Informe Tuneles

Estudios y Diseños - Ruta del Sol

ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO, LA CUMBRE y LAS LAJAS 2361-00-GT-RP-001

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ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS

DISEÑOS DE LAS OBRAS NECESARIAS PARA LA CONSTRUCCIÓN DEL PROYECTO RUTA DEL SOL SECTOR No. 1 VILLETA – GUADUERO – EL KORÁN ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNEL DEL TRIGO LA CUMBRE y LAS LAJAS INFORME FINAL INFORME No. 2361-00-GT-RP-001 Revisión 0

CONSORCIO

Mayo de 2011


INFORME 2361-00-GT-RP-001 Rev. 0

Bogotá, Mayo de de 2011

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LISTA DE DISTRIBUCIÓN Copias de este documento han sido entregadas, según se indica a continuación. Las observaciones que resulten de su revisión y aplicación deben ser informadas a esta oficina para proceder a realizar sus modificaciones: DEPENDENCIA CONSORCIO VIAL HELIOS CONSORCIO HMV-PCA

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BOGOTÁ, COLOMBIA – SUDAMÉRICA

BOGOTÁ, COLOMBIA – SUDAMÉRICA




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ÍNDICE DE MODIFICACIONES Índice

Capítulo

Fecha de

Revisión

Modificado

Modificación

0

Mayo de 2011

Observaciones Aprobado para Construcción



Bogotá, Mayo de 2011

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ESTADO DE REVISIÓN Y APROBACIÓN Tipo de Documento: INFORME TÉCNICO

Título

ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES

ALTO DEL TRIGO LA CUMBRE y LAS LAJAS

Documento N°: 2361-00-GT-RP-001 Rev. 0

INFORME FINAL Número de Revisión

0 Nombre

Elaboró A P R Revisó O B A C I Ó Aprobó N CONSORCIO HMV-PCA

Geo. Hernando Álvarez

X

Firma Fecha Nombre

Mayo de - 2011 Geo. Jonathan Navarro

X

Firma Fecha Nombre

Mayo de - 2011 Geo. Jaime Barreto

X

Firma Fecha

Mayo de - 2011

Nombre

Aprobación CONSORCIO VIAL HELIOS

Firma Fecha




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ESTUDIO GEOLÓGICO DEL TÚNEL ALTO DEL TRIGO LA CUMBRE – LAS LAJAS INFORME FINAL INFORME 2361-00-GT-RP-001 REVISIÓN 0

TABLA DE CONTENIDO 1. 2. 3. 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4. 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.2 4.3.3

OBJETIVOS .............................................................................................................. 10 LOCALIZACION ........................................................................................................ 11 METODOLOGIA........................................................................................................ 14 RECOPILACIÓN, ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LA INFORMACIÓN DISPONIBLE14 TRABAJO DE CAMPO .............................................................................................. 14 ESTUDIO GEOLÓGICO. ........................................................................................... 15 INSPECCIÓN GEOLÓGICA DE SUPERFICIE. ......................................................... 15 ELABORACIÓN DEL INFORME. .............................................................................. 15 GEOLOGÍA DE CAMPO............................................................................................ 16 ESTRATIGRAFÍA GENERAL .................................................................................... 16 Formación Guaguaquí (Kig) ...................................................................................... 16 Formación Oliní (Kso)................................................................................................ 16 Formación Córdoba (Ksc).......................................................................................... 17 Formación Seca (Kss) ............................................................................................... 17 Formación Hoyón (Pgh)............................................................................................. 18 Cuaternarios (Q)........................................................................................................ 18 GEOLOGÍA ESTRUCTURAL .................................................................................... 19 Túnel El Trigo ............................................................................................................ 19 Túnel de La Cumbre .................................................................................................. 24 Túnel de Las Lajas .................................................................................................... 24 GEOLOGÍA LOCAL ................................................................................................... 25 TÚNEL LA CUMBRE................................................................................................. 50 TÚNEL LAS LAJAS. .................................................................................................. 63 ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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5. 6. 7.

CONCLUSIONES......................................................................................................79 RECOMENDACIONES.............................................................................................. 81 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................... 82




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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Localización de la zona de estudio- túnel el Trigo .................................................. 12 Figura 2 Localización de la zona de estudio- túnel el Trigo. ................................................. 12 Figura 3 Localización de la zona de estudio- túnel las Lajas ............................................... 13 Figura 4 Plano Geológico regional (tomado de INGEOMINAS 1.999). En azul los túneles...................................................................................................................... 20 Figura 5 Fallamiento local. Se observa el entorno tectónico en la periferia del túnel Las Lajas .................................................................................................................. 25 Figura 6. Lutitas de la formación Guaguaquí. Se observa la fisibilidad (estratificación) y planos de diaclasamiento paravertical ................................................................... 26 Figura 7. Fósiles encontrados en la Formación Guaguaquí, corresponden a gasterópodos............................................................................................................ 27 Figura 8. Liditas de la Formación Oliní. Nótese el intenso fracturamiento, y su partición en romboedros. Foto tomada a 200 m del eje del túnel .............................. 27 Figura 9. Paquete de arenisca fuertemente fracturada, por cercanía de la falla No 1. Foto tomada sobre el eje del túnel............................................................................ 28 Figura 10. Liditas fracturadas y alteradas sobre el eje del túnel. Nótese la banderilla del eje de la vía. El ángulo de inclinación del buzamiento es pequeño ~ 20°............ 28 Figura 11. Arcillolitas de la formación Seca. Estratificación muy delgada, y buzando en sentido contrario a la dirección del flujo de la quebrada Antonia. ......................... 29 Figura 12. Lineamiento de la falla 1 (color negro). ............................................................... 31 Figura 13. Falla No 2. Zanjón producto de la zona de falla (color negro). ............................ 31 Figura 14. Grupo Oliní (Kso). Sucesión de (Liditas) intercaladas con limolitas silíceas. Azimut 60°.................................................................................................. 33 Figura 15. Procesos de meteorización y partición a manera de rombos presentes en las Liditas. Azimut 64° .............................................................................................. 34 Figura 16. Grupo Guaguaquí. Sucesión de lutitas intercaladas con limolitas calcáreas. Azimut 210°. ............................................................................................ 35 Figura 17. Lutitas finamente laminadas. Se observa el efecto de clivaje causado por la meteorización y las diaclasas. Az. 230°................................................................ 35 Figura 18. Zona inestable. Movimiento en masa del depósito coluvial. Azimut 220°............ 36 Figura 19. Deslizamiento del coluvión dejando expuesto el suelo residual y las lutitas. Azimut 230°................................................................................................... 36 Figura 20. Capa orgánica constituida de maleza, arbustos, árboles y cultivos de caña. Azimut 80°. ..................................................................................................... 37 ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Figura 21. Suelo residual. Se observan relictos de lutitas embebidos en una matriz limo-arenosa. Azimut 68°.......................................................................................... 37 Figura 22. Vista panorámica del portal salida del Túnel El Trigo, a la izquierda de la quebrada La Antonia. ............................................................................................... 38 Figura 23. Lutitas calcáreas de la formación Guaguaquí, buzando al NE sobre la quebrada. La Antonia ............................................................................................... 39 Figura 24. Liditas de la formación Oliní, buzando al NW, en la parte inferior se aprecia un nivel arcilloso .......................................................................................... 40 Figura 25. Niveles de arcillolitas gris verdosas pertenecientes a la formación Seca (Kss) buzando al NE................................................................................................. 41 Figura 26. Areniscas conglomeráticas gris verdosas, pertenecientes a la formación Hoyón, buzando al SW. ............................................................................................ 41 Figura 27. Deposito coluvial sobre areniscas altamente meteorizadas, costado derecho aguas abajo río San Francisco. .................................................................. 42 Figura 28. Proceso denudativo sobre la margen derecha del río San Francisco. El movimiento rotacional es el prevalente. .................................................................... 43 Figura 29. Anomalías de velocidad presentadas entre las abscisas 0+260-0+340; 0+400-0+640, Túnel, El Trigo. Las flechas indican la propagación en profundidad de la anomalía de velocidad. . Ver Anexo: /PROYECTO RUTA DEL SOL (LAST VERSION)/Tomografía de Reflexión Túnel 1/TOMOGRAFÍA SÍSMICA DE REFLEXIÓN T 1.pdf............................................................................ 48 Figura 30. Concordancia entre el comportamiento de la velocidad calculado por la tomografía y los contactos geológicos ...................................................................... 49 Figura 31. Afloramiento de areniscas cuarzosas de la formacion Hoyon, frente al restaurante Tibayes. El geologo que sirve de escala se encuentrta parado sobre la corona de un coluvion, que llega hasta la base de la pendiente (quebrada NN “El Galpon”) ....................................................................................... 52 Figura 32. Deposito coluvial, en el portal de entrada, cuyo límite superior es la vía nacional. Zona derrumbe. Nótese los bloques (B) de arenisca que constituyen el coluvión y la inclinación de antiguos postes. ...................................... 53 Figura 33. Intercalaciones de arenisca (S) y arcillolitas (C) con estratificación cruzada a pequeña escala, produciendo variabilidad en los datos estructurales tomados. Véase que el espesor de las capas no es homogéneo ........ 54 Figura 34. Vista general del coluvión, desde abajo hacia el restaurante Tibayes, y la vía Nacional. La morfología muestra varios eventos de movimiento......................... 55 Figura 35. Zona de coluvión inestable. Dos árboles cercanos, de diferente edad, muestran diferente ángulo respecto a la vertical en su crecimiento. ......................... 55 ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Figura 36. Camino que de la quebrada NN “El Galpón”, hacia la zona de restaurantes. El piso se encuentra en roca, y la altura del coluvión en este punto es de un metro aproximadamente .................................................................. 56 Figura 37. Diferencias en el apilado de las capas de velocidad, entre la Formaciones Seca y Hoyón. El gradiente de velocidad en ambas Formaciones, responde a las diferencias litológicas entre estas........................................................................ 60 Figura 38. Anomalía de velocidad asociada al contacto interpretado entre las Formaciones Seca (Tks) y Hoyón (Pgh). .................................................................. 60 Figura 39. Región 4 (Ver Tabla 3) de baja velocidad ubicada entre las abscisas 0+500 a 0+640. La dirección de penetración de la capa superior de menor velocidad (flecha negra), sugiere que la velocidad en el macizo, presenta un fuerte control litoestratigráfico. Proyección de la perforación PT2-04........................ 62 Figura 40. En las regiones 5 y 6 de la tomografía de reflexión (Ver Tabla 3), también se observa un fuerte control litoestratigráfico en la propagación de la capa de baja velocidad. La cercanía de estas regiones con la superficie, permite tener mayor certeza en la penetración de la capa de baja velocidad. ................................ 63 Figura 41. Esquema que ilustra el trazado de la poligonal sobre el sector del túnel Las Lajas, desde el ▲1 a ▲12. ................................................................................ 64 Figura 42. Mapa geológico, esquema que ilustra el mapa geológico sobre el eje del túnel Las Lajas, caracterizado por 4 unidades que presentan comportamientos mecánicos diferentes.................................................................... 64 Figura 43. Ksc1, La imagen ilustra el alto fracturamiento y el estado de alteración que ha sufrido la roca ............................................................................................... 65 Figura 45. Zona de falla, se observa la zona con mayor interés estructural sobre el túnel, la roca se encuentra influenciada por una serie de fallas que generan el alto fracturamiento, se observa como los bloques de caliza son desplazados por las fallas, que en conjunto podría denominarse como falla en “Echelon ”. ............................................................................................................ 67 Figura 46. Ksc3, Caliza silícea con espesor de capa gruesa, dureza alta en contacto neto, con intercalaciones de Shale, el área se encuentra con un alto grado de fracturamiento, se aprecian superficies de recristalización de CaCO3 y costras de oxidación. ................................................................................. 70 Figura 47. Intercalación de paquetes de caliza, que difieren en su dureza. ........................ 71 FIGURA 48; Intercalación de paquetes de caliza, que difieren en su dureza. ...................... 71 Figura 49. Vestigios de caliza sobre el depósito de suelo residual, presenta un alto fracturamiento y meteorización. ................................................................................ 73 Figura 50. Zona Inestable, margen Izquierdo del portal de entrada. .................................... 74 Figura 51. Parte superior de la Zona Inestable .................................................................... 75 ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Figura 52. Pendiente de 75°. El portal de entrada queda 150 m en la parte inferior. ............ 75




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LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Ubicación geográfica de los túneles. ...................................................................... 11 Tabla 2. Ubicación de anomalías de baja velocidad presentadas en el Túnel, El Trigo ........ 48 Tabla 3. Ubicación de anomalías de velocidad detectadas en la tomografía del Túnel La Cumbre................................................................................................................ 61




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LISTA DE ANEXOS Anexo No. A1: Memorias de cálculos hidráulicos, suministro de agua potable redes internas y externas. (Contiene ## Hojas) Anexo No. A2: Memorias de cálculos hidráulicos, redes internas de desagüe de aguas residuales. (Contiene ## Hojas) Anexo No. A3: Memorias de cálculos hidráulicos, redes externas de desagüe de aguas residuales. (Contiene ## Hojas) Anexo No. A4: Memorias de cálculos hidráulicos de trampas de grasa, pozos sépticos y de campos de infiltración. (Contiene ## Hojas) Anexo No. A5: Memorias de cálculos hidráulicos, redes internas de desagüe de aguas lluvias. (Contiene ## Hojas) Anexo No. A6: Memorias de cálculos hidráulicos, redes externas de desagüe de aguas lluvias. (Contiene ## Hojas) Anexo No. A7: Especificaciones técnicas particulares de construcción. (Contiene ## Hojas) Anexo No. A8: Formulario de cantidades de obra. (Contiene ## Hojas) Anexo No. A9: Planos de construcción. (Contiene ## Planos)




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ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS INFORME FINAL INFORME 2361-00-GT-RP-001 Rev 0

1.

OBJETIVOS

El presente informe pretende alcanzar los siguientes objetivos: Realizar un estudio geológico, encaminado a determinar las condiciones de la roca, con el fin de optimizar la construcción de tres túneles vehiculares. Realizar la fotointerpretación preliminar de las áreas de interés, antes de emprender las labores de campo. Describir aspectos geológicos representativos existentes en las zonas. •

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Realizar levantamiento de poligonales, definiendo sectores donde la roca presente un comportamiento físico y litológico característico. Caracterizar las discontinuidades (fracturas, cizallas, diaclasas, fallas y estratificación) y su respectiva geo referenciación con GPS. Acompañar y describir la perforación PT1-01, PT1-02, PT1-03, PT2-04, PT3-05, PT306, PT3-07 y PT3-08. Realizar la plancha geológica y perfil a escala 1:2.000 de los túneles del Trigo, Cumbre y Lajas. Realizar las secciones transversales sobre el eje de los túneles. Formular un modelo geológico, más acorde con los datos obtenidos en campo, en las perforaciones y en los estudios no invasivos. Plantear condiciones geológicas esperadas en el momento de emprender los trabajos de excavación, a partir del modelo geológico planteado.




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2.

LOCALIZACION

El túnel del Trigo, se ubica en el denominado macizo del Trigo, y se ha planeado este túnel para salvar el escollo orográfico ya nombrado. En la tabla No 1 se establece la ubicación los portales de entrada y salida. La longitud de este par de túneles es en promedio de 2.180 m. Geográficamente el túnel se encuentra en la divisoria de aguas de las vertientes del río San Francisco, al oeste y la vertiente de la micro cuenca de la quebrada Cune. El túnel de La Cumbre, se proyectó, para obviar la denominada cuchilla del mismo nombre, la cual hace parte de la vertiente izquierda del valle del río San Francisco se localiza al SW del municipio de Guaduas, en el departamento de Cundinamarca. El túnel tiene una longitud de 958 metros; en la tabla No 1 se establece la ubicación los portales de entrada y salida. El túnel de La Cumbre es precedido por un puente que atraviesa el río San Francisco, y su portal de entrada, quedaría ubicado inmediatamente abajo (topográficamente) del restaurante Tibayes, y por debajo de la actual vía nacional que de Bogotá conduce a Honda. Geológicamente la zona de interés se ubica dentro de la plancha 208 Villeta, escala 1:100.000. El área de estudio del túnel Las lajas, se localiza sobre al N del municipio de Guaduas, en el departamento de Cundinamarca. Geológicamente la zona de interés se ubica dentro de la plancha 208 Villeta, escala 1:100.000.

PORTAL ENTRADA

PORTAL SALIDA

NORTE

ESTE

NORTE

ESTE

1.049.258

949.100

1.050.282

947.101

La Cumbre

1.050.502

946.641

1.050.943

945.769

Las Lajas

1.085.268

945.519

1’085.230

945.130

El Trigo

Tabla 1. Ubicación geográfica de los túneles.




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Vías de acceso. Túnel El Trigo. Para acceder a la zona se conduce por la vía Honda-Villeta (autopista Medellín) K26+200, luego se toma un carreteable conocido como la entrada a la vereda Quebrada Honda ubicado al NE de la vía (ver figura 1 y plano 2361-00-GT-DW-GE-S1-005-01) y finalmente se avanza 8 Km hasta llegar a la vereda San Isidro.

Figura 1 Localización de la zona de estudio- túnel el Trigo

Túnel La Cumbre Para acceder a la zona se toma un camino carreteable al costado derecho de la vía Guaduas- Villeta en el sector de los Tibayes hacia la vereda la cumbre, luego se toma la Ruta de Mutis hasta la Finca la Esperanza donde se procede a descender hasta la zona del portal salida túnel La Cumbre. (Figura 2 y plano 2361-00-GT-DW-GE-S2-005-01)

Figura 2 Localización de la zona de estudio- túnel el Trigo. ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Túnel Las Lajas Para acceder a la zona de interés, se toma la vía que de Guaduas conduce a GuadueroDindal, y sigue hasta el K55+800, o por la vía principal que conduce a Puerto Salgar. Igualmente por la vía Bogotá a Medellín, entrando por Puerto Salgar a la zona de estudio Kilómetro 23 aproximadamente. La figura 3 muestra, de manera regional la localización del túnel de Las Lajas. Ver plano 2361-00-GT-DW-GE-S3-005-01

Figura 3 Localización de la zona de estudio- túnel las Lajas




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3.

METODOLOGIA

La metodología utilizada para la realización de este trabajo consistió en lo siguiente: Recopilación, análisis y evaluación de la información disponible. •

•

Exploración detallada directamente en campo.

•

Estudio geológico, el cual incluye la litología litología y relaciones estratigráficas. estratigráficas.

•

Elaboración del un informe donde se plasma las características características litoestratigráficas más relevantes y acordes con el primer objetivo del estudio.

3.1 RECOPILACIÓN, ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DE LA INFORMACIÓN DISPONIBLE En esta etapa se procedió a recopilar la información disponible referente a proyectos, estudios, planchas geológicas, topográficas y en general, cualquier otra información pertinente relativa al estudio. La información básica consultada fue la siguiente: Plancha geológica 208 Villeta, escala 1: 1: 100.000, 100.000, INGEOMINAS, INGEOMINAS, 2001. •

•

Memoria explicativa de la plancha 208 Villeta, INGEOMINAS, INGEOMINAS, 2001.

•

Memoria explicativa explicativa y mapa de la plancha 189 La Palma, INGEOMINAS INGEOMINAS 2.005

Estudio de geología para ingeniería y geotecnia, informe informe preliminar; informe numero numero 2361-00-GT-RP-001 Rev B, Consorcio HMV-PCA. HMV-PCA. Estudio de factibilidad técnica, proyecto proyecto Ruta del Sol, Volumen Volumen IV Geología y Geotecnia. Euroestudios 2.009. Esta información fue analizada y evaluada y sirvió como base para la elaboración de este informe en cada una de sus partes. Además se consulto y evaluó información estrictamente académica, y de normatividad geológica nacional e internacional, para alcanzar los estándares que requiere este trabajo. •

•

3.2 TRABAJO DE CAMPO Las visitas de campo fueron realizadas con el propósito de conseguir la información geológica, para luego proceder con la elaboración de la plancha geológica de los diferentes túneles, El Trigo, La Cumbre y Las Lajas; el perfil longitudinal y los perfiles transversales y su respectivo informe. En dichas visitas se observaron y analizaron los afloramientos presentes en el área mediante la metodología de estaciones, en las que se describen geológicamente los afloramientos y se realizan las mediciones estructurales (planos de estratificación, fracturas y diaclasas).




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3.3 ESTUDIO GEOLÓGICO. Con la finalidad de evaluar los aspectos geológicos en la zona de los túneles de el Trigo, Cumbre y las Lajas, se realizó un estudio basado en el análisis de perforaciones verticales a diferentes profundidades tomadas en sitios cercanos a los portales de entrada, salida y parte media del túnel. Las actividades desarrolladas como parte del estudio fueron inspección Geológica de superficie, fotointerpretación, elaboración del informe, etc. 3.4 INSPECCIÓN GEOLÓGICA DE SUPERFICIE. Durante esta etapa se realizo recorridos de campo, con ayuda de un auxiliar de geología (baquiano), con el fin de recopilar información en los afloramientos más accesibles, zonas inestables, litología, orientación y características de discontinuidades en la unidad rocosa, así como tipo y propiedades de las estructuras geológicas. 3.5 ELABORACIÓN DEL INFORME. El contenido del informe incluye los resultados de las observaciones de campo y una evaluación de los datos recopilados desde el punto de vista geológico. Con la información obtenida y la interpretación en la oficina, se redactó el presente informe, que contiene características litológicas, estratigráficas y estructurales de las zonas que comprendes a los túneles del Trigo, Cumbre y las Lajas.




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4.

GEOLOGÍA DE CAMPO

4.1 ESTRATIGRAFÍA GENERAL La estratigrafía del túnel del Trigo, se circunscribe a una secuencia sedimentaria de edad Cretácica Inferior, hasta el Neógeno, con distintos ambientes de formación, desde pantanoso a marino profundo, con dinámica progradacional y retrogradacional. Las rocas son, en términos generales, de origen esencialmente marino, por precipitación química, (calizas y liditas) y por arrastre de corrientes y acumulación en las zonas de depósitos, tales como las arcillolitas y las areniscas. La estratigrafía del túnel de La Cumbre, se circunscribe a una secuencia sedimentaria de edad Paleógena, y hasta el cuaternario, los ambientes de formación son relativamente homogéneos en todo su espesor con dinámica progradacional y retrogradacional. El túnel de las Lajas cortará únicamente la denominada formación Córdoba, que esta esencialmente constituida por rocas calcáreas, desde masivas hasta limolitas calcáreas.

4.1.1 Formación Guaguaquí (Kig) Originalmente este término fue usado por Ulloa & Rodríguez (1.978) e Ingeominas (2.001), para designar las rocas que infrayacen a la Formación Oliní. Esta formación la constituyen una sucesión de lutitas y lodolitas calcáreas y silíceas negras de carácter físil, de laminación plano paralela con concreciones calcáreas, calizas margosas y niveles delgados de limolitas calcáreas, en ocasiones con fracturas en rombos. El proyecto cruza esta unidad entre K12+100 y el K13+000; hacia la parte final del túnel se vuelven a cortar estas rocas pues la excavación subterránea atraviesa el Sinclinal de Bituima. (Véase plano 2361-00-GT-DW-PTS1-005-C). En ambos portales la Formación Guaguaquí aflora de manera restringida ya que se halla cubierta por depósitos coluviales.

4.1.2 Formación Oliní (Kso) Ingeominas (2.001) realiza la descripción litológica de la Formación Oliní con base en la sección medida en la carretera Villeta – Alto del Trigo; donde la unidad tiene un espesor de 450 m y la divide en tres segmentos; uno inferior y superior denominados lidita superior e inferior separados por un paquete arcilloso. ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Estas rocas afloran en el eje y flancos del Sinclinal de Bituima y se espera que estas rocas se corten en el túnel El Trigo entre el K13+000 al K13+600. Las liditas que constituyen buena parte de esta formación son de buena dureza pero de comportamiento frágil, así que son muy quebradizas y tienden a romperse y fracturarse antes que plegarse. Todos los afloramientos que se tienen de esta formación muestran a las rocas muy fracturadas, hechos que es corroborado en las perforaciones que hasta ahora se tienen, pues los RQD en estas rocas son del orden del 20% en promedio.

4.1.3 Formación Córdoba (Ksc). El nombre y rango de la Formación Córdoba fue propuesto por Ulloa & Rodríguez (1.978) e Ingeominas (2.001), para representar la secuencia expuesta en la línea del ferrocarril Córdoba – Cambrás. La parte superior de esta formación, está constituida por una sucesión predominante de limolitas calcáreas, estratificadas en capas muy gruesas, con intercalaciones de areniscas calcáreas y calizas. La parte inferior de la formación la constituyen principalmente limolitas. En los estudios realizados por COMMSA, establecen el término informal de Formación Limolitas de La Morena, para designar una serie de limolitas calcáreas que afloran entre K55+900 – K59+300 que estratigráficamente corresponden a lo que en este trabajo se cartografía como Formación Córdoba. Para la sectorización litológica de la zona de interés del túnel de Las Lajas, se utilizo el método por poligonal, partiendo desde la perforación PT3-07 (▲1 hasta ▲12, estratigráficamente de las capas más antiguas a las más recientes).

4.1.4 Formación Seca (Kss) Formación Seca es el término propuesto por De Porta (1.966) para designar una sucesión de lodolitas y arenitas de tono rojizo violáceo. La Formación Seca reposa sobre la Formación Córdoba y es suprayacida por la Formación Hoyón. La secuencia litológica considerada como Formación Seca hace parte del Sinclinal de Guaduas, formando franjas de dirección aproximada N-S, generando valles amplios. Esta formación no tiene incidencia directa en ninguno de los túneles, pero si hace parte de la secuencia estratigráfica de los túneles El Trigo y La Cumbre.




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Esta unidad está constituida por una sucesión de arenita fina de cuarzo, en capas gruesas, que alternan con lodolitas y limolitas de cuarzo, rojizas; lodolitas y limolitas, rojas a gris claras, y arenitas finas, sublítica y subarcósica, en capas gruesas, tabulares y cuneiformes.

4.1.5 Formación Hoyón (Pgh) El nombre Formación Hoyón se le asigna a una sucesión de arenisca de cuarzo, de grano medio a grueso, de color gris, con matriz arcillosa y conglomerado polimícticos (ruditas) de cantos semi-redondeados; con fragmentos que varían de tamaño guijos y bloques. En esta formación será excavado el túnel de La Cumbre. En el área de estudio esta unidad se presenta en el costado oriental de Guaduas formando el flanco oriental del Sinclinal homónimo, presentando relieves escarpados y de difícil acceso, El Instituto de Investigaciones geológico Mineras, INGEOMINAS, diferencia esta unidad en 3 grandes niveles, los cuales no afloran en todo su espesor en el área de interés, mas la diferenciación de diferentes niveles litológicos, si se realizo en inmediaciones del Túnel de La Cumbre tanto a nivel de superficie, como en las diferentes perforaciones que tienen incidencia directa con esta parte de la vía. Esta unidad presenta un relieve y una morfología muy marcado, la cual es causante del cañón generado por el Río San Francisco entre el K18+100 y K18+300 donde se cruza un escarpe casi vertical que permitió la acumulación de un depósito de talus con bloques de diámetro de hasta 2,5 m. De Porta (1.966), según asociación palinológica, estima que la unidad es del Oligoceno inferior. Martínez (1.990) sugiere ambientes de abanicos aluviales a entrelazados para los niveles inferior y superior; para el nivel intermedio propone ambientes meandriformes. En los estudios de Euroestudios y COMMSA, no hace referencia a esta unidad.

4.1.6 Cuaternarios (Q) El cuaternario está representado fundamentalmente por depósitos de ladera y terrazas aluviales de poca importancia pertenecientes a la dinámica del río San francisco. Los depósitos de coluvión están localizados a la entrada y salida del túnel, debido a que estas son las zonas de menor pendiente, y potencialmente son aquellas que pueden contener este tipo de depósito.




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4.2

GEOLOGÍA ESTRUCTURAL

4.2.1 Túnel El Trigo A lo largo del tiempo geológico, la cordillera de Los Andes ha estado sometida a diferentes esfuerzos, desde diferentes direcciones, siendo la preferencial la del sentido este – oeste, concordantes con la tectónica de placas, en especial con la interacción entre la placa Suramericana, (de movimiento relativo este-oeste) y la placa del Pacifico, con movimiento relativo contrario a la primera placa. En este orden de ideas, el modelo tectónico regional, es de tipo eminentemente compresivo, cuya respuesta es una dinámica general de fallamientos de tipo inverso. La tectónica compresiva Andina, es un patrón a todo lo largo de la cordillera, desde Argentina hasta Colombia. “La ampliación de la información del subsuelo y la aplicación de modelos de deformación orogénica tangencial (tectónica de corrimientos), ha conducido a reinterpretar las estructuras de la Cordillera Oriental como características de una faja "plegada y corrida". Las superficies de despegue se sitúan en el basamento precámbrico en la Cordillera Oriental y en la cobertera paleozoica o mesozoica, lo que permite considerar a ambas unidades como prototipos de faja plegada de lámina gruesa y faja plegada de lámina fina, respectivamente. En el área existe una asociación de estructuras integrada por: corrimientos, de convergencia, pliegues asociados a éstos, y fallas inversas transversas. Las estructuras más comunes relacionadas con esta etapa compresiva son, por lo tanto, las fallas inversas y corrimientos de dirección predominante N-S, así como los pliegues relacionados con ellos. (Véase figura 4)




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Figura 4 Plano Geológico regional (tomado de INGEOMINAS 1.999). En azul los túneles




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Antes de adentrarnos en la geología local, es conveniente plasmar los modelos tectónicos que más se ajustan para el área de esta parte de la cordillera oriental. Estudios realizados por HMV en la región de Icononzo y Pandi, en el cañón del río Sumapaz, pudo evidenciar características especiales de tipo estructural. Al analizar el comportamiento estructural, del sector de Alto del Trigo, y su zona de influencia, se encontraron similitudes entre las dos zonas, ambas están en la vertiente occidental de la cordillera oriental, mantienen un mismo patrón de fallamiento, con predominancia de inversiones y cabalgamiento. En los estudios realizados por Ingeominas sobre el área regional de Villeta – Guaduas, Acosta Jorge (2.001) afirma: “Las fallas de vergencia hacia el occidente posiblemente son el efecto del empuje de la Cordillera Oriental hacia el occidente y las de vergencia hacia el oriente, se interpretan como retrocabalgamientos (back thurst) de las primeras y en especial de las fallas que limitan la cordillera, como las fallas de Honda y Cambao; algunas de estas últimas estructuras son fallas de fuera de secuencia (out sequence faults), que montaron secuencia jóvenes sobre rocas más antiguas”. La dinámica general de las estructuras prevalentes en el área muestran que el modelo de retro-cabalgamientos y fallas fuera de secuencia se ajustan a lo encontrado a lo largo del corredor. Es común que rocas antiguas aparezcan en medio de rocas jóvenes, “subidas” por fallamiento inverso, tal como ocurre con las calizas de la formación Córdoba cerca de la antigua estación ferroviaria del mismo nombre. “Las estructuras descritas en la región del Anticlinorio de Villeta representan una región que fue afectada por una tectónica que ocasionó la inversión de fallas normales, preexistentes en el basamento, generó fallas de cabalgamiento, con saltos mayores a los 1.500 m y pliegues de gran extensión. Ese mismo evento posiblemente generó un corrimiento en el rumbo de algunas de las fallas y generó otras nuevas; el despegue de las fallas de cabalgamiento ocurre a lo largo de varios niveles entre los que se mencionan la base de las formaciones Tica y Trincheras, así como también niveles inferiores de las formaciones Pacho y Frontera” (Acosta, 2.001 op cit). Una vez hecho el presente marco estructural de tipo regional, es más fácil y comprensible la asociación que existe entre el sistema compresional y su respuesta de las fallas y dislocaciones, pasando por el plegamiento de las rocas clásticas y químicas que hacen parte de la zona del túnel. Esencialmente sobre el túnel la influencia de las estructuras de rompimiento están dadas por las fallas regionales de Bituima y del Alto del Trigo, y por el sistema de fallas con dirección NE y otro con dirección NW.




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Falla de Bituima La Falla Bituima es una estructura inversa regionalmente conocida, con vergencia al Occidente, y plano de buzamiento hacia el Oriente, la cual atraviesa el área, desde el río Contador al Sur, hasta el Alto Masatico al Norte, donde toma el nombre de Falla de Guadualito. La estructura tiene una dirección que varía desde N5°E hasta N60°E. Esta estructura pone en contacto unidades lito-estratigráficas formadas en ambientes geológicos muy disímiles, evidenciando un importante acortamiento de la corteza a través de ella. Los esfuerzos que dieron origen a esta falla causaron un intenso fracturamiento, que posteriormente dio origen a una serie de importantes depósitos coluviales a lo largo de su área de influencia y que es la responsable de los depósitos coluviales en la Cuenca de la quebrada Cune. El proyecto cruza esta falla alrededor del K11+450. Falla del Alto del Trigo. El nombre de la Falla del Alto del Trigo fue propuesto por De Porta (1.966) para denominar la estructura que es el límite Oriental del Sinclinal de Jerusalén – Guaduas. Esta falla es inversa, con plano de falla inclinado al oriente y tiene una dirección que varía desde N4°W hasta N15°E. Esta estructura monta en algunos sitios rocas de la Formación Guaguaquí y del Grupo Oliní sobre rocas de la Formación Seca. Acosta et al. (1.997) en Ingeominas (2.001) consideran esta estructura como una falla de corte bajo (short cut fault) de la Falla de Bituima. A lo largo de la traza de esta falla se presentan espesos depósitos coluviales, en algunos puntos con problemas de inestabilidad. Esta falla es la que controla el cauce del Río San Francisco en su cuenca alta; el proyecto cruza esta falla en el K15+100, exactamente donde el río cruza el proyecto. De acuerdo con el informe presentado por Ambiental Consultores CIA et al; esta falla presenta actividad reciente lo que les permitió caracterizarla como una falla activa; esta información es coherente con las evidencias que se presentan el cruce de la Vía Medellín – Bogotá con esta falla, pues este punto siempre ha presentado hundimientos que en aproximadamente 40 años que tiene la vía no se han podido estabilizar. Por otra parte la información de referencia del Atlas de Amenaza Sísmica de Colombia, del Ingeominas, determina inactividad para esta falla.




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Sistema de fallas de dirección NW Es un sistema de fallas con dirección preferencial N50°W y alto grado de buzamiento, vertical a subvertical, a este sistema de fallas se le atribuye el escarpe cuasi vertical que existe enfrentando la abscisa K9+200, el control estructural rectilíneo de la quebrada Cune en este sector y el patrón de afloramiento sobresaliente de la Formación Socotá. Al parecer este sistema de fallas tiene movimiento de rumbo sinextro lateral con algo de salto vertical, pero no se poseen pruebas contundentes para tal aseveración. Sistemas de falla de Falla de dirección NE Es un sistema de fallas con dirección preferencial N30°E y altos buzamientos hacia el Sureste. Este sistema de fallas fue controlado estructuralmente en el K10+400, el cual es el responsable del gran escarpe que se presenta en esta zona. La falla presenta silicificación parcial ya que se hallan cristales diente de perro hialinos y locales segregaciones de cuarzo. Según información obtenida en campo, en este sector han ocurrido deslizamientos, los cuales son evidenciados por el depósito coluvial en la base del escarpe. Dentro de este sistema se cartografiaron 2 fallas de disposición cuasi paralela, que cortan rocas de las Formaciones Capotes y Socota, pero es difícil observar su continuidad al llegar a la Fm Trincheras. Este parecer ser el sistema de fallas más antiguo pues son cortados por los demás. Pliegues Como respuesta inicial de los esfuerzos en sentido este oeste, las diferentes formaciones fueron plegadas a lo ancho de la cordillera oriental, con estructuras con rumbo norte sur. Localmente, esta respuesta se aprecia en el Anticlinorio de Villeta, el cual es una estructura compleja, cuyo eje se localiza entre las localidades de Villeta y Útica, y está ubicado al Oriente de la Falla de Bituima. En la estructura se presentan una serie de pliegues anticlinales y sinclinales muy apretados, los cuales se extienden en dirección aproximada Norte-Sur. Estos pliegues pueden ser simétricos o asimétricos, y por lo general están afectados por fallas inversas del Sistema de Fallas de rumbo Norte Sur. Hay autores que afirman que esta estructura constituye un sistema dúplex. El eje del Anticlinorio de Villeta está formado por rocas de la Formación Útica, que es el registro sedimentario más antiguo encontrado en la zona de estudio y la Formación trinchera. De manera local se tiene el sinclinal de Bituima.




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4.2.2 Túnel de La Cumbre El área de influencia del túnel de La Cumbre, tiene como principal rasgo estructural, la presencia de la falla del Alto del Trigo, la cual se encuentra en inmediaciones del río San Francisco, cerca de la zona del túnel. El nombre de la Falla del Alto del Trigo fue propuesto por De Porta (1.966) para denominar la estructura que es el límite Oriental del Sinclinal de Jerusalén – Guaduas. Esta falla es inversa, con plano de falla inclinado al oriente y tiene una dirección que varía desde N4°W hasta N15°E. Esta estructura monta en algunos sitios rocas de la Formación Guaguaquí y del Grupo Oliní sobre rocas de la Formación Seca. Acosta et al. (1.997) e INGEOMINAS (2.001) consideran esta estructura como una falla de corte bajo (short cut fault) de la Falla de Bituima. A lo largo de la traza de esta falla se presentan espesos depósitos coluviales, en algunos puntos con problemas de inestabilidad. Esta falla es la que controla el cauce del Río San Francisco en su cuenca alta; el proyecto cruza esta falla en el K15+100, exactamente donde el Río San Francisco cruza el proyecto. 4.2.3 Túnel de Las Lajas El túnel de Las Lajas se encuentra enmarcado estructuralmente entre dos grandes fallas de orden regional, que delimitan uno de los bloques de la cordillera oriental, y en este caso en las estribaciones de la cordillera, sector occidental. Comprendido entre la falla del Alto del Trigo y la Falla Cambao –Cambrás, esta estructura la conforman rocas de las Formaciones Seca, Hoyón, San Juan de Rio Seco y Córdoba; es un bloque en el cual el tectonismo sufrido es de grado moderado. El área en donde se ubica el túnel se encuentra regida estructuralmente por la falla La Paz definida como una Falla inversa de dirección preferencial N15°E y plano inclinado hacia el occidente. Esta falla monta rocas de la Formación Seca sobre rocas de la Formación San Juan de Río Seco. Regionalmente la falla que tienen mayor influencia sobre la zona del túnel de Las Lajas, es la de Cambao, caracterizada por ser una Falla inversa, con azimut general de N25°E, buzando hacia el este. La longitud de la falla es de unos 70 Km, entre las poblaciones de San Juan de río Seco y Cambrás (Corrigan 1.967) en Ingeominas (2.001). Otra falla que influye en la estructura regional es la Falla de Cambrás, que limita rocas sedimentarias terciarias del Grupo Honda con rocas cretácicas. Esta falla presenta un fallamiento de tipo inverso con componente rumbo destral (Butler 1.942; Ingeominas, 1.997) e Ingeominas (2.001), se encuentra levantando esta formación Córdoba que es más antigua y la pone en contacto con formaciones más recientes (Formaciones Seca, Hoyón y San Juan de Rio Seco). ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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En la figura 5, Panorama tomada desde la perforación PT3-08, donde se observa el desplazamiento originado por una falla posterior (lineamiento 3) que rompe el lineamiento 1 y la desplaza en dirección norte, evidencia de esto son las facetas triangulares vistas en el sector.

Figura 5 Fallamiento local. Se observa el entorno tectónico en la periferia del túnel Las Lajas

4.3

GEOLOGÍA LOCAL

4.3.1 TÚNEL DEL TRIGO 4.3.1.1 Estratigrafía El túnel del Trigo cortará esencialmente por rocas de edad cretácica, clásticas, de tamaño de grano fino, con algo de contenido de materia orgánica, calcárea y fisible. Las formaciones presentes son la Guaguaquí y Oliní, formando una estructura sinclinal asimétrico, correspondiente al denominado sinclinal de Bituina. Se pudieron determinar 5 fallas geológicas, de orden local, todas subordinadas a la falla del Alto del Trigo, que, aunque no toca el túnel, tiene influencia regional en el comportamiento general de la estructura geológica. (2361-00-GT-DW-GE-S1-005-01)

Formación Guaguaquí. La formación está íntegramente representada por lutitas de composición orgánica, con alto contenido de carbonato de calcio y presencia a menudo de fósiles. Se presenta en capas de ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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poco espesor, fácilmente des integrables, dada su fisilidad a lo largo de los planos de estratificación. (Véase figura 6)

Figura 6. Lutitas de la formación Guaguaquí. Se observa la fisibilidad (estratificación) y planos de diaclasamiento paravertical

En el sector esta formación aparece en ambos portales, pero en el portal de entrada, morfológicamente muestra altas pendientes, mientras que en el de salida, la pendiente es menor. Podría explicarse esta diferencia, debido a que la formación supra yaciente (F. Oliní) tiende a mostrarse como una pendiente estructural hacia el oeste, dejando a las lutitas como contrapendiente en la zona de entrada. En superficie, es difícil encontrar roca sana debido a que, por su composición se altera y degrada fácilmente en contacto de agentes meteóricos, formando suelo residual, el cual no es de espesores representativos, debido a la alta pendiente del área. El macizo rocoso presenta grandes replegamientos, en respuesta a los esfuerzos E-W que se dan en el área. La estratificación en general es plana paralela, lo que nos indica un medio de depositación tranquilo, cerca a la línea costera, y a la vez pantanosa (fósiles de gasterópodos y materia orgánica, con lutitas, véase figura 7).




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Figura 7. Fósiles encontrados en la Formación Guaguaquí, corresponden a gasterópodos

Formación Oliní Esta formación está constituida esencialmente por liditas, que presentan la característica de fracturarse en formas romboédricas que no superan longitudes mayores de 10 cm y espesores de 4 cm en promedio, muy ocasionalmente (en superficie) pueden encontrarse de otros tamaños. (Véase figura 8 y 9)

Figura 8. Liditas de la Formación Oliní. Nótese el intenso fracturamiento, y su partición en romboedros. Foto tomada a 200 m del eje del túnel




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Figura 9. Paquete de arenisca fuertemente fracturada, por cercanía de la falla No 1. Foto tomada sobre el eje del túnel

La secuencia de liditas se ve interrumpida por un paquete de arenisca que en superficie se encuentra muy alterado, sin poderse determinar sus datos estructurales, ni a ciencia cierta sus contactos supra e infra yaciente. La cartografía de esta unidad corresponde a una interpretación morfológica, que corresponden a los sectores de alta pendiente local. (Véase Figura 10) Morfológicamente estas rocas tienen a presentar pendientes relativamente suaves, debido a que su ángulo de buzamiento es coincidente con la pendiente (ladera estructural) en el flanco medio - occidental.

Figura 10. Liditas fracturadas y alteradas sobre el eje del túnel. Nótese la banderilla del eje de la vía. El ángulo de inclinación del buzamiento es pequeño ~ 20° ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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La constitución de estas rocas es fundamentalmente silícea, cuyo origen de formación podría ser de tipo químico (coloidal) o de origen clástico (lodolitas silíceas). Debido a su carácter silíceo, estas rocas son de difícil alterabilidad (véase Serie Discontinua de Bowen), y por lo tanto el suelo residual que genera, es de tipo limo arenoso, embebiendo fragmentos de tamaño grava de la misma roca, estas probablemente con mayor contenido de sílice, y más resistentes a los agentes de meteorización, y que no han podido ser alteradas. En general, en superficie, estas rocas presentan un alto grado de oxidación, las paredes de las diaclasas se encuentran manchadas muy a menudo. Formación Seca. Aun cuando a lo largo del eje del túnel no aparece esta formación (de acuerdo al modelo planteado), las arcillolitas de color verde grisáceo, plásticas y algo cohesivas, con estratificación delgada a laminar y con superficies muy lisas, se encuentran cerca al portal de salida (véase plano No 2361-00-GT-DW-PTS1-03). Esta litología se encontró a unos 200 m del eje hacia el norte, en inmediaciones a la quebrada Antonia, (véase figura 11) conformando el lecho de esta corriente de agua. Esto es hacia el portal de salida. La característica regional de esta formación es la de formar valles angostos, debido a que la formación es muy delgada. En esta zona esta característica no se presenta, probablemente por estar cubierta de depósitos coluviales.

Figura 11. Arcillolitas de la formación Seca. Estratificación muy delgada, y buzando en sentido contrario a la dirección del flujo de la quebrada Antonia. ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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4.3.1.2 Geología Estructural El modelo estructural para el túnel El Trigo propuesto no se aleja de los modelos a nivel regional, se considera que la respuesta a esfuerzos compresivos en dirección Este -.Oeste, generan pliegues o lineamientos perpendiculares a esta dirección, y fallamientos con componente NE y NW a 45°, y ocasionalmente Este – Oeste.

Pliegues Estructuralmente los estratos pertenecientes a la formación Guaguaquí, buzan al SW con ángulos que varían desde 20° hasta 50°, ocasionalmente se pudieron determinar ángulos de 70°, con rumbos variables al NE y NW, predominando el NE. Esta complejidad estructural se debe al carácter plástico de la roca, y su tendencia a replegarse más que a fracturarse, en respuesta a los esfuerzos compresivos. La formación Oliní, muestra que tiende a fracturarse y no a plegarse, debido a composición silícea, más elástica que plástica, aunque regionalmente también sufre el plegamiento. En general el macizo del Trigo es un sinclinal asimétrico, que en la literatura se conoce como sinclinal de Bituima. Esta estructura, como ya se mencionó, es asimétrica con el eje recostado hacia el flanco oriental de la antiforma. Aparte del plegamiento general, se observan igualmente pequeños replegamientos sinclinales y anticlinales, no cartografiables a escala 1:500, en especial en las lutitas, pero siempre siguiendo un patrón dentro del homoclinal de su flanco respectivo. Fallas El fallamiento que se encuentra en el área de influencia está subordinado a la Falla del Alto del Trigo, que a su vez es una falla satélite de la de Bituima. La complejidad estructural de la zona hace que se reconozcan plenamente al menos dos tipos de falla, dentro de las 5 cartografiadas. Ver planos 2361-00-GT-DW-GE-S1-005-01; 2361-00-GT-DW-GE-S1-006-01; 2361-00-GT-DW-GE-S1-007-0 y 2361-00-GT-DW-GE-S1-008-01 Falla 1: Falla de tipo inverso, con rumbo general este – oeste, con vergencia hacia el oeste, con un ángulo aproximado de 45°, pone en contacto las formaciones Oliní con Guaguaquí (esta cabalgando sobre la primera) en túnel estaría en K13+650 aproximadamente. Esta falla, probablemente es la responsable de los depósitos coluviales presentes desde el centroide del túnel hacia el portal salida. (Véase figura 12).




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Figura 12. Lineamiento de la falla 1 (color negro).

Falla 2: Falla de tipo inverso, que pone en contacto rocas de una misma formación (Guaguaquí), con rumbo más o menos este – oeste (paralela a la falla 1), buza hacia el este, con ángulo cercano a los 45°. En superficie corresponde a un lineamiento coincidente con una depresión topográfica, al igual aparece coincidente con una zona de fracturamiento y espejos de fricción en el sondeo PT1 02 (Véase figura 13).

Figura 13. Falla No 2. Zanjón producto de la zona de falla (color negro).

Falla 3: Falla de transformación, que discurre paralela al eje del túnel, y que en superficie corresponde a un fuerte alineamiento, por donde corre una quebrada, que en su tramo inicial, es rectilíneo, y después, mediante un ángulo forzado, se dispone en sentido este oeste, correspondiente a la falla 5. ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Esta falla se considera vertical o para vertical, que pone en contacto y une las fallas 1 y 5. Las fallas de transformación son paralelas a la dirección de los esfuerzos principales, y por lo general se consideran de alto ángulo de buzamiento. Falla 4: Falla satélite del Alto del Trigo, la cual discurre paralela al alineamiento en su parte final (tanto de la falla como del túnel), se puede considera de la familia de la falla 1, 2 y 5, y regionalmente al sistema de fallas NE. Pone en contacto las formaciones Guaguaquí y formación Seca, se considera inversa de alto grado de buzamiento. Falla 5: De similares características a la falla 1, estrellándose. 4.3.1.3 Condición de los Portales

En el presente apartado se establecerán las condiciones geológicas de cada uno de los portales, con énfasis en las particularidades y asociaciones geotécnicas, sin adentrarnos en análisis de tipo eminentemente estructural. Portal de Entrada Túnel El Trigo Durante cerca de dos semanas se realizó un reconocimiento detallado del área del portal de entrada, delimitando las diferentes litologías reconocibles en superficie. En el estudio se realiza un reconocimiento geológico y geotécnico detallado, que comprende en primera instancia la descripción geológica del portal realizada mediante el levantamiento estratigráfico de las litologías presentes. Ver planos 2361-00-GT-DW-GE-S1-006-01; 236100-GT-DW-GE-S1-006-02; 2361-00-GT-DW-GE-S1-006-03 y 2361-00-GT-DW-GE-S1-00801. Apoyados en el estudio geológico mencionado anteriormente se realiza la descripción geotécnica que involucra las mediciones estructurales y caracterización de los patrones de diaclasamiento presentes en los afloramientos del portal. Finalmente todos los patrones de diaclasamiento son geo-referenciados con GPS. Otra actividad ejecutada es la supervisión de la perforación PT1-01 llevada a cabo en la zona del portal, con el propósito de realizar descripción geológica y así mantener un control sobre las características geológicas y geotécnicas de la zona. Se cumplieron los siguientes objetivos: •

•

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Describir los aspectos geológicos existentes sobre la zona del portal entrada túnel El Trigo. Medición y caracterización de las discontinuidades (fracturas, diaclasas y fallas) y su respectiva geo referenciación con GPS. Acompañamiento y descripción de la perforación PT1-01 (véase Anexo No 1). ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Realizar la plancha y perfil geológico del portal.

En el sector Portal entrada Túnel El Trigo afloran rocas del cretáceo inferior del grupo Guaguaquí (Kig) y rocas del cretáceo superior del grupo Oliní (Kso), además se presenta un depósito coluvial de edad cuaternaria originado del material erosionado de la unidad cretácica. Esta unidad litoestratigráfica del grupo Oliní, está localmente constituida por una sucesión de limolitas silíceas denominadas liditas, intercaladas con limolitas calcáreas y ocasionalmente lutitas negras. Las liditas afloran en dirección W del eje portal entrada túnel El Trigo y muestran un rumbo general NW con magnitudes entre 20° y 30°, y una dirección de buzamiento general SW con magnitudes entre 35° y 55°. Los patrones de diaclasamiento medidos son generalmente tres y ocasionalmente cuatro, las mediciones son mostradas en el anexo 1 (caracterización de diaclasa). Las liditas del grupo Oliní se presentan en capas delgadas a medias, plano paralelas, además están moderadamente afectadas por procesos de meteorización química y física (diaclasamiento y oxidación). Estos procesos alteran la condición mecánica de la roca haciendo que exhiban una partición a manera de rombos controlados por las direcciones de diaclasamiento (ver figura 14 y 15).

Figura 14. Grupo Oliní (Kso). Sucesión de (Liditas) intercaladas con limolitas silíceas. Azimut 60° ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Figura 15. Procesos de meteorización y partición a manera de rombos presentes en las Liditas. Azimut 64°

La formación Guaguaquí está representada por una sucesión de lutitas negras intercaladas con limolitas calcáreas, a veces silíceas, y ocasionalmente capas delgadas de calizas. Las lutitas se presentan en capas delgadas a medias, negras, físiles, con laminación interna plano paralela, además muestran el efecto de clivaje causado por el grado de meteorización de los estratos finamente laminados y los patrones de diaclasamiento. Están intercaladas con capas medias de limolitas calcáreas grises oscuras con estratificación plano paralela, muy duras (ver figuras 16 y 17). Las lutitas afloran en dirección E del eje portal entrada túnel El Trigo y muestran un rumbo general NW con magnitudes entre 20° y 30°, y una dirección de buzamiento general SW con magnitudes entre 30° y 45°. Los patrones de diaclasamiento medidos son generalmente tres, las mediciones son mostradas en el anexo 1.




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Figura 16. Grupo Guaguaquí. Sucesión de lutitas intercaladas con limolitas calcáreas. Azimut 210°.

Figura 17. Lutitas finamente laminadas. Se observa el efecto de clivaje causado por la meteorización y las diaclasas. Az. 230°

Se observan zonas de inestabilidad (deslizamientos) hacia el este del eje portal entrada túnel, estos deslizamientos se ubican sobre las lutitas de Guaguaquí, en donde se ha removido el depósito coluvial y ha dejado expuesto el suelo residual y las lutitas, estos movimientos en masa se han generado en dirección del buzamiento de las capas y has sido ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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causados por el alto grado de meteorización presente en la lutitas, la pendiente y el régimen pluviométrico (figuras 18 y 19).

Figura 18. Zona inestable. Movimiento en masa del depósito coluvial. Azimut 220°

Figura 19. Deslizamiento del coluvión dejando expuesto el suelo residual y las lutitas. Azimut 230°

El cuaternario o coluvión, aparece como un depósito de ladera discordante sobre las unidades cretáceas Guaguaquí y Oliní. El depósito es de carácter lodo-soportado y está conformado en la parte superior por la capa orgánica constituida de maleza, arbustos, árboles y cultivos de caña (ver figura 20). ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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La capa siguiente consiste de un material limo-arenoso (suelo orgánico) con una fracción de arcillas ocasionalmente oxidadas, esta capa presenta un espesor no mayor a 1 metro. La capa inferior del coluvión es realmente suelo residual, allí se aprecia claramente el alto grado de meteorización de las lutitas de Guaguaquí, permaneciendo relictos de la roca embebidos en una matriz limoarenosa de color marrón oscuro (ver figura 21). El coluvión es de pequeñas extensión en el sector cerca al portal de entrada del túnel, pero no es de gran espesor. Hacia la entrada del túnel El Trigo (K12+400), el coluvión alcanza un espesor de 10 a 15 m (teniendo en cuenta el suelo residual), pero después del K12+550 coluvión se reduce a 5 metros.

Figura 20. Capa orgánica constituida de maleza, arbustos, árboles y cultivos de caña. Azimut 80°.

Figura 21. Suelo residual. Se observan relictos de lutitas embebidos en una matriz limoarenosa. Azimut 68°. ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Como control geotécnico, en todos los afloramientos visitados durante la fase de campo, se realizaron caracterizaciones de discontinuidades tales como fracturas y diaclasas, en ellas se aplicó la metodología de clasificación según Bieniawski (1976). Las mediciones estructurales de los patrones de diaclasamiento se efectuaron para cada afloramiento, midiendo todas las variaciones posibles de cada patrón determinado. Portal de Salida Túnel El Trigo Se realiza los procedimientos correspondientes para el área de portal de salida descritos anteriormente para el túnel uno con excepción del seguimiento realizado, en este caso para la perforación PT1-03 (ver anexo 1) los cuales se realizaron anteriormente y son tenidos en cuenta con respecto a las descripciones litológicas de la zona. (Ver plano 2361-00-GT-DWGE-S1-007-01; 2361-00-GT-DW-GE-S1-007-02; 2361-00-GT-DW-GE-S1-007-03 y 2361-00GT-DW-GE-S1-008-01 Para acceder a la zona se toma un camino carreteable al costado izquierdo de la vía Guaduas-Villeta en el sector de Los Tibayes, se cruza el río San Francisco y se accede a la zona ubicada entre el sector de la Finca El Diamante y el sector de La Capilla. (Véase figura 22)

Figura 22. Vista panorámica del portal salida del Túnel El Trigo, a la izquierda de la quebrada La Antonia. ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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El sector portal de salida del túnel Del Trigo está constituido principalmente por una serie de depósitos coluviales de matriz limo-arcillosa, los cuales suprayacen discordantemente litologías de origen marino-transicional y continental asociadas al grupo Guaguaquí (Kig), grupo Oliní (Kso), formación Seca (Kss) y formación Hoyón (Pgh), además de depósitos aluviales asociados a paleo corrientes y drenajes actuales del sector. La formación Guaguaquí está constituida por una sucesión de lutitas negras intercaladas con limolitas calcáreas, a veces silíceas, y ocasionalmente capas delgadas de calizas (Figura 23). La lutitas se presentan en capas delgadas a medias, negras, físiles, con laminación interna plano paralela, además muestran el efecto de clivaje causado por los estratos finamente laminados y los patrones de diaclasamiento. Están intercaladas con capas medias de limolitas calcáreas grises oscuras con estratificación plano paralela, muy duras. Las lutitas afloran en dirección E del eje portal salida túnel sobre la quebrada La Antonia aguas arriba y muestran un rumbo general NW con magnitudes entre 15° y 35°, y una dirección de buzamiento general NE con magnitudes entre 25° y 45°. Presenta patrones variables de diaclasamiento debido posiblemente a una zona de falla correspondientes al sistema de fallas del Alto del Trigo. Esta secuencia también se presenta en los registros de sondeo PT1 02 desde los 18 m compuesto por una serie de intercalaciones de lutitas y liditas hasta los 26,3 m, pasando a una secuencia de lutitas hasta los 40 m de profundidad, así como también en el sondeo PT103 donde esta secuencia aparece a los 13,3 m como capas de limolitas con diferentes estados de meteorización hasta los 40 m de profundidad. (Anexo 1)

Figura 23. Lutitas calcáreas de la formación Guaguaquí, buzando al NE sobre la quebrada. La Antonia ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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La formación Oliní está compuesta por una sucesión de limolitas silíceas denominadas liditas intercaladas con limolitas calcáreas y ocasionalmente lutitas negras. Las liditas afloran en dirección SW del eje portal salida túnel El Trigo sobre una quebrada adyacente al sector y muestran rumbos NE (~45º) - NW (~65º) con magnitudes entre 20 y 40º y una dirección de buzamiento general SW con magnitudes entre 35 y 55 al NW y SW respectivamente. Los patrones de diaclasamiento medidos varían ampliamente lo cual puede ser debido a fallamiento local asociado a fallas de transferencia de tipo transpresivo la cual se ve claramente representada en el patrón de drenaje que presenta la quebrada en este sector. Las liditas del grupo Oliní, se presentan en capas delgadas a medias, plano paralelas, además están moderadamente afectadas por procesos de meteorización química y física (diaclasamiento y oxidación). Estos procesos alteran la condición mecánica de la roca haciendo que exhiban una partición a manera de rombos controlados por las direcciones de diaclasamiento. Se puede apreciar procesos denudatívos de tipo diédrico en las coordenadas E: 947.137 & N: 1’049.868 (Figura 24). ⁰

⁰

⁰

Figura 24. Liditas de la formación Oliní, buzando al NW, en la parte inferior se aprecia un nivel arcilloso

Aun cuando la formación Seca no ha de ser cortada, la unidad tiene importancia dentro del modelo geológico de la zona. Esta unidad está constituida por una sucesión de arenita fina de cuarzo, en capas gruesas, que alternan con lodolita y limolita de cuarzo, rojizas; lodolitas y limolitas, rojas a gris claras, y arenitas finas, sublítica y subarcósica, en capas gruesas, tabulares y cuneiformes. En el sector aflora hacia la parte baja de la quebrada La Antonia y en algunos sectores de la margen derecha del río San Francisco, aguas abajo en donde se presenta como paquetes de arcillolitas gris verdosas de capas centimétricas las cuales ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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tienen fracturamiento semi-concoideo con rumbo general 20-30º NW buzando entre los 20° a 35º al NE. (véase figura 25)

Figura 25. Niveles de arcillolitas gris verdosas pertenecientes a la formación Seca (Kss) buzando al NE.

Las areniscas de esta formación afloran al costado izquierdo aguas abajo del río San Francisco en donde presentan rumbo NW (~10º) con buzamiento al SW (~30º). (Véase figura 26)

Figura 26. Areniscas conglomeráticas gris verdosas, pertenecientes a la formación Hoyón, buzando al SW. ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Los depósitos coluviales son aquellos que se disponen sobre las laderas, producto de la alteración de las rocas, en este caso fundamentalmente lutitas y en algunas ocasiones fragmentos de calizas y liditas que posteriormente son transportados por gravedad. (Véase figura 27). Abarcan gran parte de la zona de portal salida túnel (Además el punto de salida en específico) y dominan en gran parte la morfología presente en el sector.

Figura 27. Deposito coluvial sobre areniscas altamente meteorizadas, costado derecho aguas abajo río San Francisco.

Depósitos Aluviales (Qal) Los depósitos aluviales están conformados principalmente por materiales de aluvión constituidos por cantos, gravas y arenas envueltos en matriz limo arcillosa, ubicados dentro o adyacente a los cauces de los principales ríos y quebradas. En este caso los depósitos de antiguas paleo corrientes en donde se pueden apreciar cantos de mayor tamaño y depósitos de barras laterales asociados al río San Francisco, los cuales presenta tamaños de gravas y guijos principalmente. Tales materiales los conforman lutitas, liditas y calizas los cuales son sub angulosos a sub redondeados lo cual indica poco transporte desde el área fuente, además por la misma litología que se presentan en estos depósitos. Tales depósitos son los que presentan mayores procesos denudatívos y de remoción en masa en el sector, apreciándose en el costado derecho aguas abajo del río San Francisco en ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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donde se dan movimientos de tipo rotacional-traslacional en las siguientes coordenadas. (Véase figura 28) -

E: 946.913 & N: 1’050.307 E: 946.917 & N: 1’050.102 E: 946.934 & N: 1’049.990 E: 946.914 & N: 1’050.211 NE

SW

Figura 28. Proceso denudativo sobre la margen derecha del río San Francisco. El movimiento rotacional es el prevalente.

4.3.1.4 Sectorizacion Geológica Para el túnel del Trigo, las condiciones geológicas que se prevén, con los datos de superficie y datos aportados perforaciones, han de ser en general de corte y excavación de rocas de tamaño de grano fino a medio, con alto contenido de materia orgánica.

El presente apartado se dividirá en dos partes, la primera con la geología esperada y la segunda con las características de excavabilidad que se presumen, en general mostradas por las perforaciones, inmediatamente después de haber sido sacada a superficie. Esto debido a que la roca en profundidad está confinada, con presiones de 2,3 gr/cm2 por metro; esto es no existen planos con espacios en la estratificación, ni en los planos de las diaclasas, y al sacarla a superficie (valido en el momento de excavación), las condiciones de presión varían. Zona 1. El emportalamiento se realizará fundamentalmente en suelo residual muy delgado, constituido por relictos de rocas de la formación Guaguaquí, que debido a la alta pendiente ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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del sector, se ha desplazado cuesta abajo, superando el punto de equilibrio natural. Este material tiene las mismas características composicionales de las lutitas de la formación ya mencionada, es decir arcillas de color gris oscuro a negro, con alto contenido de material orgánico, baja cohesión lo cual genera inestabilidades en el sector de influencia del portal. Se presume que esta zona podría tener unos 30 metros de espesor, de acuerdo a las perforaciones realizadas en el sector (PT1 01). En este orden de ideas, la zona No 1 iría desde el comienzo, hasta una profundidad tal que se tenga al menos 4 diámetros de cobertura. (Inicio a k12+450). Zona 2. La zona No 2 estaría completamente cortando rocas de la formación Guaguaquí, es decir lutitas de color negro, carbonosas con cemento calcáreo en la mayoría de ocasiones. Las lutitas se presentan en capas delgadas a medias, negras, físiles, con laminación interna plano paralela, además muestran el efecto de clivaje de los estratos finamente laminados y los patrones de diaclasamiento. Están intercaladas con capas medias de limolitas calcáreas grises oscuras con estratificación plano paralela y muy duras. La estratificación tiene un rumbo general de N20°-30°W, con inclinaciones máximas de 45° al SW, y promedios de 30°, disminuyendo el valor a medida que se avanza en el abscisado, y se adentra hacia el núcleo del sinclinal de Bituima. Esta zona iría desde k12+450 a k13+450 aproximadamente, abscisa donde varía la unidad estratigráfica, pasando de la formación Guaguaquí a la formación Oliní. Dentro de esta zona se podría establecer una sub-zona, entre, que corresponde a coberturas superiores a los 350 m, donde las condiciones de la roca se esperan buenas a muy buenas, pero su velocidad de degradación física y alteración podrían ser altas, debido al cambio brusco de confinamiento total y presiones altas a llevarlas a presiones de superficie en el momento de la excavación. Zona 3. Se excavará en rocas de la formación Oliní, que corresponden a liditas que constituyen buena parte de esta formación, son de buena dureza pero de comportamiento frágil, así que son muy quebradizas y tienden a romperse y fracturarse antes que plegarse. Su fracturamiento es romboédrico, a manera de “panelitas”, muy similar a las areniscas de la formación Plaenners, en la sabana de Bogotá. Esta es una de las zonas más pequeñas en longitud, ya que va desde el k13+450 al k13+650 aproximadamente. Se espera dificultades de sostenibilidad debido al fracturamiento propio de las liditas, siempre y cuando el comportamiento geomecánico sea el mismo que se ha podido observar en superficie. Zona 4. En esta zona la excavación continua siendo en liditas de la formación Oliní, ya descrita en apartados anteriores, pero con condiciones estructurales desfavorables, ya que ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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se prevé ángulos inferiores a los 10°, teniéndose condiciones de techo horizontales a subhorizontales debido a la proximidad del núcleo de la estructura sinclinal. Las condiciones estructurales desfavorables y las condiciones de fragilidad de la roca, debido a la característica de fracturamiento, hace que esta zona sea especialmente sensible desde el punto de vista geológico – excavación. Esta zona iría desde k13+650 a k13+800 aproximadamente. Zona 5. Corresponde a la zona de falla, o conjugación de zonas de falla No 1 y No 2. En la parte inicial de esta zona, se excavaría en liditas de la formación Oliní, con disposición estructural horizontal a sub horizontal, en su ángulo de buzamiento, dificultando de esta manera el auto soporte de la bóveda, hacia la abscisa K13+825, se tendría el plano de falla de la No 1, apareciendo inicialmente en el techo, y desapareciendo por el piso, por espacio de unos 10 m. la falla 1 es el contacto entre las liditas de la formación Oliní, y de nuevo las arcillolitas de la formación Guaguaquí, esta vez con un buzamiento de unos 25° a 30°, siguiendo bajo la zona de influencia de la falla. Se espera que el plano de falla a atravesar contenga unos 0,5 m de espesor de un material blando, conocido como “gouge”, producto de la alteración y trituración del material, principalmente las lutitas de la formación Guaguaquí. El gouge es un material arcilloso, blando, plástico e impermeable, lo que hace suponer que por la zona de falla no se presente aumento en el flujo de agua de tipo anormal. Se ha presupuestado un zona de influencia de la falla de aproximadamente 50 m, entre k13+800 a k13+880. Zona 6. En esta zona nuevamente se excavará en lutitas de la formación Guaguaquí, apareciendo los estratos por el piso, y subiendo a medida que se realice la excavación (en el sentido del abscisado). La cobertura en general va a ser moderada, pero se esperaría que en este sector exista mayor aporte de agua de infiltración debido a que en la superficie se encuentra un coluvión que se comporta como esponja reteniendo el agua, y potencialmente dejándola filtrar con mayor facilidad que por el portal de entrada, debido a la menor cobertura, como ya se mencionó. Por otra parte la cercanía de la falla del Alto del Trigo hace que el fracturamiento general de la roca sea el prevalente, tal como lo mostró la perforación PT1-03, donde el RQD en general es muy bajo a nulo a medida que aumenta la profundidad, situación que es contraria a la generalidad de las situaciones. Entre los 13,5 m a los 17,0 m se obtiene el mayor valor de RQD, entre 15% y 50%, volviéndose a obtener este valor entre 40 m y 41 m. Se ha previsto para esta zona una longitud de 550 m, entre k13+880 a k14+550.




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Zona 7. A esta zona corresponde el trayecto donde se tiene menos cobertura por el portal salida, con condiciones muy similares que las de la zona 1. Se excavara en lutitas de la formación Guaguaquí, fracturadas debido a la proximidad de la falla del Alto del Trigo, que discurre, parcialmente, siguiendo el cauce del río San Francisco. El tramo correspondiente va desde k14+550 hasta el final del túnel. 4.3.1.5 Condiciones de Excavabilidad Esperadas.

En este apartado, se darán algunos lineamientos de procesos de excavabilidad, de acuerdo a las condiciones geológicas encontradas. Zona 1. Se recomienda avances cortos, no mayores a 1 m, uso de sombrilla en los primeros 20 metros, y soporte pesado con arcos y 15 cm de CN. Dos o cuatro etapas de excavación según sea el caso. Zona 2. Excavación en dos etapas, superior e inferior, CN inmediatamente se termine la rezaga, inicial de 5 cm con fibra, avances entre 2 y 3 m, pernado sistemático, combinación entre resina y lechada, mitad y mitad, los segundos podrían usarse como llenado de discontinuidades (inyección de consolidación sin presión). Zona 3. Extracción de núcleos para determinar condiciones ciertas de excavación. Si se requiere “grouting pre excavation”, con el fin de mejorar el macizo rocoso. CN de 5 cm con fibra inmediatamente después de la rezaga, pernado sistemático, en lo posible con lechada. Avances de 1.5 m en promedio en sección superior, preferencialmente colocación de malla electro soldada, después de la primera capa de CN en algunas zonas se requerirá de arcos. Zona 4. Disposición estructural desfavorable, estratificación horizontal a subhorizontal. Avance máximo de 1.5 metros, soporte pesado, arcos cada metro, 15 cm de CN. Excavación en dos etapas. Zona 5. Zona de falla. Avances en promedio de 1 metro Soporte pesado. Excavación en dos etapas, mínimo. Zona 6. Ídem a zona 2 Zona 7. Ídem a zona 1

4.3.1.6 Investigación Sísmica Línea 1

“Según la geología de superficie, las rocas aflorantes en el trazo de influencia de la línea del Túnel El Trigo, corresponden a las unidades Grupo Guaguaquí (Kgg); Grupo Olini (Kso), ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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compuesto por las unidades: Formación Lidita Inferior (Ksli), Unidad Nivel de Lutitas (Ksl) y Formación Lidita Superior (Ksls). La sección del Túnel, se encuentra atravesando el Sinclinal de Bituima, de oriente a occidente, y corta los dos flancos de esta estructura. Los flancos del sinclinal presentan buzamientos suaves a moderados en superficie y se proyectan en profundidad. En el núcleo del sinclinal se encuentra la Formación Lidita Superior (Ksls) del Grupo Olini (Kso). El sinclinal es asimétrico, con la superficie axial buzando hacia el oriente. Como se observa en la geología de superficie de Ingeominas, los buzamientos más altos se encuentran en el flanco oriental. El eje del sinclinal está inferido a partir de los datos de buzamiento proporcionados en la plancha 208 “Villeta”. Las Fallas de Bituima y del Alto del trigo, limitan al oriente y occidente respectivamente el sinclinal. La línea sísmica adquirida del Túnel el Trigo, no tiene cubrimiento en superficie del trazo de estas fallas y tampoco se observan discontinuidades indicadoras de la presencia de fallas, que tengan un nivel de dislocación apreciable en los datos adquiridos. Sección Integrada La superposición de las trazas sísmicas sobre el perfil tomográfico, permite definir zonas anómalas de velocidad, que corresponden de manera directa, con la competencia del macizo rocoso y cualitativamente con el nivel de fracturamiento. En el análisis de las secciones sísmicas y tomográfica, en la sección proyectada del túnel, puede observarse una región de anomalías de velocidad, limitadas entre las abscisas 0+260 a 1+060. Se consideran críticas aquellas regiones en la sección del túnel, donde velocidades bajas, esperadas a nivel más superficial, penetran zonas de mayor profundidad. Lo anterior se observa mediante la orientación de la concavidad presentada en las capas de velocidad. La figura aa, muestra en detalle algunas anomalías de velocidad presentadas en la sección tomográfica del Túnel, El Trigo. La concavidad hacia arriba en las capas, indica que el comportamiento de la velocidad se aleja de una tendencia controlada por la profundidad de enterramiento. Lateralmente, la tendencia general de la velocidad en toda la sección, es seguir la geometría del perfil de terreno, el cual controla la carga litostática y por lo tanto, el esfuerzo de confinamiento. Las regiones de comportamiento anómalo, indican zonas de posible alto fracturamiento y por lo tanto de descenso en el factor de calidad de roca. Sin embargo, es posible que zonas altamente fracturadas y con factor de calidad de roca bajo, presenten anómalamente altas velocidades, debido a altos esfuerzos de confinamiento que oculta las fracturas. (Figura 29) La Tabla 2, presenta los límites de cada zona de anomalía de baja velocidad presentada en el Túnel, El Trigo. ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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LÍMITE

Y

PROYECCIÓN I

DE

DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN DE I

Figura 29. Anomalías de velocidad presentadas entre las abscisas 0+260-0+340; 0+4000+640, Túnel, El Trigo. Las flechas indican la propagación en profundidad de la anomalía de velocidad. . Ver Anexo: /PROYECTO RUTA DEL SOL (LAST VERSION)/Tomografía de Reflexión Túnel 1/TOMOGRAFÍA SÍSMICA DE REFLEXIÓN T 1.pdf

Tabla 2. Ubicación de anomalías de baja velocidad presentadas en el Túnel, El Trigo ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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El tope de la Formación Lidita Inferior (Ksli) en la interpretación propuesta, presenta concordancia (de manera independiente) con el límite entre las capas de velocidad 7 y 8 definidos por la tomografía, entre las abscisas K0+660 y K1+140, lo cual indica que en esta sección del Macizo es posible que la velocidad este controlada geológicamente por el contacto entre el tope de la Formación Lidita Inferior (Ksli) y la base de la Unidad Nivel de Lutitas (Ksl). Situación similar se presenta en parte en el contacto entre la Unidad Nivel de Lutitas (Ksl) y la Formación Lidita Superior (Ksls), donde parcialmente el límite entre las capas de velocidad 3 y 4, presenta una concordancia apreciable. Lo anterior permite ver que existe concordancia, entre el modelo geológico propuesto y la tomografía calculada y que no solo la estructura, sino también la litoestratigrafía, establecen controles en el comportamiento de la velocidad. Este comportamiento Se observa donde el perfil de terreno es sensiblemente concordante con los límites litoestratigráficos. (Figura 30).

li

LÍMITE Y PROYECCIÓN DE ANOMALÍA DE VELOCIDAD

Figura 30. Concordancia entre el comportamiento de la velocidad calculado por la tomografía y los contactos geológicos ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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4.3.2 TÚNEL LA CUMBRE 4.3.2.1 Estratigrafía El túnel La Cumbre cortará rocas clásticas, arenisca especialmente, con niveles de arcillolita y conglomerado, siempre girando la granulometría en torno al tamaño arena gruesa. Ver plano 2361-00-GT-DW-GE-S2-005-01 planta y perfil.

La descripción que se realiza a continuación tiene en cuenta lo encontrado en varias exploraciones de campo, y la relación con lo encontrado en las tres perforaciones con recuperación de núcleos, P-3, P4 (Euro Estudios) y PT2-04 (CVH-HMV-PCA). De base a techo se tiene la siguiente litología: - Arenisca de tamaño de grano fino, inicialmente grueso, de color gris verdoso. (~ 4 m) (Perforación P3). - Arcillolita, fracturada y meteorizada de color gris verdoso claro. (~ 3 m) (Perforación P3). - Areniscas de grano grueso a medio, altamente fracturada y meteorizada, de color amarillo rojizo. (~ 14 m). (Perforación P3). La secuencia estratigráfica se interrumpe, en superficie, debido a la presencia de un deposito coluvial, hasta por encima de la vía actual en la zona del restaurante Tibayes. - En superficie se pudo apreciar una secuencia, constituida básicamente por areniscas de tamaño de grano grueso, en ocasiones conglomeráticas, con matriz limolítica, de color amarillo ocre, con algunas manchas de óxidos de hierro. La parte final de esta secuencia se puede correlacionar con lo encontrado y descrito en la parte final de la perforación PT2-04. (Anexo 2) - Arenisca limolítica de grano fino, compacta. Color gris oscuro a negro. Algo dura. (~ 4 m). - Arenisca cuarcítica de tamaño grano fino hasta conglomerática, color gris claro, compacta y dura. (~ 18 m). - Arenisca limolítica de tamaño de grano fino, compacta. Color gris oscuro a negro. Algo dura. (~ 8 m). - Zona muy fracturada de arenisca limosa color gris, alterada y disgregada. (~ 7 m) - Arenisca limolítica de grano fino, compacta. Color gris oscuro a negro. Algo dura. (~ 6 m). - Arenisca limolítica de grano fino, compacta. Color gris oscuro a negro. Algo dura. (~ 5 m). - Conglomerado de grava fina a media en matriz areno- arcillosa color habano. Blando y disgregable, con capas de arenisca de tamaño de grano fino algo limosa y moderadamente dura. (~ 6 m). ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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- Arenisca cuarcítica de tamaño de grano fino hasta conglomerática, color gris claro, compacta y dura. (~ 7 m) - Arenisca Limolítica de tamaño de grano fino, compacta. Con niveles calcáreos. Color gris oscuro a negro. Algo dura. (~ 12 m) - Arenisca Limolítica de grano fino, compacta. Color gris oscuro a negro. Algo dura. (~ 5 m.) - Arenisca cuarcítica habana a gris clara, dura y sana, con niveles conglomeráticos de grava fina compactos. (~ 10 m). - Conglomerado de grava fina a media en matriz areno limosa color habano. Blando y suelto (~ 5 m). - Arenisca Arcillosa, de grano medio a grueso, con estratificación cruzada. Niveles conglomeráticos y cuarcíticos más duros. Color habano a rojizo. La arenisca presenta una tendencia a ser friable. (~ 22 m). - Arcillolita limosa, blanda, color habano a marrón, con fracturamiento mecánico. Suelta. (~ 2 m) - Arenisca Arcillosa, abigarrada de color rojizo a habano, de grano medio a grueso, con estratificación cruzada. Niveles conglomeráticos y cuarcíticos más duros. Algo friable. (~ 13,5 m). - Arenisca de grano fino, fracturada, de color amarillo rojizo, con intercalaciones de arcillolita y vetas de oxidación (~ 5 m). Inicio del miembro predominantemente arcilloso (Perforación P4). - Arcillolita de color gris verdoso, muy fracturada con vetas de oxidación y meteorización moderada a alta; cambios locales a arenisca de grano fino, con intercalaciones de arcillolita. (~ 6 m). (Perforación P-4). - Arenisca de tamaño de grano medio a grueso, con vetas de oxidación. (~ 4 m) (Perforación P-4). - Intercalaciones de arenisca y arcillolita, alterada y fracturada. (~ 4 m) (Perforación P-4). - Arcillolita de color gris verdoso, altamente fracturada y meteorizada. (~3 m) (Perforación P4). - Arenisca Conglomerática de grano grueso, de color amarillo y verdes rojizos y grises, arenisca de naturaleza friable. (~3 m) (Perforación P-4). - Arenisca meteorizada, altamente fracturada de color amarillo rojizo, se presentan niveles limo arcillosos (~ 7 m) (Perforación P-4). ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Como se puede ver en la secuencia, se trata de horizontes preferencialmente arenosos, de la formación Hoyón (véase figura 31). La geología regional presentada por Ingeominas en la plancha 208 Villeta, asumen la presencia de la formación Seca, en la margen izquierda del río San Francisco, y describen esta formación, como una secuencia de lodolitas y areniscas de color rojizo, sucesión que no se encontró, por lo tanto se asume que toda la secuencia corresponde a la formación Hoyón, dividida en cinco (informalmente) Miembros:

Figura 31. Afloramiento de areniscas cuarzosas de la formacion Hoyon, frente al restaurante Tibayes. El geologo que sirve de escala se encuentrta parado sobre la corona de un coluvion, que llega hasta la base de la pendiente (quebrada NN “El Galpon”)

Pgh1: Miembro Arenoso Inferior. Pgh2: Miembro Conglomerático Inferior. Pgh3: Miembro Arenoso superior. Pgh4: Miembro Arcilloso. Pgh5: Miembro Conglomerático Superior. Coronando esta secuencia, se tiene en la parte superior los depósitos de ladera o coluviones (véase figura 32), localizados en la entrada del túnel y en la parte media en el sector de El Alto. Estos depósitos están constituidos por fragmentos de arenisca, embebidos en una matriz areno arcillosa, ocasionalmente limosa. La presencia de vetas de oxidación o lixiviados de hierro, hace pensar que estas areniscas se depositaron en un medio eminentemente continental o por encima del nivel del agua. ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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En la parte superior, de la zona del túnel de La Cumbre, se observó la presencia de ceniza volcánica, de constitución arcillosa fundamentalmente, que debido a su poco espesor y continuidad no se hace necesaria la cartografía.

Figura 32. Deposito coluvial, en el portal de entrada, cuyo límite superior es la vía nacional. Zona derrumbe. Nótese los bloques (B) de arenisca que constituyen el coluvión y la inclinación de antiguos postes.

4.3.2.2 Geología Estructural El túnel de La Cumbre, se encuentra enclavado en un homoclinal, el cual hace parte del flanco oeste del sinclinal de Guaduero, exponiendo rocas de la formación Hoyón, con buzamientos en promedio de 30° al SW°, tendiendo máximos de 40° y mínimos de 15°, con rumbos de N15°-25°W. Esta variabilidad se debe exclusivamente a la presencia de intercalaciones de areniscas y arcillolitas, tal como se puede ver en la figura 33.




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Figura 33. Intercalaciones de arenisca (S) y arcillolitas (C) con estratificación cruzada a pequeña escala, produciendo variabilidad en los datos estructurales tomados. Véase que el espesor de las capas no es homogéneo

4.3.2.3 Condición de los Portales Portal de Entrada Túnel La Cumbre

En el portal de entrada, se encuentra proyectado en la margen izquierda del río San Francisco, en el talud exterior de la vía que de Villeta conduce a Guaduas, en el sitio denominado Tibayes. Ver planos 2361-00-GT-DW-GE-S2-006-01; 2361-00-GT-DW-GE-S2006-02; 2361-00-GT-DW-GE-S2-006-03 y 2361-00-GT-DW-GE-S2-008-01 El sitio de emportalamiento está en una zona donde se presenta un coluvión, producto de un movimiento en masa, cuya corona se encuentra en el talud interior de la citada vía nacional. (Véase figura 34), llegando hasta el cauce de la quebrada NN a unos 1.532 m.s.n.m., cerca de 50 m menos que la cota de la banca de la vía. El coluvión es una masa en general homogénea, en su composición, con fragmentos de arenisca de tamaño bloque como elementos más conspicuos, aunque no son comunes debido probablemente a que se encuentran embebidos en la matriz arcillo limosa, sin que se presenten en superficie, debido a que el coluvión posee un movimiento relativamente lento (ver figura 35), de acuerdo a la posición vertical de algunos de los árboles dentro de la zona. Mediante análisis de formas, se pudo establecer que la masa no se movido de manera homogénea, sino que ha tenido movimientos diferenciados. En la figura 34, se pueden apreciar 5 diferentes lóbulos (delimitados en color amarillo), correspondes a 5 diferentes eventos de movimiento. Actualmente se presenta uno activo, señalado en color rojo, con una flecha que indica el movimiento. ESTUDIO GEOLÓGICO DE LOS TÚNELES DEL TRIGO - LA CUMBRE – LAS LAJAS



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Informe Tuneles

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