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6.3GEOLOGÍA ESTRUCTURAL2

El Departamento de Cundinamarca está localizado en la parte central del país y de la Cordillera Oriental. La cordillera en esta región presenta una dirección regional N-S a NE y un marcado estrechamiento hacia la parte sur del departamento, con relación a su parte norte. Estas características generales, junto con la posición geográfica de las diferentes unidades litológicas, dan lugar a los diferentes estilos estructurales presentes en el departamento, los cuales están relacionados con los bloques en los que se ha dividido el departamento (Acosta y Ulloa, 2002); estos bloques son: Bloque del Sinclinal de Guaduas, BloquedelAnticlinorio de Villeta, Bloque de la Sabana de Bogotá y Anticlinorio de Los Farallones y Bloque del Píe de Monte Llanero. En el área de la Ruta del Sol, tramo I, Sector 1, se identifican el Bloque del Sinclinal de Guaduas y el Bloque del Anticlinorio de Villeta.


A continuación se presenta una caracterización de las principales estructuras y fallas presentes en el área de estudio (verFigura 6..):
estructural_ani_concol.png

Fuente: SERVICIO GEOLOGICO COLOMBIANO, Plancha 208- Villeta. Escala 1:100.000, año 1998 y Memoria explicativa de la plancha 208-Villeta, año 2001

Figura 6.Geología estructural área de estudio.

6.3.1Bloque Sinclinal de Guaduas

El Sinclinal de Guaduas es una estructura simétrica, de 7 km de amplitud; su eje tiene una dirección N – S y se extiende desde el Municipio de Chaguaní, al sur, hasta el norte del Municipio de Guaduas. El pliegue está constituido en esta área por rocas de la Formación San Juan de Río Seco, que conforman el núcleo de la estructura y van cerrando hacia el norte, y por rocas de la Formación Hoyón, las cuales conforman el flanco oriental; este flanco está afectado por una falla que pone en contacto el segmento 3 de la Formación San Juan de Río Seco (Tis 3), sobre rocas de la Formación Hoyón.




  • Falla de Bituima

La Falla Bituima es una estructura inversa, con vergencia al occidente, la cual atraviesa desde el río Contador al sur, hasta el Alto Masatico al norte. La estructura tiene una dirección que varía desde N5°E hasta N60°E; Dengo &Covey (1993) y Colleta et al. (1990) consideran esta falla como una estructura de inversión, que se comportó como una falla normal durante el Jurásico tardío – Cretácico temprano. Esta estructura pone en contacto rocas cretácicas evidenciando un importante acortamiento de la corteza a través de ella, ya que unidades litoestratigráficas formadas en ambientes geológicos diferentes, hoy día están enfrentadas.



El nombre de la Falla del Alto del Trigo fue propuesto por De Porta (1966) para denominar la estructura que limita por el oriente al Sinclinal de Jerusalén – Guaduas. Esta falla atraviesa la zona de estudio desde el Alto del Rodeo, al sur, hasta la quebrada. El Zusna; es una falla 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 parte superior del Grupo Guaguaquí y de la base del Grupo Olini sobre rocas de la Formación Seca. Acosta et al. (1997) consideran esta estructura como una falla de corte bajo (short cutfault) de la Falla de Bituima.



6.4EXPLORACIÓN DEL SUBSUELO

La propuesta de trazado comprende la construcción de 8 túneles (11.265 Km en total teniendo en cuenta ambas calzadas) a lo largo de los 23 Km proyectados. En el presente documento se muestra la campaña de exploración del subsuelo proyectada particularmente para el túnel 7.En este sector los dos túneles presentan longitudes de480 m en la calzada izquierda y 470 m calzada derecha, con una pendiente máxima igual a 3%.


En general los túneles atraviesan por la formación geológica del Grupo Olini, en sus niveles Lidita Inferior (Ksli) y Nivel de Lutitas y Areniscas (Ksl).La Figura 6.contiene el trazado del proyecto desde el intercambiador del Cune en el K0+000 hasta la intersección de San Miguel en el K23+048, con la ubicación de los túneles y las unidades anteriormente mencionadas.

Fuente: Concol 2015

Figura 6.Unidades geológicas presentes a lo largo del trazado.
La campaña de exploración del subsuelo en la zona del túnel 7, consistió en la ejecución de perforaciones a lo largo de los túneles, líneas de reflexión sísmica somera en el sentido longitudinal de los túneles y complementada con apiques de 2 m de profundidad en cada uno de los portales, tal como se muestra en la Figura 6. y los ensayos de laboratorio realizados a partir del registro de perforación y las solicitaciones del especialista.

6.4.1Perforaciones y apiques

Para el túnel 7 se ejecutaron dos (2) perforaciones sobre el eje longitudinal de la calzada derecha, dos (2) de éstas perforaciones se localizan en los portales. Sobre el eje longitudinal de la calzada izquierda se ejecutaron dos (2) perforaciones, una deellas se encuentra en cercanía alportal de salida y la otra es una perforación de cobertura. La línea de reflexión sísmica se ejecutó en sentido longitudinal sobre la calzada izquierda. Finalmente,ejecutaron 4 apiques, ubicando 1 en cada portal de túnel como se muestra en laFigura 6..


Estos apiques permitieron la toma de muestras inalteradas tipo “bloque”, para la evaluación de los parámetros de resistencia de los materiales.
LaFigura 6., muestra la localización de la campaña de exploración realizada en el túnel 7 y la Tabla 6. contiene la codificación, coordenadas y profundidad alcanzada en cada perforación.

Los perfiles geológicos longitudinales tanto de calzada derecha, como de izquierda, se muestran respectivamente en la Figura 6.yFigura 6..


Figura 6.Túnel 7. Ubicación de líneas sísmicas, perforaciones y apiques.



Figura 6.Túnel 7. Perfil geológico longitudinal, calzada derecha.


Figura 6.Túnel 7. Perfil geológicolongitudinal, calzada izquierda.


La ubicación de los sondeos anteriormente mencionados se resume en la siguiente tabla:
Tabla 6.Exploración del subsuelo proyectada para el túnel 7.

TÚNEL

TIPO EXPLORACIÓN

CODIFICACIÓN

LONGITUD DE PERFORACIÓN EJECUTADA (m)

COORDENADAS

7

Perforación

PTUN7 E3

110

947654

1058097

Perforación

PTUN7 S3

150

947530

1057955

Perforación

PTUN7 S2

20

947395

1057929

Perforación

PTUN7 S1

20

947380

1057876

Apique

APTUN7 E1

2

947786

1058141

Apique

APTUN7 E2

2

947770

1058091

Apique

APTUN7 S2

2

947388

1057921

Apique

APTUN7 S1

2

947372

1057870

Línea Reflexión Sísmica

LST7-1

450






Los registros de las perforaciones y apiques ejecutados se encuentran en elAnexo .



6.4.2Líneas de reflexión sísmica

La línea de reflexión sísmica se proyectó en sentido longitudinal sobre la calzada izquierda, tal como se muestra en laFigura 6..


La importancia de la sísmica somera reside en que permite obtener información de las primeras capas del subsuelo, mediante los métodos de reflexión y refracción, utilizando como fuente sísmica explosivos de bajo poder, fuentes mecánicas como martillo o vibrador, o el ruido ambiental, y unos receptores sobre la superficie dispuestos en arreglos con distancias fijas o variables dependiendo del objetivo a estudiar.
Los registros sísmicos del subsuelo son adquiridos, y posteriormente procesados e interpretados para obtener modelos de las capas del subsuelo.
El procesamiento de los datos sísmicos se puede realizar siguiendo las siguientes metodologías:


  • TOMOGRAFIA DE REFRACCIÓN SÍSMICA: La técnica de tomografía sísmica calcula tiempos de primeros arribos para un modelo inicial y los compara con los tiempos de primeros arribos de los registros, se busca que sean valores aproximados o con el menor error posible. El objetivo de la tomografía es obtener de manera iterativa, modelos de velocidades del subsuelo. Se puede realizar tomografía de refracción sísmica de ondas P yS.

  • ANALISIS MULTICANAL DE ONDAS DE SUPERFICIE - MASW: Mediante un registro multicanal el MASW tomando la información de la onda superficial de Rayleigh (modo fundamental del ground roll) se obtiene un perfil de onda S (onda cortante) y se estudian los parámetros elásticos del subsuelo.

  • PROCESAMIENTO DE SÍSMICA DE REFLEXIÓN MEDIANTE PUNTO MEDIO COMÚN (CDP):Los registros de reflexión adquiridos se editan para eliminar posibles fuentes de ruido y por variaciones de topografía, se reorganizan todas las trazas por CDP, se realiza un análisis de velocidad de onda P para realizar una corrección de tiempo normal (NMO) y un apilado de trazas por cada CDP. Mediante este procesamiento se obtiene una sección apilada en tiempo, la cual permite realizar una interpretación geológica del área en la que se adquirió.

Las siguientes figuras muestran los resultados de la sísmica de reflexión en el túnel 7. Se presentan los perfiles de las velocidades de onda cortante (Vs) y de onda de compresión (Vp). Todos estos análisis se pueden consultar en detalle en el informe de geofísica para túneles el cual se encuentra en elAnexo .


Figura 6.Perfil de velocidades de onda de compresión (Vp) en el túnel 7.


Figura 6.Perfil de velocidades de onda de corte (Vs) en el túnel 7.


Por dificultades técnicas en campo de los encargados de ejecutar las líneas de reflexión sísmica en campo no fue posible completar el perfil longitudinal de ondas de compresión (Vp) y de corte (Vs). En la Figura 6.y la Figura 6. se evidencian velocidades de onda de compresión y cortantes bajas en la zona del portal de entrada como es de esperarse y en la zona de mayor cobertura (tomando como referencia el eje del túnel) se evidencian altas velocidades; en comparación con los túneles de la formación trincheras (Vs = 1400- 1600 m/s en zona de alta cobertura), de más del doble de las velocidades allí encontradas (Vs = 3500 m/s según laTabla 6.). Por lo tanto se tienen rocas con buenas características mecánicas en el sector del túnel 7.
En elAnexo , se presentan los planos con la localización en planta de toda la campaña de exploración realizada a lo largo del corredor de la doble calzada.

6.4.3Ensayos de laboratorio

Los ensayos de laboratorio proyectados para el túnel 7 buscan caracterizar las propiedades de resistencia y deformabilidad de los materiales tipo suelo para el caso de la estabilización de los portales y en el caso de la roca para su correspondiente modelación para los análisis y diseños del soporte.


Los ensayos de laboratorio considerados para la caracterización de los materiales, son:


ENSAYOS EN SUELO

Humedad natural

Límites de Atterberg

Granulometría por tamizado

Granulometría por Hidrómetro

Compresión inconfinada

Peso Unitario

Peso Especifico

Corte Directo 5 Horas

Contenido de Materia Orgánica

Permeabilidad Lefranc



ENSAYOS EN ROCA

Compresión Uniaxial Roca sin deformímetros

Compresión Uniaxial Roca con deformímetros

Carga Puntual Roca

Tensión Brasilera

Corte Directo Discontinuidades

Permeabilidad Lugeon

Velocidad Ultrasonido

La relación de los ensayos ejecutados se presenta en la Tabla 6. y los resultados de laboratorio se presentan en el Anexo Resultados de Laboratorio.



Tabla 6.Avance de ensayos de laboratorio.

RELACIÓN DE ENSAYOS

Ensayo

Sondeo

Total

APTUN7 - E1

APTUN7 - E2

APTUN7 - S1

APTUN7 - S2

PTUN7 - E3

PTUN7 - S1

PTUN7 - S2

PTUN7 - S3




Solicitado

Realizado

Solicitado

Realizado

Solicitado

Realizado

Solicitado

Realizado

Solicitado

Realizado

Solicitado

Realizado

Solicitado

Realizado

Solicitado

Realizado

Solicitado

Realizado

Humedad natural

1

1

1

1

1

0

1

0

3

0

2

0

5

0

4

4

18

6

Peso Unitario

0

0

0

0

0

0

0

0

18

0

4

0

8

0

8

6

38

6

Peso Específico de sólidos, Gs

0

0

0

0

0

0

0

0

3

0

3

0

0

0

2

2

8

2

Límites de Atterberg

1

1

1

1

1

0

1

0

3

0

2

0

0

0

4

3

13

5

Lavado sobre tamiz 200

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3

3

3

3

Granulometría por tamizado

1

1

1

1

1

0

1

0

3

0

2

0

0

0

2

2

11

4

Granulometrías por Hidrómetro

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

Corte Directo en muestra inalterada

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2

1

2

1

Corte Directo en muestra reconstruida

1

1

1

1

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

4

2

Compresión inconfinada

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

0

0

3

0

0

0

5

0

%Materia Orgánica

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

Carga Puntual

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

4

0

3

0

12

14

21

14

Corte Directo en discontinuidades

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

3

3

4

3

Velocidad de ultrasonido

0

0

0

0

0

0

0

0

13

0

5

0

3

0

10

7

31

7

Tensión brasilera

0

0

0

0

0

0

0

0

13

0

5

0

0

0

10

6

28

6

Compresión Uniaxial en Roca sin deformímetros

0

0

0

0

0

0

0

0

11

0

4

0

0

0

14

8

29

8

Compresión Uniaxial en Roca con deformímetros

0

0

0

0

0

0

0

0

2

0

1

0

0

0

3

3

6

3




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