km] [%] CURVAS [m] MEDIA [km/h] CURVAS/km
Calarcá
Doble calzada 2.8 7 – 10.5 30 - 2000 30 - 50 4
La Carmelita
Par vial 8.7 4.4 – 7.7 80 - 850 50 - 80 3
Las Américas
Doble calzada 2.8 1.7 – 5.5 120 - 850 60 - 80 4
Portal Galicia
Túnel La Línea 8.6 1 - 70 - 80 -
Portal
Bermellón
Doble calzada 1.6 1 – 5.7 115 - 230 60 - 70 4
Cinabrio
Par vial 11.8 0.5 – 6.9 80 - 360 50 - 80 3
Cajamarca
Doble calzada 2.6 0.5 – 5.5 100 - 2000 55 - 80 5
San Rafael
Par vial 1.9 1.2 – 7.9 100 - 220 55 - 80 4
El Tigre
Doble calzada 13.8 1.8 – 8.8 80 - 300 50 - 80 5
Cocora
Par vial 2.1 4 – 5.6 120 - 160 60 - 70 3
Coello
Par vial 4.0 3.5 - 7 100 -200 55 - 70 4
Boquerón
TOTAL 60.7
Figura 3 - Planta Vía Existente y Vía Propuesta
Para mejorar la vía de la forma mostrada se requieren obras de grandes dimensiones, tales como
un túnel principal de 8,6 kilómetros de longitud, 12 túneles menores cuya longitud combinada es
de 4.3 kilómetros; 59 puentes y viaductos cuya longitud total combinada es de 6.3 kilómetros, la
ampliación a doble calzada de 23.6 kilómetros de la vía actual y la construcción de 28.5 kilómetros
de vía nueva para formar un par vial con la vía existente. En estas condiciones se tendrá una
longitud total de la vía de 60.7 kilómetros entre La Glorieta de Los Quindos en Calarcá y Boquerón
en Ibagué, lográndose una reducción de 15.4 kilómetros, 9 de los cuales se presentan en el Túnel
de La Línea. El tiempo de viaje sería de aproximadamente hora y cuarto para vehículos livianos y
unas dos horas para vehículos pesados, con velocidades promedio de 50 km/h y 30 km/h
respectivamente.
Cuadro 3 – Resumen de Puentes
Puentes y viaductos mayores de 100 m 25
Puentes entre 50 y 100 m 20
Puentes cortos menores de 50 m 14
El ancho de cada puente depende de si el tramo donde se encuentra ubicado es par vial o doble
calzada
Cuadro 4 – Resumen de Túneles
La Línea (son 2) 17.2 km (son 2 de 8.6 km)
Túneles viales menores de 580 m 4.8 km (son 12)
Túnel de desviación río Bermellón 0.44 km (1 túnel)
LONGITUD TOTAL DE TUNELES 22.4 km
GEOLOGIA
Tramo Calarcá - La Línea
Predominan esquistos verdes, cuarcíticos y grafíticos, y en algunos sitios pórfidos andesíticos.
Los esquistos verdes están compuestos por hornoblenda, clorita, epidotita y albita en diferentes
proporciones; presentan esquistosidad notable y algunas veces masiva. Los esquistos grises
están compuestos por cuarzo finogranular, grafito interlaminado, y en menor escala sericita y
escamas de clorita. Los esquistos cuarzosos, filitas y anfibolitas son variaciones y transiciones
composicionales y texturales entre los esquistos verdes y los grafíticos. Los pórfidos andesíticos
presentan una matriz vítrea y contienen pequeños cristales de plagioclasa (andesina), tienen una
textura pumácea gris y corresponden a la cristalización de fluidos lávicos de focos volcánicos
cercanos. Estos materiales se encuentran dentro de la zona de influencia de la falla de Romeral,
la cual tiene unos 15 km de ancho. La falla de Romeral es una fractura regional que se ha
identificado desde la costa Caribe hasta Guayaquil (Ecuador).
En su mayor parte las rocas y suelos residuales se encuentran cubiertos por cenizas volcánicas,
generalmente granulares y de color habano, arenas limosas y arenas y limos interestratificados
sueltos.
El área presenta laderas rectilíneas sin orientación preferencial. Generalmente, en la porción
superior de las laderas las pendientes topográficas son moderadas debido primordialmente caída
y acumulación de cenizas volcánicas; en la porción inferior de las laderas, cerca a los cauces de
agua, las pendientes son relativamente altas debido a que los depósitos de cenizas volcánicas
han sido erodados.
Tramo La Línea - Pericos
Predominan los esquistos verdes y grafíticos de características similares a los que se encuentran
entre Calarcá y la Línea. Dentro de esta secuencia metamórfica se encuentran manifestaciones
de cuerpos ígneos y rocas efusivas, lo cual sugiere que toda el área corresponde a una caldera
volcánica, con el volcán del Machín ubicado en la parte central. Se encuentran rocas extrusivas e
intrusivas entremezcladas, como el pórfido dacítico entre la quebrada Cristales y el río Bermellón,
diorita con variación a granodiorita, pórfido andesítico y lava porfirítica.
El valle de los ríos Bermellón y Coello coincide con una serie de trazos de falla que conforman
quiebres abruptos en el cauce; algunos de estos trazos de falla coinciden con los afluentes
principales, como las quebradas Curalito, La Cerrajosa, El Tigre, y los ríos Coello alto y Anaime.
Generalmente hacia las zonas topográficamente altas las rocas y suelos residuales se encuentran
cubiertos por cenizas volcánicas depositadas recientemente. En los valles de los ríos Bermellón y
Coello, y algunas veces colgados sobre laderas empinadas como en la Quebrada El Tigre, se
encuentran depósitos volcano - aluviales. Estas cenizas son generalmente de color gris
blancuzco y predominantemente finas, y cementadas. En la vía existente hay varios cortes
cuasiverticales en estas cenizas que se han mantenido estables por muchos años, sin embargo,
los cortes inclinados presentan signos severos de erosión.
Figura
4
-
Geología
Calarcá
-
Ibagué
El área presenta laderas rectilíneas extensas con inclinación típica de unos 45° con respecto al
plano horizontal. Localmente y hacia la parte inferior de las laderas se encuentran depósitos
coluviales.
Tramo Pericos - Coello - Ibagué
Se encuentran rocas de alto metamorfismo asociadas a la falla de Pericos, y el granito de Ibagué.
Entre la falla de Pericos y la falla de Ibagué se encuentran neises anfibólicos y anfibolitas con
delgadas variaciones locales a mármoles y neises cuarzosos, de textura granoblástica,
equigranular en tamaños gruesos a medios. Los minerales principales que las componen son
hornoblenda y plagioclasa, con algo de cuarzo; los minerales secundarios son epidota y calcita.
La disposición laminar de los minerales le dan a estas rocas una apariencia esquistosa. Después
de cruzar estos materiales, la vía queda emplazada en el granito de Ibagué. Este es un granitoide
con textura hipidiomórfica holocristalina equigranular con tamaños desde finos a medios. La
composición mineralógica tiene variaciones en contenido de cuarzo, feldespato potásico,
plagioclasas y melanocratos (anfíbol y biotita). El grado de meteorización de la roca tiende a ser
mayor en las cimas de las laderas, y menor en las zonas inferiores cerca al cauce del río Coello.
La meteorización que presenta el granito de Ibagué puede alcanzar espesores del orden de 20m,
presentándose los mayores espesores hacia los filos topográficos. La meteorización de las rocas
metamórficas es menor que la que presenta el granito de Ibagué.
En este tramo las rocas se hallan dentro de la zona de influencia de dos fallas importantes: la de
Pericos y la de Ibagué-Cocora. La falla de Pericos tiene dirección SW-NE, con un área de
influencia de 2 a 3 kilómetros de ancho, y marca el contacto entre las unidades litológicas del
granito de Ibagué y los esquistos. La falla de Ibagué-Cocora tiene rumbo NEE, el cual coincide
con el cañón del río Cocora y de la quebrada el Salero, y muestra evidencias de desplazamiento
sinistro lateral. La masa rocosa dentro del área de influencia de la falla se encuentra muy
fracturada.
En algunos sectores las rocas y suelos residuales están cubiertas por remanentes de cenizas
volcánicas similares a los que se encuentran en el tramo entre la Línea y Pericos.
Tramo Túnel de La Línea
Complejo Cajamarca (Pzc)
En este complejo de edad Paleozoico se han reconocido dos unidades litológicamente
diferenciables: esquistos negros grafitosos y esquistos verdes cloríticos. El complejo Cajamarca
expone un metamorfismo de grado regional bajo y acción dinámica posterior que genera
replegamiento y fracturamiento. Se observa el registro de eventos tectónicos que se ven
traducidos en la presencia de pliegues menores. Los estados de alteración en que se encuentran
las rocas varían de fresco a muy meteorizado, como se observa en los sectores con mayor
intensidad de fracturamiento.
Complejo Quebradagrande (Kiq)
El complejo Quebradagrande es de edad Cretácea e incluye dos miembros: el miembro volcánico
(Kiqd) y el miembro metasedimentario (Kiqs).
Miembro Volcánico (Kiqd).
Son diabasas verdes las cuales han sido sometidas a metamorfismo regional y dinámico
generando de esta forma laminación de la roca y orientación de minerales. Se encuentran en
diferentes estados: desde rocas sin indicios de deformación pasando a débil grado de
metamorfismo, donde se puede observar la foliación de la roca y orientación de minerales, hasta
zonas de alto grado de deformación donde la roca ha sido sometida a eventos dinámicos,
observándose esta milonitizada. Dentro de este conjunto también se presentan algunos
emplazamientos de andesitas porfiríticas. Además se observa la relación del grado de
meteorización con el grado de fracturación y esquistosidad de la roca. Los contactos entre la serie
metadiabasa y metasedimentaria son complejos.
Miembro Metasedimentario (Kiqs).
Se compone de esquistos negros grises carbonosos y silíceos, con presencia en sectores de
calizas. Estos esquistos negros-grises se encuentran interestratificados con rocas verdes
correspondientes a metadiabasas. En general los afloramientos se ven perturbados por efectos
tectónicos.
Ígneo Hipoabisal (Tpd)
Estas rocas son de edad Terciaria Superior. El mayor de estos cuerpos, se encuentra circundante
al portal de Bermellón y presenta una composición dacítica a andesítica y textura porfirítica se
denomina pórfido dacítico (andesítico). Su color es gris en estado fresco y rojizo–ocre en estado
meteorizado; muestra fenocristales grano grueso a muy grueso (0.5-2cm) de plagioclasa
embebidos en matriz afanítica y el tamaño de los cristales puede presentar variación gradacional
de un sector a otro. Este cuerpo ha intruido a través del complejo Cajamarca, gracias a la
combinación de las fallas La Cristalina y La Palestina. En los lugares en donde se aprecia este
contacto se encuentra un límite neto. Su aparición dentro de las rocas del complejo Cajamarca es
abrupta y con apófisis que se ramifican dentro de la roca de caja indistintamente. También se
identifican xenolitos de esquistos negros dentro de las rocas porfiríticas, como el existente bajo el
puente de la carretera sobre el río Bermellón. La meteorización de estas rocas es variada: desde
roca fresca a moderadamente meteorizada; por lo general es una roca dura o muy dura.
Cuaternario
Se presentan depósitos piroclásticos localizados en extensas zonas los cuales se encuentran en
su mayor parte cubriendo las rocas anteriormente citadas, restringiendo los afloramientos a los
cursos de las quebradas principales del área. Los depósitos piroclásticos principales
corresponden a cenizas volcánicas las cuales presentan alto contenido de cuarzo, micas y
fragmentos de piedra pómez; la granulometría en general varía de tamaño arena media a arena
gruesa.
Geología Estructural
El esquema general de las estructuras encontradas en la zona es característico de un ambiente
geológico de esfuerzos compresivos relacionados con el sistema de fallas de Romeral. A nivel
general en la zona de estudio existen dos predominios en la orientación de las fallas: El primer y
el más importante presenta una orientación general N – S, y el segundo en menor proporción
presenta una orientación general E - W. En las zonas próximas a estas fallas se puede observar el
efecto de metamorfismo dinámico, el cual se puede corroborar por la presencia de zonas de
brechamiento, milonitización de la roca y fuerte tectonismo que ha provocado el diaclasamiento de
las rocas aledañas a las fallas.
Figura
5
-
Planta
Perfil
Geología
Túnel
La
Línea
Las principales fallas observadas son:
• Falla La Gata: orientación N 40° W, su comportamiento es básicamente de rumbo afectando
las metadiabasas del complejo Quebradagrande.
• Falla La Estación: orientación N25W, rumbo/inversa.
• Falla El Portal: orientación N25E, falla de rumbo, afecta las rocas del complejo
Quebradagrande. Hacia el norte del portal Galicia esta falla se une a la Falla Galicia.
• Los Chorros: orientación N12W, de cabalgamiento - bloque oriental asciende sobre el
occidental, constituye en el límite entre el complejo Quebradagrande y el complejo Cajamarca.
• Falla de Galicia: orientación general N17E, falla de rumbo, afecta las rocas del complejo
Quebradagrande.
• Falla la Cristalina: orientación N–S, constituye el límite entre los esquistos negros grafitosos
del complejo Cajamarca y el cuerpo Igneo porfirítico de edad Terciaria.
• Falla La Vaca: orientación N –S, de tipo inverso con una componente de rumbo, constituye
en el límite litológico entre el miembro Metasedimentario y el miembro Metadiabásico del
complejo Quebradagrande.
• Falla Bermellón Campanario: orientación N75W, constituye el contacto las metadiabasas
verdes del complejo Quebradagrande con los esquistos negros grafitosos del complejo
Cajamarca.
• Sistema de Fallas La Soledad: conjunto de fallas de trazo sinuoso que se trenzan con rumbo
general N-S, cabalgamiento/rumbo. Este sistema afecta la serie metasedimentaria del
complejo Quebrada Grande al occidente del alto La Línea, mientras que al oriente se
constituye en el límite entre el metasedimentario y el metaígneo del mismo grupo.
Es de resaltar que los contactos entre unidades frecuentemente son fallados, como es el caso del
contacto entre los esquistos del complejo Cajamarca y las metadiabasas del miembro
Metadiabásico, y en algunos casos entre el miembro metasedimentario y el miembro
metadiabásico del complejo Quebradagrande. Se interpreta el emplazamiento de los cuerpos
ígneos (hipoabisales) a través de las zonas de debilidad creadas por algunas de las fallas, como
es el caso de la falla La Cristalina para el cuerpo ígneo de Bermellón y del trazo oriental del
sistema de fallas La Soledad para los dos cuerpos ígneos próximos al alto de La Línea.
LOS TUNELES VIALES DE LA LINEA
Para la evaluación del túnel de La Línea el Consorcio La Línea contó con la participación de los
asesores internacionales de Geoconsult GMBH de Austria, expertos en túneles viales. La longitud
de los túneles de 8.6 km, las condiciones topográficas y el tráfico esperado en la vía, se identificó
la necesidad de incluir un sistema de ventilación mecánico. Se consideraron sistemas de
ventilación longitudinal, en el cual el aire fresco y viciado son empujados en la dirección del eje del
túnel; ventilación semitransversal, en la cual el aire fresco es suministrado uniformemente a lo
largo del túnel en dirección perpendicular al eje del túnel y el aire viciado es extraído en la
dirección del eje del túnel; y ventilación transversal, en el cual el aire fresco es suministrado
uniformemente a lo largo del túnel en dirección perpendicular al eje del túnel y el aire viciado es
extraído uniformemente a lo largo del túnel en dirección perpendicular al eje del túnel.
En el proyecto se plantearon dos alternativas para el túnel vial. La alternativa A corresponde a un
túnel vehicular bidireccional con ventilación transversal y un túnel de rescate. La alternativa B
consiste en dos túneles unidireccionales con ventilación longitudinal. Las características
principales se presentan a continuación:
Cuadro 5 – Comparación de Alternativas Propuestas
ALTERNATIVA A ALTERNATIVA B
CARACTERISTICA
TUNEL
PRINCIPAL
BIDIRECCIONAL
TUNEL RESCATE TUNELES GEMELOS
UNIDIRECCIONALES
Longitud 8.60 km 8.54 km 8.60 km
Cobertura máxima 850 m 850 m 850 m
Portal Galicia el 2422.0 msnm 2422.6 msnm 2422.0 msnm
Portal Bermellón el 2504.5 msnm 2504.6 msnm 2504.5 msnm
Pendiente 0.96 % 0.96 % 0.96 %
Profundidad Pozo Alaska 502 m 502 m
Profundidad Pozo Los
Andes
445 m 445 m
Distancia Portal Galicia -
Pozo Alaska
2777 m 2777 m 2777 m
Distancia Pozo Alaska –
Pozo Los Andes
2754 m 2754 m 2754 m
Distancia Pozo Los Andes
– Portal Bermellón
3065 m 3065 m 3065 m
Area Transversal 96 m2 16 m2 79 m2 c/u
Ancho carril 4.0 m 3.0 3.75 m
Ancho interno total 9.7 m 3.6 m 9.5 m
Número de carriles
Calarcá - Ibagué
1 - 2 (túnel sentido Galicia -
Bermellón)
Número de carriles
Ibagué - Calarcá
1 - 2 (túnel sentido
Bermellón - Galicia)
Galerías vehiculares entre
túneles
4 7
Galerías peatonales entre
túneles
15 12
Nichos de parqueo 16 2 13 c/u (26 total)
Figura 6 – Sección Transversal Típica Alternativa A – Túnel Bidireccional con Túnel de Rescate
Figura 7 - Sección Transversal Típica Alternativa B – Túneles Gemelos Unidireccionales
Figura
8
–
Sección
Longitudinal
Esquemática
Alternativa
A
(Se
muestran
las
conexiones
principales
entre
los
túneles
únicamente)
La alternativa óptima desde el punto de vista de seguridad, costos de operación a largo plazo y
proyección hacia el futuro es la alternativa B, es decir construir dos túneles gemelos
unidireccionales con ventilación longitudinal. Sin embargo, la alternativa A, es decir construir un
túnel bidireccional con ventilación transversal y un túnel de rescate paralelo, requiere una menor
inversión inicial. En el presente, el túnel piloto se está con el alineamiento del túnel de rescate de
la alternativa A.
EL TUNEL PILOTO
La recomendación de construir un túnel piloto fue propuesta en 1999 por Geoconsult GMBH,
asesor internacional del Consorcio La Línea, la cual fue expuesta durante el Foro Internacional del
Túnel de La Línea que se llevó a cabo en Bogotá. La construcción anticipada del túnel piloto
permite las siguientes ventajas:
• Obtención de una excelente información geológica, hidrogeológica y geotécnica. Esta
información es útil para optimizar el diseño final del túnel principal, minimizar reclamaciones,
ajustar la programación y cronograma de construcción reales, y precisar los tiempos y costos
de construcción.
• La función permanente del túnel piloto o exploratorio será como túnel de rescate, el cual es el
mejor concepto de seguridad para un túnel vial bidireccional de la longitud del Túnel de La
Línea, pues en este caso no es viable construir ventanas de rescate por las condiciones
topográficas. En el caso en el cual se optara por la alternativa B – túneles gemelos, la cual es
la solución óptima desde el punto de vista de seguridad y costo a largo plazo, el túnel piloto
podría ampliarse para convertirse en uno de los túneles gemelos.
• Durante la excavación del túnel piloto, los parámetros de la roca se obtendrán directamente
del comportamiento del macizo rocoso. El túnel piloto también permite la realización de
ensayos in-situ, como mediciones de deformaciones y esfuerzos. Con esta información
obtenida de la las perforaciones, instrumentación y monitoreo del túnel piloto se puede
optimizar el diseño del túnel principal.
• El túnel piloto permite drenaje anticipado del macizo rocoso, y la consecuente disminución de
los riesgos de inundaciones cuando se excava en bajada, la generación de mejores
condiciones constructivas, disminuyendo el tiempo y costo de construcción del túnel principal.
• El túnel piloto permite abrir más frentes de excavación durante la construcción del túnel
principal reduciendo el costo de construcción del túnel principal.
• Las zonas de falla identificadas durante la excavación del túnel piloto pueden ser estudiadas
en detalle y se puede realizar su pre-tratamiento si es necesario.
• Desde el túnel piloto se puede iniciar la excavación anticipada de las cavernas y pozos de
ventilación del túnel vehicular.
• El túnel piloto facilitará considerablemente la construcción de un segundo túnel principal en el
futuro, cuando las condiciones de tráfico así lo requieran. Por eso es conveniente ubicar el
túnel piloto en la sección de un túnel futuro.
Los criterios para el trazado en planta y perfil del túnel piloto, están asociados a la construcción
del túnel principal del proyecto Túnel de la Línea. En la selección del trazado de ambos túneles se
consideraron entre otros los siguientes aspectos:
• La ubicación óptima de los sitios de emportalamiento en las zonas de Galicia al occidente y
Bermellón al oriente.
• La menor pendiente longitudinal posible (menor del 1%) con el fin de optimizar el diseño del
sistema de ventilación del túnel principal y disminuir sus costos durante construcción y los
costos de operación durante la vida útil del proyecto.
• Radios de curvatura de acceso interno a los portales con radios mayores a 1000 metros.
• Optimizar en lo posible el cruce de las zonas de falla geológicas.
• Ubicación de los pozos de ventilación Alaska y Los Andes.
• Posible emplazamiento del túnel de rescate sobre el trazado de un segundo túnel vehicular.
Para el dimensionamiento de la sección transversal del túnel piloto se tuvieron en cuenta los
siguientes aspectos:
• Ancho de circulación del tráfico: ancho de carril mínimo de 3.0 m, considerando un ancho de
vehículo de 2.40 m y ancho adicional de 0.30 m a ambos costados del vehículo por efecto
psicológico en los conductores de vehículos de rescate y mantenimiento.
• Gálibo para circulación del tráfico: 2.70 m, suficiente para el desplazamiento de vehículos de
rescate o de operación y mantenimiento.
• Ancho de bordillos: 0.3 m.
• Instalaciones y equipos del túnel: ventilación e iluminación de emergencia.
• Método constructivo: excavación cíclica con perforación y voladura.
CONCLUSIONES
•
•
•
• Si el país contara con recursos suficientes sería óptimo construir los grandes proyectos viales,
como el cruce de la cordillera central – carretera Ibagué – Armenia, inmediatamente y en su
totalidad. Sin embargo, la experiencia muestra que en nuestro entorno el tratar de
implementar las soluciones de esta forma deja los proyectos muertos en el papel.
•
•
•
• La construcción de grandes proyectos viales subdividiéndolos en fases toma tiempo pero le da
viabilidad a los proyectos y permite invertir dándole prioridad a las obras más necesarias. Se
necesita un proyecto ambicioso y persistencia en las instituciones que permitan la mejora
continua en el tiempo de la infraestructura vial.
•
•
•
• El túnel piloto de La Línea una vez cumpla su función de galería exploratoria, se podrá
adecuar en el futuro como túnel de rescate del túnel principal bidireccional, y/o se podrá
ampliar para convertirse en uno de los túneles gemelos unidireccionales.

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  • 1. INSTITUTO NACIONAL DE VIAS CRUCE DE LA CORDILLERA CENTRAL CARRETERA IBAGUE – ARMENIA TUNEL DE LA LINEA XIII JORNADAS GEOTECNICAS DE LA INGENIERIA COLOMBIANA VI FORO SOBRE GEOTECNIA DE LA SABANA DE BOGOTA I SIMPOSIO DE TUNELES Y OBRAS SUBTERRANEAS OCTUBRE 26 AL 28 DE 2005 BOGOTA D.C. - COLOMBIA Rafael Bernal B. Socio - Director Geotecnia Gómez, Cajiao y Asociados S.A. CONSORCIO LA LINEA GOMEZ, CAJIAO Y ASOCIADOS S.A. CONSULTORIA COLOMBIANA S.A. ESTUDIOS TECNICOS S.A. GOMEZ, CAJIAO Y ASOCIADOS S.A. INGENIEROS CONSULTORES CONSULTORIA COLOMBIANA S.A. INGENIEROS CONSULTORES ESTUDIOS TECNICOS S.A INGENIEROS CONSULTORES
  • 2. XIII JORNADAS GEOTECNICAS DE LA INGENIERIA COLOMBIANA VI FORO SOBRE GEOTECNIA DE LA SABANA DE BOGOTA I SIMPOSIO DE TUNELES Y OBRAS SUBTERRANEAS CRUCE DE LA CORDILLERA CENTRAL- CARRETERA IBAGUE – ARMENIA TUNEL DE LA LINEA Rafael Bernal B. - Socio - Director Geotecnia - Gómez, Cajiao y Asociados S.A. Con el Túnel Piloto de La Línea actualmente en construcción el proyecto del Túnel de La Línea es tema frecuente en nuestro medio. El conocimiento global del proyecto del cruce de la cordillera Central ayuda a comprender la verdadera dimensión del túnel de La Línea dentro del proyecto y el actual desarrollo que se está acometiendo en fases. Es importante conocer de donde venimos para saber hacia donde vamos. El cruce de la cordillera Central – Carretera Ibagué – Armenia, es parte fundamental del corredor Bogotá – Buenaventura. Figura 1 – Ubicación General de la Carretera Ibagué – Armenia CONDICIONES EXISTENTES La vía existente une las poblaciones de Calarcá e Ibagué ubicadas en los departamentos de Quindío y Tolima respectivamente. La vía es de una calzada bidireccional de dos carriles, un carril en cada sentido, con una longitud aproximada de 76 kilómetros en los cuales atraviesa una topografía montañosa a escarpada. La construcción se realizó a mediados del siglo pasado, mucho antes de que se adoptaran en el país los criterios de diseño geométrico de la AASHTO en 1970; el criterio predominante era hacer vías al mínimo costo de construcción. Luego desde 1979 hasta 1983 se incrementó el ancho del pavimento, y se construyeron muros y cunetas adicionales, pero básicamente con el trazado original. Se comprende entonces porque bajo el punto de vista de los estándares presentes el alineamiento de la vía califica como pobre; en palabras de nuestro actual presidente Alvaro Uribe Vélez “…¿y cómo hemos exportado tanto por aquí? Esto no son carreteras, son culebritas. Son caminitos que nuestras gentes, valerosamente, le han robado a las abruptas vertientes…” (Referencia: Palabras Del Presidente Uribe al Comenzar Obras del Túnel de La Línea, Cajamarca -Tolima, 12 de Enero de 2005, SNE).
  • 3. Siguiendo el abscisado amojonado en el terreno, la vía se inicia en la glorieta Los Quindos (km 5) a aproximadamente 1540 msnm y asciende continuamente hasta llegar al alto de La Línea (km 26+700) a unos 3260 msnm. Se inicia un descenso continuo hasta cruzar el río Bermellón a la cota 2500 msnm y continúa el descenso por la margen derecha del río hasta la población de Cajamarca (km 47), la cual se encuentra a una elevación de 1810 msnm. Inmediatamente después de Cajamarca se cruza el puente sobre el río Anaime (km 50). La vía continúa con una serie de ascensos y descensos por la margen derecha y cuasi paralela al río Bermellón hasta llegar a la población de Coello (km 75) en donde cruza el río Coello a una elevación de 1140 msnm. Se inicia un ascenso continuo hasta alcanzar el Boquerón (km 80) a 1400 msnm donde conecta con la variante de Ibagué. En este recorrido y bajo condiciones óptimas de operación de la vía y funcionamiento del vehículo, una tractomula cargada se demora unas cuatro horas desde Calarcá hasta Ibagué, es decir la velocidad promedio es de unos 19 km/h. Los vehículos livianos se demoran aproximadamente dos horas y media, es decir la velocidad promedio es de unos 30 km/h. La vía actual tiene muchas curvas con radio inferior a 25 m, la mayoría de estas regresivas y de altísima pendiente. En algunas de estas curvas la pendiente en la parte interna de la curva es tan alta, superior al 15%, que los conductores de camiones cargados tienen como práctica común el invadir el carril externo para seguir una trayectoria de menor pendiente. No obstante, es común encontrar en estos sitios tractomulas con daños mecánicos severos tales como transmisiones y ejes rotos, restringiendo el paso de otros vehículos, generando situaciones de alto riesgo de accidente y ocasionando trancones. Cuadro 1 – Características Generales de la Vía Existente SECTOR DISTANCIA PENDIENTE RADIO TIPICO VELOCIDAD NÚMERO [km] [%] CURVAS [m] MEDIA [km/h] CURVAS/km Calarcá 3.1 5 - 10 40 - 70 30 - 60 8 La Carmelita 8.1 4 - 10 30 - 60 30 - 40 10 Las Américas 10.7 4 - 10 20 - 80 20 - 40 11 La Línea 8.9 5 - 10 20 -140 20 - 40 9 Bermellón 14.4 4 - 9 30 - 80 30 - 50 9 Cajamarca 24.9 2 - 8 20 -100 40 - 60 8 Coello 6.0 4 - 8 30 -100 40 - 50 8 Boquerón TOTAL 76.1 Adicionalmente, en la vía actual que cuenta con numerosas zonas inestables, las cuales se vienen lidiando durante más de cincuenta años, se han identificado un total de 43 zonas inestables. Algunas de estas inestabilidades tradicionalmente se reactivan durante la época de lluvias causando cierres totales o parciales del tránsito, ocasionando grandes pérdidas económicas a los
  • 4. usuarios y al país. Cuando los daños incluyen la banca de la vía las obras de reconstrucción y el tránsito restringido pueden durar varios meses. EL PROYECTO CRUCE DE LA CORDILLERA CENTRAL El proyecto del cruce de la cordillera Central entre Ibagué - Tolima y Calarcá - Quindío forma parte integral del corredor vial Bogotá – Buenaventura, eje fundamental de la comunicación terrestre entre el centro y la costa pacífica de Colombia. El trazado propuesto tiene como objetivos fundamentales mejorar las condiciones geométricas y la operación de la vía existente, reduciendo los tiempos de viaje y los costos de operación de vehículos. La descripción del trazado propuesto para los diferentes tramos se resume a continuación: • Doble calzada entre la glorieta Los Quindos y La Carmelita: ampliación de la vía existente a doble calzada, con dos carriles subiendo y dos bajando. • Par vial entre La Carmelita y el intercambiador de Las Américas: construcción de una nueva calzada para los dos carriles de subida. La vía existente quedaría como los dos carriles de bajada. • Doble calzada entre el intercambiador de Las Américas y el portal Galicia: construcción de una nueva calzada con dos carriles en cada sentido. • Túnel de La Línea. • Par vial entre el portal del Bermellón y Cajamarca: construcción de una nueva calzada de dos carriles semiparalela a la vía existente. • Doble calzada entre Cajamarca y portal de entrada túnel de Cocora: ampliación de la vía existente a doble calzada. • Par vial entre portal de entrada túnel de Cocora y El Boquerón: construcción de una nueva calzada de dos carriles sin pasar por la población de Coello. Figura 2 - Perfil Esquemático Vía Existente y Vía Propuesta
  • 5. La sección de doble calzada incluye dos calzadas de 7.30 m, dos bermas de 1 m y un separador de 1.40 m para un total de 18.0 m. La sección en par vial incluye dos carriles de 3.65 m y dos bermas de 1.0 m con un ancho total de 9.30 m. Cuadro 2 – Características Generales de la Vía Propuesta SECTOR DISTANCIA PENDIENTE RADIO TIPICO VELOCIDAD NÚMERO [km] [%] CURVAS [m] MEDIA [km/h] CURVAS/km Calarcá Doble calzada 2.8 7 – 10.5 30 - 2000 30 - 50 4 La Carmelita Par vial 8.7 4.4 – 7.7 80 - 850 50 - 80 3 Las Américas Doble calzada 2.8 1.7 – 5.5 120 - 850 60 - 80 4 Portal Galicia Túnel La Línea 8.6 1 - 70 - 80 - Portal Bermellón Doble calzada 1.6 1 – 5.7 115 - 230 60 - 70 4 Cinabrio Par vial 11.8 0.5 – 6.9 80 - 360 50 - 80 3 Cajamarca Doble calzada 2.6 0.5 – 5.5 100 - 2000 55 - 80 5 San Rafael Par vial 1.9 1.2 – 7.9 100 - 220 55 - 80 4 El Tigre Doble calzada 13.8 1.8 – 8.8 80 - 300 50 - 80 5 Cocora Par vial 2.1 4 – 5.6 120 - 160 60 - 70 3 Coello Par vial 4.0 3.5 - 7 100 -200 55 - 70 4 Boquerón TOTAL 60.7
  • 6. Figura 3 - Planta Vía Existente y Vía Propuesta Para mejorar la vía de la forma mostrada se requieren obras de grandes dimensiones, tales como un túnel principal de 8,6 kilómetros de longitud, 12 túneles menores cuya longitud combinada es de 4.3 kilómetros; 59 puentes y viaductos cuya longitud total combinada es de 6.3 kilómetros, la ampliación a doble calzada de 23.6 kilómetros de la vía actual y la construcción de 28.5 kilómetros de vía nueva para formar un par vial con la vía existente. En estas condiciones se tendrá una longitud total de la vía de 60.7 kilómetros entre La Glorieta de Los Quindos en Calarcá y Boquerón en Ibagué, lográndose una reducción de 15.4 kilómetros, 9 de los cuales se presentan en el Túnel de La Línea. El tiempo de viaje sería de aproximadamente hora y cuarto para vehículos livianos y unas dos horas para vehículos pesados, con velocidades promedio de 50 km/h y 30 km/h respectivamente. Cuadro 3 – Resumen de Puentes Puentes y viaductos mayores de 100 m 25 Puentes entre 50 y 100 m 20 Puentes cortos menores de 50 m 14 El ancho de cada puente depende de si el tramo donde se encuentra ubicado es par vial o doble calzada
  • 7. Cuadro 4 – Resumen de Túneles La Línea (son 2) 17.2 km (son 2 de 8.6 km) Túneles viales menores de 580 m 4.8 km (son 12) Túnel de desviación río Bermellón 0.44 km (1 túnel) LONGITUD TOTAL DE TUNELES 22.4 km GEOLOGIA Tramo Calarcá - La Línea Predominan esquistos verdes, cuarcíticos y grafíticos, y en algunos sitios pórfidos andesíticos. Los esquistos verdes están compuestos por hornoblenda, clorita, epidotita y albita en diferentes proporciones; presentan esquistosidad notable y algunas veces masiva. Los esquistos grises están compuestos por cuarzo finogranular, grafito interlaminado, y en menor escala sericita y escamas de clorita. Los esquistos cuarzosos, filitas y anfibolitas son variaciones y transiciones composicionales y texturales entre los esquistos verdes y los grafíticos. Los pórfidos andesíticos presentan una matriz vítrea y contienen pequeños cristales de plagioclasa (andesina), tienen una textura pumácea gris y corresponden a la cristalización de fluidos lávicos de focos volcánicos cercanos. Estos materiales se encuentran dentro de la zona de influencia de la falla de Romeral, la cual tiene unos 15 km de ancho. La falla de Romeral es una fractura regional que se ha identificado desde la costa Caribe hasta Guayaquil (Ecuador). En su mayor parte las rocas y suelos residuales se encuentran cubiertos por cenizas volcánicas, generalmente granulares y de color habano, arenas limosas y arenas y limos interestratificados sueltos. El área presenta laderas rectilíneas sin orientación preferencial. Generalmente, en la porción superior de las laderas las pendientes topográficas son moderadas debido primordialmente caída y acumulación de cenizas volcánicas; en la porción inferior de las laderas, cerca a los cauces de agua, las pendientes son relativamente altas debido a que los depósitos de cenizas volcánicas han sido erodados. Tramo La Línea - Pericos Predominan los esquistos verdes y grafíticos de características similares a los que se encuentran entre Calarcá y la Línea. Dentro de esta secuencia metamórfica se encuentran manifestaciones de cuerpos ígneos y rocas efusivas, lo cual sugiere que toda el área corresponde a una caldera volcánica, con el volcán del Machín ubicado en la parte central. Se encuentran rocas extrusivas e intrusivas entremezcladas, como el pórfido dacítico entre la quebrada Cristales y el río Bermellón, diorita con variación a granodiorita, pórfido andesítico y lava porfirítica. El valle de los ríos Bermellón y Coello coincide con una serie de trazos de falla que conforman quiebres abruptos en el cauce; algunos de estos trazos de falla coinciden con los afluentes principales, como las quebradas Curalito, La Cerrajosa, El Tigre, y los ríos Coello alto y Anaime. Generalmente hacia las zonas topográficamente altas las rocas y suelos residuales se encuentran cubiertos por cenizas volcánicas depositadas recientemente. En los valles de los ríos Bermellón y Coello, y algunas veces colgados sobre laderas empinadas como en la Quebrada El Tigre, se encuentran depósitos volcano - aluviales. Estas cenizas son generalmente de color gris blancuzco y predominantemente finas, y cementadas. En la vía existente hay varios cortes cuasiverticales en estas cenizas que se han mantenido estables por muchos años, sin embargo, los cortes inclinados presentan signos severos de erosión.
  • 9. El área presenta laderas rectilíneas extensas con inclinación típica de unos 45° con respecto al plano horizontal. Localmente y hacia la parte inferior de las laderas se encuentran depósitos coluviales. Tramo Pericos - Coello - Ibagué Se encuentran rocas de alto metamorfismo asociadas a la falla de Pericos, y el granito de Ibagué. Entre la falla de Pericos y la falla de Ibagué se encuentran neises anfibólicos y anfibolitas con delgadas variaciones locales a mármoles y neises cuarzosos, de textura granoblástica, equigranular en tamaños gruesos a medios. Los minerales principales que las componen son hornoblenda y plagioclasa, con algo de cuarzo; los minerales secundarios son epidota y calcita. La disposición laminar de los minerales le dan a estas rocas una apariencia esquistosa. Después de cruzar estos materiales, la vía queda emplazada en el granito de Ibagué. Este es un granitoide con textura hipidiomórfica holocristalina equigranular con tamaños desde finos a medios. La composición mineralógica tiene variaciones en contenido de cuarzo, feldespato potásico, plagioclasas y melanocratos (anfíbol y biotita). El grado de meteorización de la roca tiende a ser mayor en las cimas de las laderas, y menor en las zonas inferiores cerca al cauce del río Coello. La meteorización que presenta el granito de Ibagué puede alcanzar espesores del orden de 20m, presentándose los mayores espesores hacia los filos topográficos. La meteorización de las rocas metamórficas es menor que la que presenta el granito de Ibagué. En este tramo las rocas se hallan dentro de la zona de influencia de dos fallas importantes: la de Pericos y la de Ibagué-Cocora. La falla de Pericos tiene dirección SW-NE, con un área de influencia de 2 a 3 kilómetros de ancho, y marca el contacto entre las unidades litológicas del granito de Ibagué y los esquistos. La falla de Ibagué-Cocora tiene rumbo NEE, el cual coincide con el cañón del río Cocora y de la quebrada el Salero, y muestra evidencias de desplazamiento sinistro lateral. La masa rocosa dentro del área de influencia de la falla se encuentra muy fracturada. En algunos sectores las rocas y suelos residuales están cubiertas por remanentes de cenizas volcánicas similares a los que se encuentran en el tramo entre la Línea y Pericos. Tramo Túnel de La Línea Complejo Cajamarca (Pzc) En este complejo de edad Paleozoico se han reconocido dos unidades litológicamente diferenciables: esquistos negros grafitosos y esquistos verdes cloríticos. El complejo Cajamarca expone un metamorfismo de grado regional bajo y acción dinámica posterior que genera replegamiento y fracturamiento. Se observa el registro de eventos tectónicos que se ven traducidos en la presencia de pliegues menores. Los estados de alteración en que se encuentran las rocas varían de fresco a muy meteorizado, como se observa en los sectores con mayor intensidad de fracturamiento. Complejo Quebradagrande (Kiq) El complejo Quebradagrande es de edad Cretácea e incluye dos miembros: el miembro volcánico (Kiqd) y el miembro metasedimentario (Kiqs). Miembro Volcánico (Kiqd).
  • 10. Son diabasas verdes las cuales han sido sometidas a metamorfismo regional y dinámico generando de esta forma laminación de la roca y orientación de minerales. Se encuentran en diferentes estados: desde rocas sin indicios de deformación pasando a débil grado de metamorfismo, donde se puede observar la foliación de la roca y orientación de minerales, hasta zonas de alto grado de deformación donde la roca ha sido sometida a eventos dinámicos, observándose esta milonitizada. Dentro de este conjunto también se presentan algunos emplazamientos de andesitas porfiríticas. Además se observa la relación del grado de meteorización con el grado de fracturación y esquistosidad de la roca. Los contactos entre la serie metadiabasa y metasedimentaria son complejos. Miembro Metasedimentario (Kiqs). Se compone de esquistos negros grises carbonosos y silíceos, con presencia en sectores de calizas. Estos esquistos negros-grises se encuentran interestratificados con rocas verdes correspondientes a metadiabasas. En general los afloramientos se ven perturbados por efectos tectónicos. Ígneo Hipoabisal (Tpd) Estas rocas son de edad Terciaria Superior. El mayor de estos cuerpos, se encuentra circundante al portal de Bermellón y presenta una composición dacítica a andesítica y textura porfirítica se denomina pórfido dacítico (andesítico). Su color es gris en estado fresco y rojizo–ocre en estado meteorizado; muestra fenocristales grano grueso a muy grueso (0.5-2cm) de plagioclasa embebidos en matriz afanítica y el tamaño de los cristales puede presentar variación gradacional de un sector a otro. Este cuerpo ha intruido a través del complejo Cajamarca, gracias a la combinación de las fallas La Cristalina y La Palestina. En los lugares en donde se aprecia este contacto se encuentra un límite neto. Su aparición dentro de las rocas del complejo Cajamarca es abrupta y con apófisis que se ramifican dentro de la roca de caja indistintamente. También se identifican xenolitos de esquistos negros dentro de las rocas porfiríticas, como el existente bajo el puente de la carretera sobre el río Bermellón. La meteorización de estas rocas es variada: desde roca fresca a moderadamente meteorizada; por lo general es una roca dura o muy dura. Cuaternario Se presentan depósitos piroclásticos localizados en extensas zonas los cuales se encuentran en su mayor parte cubriendo las rocas anteriormente citadas, restringiendo los afloramientos a los cursos de las quebradas principales del área. Los depósitos piroclásticos principales corresponden a cenizas volcánicas las cuales presentan alto contenido de cuarzo, micas y fragmentos de piedra pómez; la granulometría en general varía de tamaño arena media a arena gruesa. Geología Estructural El esquema general de las estructuras encontradas en la zona es característico de un ambiente geológico de esfuerzos compresivos relacionados con el sistema de fallas de Romeral. A nivel general en la zona de estudio existen dos predominios en la orientación de las fallas: El primer y el más importante presenta una orientación general N – S, y el segundo en menor proporción presenta una orientación general E - W. En las zonas próximas a estas fallas se puede observar el efecto de metamorfismo dinámico, el cual se puede corroborar por la presencia de zonas de brechamiento, milonitización de la roca y fuerte tectonismo que ha provocado el diaclasamiento de las rocas aledañas a las fallas.
  • 12. Las principales fallas observadas son: • Falla La Gata: orientación N 40° W, su comportamiento es básicamente de rumbo afectando las metadiabasas del complejo Quebradagrande. • Falla La Estación: orientación N25W, rumbo/inversa. • Falla El Portal: orientación N25E, falla de rumbo, afecta las rocas del complejo Quebradagrande. Hacia el norte del portal Galicia esta falla se une a la Falla Galicia. • Los Chorros: orientación N12W, de cabalgamiento - bloque oriental asciende sobre el occidental, constituye en el límite entre el complejo Quebradagrande y el complejo Cajamarca. • Falla de Galicia: orientación general N17E, falla de rumbo, afecta las rocas del complejo Quebradagrande. • Falla la Cristalina: orientación N–S, constituye el límite entre los esquistos negros grafitosos del complejo Cajamarca y el cuerpo Igneo porfirítico de edad Terciaria. • Falla La Vaca: orientación N –S, de tipo inverso con una componente de rumbo, constituye en el límite litológico entre el miembro Metasedimentario y el miembro Metadiabásico del complejo Quebradagrande. • Falla Bermellón Campanario: orientación N75W, constituye el contacto las metadiabasas verdes del complejo Quebradagrande con los esquistos negros grafitosos del complejo Cajamarca. • Sistema de Fallas La Soledad: conjunto de fallas de trazo sinuoso que se trenzan con rumbo general N-S, cabalgamiento/rumbo. Este sistema afecta la serie metasedimentaria del complejo Quebrada Grande al occidente del alto La Línea, mientras que al oriente se constituye en el límite entre el metasedimentario y el metaígneo del mismo grupo. Es de resaltar que los contactos entre unidades frecuentemente son fallados, como es el caso del contacto entre los esquistos del complejo Cajamarca y las metadiabasas del miembro Metadiabásico, y en algunos casos entre el miembro metasedimentario y el miembro metadiabásico del complejo Quebradagrande. Se interpreta el emplazamiento de los cuerpos ígneos (hipoabisales) a través de las zonas de debilidad creadas por algunas de las fallas, como es el caso de la falla La Cristalina para el cuerpo ígneo de Bermellón y del trazo oriental del sistema de fallas La Soledad para los dos cuerpos ígneos próximos al alto de La Línea. LOS TUNELES VIALES DE LA LINEA Para la evaluación del túnel de La Línea el Consorcio La Línea contó con la participación de los asesores internacionales de Geoconsult GMBH de Austria, expertos en túneles viales. La longitud de los túneles de 8.6 km, las condiciones topográficas y el tráfico esperado en la vía, se identificó la necesidad de incluir un sistema de ventilación mecánico. Se consideraron sistemas de ventilación longitudinal, en el cual el aire fresco y viciado son empujados en la dirección del eje del túnel; ventilación semitransversal, en la cual el aire fresco es suministrado uniformemente a lo largo del túnel en dirección perpendicular al eje del túnel y el aire viciado es extraído en la dirección del eje del túnel; y ventilación transversal, en el cual el aire fresco es suministrado uniformemente a lo largo del túnel en dirección perpendicular al eje del túnel y el aire viciado es extraído uniformemente a lo largo del túnel en dirección perpendicular al eje del túnel. En el proyecto se plantearon dos alternativas para el túnel vial. La alternativa A corresponde a un túnel vehicular bidireccional con ventilación transversal y un túnel de rescate. La alternativa B consiste en dos túneles unidireccionales con ventilación longitudinal. Las características principales se presentan a continuación:
  • 13. Cuadro 5 – Comparación de Alternativas Propuestas ALTERNATIVA A ALTERNATIVA B CARACTERISTICA TUNEL PRINCIPAL BIDIRECCIONAL TUNEL RESCATE TUNELES GEMELOS UNIDIRECCIONALES Longitud 8.60 km 8.54 km 8.60 km Cobertura máxima 850 m 850 m 850 m Portal Galicia el 2422.0 msnm 2422.6 msnm 2422.0 msnm Portal Bermellón el 2504.5 msnm 2504.6 msnm 2504.5 msnm Pendiente 0.96 % 0.96 % 0.96 % Profundidad Pozo Alaska 502 m 502 m Profundidad Pozo Los Andes 445 m 445 m Distancia Portal Galicia - Pozo Alaska 2777 m 2777 m 2777 m Distancia Pozo Alaska – Pozo Los Andes 2754 m 2754 m 2754 m Distancia Pozo Los Andes – Portal Bermellón 3065 m 3065 m 3065 m Area Transversal 96 m2 16 m2 79 m2 c/u Ancho carril 4.0 m 3.0 3.75 m Ancho interno total 9.7 m 3.6 m 9.5 m Número de carriles Calarcá - Ibagué 1 - 2 (túnel sentido Galicia - Bermellón) Número de carriles Ibagué - Calarcá 1 - 2 (túnel sentido Bermellón - Galicia) Galerías vehiculares entre túneles 4 7 Galerías peatonales entre túneles 15 12 Nichos de parqueo 16 2 13 c/u (26 total)
  • 14. Figura 6 – Sección Transversal Típica Alternativa A – Túnel Bidireccional con Túnel de Rescate Figura 7 - Sección Transversal Típica Alternativa B – Túneles Gemelos Unidireccionales
  • 15. Figura 8 – Sección Longitudinal Esquemática Alternativa A (Se muestran las conexiones principales entre los túneles únicamente) La alternativa óptima desde el punto de vista de seguridad, costos de operación a largo plazo y proyección hacia el futuro es la alternativa B, es decir construir dos túneles gemelos unidireccionales con ventilación longitudinal. Sin embargo, la alternativa A, es decir construir un túnel bidireccional con ventilación transversal y un túnel de rescate paralelo, requiere una menor inversión inicial. En el presente, el túnel piloto se está con el alineamiento del túnel de rescate de la alternativa A.
  • 16. EL TUNEL PILOTO La recomendación de construir un túnel piloto fue propuesta en 1999 por Geoconsult GMBH, asesor internacional del Consorcio La Línea, la cual fue expuesta durante el Foro Internacional del Túnel de La Línea que se llevó a cabo en Bogotá. La construcción anticipada del túnel piloto permite las siguientes ventajas: • Obtención de una excelente información geológica, hidrogeológica y geotécnica. Esta información es útil para optimizar el diseño final del túnel principal, minimizar reclamaciones, ajustar la programación y cronograma de construcción reales, y precisar los tiempos y costos de construcción. • La función permanente del túnel piloto o exploratorio será como túnel de rescate, el cual es el mejor concepto de seguridad para un túnel vial bidireccional de la longitud del Túnel de La Línea, pues en este caso no es viable construir ventanas de rescate por las condiciones topográficas. En el caso en el cual se optara por la alternativa B – túneles gemelos, la cual es la solución óptima desde el punto de vista de seguridad y costo a largo plazo, el túnel piloto podría ampliarse para convertirse en uno de los túneles gemelos. • Durante la excavación del túnel piloto, los parámetros de la roca se obtendrán directamente del comportamiento del macizo rocoso. El túnel piloto también permite la realización de ensayos in-situ, como mediciones de deformaciones y esfuerzos. Con esta información obtenida de la las perforaciones, instrumentación y monitoreo del túnel piloto se puede optimizar el diseño del túnel principal. • El túnel piloto permite drenaje anticipado del macizo rocoso, y la consecuente disminución de los riesgos de inundaciones cuando se excava en bajada, la generación de mejores condiciones constructivas, disminuyendo el tiempo y costo de construcción del túnel principal. • El túnel piloto permite abrir más frentes de excavación durante la construcción del túnel principal reduciendo el costo de construcción del túnel principal. • Las zonas de falla identificadas durante la excavación del túnel piloto pueden ser estudiadas en detalle y se puede realizar su pre-tratamiento si es necesario. • Desde el túnel piloto se puede iniciar la excavación anticipada de las cavernas y pozos de ventilación del túnel vehicular. • El túnel piloto facilitará considerablemente la construcción de un segundo túnel principal en el futuro, cuando las condiciones de tráfico así lo requieran. Por eso es conveniente ubicar el túnel piloto en la sección de un túnel futuro. Los criterios para el trazado en planta y perfil del túnel piloto, están asociados a la construcción del túnel principal del proyecto Túnel de la Línea. En la selección del trazado de ambos túneles se consideraron entre otros los siguientes aspectos: • La ubicación óptima de los sitios de emportalamiento en las zonas de Galicia al occidente y Bermellón al oriente. • La menor pendiente longitudinal posible (menor del 1%) con el fin de optimizar el diseño del sistema de ventilación del túnel principal y disminuir sus costos durante construcción y los costos de operación durante la vida útil del proyecto. • Radios de curvatura de acceso interno a los portales con radios mayores a 1000 metros. • Optimizar en lo posible el cruce de las zonas de falla geológicas. • Ubicación de los pozos de ventilación Alaska y Los Andes. • Posible emplazamiento del túnel de rescate sobre el trazado de un segundo túnel vehicular. Para el dimensionamiento de la sección transversal del túnel piloto se tuvieron en cuenta los siguientes aspectos:
  • 17. • Ancho de circulación del tráfico: ancho de carril mínimo de 3.0 m, considerando un ancho de vehículo de 2.40 m y ancho adicional de 0.30 m a ambos costados del vehículo por efecto psicológico en los conductores de vehículos de rescate y mantenimiento. • Gálibo para circulación del tráfico: 2.70 m, suficiente para el desplazamiento de vehículos de rescate o de operación y mantenimiento. • Ancho de bordillos: 0.3 m. • Instalaciones y equipos del túnel: ventilación e iluminación de emergencia. • Método constructivo: excavación cíclica con perforación y voladura. CONCLUSIONES • • • • Si el país contara con recursos suficientes sería óptimo construir los grandes proyectos viales, como el cruce de la cordillera central – carretera Ibagué – Armenia, inmediatamente y en su totalidad. Sin embargo, la experiencia muestra que en nuestro entorno el tratar de implementar las soluciones de esta forma deja los proyectos muertos en el papel. • • • • La construcción de grandes proyectos viales subdividiéndolos en fases toma tiempo pero le da viabilidad a los proyectos y permite invertir dándole prioridad a las obras más necesarias. Se necesita un proyecto ambicioso y persistencia en las instituciones que permitan la mejora continua en el tiempo de la infraestructura vial. • • • • El túnel piloto de La Línea una vez cumpla su función de galería exploratoria, se podrá adecuar en el futuro como túnel de rescate del túnel principal bidireccional, y/o se podrá ampliar para convertirse en uno de los túneles gemelos unidireccionales.