INTRODUCCIN.

La incorporacion del Sistema Ferreo al Sistema de Transporte Nacional es indispensable para el desarrollo economico del pais, ya que estos corredores permitirian la conexion de las zonas de produccion con los centros de consumo y los centros estrategicos de exportacion e importacion, movilizando altos volumenes de carga y mejorando sustancialmente la competitividad, principalmente para las exportaciones.

Este sistema de transporte tiene grandes ventajas con relacion a otros medios, como la seguridad, menor impacto ambiental por la disminucion de emisiones, alta capacidad de carga, excelente control logistico como se evidencia en los paises mas avanzados, y menores costos de operacion. Por su parte, en el transporte por carretera, la movilizacion de grandes volumenes de productos como el carbon no es tecnica ni economicamente sostenible, y tiene efectos muy negativos sobre la infraestructura vial y el medio ambiente. Por tal razon, es necesaria la reconstruccion y renovacion del sistema ferreo, priorizando las lineas que son rentables asociadas a los volumenes de carga, consistentes con el proceso de apertura economica que se viene gestando a traves de los Tratados de Libre Comercio (TLC). Esta modernizacion debe tener como proposito principal la reduccion de costos de operacion, de forma que se disminuyan los fletes y se aumente la competitividad de nuestros productos en el mercado internacional. Sin embargo, es muy importante anotar que el montaje de la red ferrea que realmente necesita el pais tomara varios anos, pero teniendo en cuenta la prioridad que demandan los acuerdos comerciales que ha formalizado el Gobierno Nacional, sera necesario priorizar la puesta en operacion de la red ferrea del Pacifico con la linea y tecnologia existente, que permitan movilizar carga de cana de azucar, cafe y productos industriales. De igual forma, el Ferrocarril Central que va desde La Dorada hasta Chiriguana, debe iniciar la operacion con los equipos existentes, la trocha angosta y la velocidad de 40 Km/h, a fin de movilizar la carga de petroleo y carbon que se produce en la region central del pais. En el siguiente informe se presentara propuesta de un trazado vial de una linea de ferrocarril que va desde Bogota Departamento de Cundinamarca hasta los llanos orientales, Restrepo en el Departamento del Meta. Con lo cual, se espera que se determinen cambios estructurales de fondo, de tal manera que sea posible implementar un sistema ferroviario moderno y apropiado para un pais como el nuestro, que presenta un crecimiento economico acelerado y requiere de infraestructura de transporte adecuada para responder a los compromisos comerciales suscritos por el Gobierno Nacional.

ANTECEDENTES. La primera idea de un ferrocarril en Colombia fue sugerida por el Libertador Simon Bolivar, quien planteo la posibilidad de unir los dos oceanos, Atlantico y Pacifico, a traves de este modo de transporte. En la segunda mitad del siglo XIX, Colombia mantuvo una preferencia marcada por los ferrocarriles con relacion a otros modos de comunicacion, y es asi, que a partir de 1870 se inicio la construccion de vias ferreas de pequena longitud, destinadas fundamentalmente a conectar algunas ciudades con vias fluviales o con los puertos, para facilitar el comercio exterior. Al igual que el resto de paises de America, la construccion de los ferrocarriles fue realizada casi en su totalidad con capital extranjero. La red ferrea se expandio rapidamente a finales del siglo, pasando de tener 236 Km construidos para el ano 1885, a 875 Km en 1910, y a 2.700 Km en 1930. La expansion de la red puede apreciarse mejor al compararla con la red de carreteras del pais para ese entonces, que era de 5.734 Km, donde 2.642 eran vias nacionales. Un elemento a resaltar, es que la organizacion institucional hasta mediados del siglo se caracterizaba porque la propiedad de las lineas estaba a cargo de las regiones. Desde 1954 el transporte ferreo se nacionalizo con la creacion de la Empresa Ferrocarriles Nacionales de Colombia, adscrita al Ministerio de Obras Publicas, con el fin de reemplazar a los ferrocarriles departamentales que tenian a su cargo la administracion de la red. La incorporacion de todas las redes a la nueva empresa se realizo sin mayores cambios en sus ya deficientes condiciones fisicas, operativas y administrativas; el cambio mas significativo fue la contratacion de la totalidad de trabajadores del Ferrocarril del Atlantico, haciendose cargo de todo el pasivo salarial que tenia la empresas hasta ese momento, trabajadores que mas tarde formaron el Sindicato de Trabajadores del Ferrocarril. En 1961 fue posible integrar las lineas que habian sido construidas en el ultimo siglo, uniendo entre si las principales ciudades con los puertos de Santa Marta y Buenaventura. En ese mismo ano, la red ferrea del pais alcanza su maxima longitud que fue estimada en 3.431 Km, pero posteriormente comienza la decadencia de este modo de transporte, situacion que se agravo en 1972 por el desbordamiento del rio Cauca que destruyo la linea de tren que comunicaba a la ciudad de Medellin con el Pacifico, y a su vez, suspendio la interconexion de las redes del Atlantico y del Pacifico. Hasta aquel momento, el ferrocarril desempenaba un papel relativamente importante en el desarrollo economico del pais, ya que para 1974, alcanzo volumenes de operacion cercanos a los 3 millones de toneladas, que representaban el 12% del total de la carga movilizada en el pais. A partir de 1975, se hizo evidente una aguda crisis financiera en los Ferrocarriles Nacionales originada por la carga prestacional con que nacio la empresa, la rigidez del manejo laboral atada a multiples leyes y convenciones colectivas, el sobredimensionamiento y mala distribucion de la planta de personal y el alto porcentaje de pensionados respecto al personal activo, originaron unos altos costos que absorbieron un gran porcentaje de los recursos, en detrimento de las inversiones para el mantenimiento y conservacion de la red ferrea. De otra parte, los criterios de explotacion de la red no tuvieron en cuenta elementos de rentabilidad, por lo que se operaron lineas improductivas, creando subsidios cruzados en la operacion. Todo esto, unido a la falta de politicas integrales de transporte y al exceso de funciones que desempenaba la empresa, incremento sustancialmente los costos operativos en contraposicion con los bajos ingresos por la prestacion del servicio. La consecuencia logica de dicha situacion fue un deficit operativo y financiero que se mantuvo y se incremento con el tiempo, aumentando las perdidas y generando mayor deterioro en la infraestructura y el equipo por la falta de inversion. En octubre de 1986, tras analizar la situacion financiera de la empresa, el Gobierno Nacional determino evaluar la viabilidad economica del transporte ferreo. Despues de evaluar los costos globales de tres alternativas, el estudio preciso que no era deseable continuar operando el sistema ferreo en tales condiciones. La opcion mas conveniente para evitar el cierre definitivo, era rehabilitar las redes para lograr una operacion eficiente, razon por la cual se reviso la experiencia de la mayoria de paises que habian rehabilitado su sistema ferreo, y habian especializado su operacion en la movilizacion de grandes volumenes a larga distancia (graneles y carga homogenea). La primera tarea consistio en modificar la estructura institucional, razon por la cual se liquido la empresa Ferrocarriles Nacionales de Colombia y en cumplimiento del programa de recuperacion del servicio publico de transporte ferroviario nacional dispuesto por la Ley 21 de 1988, se creo la Empresa Colombiana de Vias Ferreas (FERROVIAS), empresa industrial y comercial del estado encargada de mantener, mejorar, rehabilitar, extender, modernizar, explotar, dirigir y administrar la red ferrea nacional, y se autorizo la creacion de empresas de transporte ferroviario de caracter mixto o enteramente privado, para la explotacion y comercializacion del sistema. La continuacion del proceso de recuperacion de los ferrocarriles requeria poner en condiciones operativas eficientes la red ferrea nacional a cargo de Ferrovias, plan que debia ser ejecutado entre 1991 y 1995, con un costo aproximado de US$338 millones de la epoca; sin embargo, este proyecto no culmino con los resultados esperados. En el ano 2003 se suprimio la empresa Ferrovias y se dispuso la cesion de los contratos de concesion y los inherentes al mismo, al Instituto Nacional de Concesiones (INCO) que fue creado en el mismo ano con el objeto de planear, estructurar, contratar, ejecutar y administrar los negocios de infraestructura de transporte que se desarrollaban con capital privado y en especial las concesiones, en los modos carretero, fluvial, maritimo, ferreo y portuario. La conclusion de esta cronologia, es que en los ultimos cuarenta anos se han presentado grandes cambios institucionales e importantes iniciativas gubernamentales que no prosperaron y que llevaron al declive de la actividad ferroviaria, situacion que hoy nos llevan a decir que en nuestro pais practicamente el tren es inexistente, ya que por largo tiempo fue el modo de transporte mas olvidado, y todos los esfuerzos por corregir esta situacion han fracasado. Hoy los problemas son aun mas complejos, ya que van desde la poca demanda de carga, el desequilibrio financiero de los grupos concesionarios, la falta de mantenimiento de la red, el estado de la infraestructura que se ha agravado por las recientes olas invernales, la inexperiencia de los operadores, y unos contratos de concesion que van hasta el ano 2030, y que al momento han presentado un sin numero de incumplimientos. ASPECTOS TECNICOS.Un ferrocarril se define como el camino provisto de perfiles paralelos denominados rieles, sobre los que se deslizan una serie de vehiculos movidos por traccion mecanica. La via de un ferrocarril se compone de dos partes principales las terciarias y la superestructura.La superestructura esta conformada por dos hileras de rieles que van sujetos a piezas transversales llamadas durmientes o traviesas, que a su vez descansan sobre un lecho de material petreo denominado balasto, y se adicionan accesorios de la via tales como placas, planchuelas, tornillos, etc. Los rieles vienen designados por el numero de libras de peso por cada yarda de longitud o calibre. Estos rieles se fijan a los durmientes por medio de clavos que se ponen contrapeados para que no se raje el durmiente. Los durmientes o traviesas son las piezas que se instalan transversalmente sobre el balasto para proporcionar a los rieles de la via un soporte adecuado; estas traviesas no solo soportan los rieles, sino ademas proporcionan un medio para que los rieles se conserven con seguridad a la distancia correcta del patron. La mayor parte de las traviesas que se emplean en nuestros ferrocarriles son de madera, pero en la actualidad se emplean traviesas de hormigon pretensado y materiales plasticos sobre los que apoyan rieles soldados con longitudes relativamente grandes y juntas de dilatacion mas separadas gracias a un diseno mas perfeccionado. Por su parte, el balasto es el material (piedra triturada, grava, cenizas, etc.) que se ubica sobre las terracerias compactadas para dar apoyo y estabilidad a las traviesas, y las mantiene alineadas y niveladas, haciendo posible el alineamiento, nivelacion y elevacion de la via o bien la renovacion de las traviesas sin afectar el lecho. Cuando el espesor del balasto y el proceso constructivo es el adecuado, este proporciona un soporte firme y uniforme a las traviesas, y distribuye por igual la presion causada por el peso y el empuje de los trenes que transitan por la via. Un parametro muy importante es el ancho de via o trocha, que corresponde a la distancia entre las caras internas de los rieles, medida 14 mm por debajo del plano de rodadura en alineacion recta, que en Colombia se mide a 10 mm; esta medida caracteriza el camino de circulacion de los trenes y limita el tipo de material movil que se puede transportar por la via y condiciona posibles conexiones con otros ferrocarriles. En nuestro pais la red ferrea existente esta construida en trocha angosta, y las unicas lineas ferreas construidas con trocha estandar es la del Metro de Medellin y el Ferrocarril del Cerrejon. Para efectos de comprension del presente informe, es importante senalar tres tipos de trocha:

Es importante tener en cuenta, entre otros, la posibilidad de enlace de la nueva linea con otras existentes, y en lo posible la primera opcion seria adoptar el mismo ancho que el de la linea ma caracteristicas del entorno. En caso contrario, entran en juego los aspectos economicos, la relacion costo/beneficio, que decidira finalmente cual debe ser la trocha recomendada. OBJETIVO.El presente trabajo busca proponer un trazado para una va frrea que conecte los Llanos Orientales con la Capital de Colombia y disminuir costos de operacin especialmente de los vehculos de carga, que disminuya el actual tiempo de viaje entre estas dos zonas importantes del Pas. - Tramo Completo Bogot - Restrepo. Longitud aproximada de 149,38 Km. - Tneles: - Viaductos: METODOLOGA DE TRAZADO Y DISEO.Con el fin de determinar las alternativas de corredores posibles para hacer la propuesta de la va frrea Bogot - Restrepo, se recopil la informacin disponible sobre las zonas.Se procedi a investigar la informacin existente sobre topografa, alternativas de trazado, informacin geolgica, geotcnica, ambiental, predial y social, que se hubiese realizado histricamente sobre este corredor. Recopilacin de la informacin Mapas, Planchas geolgicas escala 1:100.000 nmero 227, 228,246 y 247. Curvas de nivel, Imgenes de la Nasa, ASTER GDEM, ESCALA 1:100.000 Manual de normativa frrea Parte I del ministerio de transporte. Manual de diseo geomtrico de carreteras, INVIAS. Definicin de la seccin transversal de tnel. Trazado del corredor vial del ferrocarril desde el punto A (Bogot, Cundinamarca) hasta el punto B (Restrepo, El meta) Trazado con ARCGIS. 10.1

DESARROLLO.1. Localizacin y Alineamiento.

Figura 1. Ubicacin del trazado de la va frrea Bogot Restrepo. FUENTE: Google earth.

Figura 2. Ubicacin del punto de salida de la va frrea Bogot Restrepo. FUENTE: Google earth.

Figura 3. Ubicacin del punto de salida de la va frrea Bogot Restrepo. FUENTE: Google earth.

En este estudio se presenta un trazado vial de una linea de ferrocarril que va desde Bogota Departamento de Cundinamarca hasta los llanos orientales, Restrepo en el Departamento del Meta La alternativa seleccionada por esta propuesta se inicia con un tnel a la salida de Bogot desde el barrio Las Cruces ubicado al sur, sobre la Carrera 1ra con Calle 10ma. En este caso lo hace con una pendiente mxima de 2,5%.La alternativa seleccionada se encuentran distribuida de la siguiente manera:

Para el analisis y diseo del tnel se escogi el tnel La Concepcin con una longitud de 13,328 km, siendo este el tnel de mayor longitud del trazado de la va frrea.

Figura 4. Tnel La Concepcin. FUENTE: Autor (arcgis)El tnel atravieza las formaciones Bogot, Arenisca Dura, Plaenners, Labor-Tierna, Chipaque, y Depositos Recientes y las estructuras geolgicas importantes como el Anticlinal de Bogota, el Sinclinal de Teusaca y la Falla de Bogot, a lo largo de su trazado.

2. Diseo y geometra.2.1 Alineamiento Longitudinal.El tnel tiene una longitud de 13.328 m y una pendiente nica del 0,75% en sentido Bogot Restrepo, con un alineamiento de un tramo recto.

Figura 5. Alineamiento Longitudinal del Tnel La Concepcin.

2.2. Seccin transversal.

Figura 6. Seccin transversal del tunel via nica. Fuente: Tneles y Obras subterraneas, Anejo 10

Se define la seccin transversal de corredores ferroviarios de la Red Frrea Nacional como el perfil de las diferentes capas que componen el lecho de la va o banqueta frrea. Pueden ser de naturaleza balastada o no balastada. La seccin libre del tnel debe justificarse partiendo de las condiciones de seguridad y confort segn criterios aerodinmicos y dependiendo de la velocidad mxima de circulacin admisible segn la geometra de trazado. La velocidad mxima admisible para este proyecto es de 130 km/h. Atendiendo a dicha velocidad, y segn la normativa vigente, no se considera necesario realizar clculos aerodinmicos de salud y confort. Se adopta como seccin libre la mnima recomendada para tnel de va nica de 52 m2, teniendo en cuenta tambin cuestiones geomtricas como de espacio para otros elementos e instalaciones.El tnel fue propuesto con seccin tipo semicircular con solera curva, ya que esta logra una mejor redistribucin de esfuerzos, teniendo en cuenta que el tnel esta ubicado a profundidades que llegan a los 1000 m y las estructuras geolgicas como los plegamientos, en este sector, se encuentran muy empaquetadas.

2.3. Seccin geomtrica.Para la definicin geomtrica de la seccin tipo se han tomado los siguientesvalores: Tnel de va nica en ancho UIC (1.435 mm) Glibo uniforme GC Cota de centro de crculo a 2,8 m sobre la cabeza de carril. Acera a un lado del tnel, con ancho de acera total de 2,00 m, y a 55 cm sobre la cota de carril del hilo bajo. Se ha dispuesto una acera pavimentada en el lado opuesto, a cota de carril, con un ancho de acera total de 1,80 m. Se dispone un sistema de drenaje separativo formado por arquetas sifnicas laterales y dos drenajes, uno central y otro lateral. Las aguas de infiltracin se evacan a un colector central de 40 cm de dimetro, con arquetas de limpieza cada 50 m. Las aguas de escorrenta y de vertidos, se conducen a un colector lateral de 30 cm de dimetro, con sumideros sifnicos cada 50 m conectados al colector. Espacios necesarios dentro del tnel para poder permitir la ventilacin de emergencia. Espacios necesarios para poder acomodar en ambas paredes ductos para sistemas contraincendios. El sistema de Ventilacin es el de Ventilacin por Pozos, nicamente se disponen, a intervalos regulares, pozos de ventilacin que posibilitan la impulsin o extraccin de aire desde el exterior. Mediante la reversibilidad de los ventiladores se pueden combinar adecuadamente los pozos que extraen y los que impulsan para realizar un barrido completo del tnel o de los humos en caso de incendio. 2.4 Dimensionamiento de la superestructura de va.La superestructura de la va frrea convencional est compuesta por el balasto, el emparrillado de va (conjunto de durmientes, fijaciones y riel) y el resto de elementos que se dispongan en su caso, como el sistema de electrificacin o las conducciones para ciertas instalaciones de seguridad y comunicaciones. Para el dimensionamiento de la superestructura, se recomienda la utilizacin de la siguiente tabla, en la que se determina ste en funcin del nmero de toneladas y la velocidad de paso por la lnea frrea en cuestin. Se considerar una va adecuada desde el punto de vista estructural si cumple, como mnimo, los parmetros establecidos en la siguiente tabla.

Tabla 1. Valores de dimensionamiento de la superestructura del tnel. Fuente: Manual de Normativa Frrea del Ministerio de Transporte.

3. Geologa.3.1. Geologa Regional.El trazo de la va en estudio se ubica mayoritariamente sobre la vertiente E de la Cordillera Oriental (ver figura 7). Afloran rocas metamrficas, metasedimentarias y sedimentarias del Precmbrico y Paleozoico, las cuales se presentan discordantes entre si y constituyen el basamento del rea. De igual forma reposan discordantemente las unidades del Jursico Superior y del Cretcico Inferior; sobre estas ltimas se evidencian los primeros avances del mar Cretcico en un ambiente de cuenca extensional tectnicamente activa desde los periodos Trisico y Jursico (Etayo, et al., 1969; Fabre, 1987; Etayo et al., 1997; Sarmiento 2001) (en Terraza et al., 2008). Esta sedimentacin permaneci continua casi hasta el final del Cretcico, aunque cabe resaltar que este marco tectnico implic fallamiento activo afn con la sedimentacin y subsidencia tectnica diferencial lo que origin variaciones de espesor y cambios laterales faciales en las unidades involucradas (Guerra, 1972; Mora et al., 2006) ) (en Terraza et al., 2008).

Segn Terraza et al (2008) altos y bajos de basamento paleozoico (con zonas entre semiplanas a muy empinadas) limitados por fallas normales condicionaron la sedimentacin cretcica, situacin observada para las unidades de la base del Cretcico, por lo que estas reposan discordantemente sobre rocas del Paleozoico, rocas del Jursico Superior (Formacin Brechas de Buenavista), adems de la secuencia lodosa conformada por la Formacin Lutitas de Macanal y las areniscas y calizas de la Formacin Capas de La Laguna de Chingaza.

La fase de sedimentacin postrift incluye las unidades del final del Cretcico y del Palegeno cuya composicin indica un ambiente ms continental; posteriormente la inversin tectnica del Mioceno Tardo determina la configuracin tectnica actual observada en la Cordillera Oriental.

Figura 7. Principales aspectos geolgicos a consideracin para la alternativa de va ferroviaria propuesta. Modificado de la plancha geolgica 247 Esc. 1:100.000 del SGC (2011).

3.2. Geologa Local.Ladescripcinestratigrficaserealizopara el tnel La Concepcin, por edad geolgica y unidad litoestratigrfica. Cada unidad se describe teniendo en cuenta su nomenclatura, caracterizacin litolgica, espesor y edad principalmente.

FORMACIONESDESCRIPCIN

Qcc: Complejo de Conos (Reciente) Dentro de esta unidad se agrupan, Depsitos de Flujos Torrenciales y los Conos del piedemonte oriental de Bogot, como el de San Cristbal y Claret, entre otros. La composicin, textura, espesor y la edad son variables y se difieren para cada depsito de acuerdo a las fuentes de aporte, distancia y tipo de transporte. En general esta unidad se componen de bancos de bloques, guijarros y guijos dentro de una matriz areno arcillosa en las zonas apicales y hacia las partes distales se encuentran materiales predominantemente arenosos y limo arcillosos.

Qt: Terrazas Aluviales (Reciente)Las terrazas aluviales tienen un comportamiento muy similar al del aluvial reciente. El agua se infiltra con gran facilidad pero con una rata ligeramente inferior (60%). Sin embargo, el agua de inundacin se infiltra rpidamente y satura totalmente las terrazas aluviales. En trminos generales estos mantos tienen un espesor de aproximadamente 5.0 metros y una porosidad cercana al 25%.Al bajar los niveles de inundacin o el nivel del ro el agua vuelve nuevamente a salir inicialmente a una rata importante, pero esta rata disminuye y la normalidad se logra aproximadamente despus de cuatro das. Junto a las terrazas aluviales aparecen ocasionalmente rellenos de origen antrpico, los cuales aunque litolgicamente son muy diferentes a las terrazas poseen un comportamiento hidrogeolgico muy similar.

PGBO: Bogot (Paleogeno)Segmento A. Son 100 m de rocas de grano fino, los 250 m inferiores estn compuestos por secuencias grano crecientes, con la base en areniscas consolidadas y pasan a arcillolitas y limolitas de colores violeta y gris (Hoorn, 1988).Segmento B. Son 135 m de espesor, las rocas son de grano ms grueso que las del segmento A. Se intercalan tres intervalos grano decrecientes desde bancos de areniscas friables de grano medio y fino a arcillolitas; las areniscas presentan estructuras internas como laminacin inclinada, paralela y cruzada; en las arcillolitas se presentan concreciones (Hoorn, 1988).Segmento C. Son 270 m, estn representados por intervalos granodecrecientes desde areniscas muy finas a limolitas. Las areniscas son de colores verdes y grises y tienen estratificacin cruzada; las limolitas son de colores rojos y violetas, tienen concreciones de arcillolita y niveles de arcillolita negra (Hoorn, 1988).Segmento D. Le corresponden 195 m. En los primeros 100 m se presentan dos intervalos granodecrecientes, desde arenisca de grano medio a fino a limolitas y arcillolitas, las areniscas presentan estratificacin cruzada y paralela y bases erosivas y las arcillolitas y limolitas son de color violeta a gris (Hoorn, 1988).Segmento E. Son 200 m, en gran parte cubiertos, en la base son secuencias de areniscas de grano medio a fino que decrecen a arcillolitas limosas, es comn el desarrollo de estructuras en las areniscas como estratificacin cruzada, laminacin y canales (Hoorn, 1988).Segmento F. Con 115 m, la base esta representada por bancos de areniscas (10 m) con lentes de gravas y contactos erosivos, estas areniscas gradan de tamao grueso a muy fino, y tienen laminacin cruzada y paralela. Le siguen secuencias grano decrecientes desde areniscas muy finas hasta arcillolitas (Hoorn, 1988).

K2E1G: Guaduas (Kretcico Superior)Segmento A. Con un espesor de 220 m, est conformado por conjuntos de arcillolitas, lodolitas y areniscas. Los 129 m inferiores estn representados por arcillolitas con laminacin lenticular y arcillolitas limonitizadas; en la parte superior de este conjunto afloran limolitas arenosas y areniscas de grano fino con estratificacin ondulosa y termina con areniscas y limolitas; las areniscas se disponen en capas muy delgadas con estratificacin ondulosa.El conjunto superior (91 m), esta constituido por rocas de grano muy fino, en l, se presenta el primer sector con mantos de carbn (cuatro econmicamente explotables) y se intercalan lodolitas, lodolitas limonticas, limolitas con laminacin lenticular, dispuestas en capas delgadas y areniscas hacia el techo (Sarmiento, 1994).Segmento B. Con 30 m de espesor es un segmento predominantemente arentico, conocido como Arenisca La Gua, est conformado por capas delgadas a medias, cuneiformes, de areniscas de grano fino y medio, con espordicas intercalaciones de limolitas y lodolitas con laminacin plana paralela (Sarmiento, 1994).Segmento C. Presenta 250 m de espesor, en los primeros 140 m, se reconocen varios mantos de carbn con espesores desde 40 cm hasta 3 m, constituyen el segundo sector productivo (Sarmiento, 1994), stos estn intercalados dentro de una secuencia de lodolitas, limolitas, lodolitas laminadas y lenticulares y espordicas capas de areniscas de grano muy fino, es comn encontrar ndulos de siderita. Los 90 m superiores se caracterizan por un cambio de color, pasando de lodolitas de color gris oscuro a lodolitas grises azulosas, verdosas y rojizas, se intercalan con stas, algunos niveles carbonosos o carbn arcilloso (Sarmiento, 1994).Segmento D. Con 370 m de espesor, la secuencia empieza con un conjunto de areniscas de grano muy fino en capas cuneiformes medias y gruesas; sobre stas hay intercalaciones de capas de lodolitas, limolitas con laminacin plana paralela y mantos de carbn con espesores desde 65 cm hasta 1,80 m y constituyen el tercer conjunto productor de carbn (Sarmiento, 1994).Segmento E. Constituido por 220 m de limolitas y arcillolitas en capas gruesas y bancos de colores rojizos, verdosos y azulosos, intercalados con areniscas dispuestas en capas medias cuneiformes (Sarmiento, 1994)

K2T: Labor Tierna (Kretcico Superior)Segmento A. Corresponde a la Formacin Arenisca de Labor; en la base se presentan 10 m de areniscas de grano muy fino, dispuestas en capas delgadas y muy delgadas, le sigue un intervalo de 6 m de limolitas y limolitas arenosas en capas delgadas planas, paralelas y continuas y luego un intervalo de areniscas limosas en capas planas, paralelas y continuas, con intercalaciones de arcillolitas (Figura 20); la parte superior son 46 m de cuarzoareniscas, blancas, de grano muy fino, en donde se alternan cclicamente, capas gruesas y capas delgadas.Segmento B. Corresponde a la Formacin Arenisca Tierna (Figura 22). Este segmento empieza con capas potentes de areniscas de grano fino y muy fino, con laminacin ondulosa, que hacia arriba estn separadas por capas delgadas y muy delgadas de arcillolitas e intervalos de limolitas y areniscas con laminacin lenticular. En los 49 m superiores, se presentan areniscas blancas, de grano fino a muy fino, friables o macizas en capas gruesas y bancos, tabulares y levemente ondulosas; en algunos intervalos las capas son medias, con lentes de arenisca de grano fino o de limolitas.

K2P: Plaenners (Kretcico Superior)Segmento A. Con un espesor de 38 m, es un segmento constituido por arcillolitas, limolitas, fosforitas y chert. Comienza con arcillolitas y le sigue un intervalo de 14 m de liditas, limolitas, chert fosfticos y 3 capas medias de fosforita. En la parte superior son limolitas y en menor proporcin chert y fosforita (40 cm), en ocasiones estas rocas presentan concentraciones altas de fosfatos.Segmento B. Son 55 m, representados por intervalos de limolitas en capas medias y gruesas e intercalaciones en capas media de areniscas limosas. Ocasionalmente se presenta capas delgadas de liditas y chert.

K2D: Arenisca DuraSegmento A. Con un espesor de 130 m, comienza con 15 m de limolitas grises, sobre este un intervalo de areniscas que gradualmente se vuelven destacables tanto en espesor como en el tamao del grano; mientras que las limolitas son menos importantes; siendo un paso gradual de limo a arena asociado a laminaciones lenticulares y flaser. Las areniscas son grises de grano muy fino estn dispuestas en capas delgadas con estratificacin continua, ondulosa y paralela; hacia el final del intervalo las capas son gruesas.Segmento B. Con 100 m de espesor, est constituido por tres intervalos; el inferior y el superior estn compuestos por areniscas de grano muy fino, en capas delgadas a muy gruesas. El medio esta representado por liditas en capas delgadas y muy delgadas, limolitas y chert, con estratificacin plana a levemente ondulosa y paralela.Segmento C. Este segmento est cubierto con un espesor de 95 m y por morfologa pueden corresponder a intercalaciones de areniscas y arcillolitas.Segmento D. Presenta un espesor de 97 m, la parte inferior son 37 m de areniscas glauconticas, de grano fino, en capas muy gruesas con contactos levemente ondulosos continuos. Sobre esta se presentan intercalaciones de areniscas, arcillolitas, limolitas y liditas; estas intercalaciones son mas frecuentes hasta llegar a la formacin suprayacente (Plaeners).

K2CP: ChipaqueSegmento A. Constituido por 80 m de arcillolitas grises oscuras con gran cantidad de micas, presencia de restos de troncos y de carbn. Las estructuras internas son laminacin discontinua y ondulosa dada por areniscas de grano muy fino y hacia la parte superior se observan concreciones ferruginosas.Segmento B. Horizonte silceo de 15 m que forma relieve; hacia la base se presentan intercalaciones de liditas (7 m) de color gris oscuro, dispuestas en capas delgadas planas, paralelas y continuas en donde es comn encontrar amonitas, sobre estas afloran arcillolitas carbonosas y silceas con amonitas y hacia el techo (3 m) liditas (Figura 9) Segmento C. Con un espesor de 540 m, est caracterizado por una sucesin fina, ste segmento se encuentra cubierto en un 80%, sin embargo la morfologa suave indica la presencia de material arcilloso. Est constituido por tres intercalaciones de paquetes arcillosos entre 200 y 250 m con dos bancos arenosos con espesores mximos de 20 m que forman pendientes estructurales.Segmento D. Con un espesor de 392 m, aunque predominan los niveles arcillosos es el segmento ms arenoso, se presentan intercalaciones limolticas y areniscas con intervalos de arcillolitas (bancos de varios metros) con laminacin interna plana paralela.

Tabla 2. Descripcin de Formaciones.

En la figura 8, se observan las principales formaciones y estructuras geolgicas superficiales, con influencia directa sobre el Tnel La Concepcin.

Figura 8. Formaciones y estructuras geolgicas que afectan directamente la construccin del Tnel La Concepcin; modificado de la plancha geolgica 247 Esc. 1:100.000 del SGC (2011). En la parte Inferior de la imagen se observa la seccin de planta obtenida para el Tnel La Concepcin.

Segn Mora & Kammer (1999), hacia el flanco Este de la Cordillera Oriental, las principales formaciones (o materiales) geolgicos que atravesara el tnel La Concepcin presentan los siguientes espesores aproximados:

Tabla 3. Compilacin de espesores medidos para las principales formaciones que atraviesa el Tnel La Concepcin; tomado de Mora & Kammer (1999).

3.3. Estructuras.El rea en estudio se caracteriza por presentar la acumulacin de una espesa secuencia de rocas Mesozoicas y Cenozoicas que alcanzan casi los 4000 msnm, conformada por estructuras con pliegues amplios simtricos con continuidad de decenas de kilmetros y otros asimtricos en general estrechos, dominando el plegamiento flexural por lo que se conservan los espesores y longitudes. Las estructuras en general tienen una orientacin general N10E a N-S y se extienden claramente sobre todo el tnel en estudio, mientras que al sur de estas estructuras de gran extensin se observa otro dominio estructural.

De acuerdo con Mora & Kammer (1999) se puede generalizar que las estructuras de esta rea presentan un flanco occidental muy inclinado, vertical, invertido o fallado, mientras que el flanco oriental tiene una baja inclinacin. Por lo tanto estos autores sealan que el transporte tectnico predominante es hacia el W. Las estructuras ms relevantes de esta regin corresponden al Anticlinal de Bogot y al Sinclinal de Teusac, separado al E por los pliegues de menor amplitud y extensin del Valle del Ro Blanco. Se observa fallamiento inverso de bajo (Falla de Bogot) ngulo al NW de estas estructuras el cual est relacionado a los movimientos tectnicos asociados a la Orogenia Andina, aunque en general sigue predominando el plegamiento flexural (ver figura 8).

Falla de BogotEsta falla se observa inferida en el extremo NW del tnel en estudio y se encuentra cubierta por depsitos cuaternarios. De acuerdo con Montoya & Reyes (2005) es una falla con rumbo N10E, inversa con vergencia al occidente, hacia el rea de estudio disminuyen las evidencias del salto de falla. De acuerdo con Mora (1999) no hay evidencias claras de esta falla asociada al Anticlinal de Bogot.

Anticlinal de BogotEs una estructura amplia asimtrica con vergencia occidental y rumbo N10E, cuyo ncleo est en rocas de la Formacin Chipaque. En su flanco W las capas se observan invertidas con moderado ngulo o totalmente verticales, mientras su flanco E presenta bajos ngulos de inclinacin. De acuerdo con Mora & Kammer (1999) se interpreta como un pliegue de despegue con transporte tectnico predominante hacia el W, cuya superficie de despegue correspondera a las Lutitas de Macanal o a las lodolitas de la Formacin Chipaque.

Sinclinal de TeusacEs una estructura amplia, asimtrica hacia el W y de gran extensin que se presenta al Este de la zona en estudio. Afloran en su ncleo rocas del Grupo Guadalupe y la Formacin Guaduas, mientras en su terminacin sur aflora ampliamente la Formacin Chipaque. El eje de este sinclinal es asimtrico, tiene una direccin preferencial aproximada N-S.

Figura 9. Perfil estructural tipo del sector en estudio; tomado de Mora & Kammer (1999).

3.4. Perfil Geolgico.El perfil geolgico es la reconstruccin en profundidad de la estructura geolgica de la zona en estudio. Geomtricamente se trata de un corte geolgico longitudinal y puede definirse como la interseccin de los elementos y estructuras geolgicas en un plano vertical que contiene a la lnea de corte considerada (Tnel La Concepcin).

Tiene como base el perfil topogrfico, es decir, est limitado en la parte superior por el corte topogrfico de la ubicacin relativa del tnel en superficie. En este caso se trata de un relieve que inicia desde la Sabana de Bogot, con pendientes suaves a 2600 msnm; pasa rpidamente a pendientes de tipo abrupto y relieve quebrado llegando a alcanzar alturas de casi 4000 msnm, hasta que desciende bruscamente hasta los 2600 msnm, atravesando el valle del Rio Palmar. Todo esto controlado por las caractersticas de los materiales expuestos en superficie y las estructuras geolgicas.

Luego de analizar la informacin de geologa superficial que existe para la zona en estudio (plancha geolgica 247 del SGC a escala 1:100.000 de 2011), los valores de medicin de las diversas estructuras (rumbos y buzamientos), estudios previos de la zona (Mora y Kramer, 1999) e inferir la ubicacin de algunos otros materiales a profundidad, dio como resultado el perfil geolgico que se observa en la figura 10.

Figura 10. Perfil geolgico obtenido para el Tnel La Concepcin. Se observan los principales materiales que atravesara el Tnel (lnea roja segmentada) as como las estructuras que controlan la zona. Mediante correlaciones con estudios anteriores, hacia el lado izquierdo de la Falla de Bogot se pudieron inferir las formaciones (y sus espesores), las cuales no aparecen expuestas superficialmente.

4. Geotecnia:4.1. Clasificacin Geotcnica del Macizo Rocoso.Puerto J., en su documento de Tneles para Carretera, comenta que se debe tener en cuenta que para caracterizar cierto macizo rocoso intervienen muchas propiedades. Por tal motivo, la clasificacin puede hacerse por una o varias propiedades conjugadas. As por ejemplo, el macizo rocoso por una propiedad puede clasificarse por su densidad, diaclasamiento, resistencia, permeabilidad, etc. Debido a estas mltiples propiedades que pueden evaluar se han denominado clasificaciones geomecnicas o geotcnicas.

De acuerdo con la definicin etimolgica, clasificar significa ordenar por clases. De acuerdo con esto, la clasificacin del macizo rocoso es una operacin mediante la cual una zona determinada de este se ubica en una clase, correspondiente a una escala categorizada.

A pesar de que estas clasificaciones caen muchas veces en lo subjetivo, para un proyecto de esta envergadura, se intenta abarcar hasta el menor de los detalles con la finalidad de que disminuya la incertidumbre y se eviten problemas a posteriori.

Se toma la decisin de trabajar con la clasificacin RMR (Rock Mass Rating) de Bieniawski, tratando de agrupar y asegurar el mayor nmero de caractersticas relevantes. Adems de aprovechar las amplias bases estadsticas que existen y las correlaciones que se han originado a partir del anlisis de esta clasificacin.

Debido a que para el presente trabajo no se cuenta informacin de exploraciones directas o indirectas, para el tramo del tnel La Concepcin se extrapolaron valores de RMR para las formaciones que este atraviesa de las siguientes investigaciones realizadas anteriormente:

a) Estudio de prefactibilidad para la construccin del tnel Av San Jos (Calle 170) de Santa Fe de Bogot. Tnel vial La Aurora. INGETEC. 1998.b) Proyecto Corredor 2 Bogot Villavicencio. Sector 2.1 Bogot El Tabln. Informe Ejecutivo. Euroestudio, Deloitte y Duran & Osorio. 2014.c) Diseo, construccin y puesta en operacin de un tnel bajo la modalidad llave en mano, para el sistema de alcantarillado. Troncal Tunjuelo Canoas, Rio Bogot. Acueducto y alcantarillado de Bogot. 2010.d) Informe final de interventora tnel alterno de Usaqun y obras anexas. Tomo II Construccin del tnel alterno de Usaqun y la va de acceso original. Restrepo y Uribe LTDA. 2003.

Para que los valores extrapolados de los macizos rocosos de dichas formaciones pudieran lograr tales puntajes para la clasificacin RMR, tuvieron que cumplir con las siguientes caractersticas en las que se bas Bieniawski para una clasificacin lo ms acertada posible:

Resistencia de la matriz rocosa (muestra de roca), como resistencia a la compresin inconfinada (simple) o resistencia a la carga puntual, dependiendo del dato que se tenga. Rock Quality Designation (RQD). Dependiendo del valor obtenido en la zona donde se realice el sondeo en el macizo rocoso, tambin se le asigna un puntaje. Separacin entre diaclasas. Se refiere a la distancia media que hay entre dos diaclasas sucesivas. Estado de las discontinuidades. Corresponde a las caractersticas cualitativas medias de las diaclasas: Longitud, abertura, rugosidad, relleno y alteracin. Agua fretica o agua subterrnea. Se le da puntaje dependiendo de las caractersticas locales.

En la siguiente Tabla y a partir de la puntuacin obtenida en el RMR, se clasifico el macizo rocoso segn la calidad del terreno tal cual Bieniawski los agrupo:

Tabla 4. Clasificacin del Macizo Rocoso mediante RMR.

Las formaciones geolgicas en estudio, expuestas en superficies y menos sometidas a controles tectono-estructurales, presentan mayores valores de RMR. Pero debido principalmente a la profundidad, su empaquetamiento y lo muy plegadas que se encuentran en este sector, tienden a fracturarse masivamente generando cualquier cantidad de discontinuidades y debilitando de esta manera el macizo rocoso, lo que conlleva a que pierdan sus caractersticas competentes originales, excelentes a nivel superficial.

Cabe acotar, que los valores que se extrapolaron de otros proyectos para tneles similares, provienen de materiales geolgicos sometidos a condiciones parecidas a las de este proyecto.

Dejando claro lo anterior y para un proyecto de este tipo, en el que se deben realizar sondeos para obtener parmetros geotcnicos; debido a la profundidad donde se plantea actualmente el tnel y la condicin geolgica, se recomendara realizar 100% de la longitud del tnel en sondeos, tratando de abarcar tanto la parte central del tnel, como la zona donde se ubicaran los hastiales de este.

Para el caso de los macizos rocosos que aparece en cada tramo, se les realizo una correccin por diaclasas debido a la relacin que existe entre la direccin del tnel y la orientacin del sistema principal de diaclasamiento (en este caso la estratificacin).

Para la utilizacin de la correccin en el tnel La Concepcin, se asumi que la excavacin se va a realizar desde el SE al NW para aprovechar la contra pendiente y que de esta manera todo el flujo de aguas que proviene del tnel fluya hacia la salida (tambin ayudado por bombas).

Esta correccin se realiza restando cierto valor (que depende principalmente del buzamiento), al valor que haba dado primeramente la clasificacin RMR. En la tabla 5 a continuacin se detalla claramente la correccin.

Tabla 5. Tabla para realizar la correccin por orientacin de Diaclasas.

En la tabla resumen final del proyecto se detallan todos los valores, tanto los extrapolados de la bibliografa consultada as como los que se obtuvieron por correccin de diaclasas.

De igual manera, los valores de RQD, resistencia a la compresin simple, infiltraciones, entre otros, para cada macizo rocoso segn el tramo y la formacin se extrapolaron de los estudios mencionados anteriormente y se mostraran en la tabla resumen final del proyecto.

4.2. Caractersticas Geotcnicas de los Materiales.De la misma forma en cmo se obtuvieron los valores de RMR, se estiman las caractersticas geotcnicas de los materiales geotcnicos por los cuales atraviesa el Tnel La Concepcin, de las referencias bibliogrficas mencionadas anteriormente.

4.2.1. Cuaternario.Terrazas aluviales: Litolgicamente est conformado de cantos rodados, gravas y arenas, pero en la parte superior les corresponde a limos y arcillas de alta plasticidad, incluso se pueden encontrar intercalaciones de contenido orgnico o turbas.

Se encuentran principalmente compuestas por un contenido de finos medio del 54%, aunque resulta bastante variable en los niveles arenogravosos o arcillolimosos. Los finos constituyen arcillas de baja plasticidad (CL) en su mayora, aunque se presenta en algunos puntos especficos clasificaciones de arcilla de alta plasticidad. El ndice de plasticidad promedio es 15 y el lmite liquido promedio es 35%. Si bien el porcentaje de grava es minoritario, con un valor medio del 14%, alcanza en ocasiones porcentajes altos, hasta del 73%, en los suelos catalogados como GC y GP-GC.

Complejo de conos: Su composicin es muy variable, aunque es caracterstica la presencia de bloques angulares a subangulares embebidos en matriz arcillosa. De los registros de ensayo obtenidos podemos observar que se trata de suelos con contenido de finos promedio de 60%, aunque el porcentaje de estos depende de la roca matriz, es decir, son ms abundantes en los coluviones provenientes de la alteracin de las rocas con mayor contenido de lodolitas, mientras que son ms arenosos cuando provienen de la alteracin de las rocas ms areniscosas. La plasticidad de la fraccin fina tambin es muy variable, entre 14 y 69%, por el mismo motivo ya expuesto para la granulometra. El valor promedio del ndice de plasticidad es 21 y del lmite lquido es 44%.

4.2.2. Paleogeno.Formacin Bogot: La roca meteorizada presenta comnmente un contenido de finos del 99%, tratndose de una arcilla de alta plasticidad (CH) con un ndice de plasticidad de 45 y un lmite liquido de 67%. La roca sana presenta densidad natural que vara entre 2,39 y 2,70 T/m3, con humedad entre el 1 y el 4%. Los ensayos de resistencia a compresin simple de limolitas y arcillolitas arrojan un valor promedio de 14,3 MPa. Los ensayos de traccin indirecta registran resistencias medias de 1,1 MPa en las litologas blandas.

4.2.3. Cretcico.Grupo Guadalupe: Conformado por las formaciones Labor-Tierna, Plaeners y Arenisca Dura en orden desde la ms antigua a la ms reciente.La roca meteorizada presenta un bajo contenido en finos (31%), que es un claro exponente del predominio que en esta unidad tienen las areniscas respecto de las arcillolitas. De la gradacin se tiene en su mayora gravas y arena en un 39% y 30% respectivamente. No obstante, en las curvas granulomtricas que aqu se exponen, se observa una variabilidad importante.

La matriz arcillosa es de plasticidad baja (CL de Casagrande), con un ndice de plasticidad promedio de 13 y un lmite lquido promedio de 37%.

En cuanto a la roca sana, la densidad natural vara entre 2,36 y 2,68 T/m3 en valores medios segn las litologas, con contenido de humedad entre el 1 y el 3%. Los ensayos de resistencia a la compresin simple arrojan valores promedio de 59,5 MPa para la arenisca, 17,7 MPa para las arcillolita, 38,2 MPa para la lutita fresca y 20,0 MPa para la limolita. Los tramos ms resistentes presentan una cementacin silcea mayor con una composicin areniscosa bien cementada de la roca sana. El comportamiento ante el intemperismo resulta radicalmente distinto segn las litologas, ya que las areniscas registran ndices entre 0 y 38, mientras que las arcillolitas y limolitas registran ndices muy altos, entre 55 y 100.

Formacin Chipaque: La roca meteorizada est formada por arcilla de grado de plasticidad variable, que presenta un contenido de finos promedio del 56%, con proporciones variables de arena y grava, siendo predominantes en ocasiones los suelos granulares (85%), en las zonas ms areniscosas. Si bien los suelos podran considerarse en trmino medio como de baja plasticidad (CL) con un lmite lquido medio de 42 y un ndice de plasticidad de 20, con frecuencia el lmite lquido es ms alto, alcanzando hasta un valor del 77%.

El valor medio de la densidad seca es de 1,75 T/m3, con una humedad media del 20%. La roca sana lodoltica presenta resistencia a compresin simple 11,2 MPa, mientras que las areniscas alcanzan valores medios de 33,9 MPa. En promedio 22.5 MPa.

5. Modulo de Young. Para calcular el mdulo de deformacin del macizo rocoso, se utiliz una correlacin desarrollada por Serafim y Pereira en 1983, la cual se basa principalmente en el valor obtenido mediante la clasificacin geotcnica RMR de Bieniawski.

Se eligi esta correlacin, ya que los valores de RMR para la zona de estudio arrojan macizos rocosos de calidad media baja. En la figura 10 se observa la formula y las consideraciones para su aplicacin.

Figura 10. Estimativos del mdulo de deformacin del macizo rocoso, utilizando la clasificacin geotcnica RMR.

El resultado de mdulo de deformacin para cada formacin geolgica se expresan en la tabla resumen final del proyecto.

6. Longitud de Pase. El avance de la excavacin para el tnel de La Concepcin se realiz mediante la metodologa de Barton, la cual expresa que la Longitud de pase est relacionada con los parmetros de la siguiente formula:

Longitud de pase = 2 ESR (m)

Para el caso particular del tnel en estudio, se tienen valores de RMR para cada tramo, por lo que es necesario relacionar los valores de RMR con los de Q de Barton mediante la siguiente figura:

Figura 11. Relacin entre los ndices Q y RMR

El ESR o factor de excavacin para el Tnel La Concepcin se asume de 1.2, segn la siguiente figura:

Figura 12. Factor ESR segn el tipo de tnel.

Los resultados obtenidos para la longitud del pase se expresan en la tabla resumen.

7. Sostenimiento.

El diseo de los sostenimientos es uno de los ms grandes problemas en la construccin de los tneles, con el fin de tener un refuerzo ptimo que respondan adecuadamente ante las diferentes solicitudes de esfuerzos actuantes evitando posibles problemas de inestabilidad, poniendo as en riesgo la seguridad y estabilidad del proyecto, por otro lado el diseo del sostenimiento debe ser el adecuado que satisfaga los requerimientos de esfuerzo para tener una relacin costo beneficio ideal y no generar sobre costos en el proyecto.

Para determinar el sostenimiento en el tnel La Concepcin se utiliza mtodos empricos a partir de las condiciones del terreno estimadas, en este caso se utiliza la clasificacin de macizo rocoso RMR, al tratarse de un ejercicio prctico se encuentra informacin de estudios de perfectibilidad de un proyecto el cual intercepta las formaciones geolgicas K2t, K2p, K2d, K2cp. El tnel La Concepcin atraviesa esta formaciones por lo tanto se toman los valores de RMR.

El mtodo emprico utilizado para los estimativos de sostenimiento es Bieniawskiy, con este mtodo se tienen valores ms conservadores en comparacin de la clasificacin de Barton, para realizar la clasificacin se ingresan con los valores de RMR a la tabla en la cual se clasifican de I a V siendo la clase I la de menos requerimientos y la clase v la de mayor solicitud de sostenimiento al tener las peores caractersticas del macizo rocoso. En la tabla del anexo 9 se observa los diferentes estimativos de sostenimiento de acuerdo a la formacin geolgica y su respectivo RMR.

En la tabla del anexo 9 se unifican los tramos de acuerdo a las formaciones geolgicas y sus respectivos revestimientos, en el caso puntual de la formacin Bogot no fue posible encontrar informacin del RMR, para lo cual se asume que es una categora IV debido que esta formacin est confirmada por arcillolita, las cuales pueden presentar problemas de expansin disminuyendo la seccin transversal del tnel, por tal razn se debe tener un sostenimiento de clase IV, Este sostenimiento consiste: instalacin de pernos sistemticos de 4 a 5m con separaciones de 1 1,5m en clave y hastiales con mallazo, Se debe instalar concreto entre 10 a 15 cm en clave y 10 cm en hastiales aplicacin segn avanza la excavacin Cerchas ligeras especiales 1,5m cuando se requiera.Continuando con el anterior procedimiento se clasifica los sostenimientos de acuerdo al RMR para cada formacin geolgica.

7.1. Impermeabilizacin Para proteger el revestimiento de la accin de las aguas subterrneas, y para evitar posibles goteos sobre la plataforma, as como aliviar las presiones intersticiales sobre aquel, se considera conveniente la impermeabilizacin completa de los tneles.

El sistema que se considera ms eficaz est constituido por una lmina porosa de proteccin, situada en contacto con el sostenimiento, lmina de tipo geotextil, y otra lmina de impermeabilizacin propiamente dicha colocada a continuacin, sta de tipo sinttico (P.V.C. o P.E.). El geotextil se ocupar de filtrar los finos procedentes del lavado del sostenimiento y drenar los caudales para aliviar las presiones intersticiales, as como proteger la lmina frente a las irregularidades del sostenimiento.Estas lminas se aplican sobre el hormign proyectado, sujetndolas con anclajes mecnicos y soldando trmicamente las distintas piezas necesarias para recubrir los paramentos del tnel.La lmina de impermeabilizacin tendr continuidad, mediante termo-soldado, hasta alcanzar los tubos dren de PVC ranurado que se colocarn longitudinalmente a lo largo de los tneles, cerca de los paramentos y que conectarn con un canal de pequeas dimensiones adosado al paramento.

8. Revestimiento.

Toda obra subterrnea debe tener un revestimiento que no ejerza un papel estructural a corto plazo, pero que pueda asegurar la estabilidad de la obra a largo plazo ante una eventual degradacin de las caractersticas mecnicas del terreno o de los elementos de sostenimiento. El problema que se plantea es definir qu tipo de exigencias debe tener el revestimiento de un tnel para que sea compatible con las condiciones de utilizacin y con un costo de ejecucin razonable.

Toda obra subterrnea debe tener un revestimiento que no ejerza un papel estructural a corto plazo, pero que pueda asegurar la estabilidad de la obra a largo plazo ante una eventual degradacin de las caractersticas mecnicas del terreno o de los elementos de sostenimiento.

El problema que se plantea es definir qu tipo de exigencias debe tener el revestimiento de un tnel para que sea compatible con las condiciones de utilizacin y con un costo de ejecucin razonable.

A continuacin se sealan algunos de los motivos por los que se considera que su colocacin es necesaria: El revestimiento aporta un coeficiente de seguridad adicional, colaborando con el sostenimiento a corto plazo. A largo plazo no se puede confiar plenamente en el sostenimiento, pues al estar en contacto directo con las humedades del terreno, ste tiende a alterarse perdiendo alguna de sus caractersticas resistentes. La estabilidad a largo plazo se garantiza con el revestimiento. El revestimiento de hormign permite disminuir significativamente las labores de mantenimiento y conservacin, crecientes con la edad del tnel, que son normalmente muy costosas y que adems entorpecen el trfico. Evita la posible incidencia de convergencias residuales. El revestimiento reduce la rugosidad y por tanto mejora la circulacin del aire y gases. Protege al sostenimiento frente a un posible incendio, el efecto de la agresividad y envejecimiento.Se propone en el tnel objeto de este Estudio Informativo un espesor de revestimiento de 20 cm de HM-30 de 30 Mpa reforzado con 2 kg de fibra de polipropileno por cada m3 de hormign.

9. Construccin.

De acuerdo a la tabla del anexo 9 se indica cmo se debe proceder en el avance de la excavacin de igual manera la indicacin en qu momento se debe instalar el sostenimiento.

Las formaciones geolgicas que comprenden el rea de afectacin desde la superficie hasta la profundidad donde se ubica el tnel, se encuentra altamente fracturadas debido a todos los esfuerzos tectono estructurales que han dado forma a la cordillera oriental. Por tal razn, es muy posible que al momento de realizar la excavacin, el agua proveniente de los acuferos, acuitardos o acuifugos (subterrnea) y de los ros o quebradas (superficial) se filtren al tnel generando condiciones inseguras en el frente de trabajo y graves afectaciones medio ambientales.Segn el perfil geolgico, las zonas ms propensas a sufrir de infiltraciones desde el nivel superficial son: Los depsitos recientes ubicados en la entrada del tnel por el barrio las cruces. La falla de Bogot, ya que debido a su profundidad, configuracin y extensin podra ser la estructura que mas redirija las aguas superficiales y subterrneas al frente de trabajo. El valle formado sobre la formacin Chipaque, donde transcurren hasta 4 quebradas paralelas entre si. El valle sobre la formacin Guaduas, donde transcurre el Rio Palmar. El buzamiento preferencial de los flancos del anticlinal y sinclinal.En el frente de excavacin se debe proyectar un tratamiento de pre-inyeccin para la impermeabilizacin del tnel.

El propsito de estas inyecciones previas de lechada es la impermeabilizacin final del tnel y tambin una mejora de la calidad geotcnica del terreno. Para evitar afectaciones en superficie, estas inyecciones se ejecutarn desde el frente de excavacin y comenzarn antes de llegar la excavacin a la zona de influencia del acufero. De esta manera se podr reducir la cantidad de agua en el interior del tnel durante la fase de excavacin, adems de producir una mejora en la estabilidad del frente y en el material del entorno. La buena ejecucin de estas pre-inyecciones es fundamental para la impermeabilizacin del tnel. Tal y como se ha comprobado en obras de reciente construccin, la efectividad de la post-inyecciones est muy relacionada con estas inyecciones previas, resultando muy complicado la impermeabilizacin de un tnel nicamente con tratamiento de post-inyecciones tras la excavacin. El mtodo de inyeccin, descrito de forma sucinta, consiste en una serie de taladros en abanico en todo el permetro del tnel, en los cuales se procede a realizar una inyeccin de lechada de cemento a cierta presin.Debido que el portal NW ubicado en el barrio las cruces del tnel la CONCEPCION se encuentra sobre un depsito aluvial, se debe construir un falso tnel de unos 50 m, con el fin de no realizar cortes en el talud conformado por terrazas aluviales los cuales carecen de parmetros de resistencia al corte como lo es un bajo ngulo de friccin al estar conformado por partculas redondeadas.

CONCLUSIONES El ferrocarril es uno de los modos de transporte mas apropiados para movilizar carga de industria pesada y de alto volumen, ademas de ser un excelente medio de transporte masivo, alternativa que le permitira al pais ser mas competitivo a nivel mundial. Igualmente, tiene grandes ventajas con relacion a otros medios de transporte, como la seguridad, el menor impacto ambiental, el excelente control logistico y los menores costos de operacion. Teniendo en cuenta el estado actual de la red vial y los altos costos de operacion para el transporte de grandes volumenes de carga, el ferrocarril tiene una oportunidad unica para desarrollarse, y ofrecer un servicio de transporte competitivo, con nuevas opciones logisticas y economicamente mas convenientes para el pais. Por otra parte, con la entrada en vigencia de nuevos tratados internacionales, es muy importante que nuevas lineas permitan asegurar oportunidades de transporte para otros sectores diferentes a la industria cementara y carbonifera (hoy se transportan aproximadamente 70 millones de toneladas anuales de carbon por lineas ferreas), y se hagan accesibles a industrias alimenticias, agricolas, quimicas, manufactureras, textiles y de bienes de consumo en general. Construir una linea de ferrocarril desde bogota a los llanos orientales, ofreceria una opcion mas rapida y mas segura y mas econmica ya que Construir un kilmetro de va con especificaciones de autopista tiene un costo de dos millones de dlares, mientras que hacer la lnea frrea en la misma extensin vale 1,2 millones de dlares". La determinacin de los parmetros de permeabilidad en el macizo rocoso es de gran importancia, con el fin de tomar acciones adecuadas; como fue el caso del tnel La Concepcin, donde se contemplan inyecciones de lechada de concreto antes de la excavacin con el fin de disminuir la cantidad de agua al interior del tnel; no poner en riesgo la seguridad durante el periodo de construccin y no generar efectos del medio ambiente por perdida de agua en la parte superior del talud. El sinclinal y el anticlinal condicionan la construccin del tnel, ya que disminuyen la calidad fsica y Mecnica de las rocas que suelen ser generalmente mas competentes. Se recomienda especial atencin cuando la excavacin atraviese la falla de Bogot, ya que usualmente este tipo de estructuras presentan zonas plastificadas de considerables anchos, por donde se filtra una excesiva cantidad de agua poniendo en riesgo la seguridad de la obra y los trabajadores. En la construccin y operacin de un tnel se debe tener principal cuidado en los portales de acceso ya que estos deben tener un factor de seguridad adecuado, el cual garantice su estabilidad ante los diferentes agentes detonantes de inestabilidad; por tal razn, en este caso puntual del tnel La Concepcin, se contempla un tnel falso al ingreso del portal Bogot, al tratarse de terrazas aluviales, las cuales cuentan con unos parmetros de resistencia baja al ser materiales redondeados, disminuyendo su ngulo de friccin interna. Este tnel falso evita cortar el talud, lo cual genera una descarga y posterior relajamiento del suelo, desencadenando la disminucin del factor de seguridad y por ende la inestabilidad.BIBLIOGRAFA. Estudio de prefactibilidad para la construccin del tnel av San Jos (calle 170) de Santa Fe de Bogot. Tnel val la aurora. INGETEC. 1998. Estudio de prefactibilidad para la construccin del tnel Av San Jos (Calle 170) de Santa Fe de Bogot. Tnel vial La Aurora. INGETEC. 1998. Diseo, construccin y puesta en operacin de un tnel bajo la modalidad llave en mano, para el sistema de alcantarillado. Troncal Tunjuelo Canoas, Rio Bogot. Acueducto y alcantarillado de Bogot. 2010. Informe final de interventora tnel alterno de Usaqun y obras anexas. Tomo II Construccin del tnel alterno de Usaqun y la va de acceso original. Restrepo y Uribe LTDA. 2003. Proyecto Corredor 2 Bogot Villavicencio. Sector 2.1 Bogot El Tabln. Informe Ejecutivo. Euroestudio, Deloitte y Duran & Osorio. 2014. Tneles y Obras Subterrneas, Anejo 10. Manual de normativa frrea Parte I del ministerio de transporte. Manual de diseo geomtrico de carreteras, INVIAS.

ANEXOS.

Anexo 1. Tramo 1, tnel 1, FUENTE: (arcgis)

Anexo 2. Tramo 2, va frrea, FUENTE: (arcgis)

Anexo 3. Tramo 3, Viaducto 1, FUENTE: (arcgis)

Anexo 4. Tramo 4, va frrea , FUENTE: (arcgis)

Anexo 5. Tramo 5, Tnel 2, FUENTE: (arcgis)

Anexo 6. Tramo 6, va frrea, FUENTE: (arcgis)

Anexo 7. Tramo 7, Viaducto 1, FUENTE: (arcgis)

Anexo 8. Tramo 8, va frrea, FUENTE: (arcgis)

Anexo 9.Tabla Resumen Final del Proyecto.

Anexo 10.Perfil Geolgico.