comportamiento de las rocas en túneles y excavaciones

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COMPORTAMIENTO DE LAS ROCAS EN TÚNELES Y EXCAVACIONES León Sierra, Sandra Liliana, Nova Avendaño, María Consuelo 1: Grupo 11 o Geología Ingeniería Civil Universidad la Gran Colombia e-mail: [email protected] 2: Grupo 11 o Geología Ingeniería Civil Universidad la Gran Colombia e-mail: [email protected] RESUMEN Este informe contiene una clara descripción del comportamiento general de las rocas en túneles y excavaciones. Lo cual indica la importancia de los respectivos estudios geotécnicos, para determinar los factores ambientales, económicos y constructivos que rigen las condiciones de desarrollo del proyecto, durante los estudios previos, planeación y ejecución del mismo. PALABRAS CLAVE: Geotécnicos, Excavaciones, constructivamente. ABSTRACT This report contains a clear description of the general behavior of the rocks in tunnels and excavations. This indicates the importance of the respective geotechnical studies to determine the environmental, economic and constructive conditions governing the development of the project, during the studies, planning and execution KEY WORDS: Geotechnical, Excavations, constructively

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COMPORTAMIENTO DE LAS ROCAS EN TÚNELES YEXCAVACIONES

León Sierra, Sandra Liliana, Nova Avendaño, María Consuelo

1: Grupo 11 o Geología Ingeniería Civil

Universidad la Gran Colombiae-mail: [email protected]

2: Grupo 11 o Geología Ingeniería Civil

Universidad la Gran Colombia e-mail: [email protected]

RESUMEN

Este informe contiene una clara descripción del comportamiento generalde las rocas en túneles y excavaciones. Lo cual indica la importancia delos respectivos estudios geotécnicos, para determinar los factoresambientales, económicos y constructivos que rigen las condiciones dedesarrollo del proyecto, durante los estudios previos, planeación yejecución del mismo.

PALABRAS CLAVE: Geotécnicos, Excavaciones, constructivamente.

ABSTRACT

This report contains a clear description of the general behavior of therocks in tunnels and excavations. This indicates the importance of therespective geotechnical studies to determine the environmental, economicand constructive conditions governing the development of the project,during the studies, planning and execution

KEY WORDS: Geotechnical, Excavations, constructively

1. INTRODUCCIÓN

La importancia de reconocer lascondiciones geológicas que rigenlas construcciones ya seasubterránea o superficial,permite determinar la acción delos elementos que componen elterreno, como las rocas, lascuales están determinadas segúnsu composición, su foliación, suubicación geográfica entre otras;la clasificación de la rocas parausos ingenieriles es una tareacompleja, ya que debencuantificarse sus propiedades conel fin de emplearlas en loscálculos de diseño. Ladificultad para la clasificacióngeotécnica estriba tanto en elhecho de alta variabilidad de laspropiedades rocosa como en laslimitaciones de los métodos yprocedimientos para sudeterminación. La presencia de materialesexpansivos ha sidotradicionalmente uno de losprincipales problemas en larealización de obras deingeniería. Por su naturaleza,los túneles, cavernas y en

general todo tipo de excavacioneso cimentaciones profundas, sonlos más sensibles a efectos deeste tipo de materiales.

2. TEMATICA

2.1 Litografía y propiedades matrices de las rocas

Esta aporta información sobre lacomposición mineralógica, latextura y la fábrica de las rocasasí como sobre la isotropía yanisotropía estructural de lasrocas determinando su origen. Eltermino rocas ígneas ometamórficas indica unadeterminada estructura, textura,composición y tamaño de granoetc.La relación de algunaslitográficas con determinadosprocesos geológicos es importantea la hora de plantearse elestudio del comportamiento delmaterial rocoso, como es el casode la facilidad de disolución delas rocas carbonatadas, laalterabilidad y capacidad deexpandirse de las rocas

arcillosas, los proceso defluencias en las sales etc.Sin embargo las clasificacioneslitográficas no son suficientes,en cuanto que litografíasimilares pueden presentargrandes variaciones en suspropiedades físicas y mecánicascomo por ejemplo en suresistencia. Además no aportaninformación cuantitativa sobresus propiedades.

Figura 1: Clasificación GeológicaGeneral de las rocas

2.2 Estructura geológica

Es uno de los más influyentes enlas estructuras de una excavaciónsubterráneas en rocas plegadas oestratificadas, la orientación delos estratos condicionan losdiferentes modos decomportamiento frente a laestabilidad de un túnel en dondeinfluyen factores como:

- El buzamiento de la estructuracon respecto a la sección deltúnel.

- La dirección de laestratificación con respectoal eje del túnel.

- Tipos de pliegues.

2.3 Discontinuidad

Figura 2: Definición deDiscontinuidad.

Las discontinuidades estánpresentes en la roca y afectan laresistencia, permeabilidad ydurabilidad de la masa. Esimportante evaluar la geometría,naturaleza, estado y condición delas discontinuidades, porqueellas definen la fábricaestructural del macizo rocoso. Además de su génesis, lainfluencia en el comportamientodel macizo, exige evaluar lagénesis de los rellenos, lacantidad de agua, las cicatricesy revestimientos en las paredespor materiales solubles, laabertura, rugosidad ypersistencia de lasdiscontinuidades, y el número defamilias.

Tabla 1. Tipos principales dediscontinuidades en macizosrocosos

ORIGEN ROCA CLASE MECANISMO

Genético

Ígneas

Estructurade flujo

Contactosentrecoladas delavasucesivas

Estructurade

retracción

Grietas deretracciónporenfriamiento.

Metamórficas Foliación

Porgradientestérmicos,de presióny anatexia.

Sedimento Estratificación

Contactosentreeventos dedepositación.

Físico-

químico

Todas

Termofracturas

Ciclos decalentamiento -enfriamiento ohumedecimiento –secado.

Halifracturas

Expansiónde sales yarcillas enfracturas.

Gelifracturas

Ciclos decongelamiento y fusiónde agua.

Gravedad Todas

Relajación

Pérdida depresión desepultura yesfuerzosdetracción.

corte

Concentración deesfuerzoshorizontales envalles.

Tectónico

Todas Estructuras de placa

Bordesconstructivos, pasivosydestructivo

s.

Fallas

Ruptura condesplazamiento poresfuerzosdecompresión,tracción ycorte.

Diaclasas

Ruptura poresfuerzostectónicos,pero sindesplazamiento debloques.

Fracturasde

pliegues

Radiales enla zona detracción yde corte enla parteinterna delacharnela.

Biológico Todas Acción de

las raíces

Penetraciónycrecimientode lasraíces delosárboles.

Adaptado de Álvaro J. González G.Universidad Nacional, 1995.

2.3.1 Parámetros de lasdiscontinuidades.

- Orientación: Es la posiciónespacial y se da con el rumbo ybuzamiento de la superficie dediscontinuidad. Es importante verla actitud de los bloques yfracturas para efectos deestabilidad. - Espaciamiento: Es la distanciaperpendicular entre dosdiscontinuidades de una mismafamilia. Debe advertirse que elespaciamiento aparente, el quemuestra en superficie la roca,por regla general es mayor que elreal. Se utiliza el promedio.

- Persistencia: Es la longitud dela traza de una discontinuidad enun afloramiento (se trabajaestadísticamente y con criteriosprobabilísticos como elespaciamiento). Cuando haypersistencia se garantiza elflujo de agua a través de lamasa. - Rugosidad: Se alude a larugosidad de la superficie y a laondulación de la discontinuidad, pues ambos afectan la resistenciadel macizo rocoso. Una altarugosidad aumenta la resistenciaa la fricción. - Resistencia de las paredes dela discontinuidad: Generalmentees la resistencia a la compresióninconfinada, pues es una buenamedida de la alteración de lasparedes de la discontinuidad. Laresistencia aumenta con lapresencia de dientes de roca enla discontinuidad. - Abertura: Es la distanciaperpendicular entre las paredesde las distancias de lasdiaclasas cuando estas no tienenrelleno (sólo agua o aire). Haydiaclasas cerradas. - Relleno. Alude al materialentre las paredes de ladiscontinuidad, casi siempre másblando que el macizo rocoso. Unparámetro en el material derelleno es su grado decementación. - Flujo: Agua presente en ladiscontinuidad que se encuentralibre o en movimiento. Sedescribe por el caudal y debeevaluarse si el agua brota o nocon presión. - Número de familias presentes:Es indicativo del grado defracturamiento del macizo y

depende de la dirección y tipo deesfuerzos. El menor número defamilias en un macizo es tres;también las familias presentancaracterísticas distintivas, nosolamente en dirección yespaciamiento sino también encondiciones de relleno, caudal eincluso edad y tipo de esfuerzosque la origina. - Tamaño de bloques: El que secuantifica con algunasmetodologías específicas. Debenidentificarse además los bloquescríticos: aquellos que tienentamaños finitos y posibilidad dedesprenderse.

2.4 Resistencia de la matriz rocosa

La resistencia del macizorocosos disminuye con laextensión de la zona analizada oel aumento de la escala, desderoca intacta hasta macizo rocosomuy fracturado, como se presentaen la Figura 3; Hoek and Brown(1980) sugieren una relaciónempírica de la resistencia con elaumento del tamaño dela muestra.

Figura 3. Transición idealizada desde roca inalterada hasta el macizo rocoso muy fracturado. Hoek (2006)

La estabilidad de una excavaciónsubterránea depende de lascondiciones estructuralespresentes en el macizo y tambiénde la relación que existe entrelos esfuerzos en la roca y suresistencia. Las excavaciones apoca profundidad como lo son lamayoría de túneles de carreteras,ferrocarril o socavones mineroscerca de la superficie, recibenuna gran influencia de lascondiciones estructurales y delgrado de meteorización delmacizo. Por otra parte laestabilidad de las excavacionesprofundas depende casi totalmentedel comportamiento del macizo enrelación con el campo deesfuerzos inducidos alrededor delas cavidades.

2.5 Criterios de falla

Un criterio de falla es unaexpresión algebraica de lascondiciones mecánicas bajo lascuales un material falla porfracturamiento o deformaciónhasta un límite especifico, estepuede ser definido en términos decarga, esfuerzo, deformación uotros parámetros.La búsqueda de los criterios defalla para la roca ha sidollevada a cabo por unconsiderable número de años comoes mostrado en la Tabla 2, loscriterios de falla que se hanpopularizado hoy son El criteriode falla de Mohr – Coulomb y el

de Hoek- Brown, la principaldiferencia entre ambos es que elprimero es un criterio lineal yel segundo no lineal, másadecuado al comportamientomecánico real de las rocas.

Tabla 2.Criterios de falla paramateriales rocosos, Bieniawaski(1984)

2.5.1 Criterio de Mohr-Coulomb.

Expresa la resistencia al corte alo largo de un plano en un estadotriaxial de tensiones,obteniéndose la relación entrelos esfuerzos normal y tangencialactuantes en el momento de larotura.

(1)

2.5.2 Criterio de Hoek y Brown.

Criterio empírico de rotura nolineal válido para evaluar laresistencia de la matriz rocosaisótropa en condicionestriaxiales.

(2)

2.6 Factores de comportamiento enlas rocas.

El comportamiento de las rocasfrente a las fuerzas de lanaturaleza dependen no solo deltipo de roca sino también de lossiguientes factores extrínsecos:presión de confinamiento,temperatura, tasa de aplicaciónde las cargas, fluidosintergranulares y cambios en elambiente de formación de lasrocas.

2.6.1 Tipo de roca.

Muchas rocas duras como lacuarcita, la diabasa y el granitose comportan elásticamente bajocarga, y son muy resistentes. Loson la mayoría de las rocas confábrica cristalina masiva. Otrasse comportan de manera similarpero son un poco más débiles,como algunas calizas o areniscascuarzosas bien cementadas.Es decir que la mayor parte delas rocas presentan un límiteelástico bajo superado el cual sedeforman de manera permanente y

como consecuencia de ello sepliegan o se fracturan(comportamiento dúctil antes dela falla). Otras rocas sefracturan sin deformarsepreviamente (comportamientofrágil), y el resto se comportade manera plástica. . La fragilidad de las rocas semanifiesta por ejemplo en súbitasseparaciones de fragmentos deroca de las paredes de lascanteras, con chasquidos oexplosiones violentas, debidas arelajación de energía potencialcontenida en las rocas desde suformación.

2.6.2 Estado de esfuerzos en lacorteza terrestre.

En la naturaleza actúan dos tiposde esfuerzos: - Geostáticos, debidos al pesode las rocas.- No geostáticos, debidos afuerzas naturales, como lasfuerzas tectónicas, que deformany pliegan los estratos de lasrocas sedimentarias (rupturas poresfuerzos de corte); larelajación de esfuerzos en losmacizos de roca debidos a ladenudación (diaclasas derelajación en los valles, láminasde alivio en batolitos expuestos)y fracturas de retracción porenfriamiento en rocas plutónicasetc.

2.6.3 Presión de confinamiento. Los efectos de la presión deconfinamiento de las rocas en lanaturaleza pueden apreciarse apartir de ensayos triaxiales enlos que se incrementa

gradualmente el esfuerzo deconfinamiento lateral σ3,observándose que se incrementatambién la resistencia; lo mismoque la deformación permanente.

2.6.4 Incremento de temperatura. Con 25ºC el comportamiento esfrágil pero a medida que seincrementa la temperatura seincrementa de manera apreciablela deformación permanente. Con800ºC el material es casitotalmente dúctil. La transiciónfrágil-dúctil tiene gran interéspara los geólogos en relación conel comportamiento de la cortezaterrestre o grandesprofundidades, sobre todo por lacapacidad de las rocas paratransmitir cargas elásticas(generación de sismos), la cualse pierde cuando ésta se vuelveviscosa a altas temperaturas. Enmecánicas de rocas es menosimportante puesto que losingenieros solo en casos muylimitados tienen que ver contemperaturas y presiones tanaltas, salvo en estudios sobrefuentes sismogénicas.

2.6.5 Tasa de aplicación de lascargas.

Las rocas se pueden fracturar silas cargas se aplican de manerarepentina no obstante el mismonivel de carga pero aplicadolentamente las hace fallar. En lapráctica un incremento den latasa de deformación debido a unacarga tectónica puede provocaruna falla geológica.

2.6.6 Fluidos intergranulares.

En muchas rocas circula agua uotros fluidos. Si supermeabilidad es reducida y sesometen a carga de alguna manera,el impedimento de flujo libreprovoca presión lo cual reduce laresistencia. También se planteaque el efecto del fluido espromover un comportamiento dúctilen un material que seríanormalmente frágil en estadocondición seca.

2.6.7 Cambios en el ambiente deformación de las rocas.

En del ambiente geológico se danmuchas condiciones que provocanun determinado comportamiento enla deformación. Las areniscas olas calizas por ejemplo, que seobservan normalmente fracturadas(frágiles) en los afloramientos,cuando estuvieron sepultadas porsubsidencia en las cuencassedimentarias se plegaron(comportamiento dúctil).

2.7 Clasificación geomecánica delmacizo rocoso.

Las clasificaciones geomecánicasson un método de ingenieríageológica que permite evaluar elcomportamiento geomecánico de losmacizos rocosos, describiendo lacalidad del macizo permitiendoestimar el comportamiento de lasrocas y los parámetrosgeotécnicos de diseño quefinalmente dan el tipo desostenimiento de un túnel.Entre las distintasclasificaciones para túnelespropuestas hasta hoy sobresalenBieniwaski (1974 y 1989) y Barton

(1974), proporcionando éstasprocedimientos cuantitativosaplicables a los modernossistemas de sostenimiento yconstrucción de túneles.Estos métodos parten de lacombinación de algunos de lossiguientes parámetros del macizorocoso:- Resistencia del materialrocoso.- RQD (Rock Quality Designation).- Espaciamiento dediscontinuidades.- Orientación de

discontinuidades.-Condiciones de lasdiscontinuidades(continuidad, separación,rugosidad, meteorización yrelleno).- Estructuras geológicas y fallasindividualizadas.- Filtraciones.- Estado tensional.

2.8.1 Clasificación según Barton,(sistemaQ n.g.i.).�

Basándose en una gran cantidad decasos tipo de estabilidad enexcavaciones subterráneas, elNorgerian Geotechnical Institute(N.G.I.), propuso un índice paradeterminar la calidad del macizorocoso en túneles y taludes. El valor numérico de éste índiceQ se define por:

Q = (RQD / JN)*(JR / JA)*(Jw /SRF) (3)

Esta clasificación utiliza seisparámetros para definir la clasede macizo:1). RQD, índice de calidad de laroca.2). Jn, índice del número defamilias de fracturas.3). Jr, índice de rugosidades enlas fracturas.4). Ja, índice de alteración delas paredes de las fracturas.5). Jw, índice del caudalafluente.6). SRF, índice del estado detensión del macizo

El primer coeficiente (RQD / JN),representa el tamaño de losbloques.El segundo coeficiente (JR / JA),representa la resistencia alcorte de los bloques.El tercer coeficiente (Jw / SRF),representa el estado tensionaldel macizo rocoso.

2.8.2 Clasificación segúnBieniawski.

Es una clasificación que ha sidoutilizada en África del Sur y fue

desarrollada principalmente apartir de excavacionessubterráneas mineras. Laevaluación de calidad de macizosrocosos Rock Mass Ratting (RMR)es realizada mediante laatribución de valores a los 5parámetros que intervienen: 1) Resistencia a la compresión ala roca alterada, Bieniawskiemplea la clasificación de laresistencia a la compresiónuniaxial de la roca que proponen,Deere y Millar, como alternativase podrá utilizar laClasificación de carga de punta,�para cualquier tipo de roca,excepto la muy frágil.2) RQD, índice de calidad de laroca según Deere y Miller. 3) Espaciamiento de lasdiscontinuidades, es decir de lasfallas, planos de estratificacióny otros planos de debilidad. 4) Condiciones físicas ygeométricas de lasdiscontinuidades, este parámetrotoma en cuenta la separación oabertura de las fisuras, sucontinuidad, la rugosidad de susuperficie, el estado de lasparedes (duras o blandas), y lapresencia de relleno en lasdiscontinuidades.5) Presencia de agua subterránea,se intenta medir la influenciadel flujo de las aguassubterráneas sobre la estabilidadde las excavaciones en funcióndel caudal que penetra en laexcavación, y de la relaciónentre la presión del agua en lasdiscontinuidades y el esfuerzoprincipal. Bieniawski reconocióque cada parámetro no contribuyenecesariamente de igual manera alcomportamiento del macizo. Por

ejemplo un RQD de 90 y unaresistencia a la compresiónuniaxial de 2000 Kg/cm2parecerían indicar una roca decalidad excelente, pero unainfiltración grande en esa mismaroca puede cambiar radicalmenteesta opinión.La clasificación del macizorocoso según Bieniawski y Barton,son de un interés muy especial,ya que incluyen un númerosuficiente de datos para poderevaluar correctamente todos losfactores que tienen influencia enla estabilidad de una excavacióntanto en túnel como en corte detaludes en roca. Bieniaswki da más importancia ala orientación y a la inclinaciónde los accidentes estructuralesde la roca y no da ninguna a losesfuerzos en la roca. Barton noincluye en factor de laorientación de las fisuras perosi considera las propiedades delos sistemas de fisuras másdesfavorables al evaluar larugosidad de las fisuras y sugrado de alteración, ambosrepresentan la resistencia alesfuerzo cortante del macizorocoso.Estos dos sistemas señalan que laorientación e inclinación de lasestructuras son de menosimportancia y que la diferenciaentre favorable y desfavorable esadecuado para los casosprácticos, esto se puede aceptarpara la mayoría de los casos quese encuentran en el campo.Existen algunos materiales comola pizarra que tienecaracterísticas estructurales tanimportantes que tienden a dominarel comportamiento de los macizos.

En otros casos, grandes bloquesquedan aislados pordiscontinuidades y causanproblemas de inestabilidaddurante la excavación, para estoscasos los sistemas declasificación descritos seránquizás no adecuados y senecesitaran consideracionesespeciales para la relación entrela geometría del macizo y laexcavación.

3. TÚNEL PILOTO DE LA LÍNEA

Este túnel, con una longitudfinal de 8,5 km y un diámetro de4,4 m, que forma parte del diseñototal del cruce de la CordilleraCentral (Túnel II Centenario),permite establecer el riesgogeológico de la zona para definirlas características y estructurasde la construcción del Túnel Vialde La Línea, que será el máslargo de Colombia en su tipo.El proyecto se encuentra ubicadoen la región central del Paísentre los departamentos delTolima y Quindío, como parte dela troncal Bogotá - Buenaventura,tramo Ibagué - Armenia.El portal inferior del túnel,llamado Galicia (Quindío), está a19 km de Armenia a una elevaciónde 2.420 msnm y el portalsuperior, llamado Bermellón(Tolima), está a 37.8 km de laciudad de Ibagué a una elevaciónde 2.505 msnm.El Túnel Piloto es el primer pasopara la construcción del Túnel IICentenario, sin duda la obra deinfraestructura más importante deColombia en el inicio del sigloXXI, debido a que integrará aBuenaventura, principal puerto

sobre la Costa Pacífica, con elinterior del País, los LlanosOrientales, el occidente deVenezuela y la Cuenca delOrinoco.

Figura 4. Localización del túnelpiloto de la línea.http://www.calarca.net/poetintos/luz_al_final_del_tunel.html

Estratigrafía. La zona delproyecto intercepta rocas dediferentes edades, variando entrerocas paleozoicas, cretácicas yterciarias cubiertas comúnmentepor espesos depósitoscuaternarios.

Geología estructural. El área seencuentra dentro de una zona deesfuerzos dentro de un ambientecompresivo, con desarrollo deestructuras complejas, dominadopor diversas fallas, las cualesson el rasgo estructural másrepresentativo y están agrupadasdentro del Sistema de fallas deRomeral (zona de melange) engeneral con orientación norte-sur(NS), y en menor proporcióneste-oeste (EW). Dentro lasprincipales estructuras seencuentran:

Falla San Jerónimo (NS).Constituye el límite entre el

Complejo Quebradagrande y elComplejo Cajamarca; se asume unaestructura de tipo inverso conalgunos movimientos de rumbo.Falla Palestina (NS). Es unafalla de rumbo de más de 300kilómetros de longitud a la cualestán asociados los focosvolcánicos del Complejo Ruiz –Tolima. Existen evidencias dedesplazamiento sinestral en elCuaternario y de movimientodextral en el Paleógeno fuera dela zona.

Falla Chapetón – Pericos (NS). Lafalla de Chapetón - Pericos esuna megafalla que delimita losdos principales dominiosColombianos, el del este Eastern.

Fallas de orientación E – W. Sepresenta fallamientoesencialmente de rumbo, que pormovimientos diferencialestransversales de grandes bloquesdemarcan rasgos importantes a lacordillera Central.

Figura 5. Perfil geológicosimplificado previsto Tomado ymodificado de Consorcio La Línea,2004

Durante la excavación sedeterminaron distintas unidadeslitológicas dentro de un ambientecomplejo y con límites de tipoestructural, las cualespresentaron diferente

comportamiento geomecánico antelos esfuerzos presentes en elmacizo rocoso durante excavacióndel Túnel Piloto de La Línea(TPL).El seguimiento geológico ygeotécnico fue realizado porInterlinea con el objetivo demonitorear los cambios quemodifican las condiciones deestabilidad del macizo, serealizó el levantamiento delfrente de excavación diariamenteconsiderando aspectos básicoscomo la resistencia de la roca,discontinuidades (longitud,separación, relleno,meteorización y orientación) ycondiciones de agua.

En el túnel piloto se instalaron4 Estaciones de MonitoreoPrincipal (SMP) de las cuales 3se localizan en el trayectoQuindío y 1 en el trayectoTolima, adicionalmente seinstalaron 917 SMR.

SMP- ESTACIÓN DE MONITOREOPRINCIPAL

Figura 6. Sección tipo de laEstación de Monitoreo Principal.Ministerio de transporte (2004)

SMR- ESTACIÓN DE MONITOREO REGULAR

Figura 7. Sección tipo de laEstación de Monitoreo Regular.Ministerio de Transporte (2004)

“El desafío para los ingenierosserá enorme, en la medida queserán varios los tipos de rocasinternas, algunas inestables, pordonde se construirá la gigantescaobra”, así resume el profesorThomas Heinrich Cramer, delDepartamento de Geociencias de laUniversidad Nacional de Colombia,el tipo de terreno donde seconstruirá uno de los proyectosde infraestructura másimportantes de la historia delpaís, y sobre el cual recaentodas las miradas, no solo de lossectores económicos, sino de loscientíficos, ávidos de seguirsacando información del sitio.Fueron precisamente los nacientescientíficos de Geociencias de laUN los que se interesaron en lossecretos de la CordilleraCentral. Hace unos dos años,varios estudiantes, poriniciativa propia, comenzaron aanalizar detalladamente lascondiciones mineralógicas,petrográficas y estructurales dela montaña de La Línea,aprovechando la ventana abiertapor el túnel piloto.

Este es un claro ejemplo de unaobra que se transforma todos losdías y que requiere de un

monitoreo permanente por estar enuna zona afectada por fallasgeológicas, como las del sistemade Romeral. Este es un grandesafío para los ingenierosporque existe diferentes tiposde rocas internas, algunasinestables, por donde seconstruirá la gigantesca obra.

Con la apertura del túnel pilotose pudo confirmar buena parte dela información registrada, perotambién se pudo ir más allá yllegar a otros tipos deconclusiones. Por ejemplo, haciael portal en la zona Tolima, enla parte inicial de lasexcavaciones, se halla unpórfido, compuesto por rocasintrusivas de origen magmáticoque se emplazaron dentro de lacordillera. Este tipo de materialpuede adquirir relevanciaeconómica, porque a su alrededorse pueden formar depósitos decobre y oro, entre otros metalespreciosos, sin que estosignifique que en el lugar hayareservas de este tipo.

Uno de los aspectos que hanencontrado los geólogos en elcampo de trabajo es que lacartografía de la zona quemanejaron los ingenieros estáequivocada en lo referente a lasunidades geológicas que sirven deguía.“Aún, de manera interrogada,pensamos que está mal catalogadoel tipo de roca que hay en losplanos y mapas de la zona, conrespecto a lo que hay en elinterior de la montaña. Uno va acampo y, sobre la superficie,pareciese que se hallara lo que

los mapas muestran; pero esasuperficie está muy meteorizada yla roca está muy alterada comopara saber a ciencia cierta loque hay”, describe Daniel Gómez.Sobre la viabilidad de construirel Túnel de La Línea, el Grupo deInvestigación de la UN prefiereser cuidadoso a la hora de emitirun concepto.“Nos toca tener más informaciónpara decir si se puede o noconstruir la obra. Lo cierto esque hemos traspasado el túnel,tomado varias muestras de rocas yestudiado muchos datosestructurales. Podemos decir que,en términos generales, la montañaes estable en su geología, y siel túnel se construye con todo elrigor de calidad, no habráproblemas. Existe un riesgonatural por estar en una zona demuchas fracturas, problemascontrolables con una buenaingeniería”, concluyen losinvestigadores de la UN.

4. CONCLUSIONES

En los Túneles y Taludes rocosos,los mecanismos de inestabilidadson controlados por el grado dealteración y por las anisotropíasexistentes en el macizo, talescomo la estratificación, juntas,fallas, cuya relación con losmecanismos de inestabilización esregida por factores como:Distribución espacial de lasdiscontinuidades, relación entresu posición (rumbo y buzamiento)con la dirección del túnel,siendo éste, el más importante aconsiderarse en el trazo deentrada y salida del túnel,presencia y naturaleza de los

materiales de relleno de lasdiscontinuidades, irregularidadesen las superficies de lasdiscontinuidades, rotura y�movimientos anteriores.

En la construcción de túnelescomo en cualquier proyecto deinfraestructura es necesariohacer un estudio previo delmismo. Desde el diseño se logracon prototipos a escala de laobra, teniendo en cuenta lainformación necesaria para laperfecta ejecución de laconstrucción.Como el ejemploplanteado es un túnel, se deberáestudiar mucho sobre lacomposición del suelo y lasuperficie a excavar. Adiferencia de otros proyectos quesolo se hace un respectivoestudio de suelos para lacimentación y control de aguasfreáticas, este estudio va ligadodesde el inicio hasta el final dela obra por las zonas a escavarque deben ir a la par con laejecución, previniendo derrumbesen el trascurso de la obra. En el estudio del suelo aexcavar, se deberán determinarlas rocas y demás compuestos delsuelo, esto con el fin de saberel manejo que se le puede dar ala misma.La Litografía y propiedadesmatrices de las rocas, es laencargada de aportarnos lainformación en cuanto a origen,estructura, textura, composición,tamaño, dándonos las alternativaso la orientación necesaria parael respectivo uso de las rocasfrente a los diferentescomportamientos que puede llegara tener y que a la vez

condicionan los factores deestabilidad en una estructurageológica a la cual debemossometer el terreno para laconstrucción. Los factores deestabilidad mencionados anteriormente pueden presentardiscontinuidades que afectan laresistencia y durabilidad delsuelo, atreves de estados de lanaturaleza y a veces del mismohombre por el mal manejo denuestra naturaleza

5. BIBLIOGRAFÍA

Capítulo 6, conceptos básicossobre el comportamiento mecánicode las rocas.http://www.docentes.unal.edu.co/jmmonteroo/docs/6%20bases%20de%20la%20mec%3fnica.pdf

Discontinuidades y deformación delas rocas.http://explorock.wordpress.com/2012/01/10/discontinuidades-y-deformacion-de-las-rocas/

Gonzales de Vallejo Luis,Ingeniería Geológica primeraedición Pearson Educación S.A.,España, 2004, P 487-500

Manual de geología paraingenieros (2003) Duque-Escobar, Gonzalo.Universidad Nacional de Colombia,Manizales. (Rev. 2013)http://www.bdigital.unal.edu.co/1572/15/geo12.pdf

Mecánica de rocas en el diseño detúneles.http://www.arqhys.com/contenidos/mecanica-tuneles.html

Patiño,C.A; Hallazgos en el túnelde la línea. Universidad NacionaldeColombia;http://historico.unperiodico.unal.edu.co/ediciones/116/13.html; (citado septiembre 27 de2013).

Pérez Pérez Diana Marcela;Propuesta de técnica para ladeterminación del comportamientodel terreno en excavacionessubterráneas con base en un túnelexploratorio. caso: túnel de lalínea, (Trabajo dirigido de gradopara optar al título deMagister en Ingeniería–Geotecnia); Universidad Nacionalde Colombia, Medellín, junio de2012.

Propiedades de la roca matriz.http://www2.etcg.upc.edu/asg/engeol/pdf_files/curs11_12/Tema4.pdf