Tunel Falso Metalico como Barrera para Caida de Rocas, 2007

XIV JORNADAS GEOTECNICAS DE LA INGENIERIA COLOMBIANA, BOGOTA D.C. OCTUBRE 2007
Túnel Falso Metálico como Barrera para Caída de Rocas
Ing. Jose N. Gómez Sáenz, M.Sc. (1)
Ing. Angel Horacio Ávila H. (2)
Ing. Gilberto Rodríguez Chávez, M.Sc. (3)
C.I.C. Consultores de Ingeniería y Cimentaciones S.A.
cic@cic.com.co
Resumen
Con el propósito de evitar la caída de bloques de roca directamente sobre un sector de la vía
carretera Bogotá – Villavicencio en el K 64+200, el Instituto Nacional de Vías a través de la Oficina
de Emergencias, adjudicó la construcción de un túnel falso metálico de 120m de longitud para cubrir
dicho tramo de la carretera y protegerla del impacto de rocas que ya en el pasado habían causado
pérdidas de vidas humanas y vehículos. El túnel falso finalmente se construyó con una sección de
arco metálico tipo “Super Span” confinado con un relleno compactado y reforzado con sabanas de
geosintéticos, el cual fue colocado entre la ladera existente y un muro de contención en cantiliver de
7.95m de altura con contrafuertes y anclado a la roca en su fundación. La sección interna del túnel es
semielicoidal una altura máxima en la clave de 5.82m y en los extremos de la calzada de 4.5m, en un
ancho de 8.0m, con un ancho total de 9.52m incluyendo andenes de seguridad de 0.759m. Por
tratarse de un sistema que trabaja bajo una condición especial de interacción suelo/roca-estructura,
fue necesario la modelación del comportamiento del conjunto con elementos finitos (MFE) y
elementos “frame”; el diseño se enfocó para que el conjunto arco metálico y suelo de confinamiento
pudiera resistir (1) el impacto de un bloque de roca que se puede desprender desde 90m de altura o
(2) el peso de la acumulación de un depósito de coluvión y talus sobre la estructura, que se desliza
desde la parte superior de la ladera; las condiciones sísmicas de la zona también fueron incluidas en
los análisis. En este artículo se presentan las consideraciones de diseño geotécnicas y estructurales
tenidas en cuenta, consideraciones generales de construcción y comportamiento.
PALABRAS CLAVES: Rocas, impacto, túnel falso metálico, discontinuidades, modelación numérica
(MEF), interacción suelo-estructura, rellenos compactados, drenajes, estructura de contención.
Introducción
Las carreteras colombianas en la zona
montañosa de cordilleras, discurren por
corredores topográficos accidentados
generando geometrías que requieren de cortes
en las laderas naturales. Estos cortes a pesar
de que integralmente son estables, pueden
originar desprendimientos de bloques de roca
que se forman por la intersección desfavorable
de discontinuidades del macizo de roca con la
inclinación del talud excavado; estos
desprendimientos deben ser controlados con
barreras de impacto para evitar que caigan en
la carretera e impacten directamente sobre un
vehículo causando los daños o pérdidas de
vida humana correspondientes. Entre las
soluciones de barreras o cubiertas protectoras
(1) Presidente (2) Especialista Estructuras (3) Subgerente Técnico
para impacto de caídas de roca se encuentran
los túneles falsos, consistentes en construir
una estructura que cubra totalmente la calzada
de la carretera a lo largo de la zona en donde
se corra el riesgo de la caída de los bloques
de roca. Este tipo de estructuras se ha venido
construyendo en concreto reforzado en
algunas carreteras del país en los últimos 15-
20 años, localizadas en los departamentos del
Valle del Cauca, Santander (Suárez et al),
Cundinamarca y Meta.
En el K64+200 de la carretera Bogotá-
Villavicencio después de Guayabetal y a 20Km
de la ciudad de Villavicencio, se han

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presentado desprendimientos y caídas de
bloques de roca del talud de corte, que han
ocasionado pérdidas de vidas humanas y de
vehículos, razón por la cual el Instituto
Nacional de Vías – Invias, a través de la
Oficina de Emergencias desarrolló un proceso
de licitación para el diseño y la construcción de
un túnel falso metálico con el fin de proteger el
tramo de la carretera citado, y de cumplir con
los requisitos de que tuviera un galibo de
mínimo 4.5m en todo el ancho de la calzada, y
soportar el impacto de la caída de rocas. En la
Figura 1 se presenta la localización general de
proyecto y la sección típica del túnel falso
metálico, el cual se inició a construir en febrero
de 2007, a cargo de la Unión Temporal Túnel
Falso, conformada por las compañías
Corpacero S.A. y Conytrac Ltda.; la unión
temporal designó a C.I.C. Consultores de
Ingeniería y Cimentaciones S.A. para que
realizara los diseños estructurales y
geotécnicos de interacción suelo-estructura
correspondientes; la interventoría, tanto para
los diseños como para la construcción de la
estructura fue adjudicada a la firma Joyco
Ltda.
Figura 1. Localización general.
Las características generales del túnel falso
metálico, incluyen una longitud de 120m entre
las abscisas K64+140 a K64+260, en sección
semielicoidal en acero de ancho de base
9.52m y altura – galibo máximo de 5.82m en la
clave y galibo en los extremos de la calzada
de 4.50m; un volumen de relleno compactado
de 7.000m 3 , un volumen de concreto para el
muro de contención en cantiliver con
contrafuertes de 7.95m de altura de 1.700m 3 ;
finalmente, toda la estructura está protegida
externa e internamente con un sistema de
barreras impermeables y subdrenajes para el
manejo y control de aguas de escorrentías y
de infiltración, de manera que éstas no saturen
el relleno de confinamiento; las obras se
esperan completar durante el mes de
noviembre de 2007. En este artículo se
presentan las consideraciones de los diseños
y algunos aspectos generales y experiencias
durante la construcción.
Geología y Geotecnia
Con el propósito de conocer las condiciones
del macizo rocoso que forma el corte de la
carretera en el K64+200, se enfatizó en la
medición y caracterización de las
discontinuidades y en su zonificación de
acuerdo con la densidad de fracturamiento,
con el fin de suministrar la información
requerida para los análisis cinemáticos de
estabilidad de taludes, y para los análisis de
caída de bloques individuales y su energía de
impacto sobre la estructura. Lo anterior se
logró con visitas de reconocimiento realizadas
al sitio a nivel local y regional por el geólogo y
geotecnista, y la ejecución de siete (7)
perforaciones con taladro con profundidades
que varían entre 4.0 y 13.0m; a partir de las
perforaciones se recobraron muestras y se
realizaron ensayos de laboratorio de
compresión simple con medida de
deformación axial y lateral, pesos unitarios y
cortes directos para resistencia.
El proyecto se localiza en laderas cercanas al
Piedemonte de la Cordillera Oriental y
presenta una morfología de laderas
empinadas con pendientes de 40 a 60º y
procesos de erosión hídrica concentrada
(carcavamiento), el cual actúa directamente
sobre el macizo rocoso; la zona hace parte del
dominio geológico denominado Macizo de
Quetame con la presencia de rocas
metamórficas de edad pre-Devómica cubiertas
por rocas sedimentadoras Paleozoicas. Las
rocas que conforman la ladera del K64+200
pertenecen a la Formación Guayabetal del
Grupo Quetame, son metamórficas de bajo
grado y de origen sedimentario, fuertemente
foliadas y corresponden a filitas grises
verdosas compuestas por cuarzo y micas. La
parte superior del talud se encuentra

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localmente cubierto por un deposito coluvial,
producto de deslizamientos recientes y de
procesos activos. En la Fotografía 1 se
muestra la zona destinada para la
construcción del túnel falso metálico de
sección interna semielicoidal.
fracturas, fallas menores o zonas de esfuerzo,
y diaclasas, se realizaron del orden de 400
mediciones del azimut e inclinación del
buzamiento de los planos y adicionalmente, la
dirección (rumbo e inclinación) de los
lineamientos producto de las estructuras
metamórficas. Con los datos colectados se
realizó un análisis estadístico de los centroides
de las discontinuidades empleando el
programa de computador gratuito “Stereonett”
con los siguientes resultados, cuyo resumen
de la orientación de los planos de
discontinuidades, foliación, y diagrama de
polos se presentan en la Figura 3:
Fotografía 1. Zona para el Túnel Falso
metálico, nótense cárcavas
Perfil Estratigráfico
En la Figura 2 se presenta el perfil
estratigráfico típico de la ladera de 90m de
altura, elaborado a partir de las perforaciones
realizadas y las interpretaciones geológicas y
geotécnicas correspondientes; la roca
predominante es una filita gris verdosa, con
recobros del 85% en promedio y un RQD entre
el 20 y el 70%, que en zonas muy fracturadas
y brechamientos se encontraron inferiores al
10%; la foliación es subvertical (291/81). La
zona tiene un sector altamente fracturado en la
zona central (K64+210) donde se ha formado
con el tiempo una cárcava de erosión con
acumulación de detritos de filitas; por otra
parte, en la parte superior se encuentra un
deposito de ladera, consistente de un coluvióntalus
de hasta 4m de espesor, compuesto de
bloques de filitas con lado máximo de 5m
hasta guijos y gravas, en una matriz arcillo
limosa, de consistencia y permeabilidad bajas.
Mediciones de Discontinuidades
Para identificar las características geométricas
de los planos de discontinuidades, en donde
se incluyen los planos de foliación principal,
Figura 2. Perfil Estratigráfico
el plano subvertical de foliación tiene un
buzamiento de 87º y es interceptado por cinco
(5) planos de diferentes discontinuidades con
buzamientos sur hacia la carretera que varían
entre 16 y 82º, de manera que se pueden
originar deslizamientos planares y de cuña
(bloques) hacia la carretera, ya que tienen una
inclinación generalmente inferior a la del talud
promedio del corte. En la Fotografía 2 se
presentan algunos bloques típicos que se
desprenden como resultado de la intersección
de los planos de discontinuidades.
Amenaza Sísmica
Con base en el Mapa de Zonificación Sísmica
de Colombia, la zona de estudio se halla en un
rango de amenaza alta, con valores de
aceleración pico efectiva del orden de 0.30g,

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en las cercanías de la localidad de Guayabetal
(portal www.ingeominas.gov.co y NSR-98).
Fotografía 2. Bloques de roca típicos, con
lados largos entre 1.5 y 2.0m.
Análisis y Caída de Bloques
(A)
N
Para establecer el mecanismo de la caída de
bloques y el cálculo de la energía de impacto
sobre la superficie estructura del túnel falso
metálico, fue necesario determinar la distancia
de viaje, las dimensiones del bloque, la
topografía del terreno (sección típica), y las
condiciones de caída y simulación mediante el
empleo del programa de computador CRSP
(“Colorado Rock Fall Simulations Program”
http: //geosurvey.state.co.us ). En la Figura 4
se muestra en planta la topografía de la zona
de estudio y la sección de análisis empleada
para determinar la distancia de viaje de caída
de bloques.
(B)
Figura 3. Planos de discontinuidades (A) y
diagrama de polos (B)
Planta General, localización de la sección
transversal de análisis (Figura 4, continua
abajo)

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Figura 4. Planta general y sección transversal
de análisis.
Dimensiones del Bloque
Con base en las observaciones y mediciones
realizadas en campo, los bloques caídos
tienen diferentes geometrías predominando los
bloques alargados, cuando dos dimensiones
son mayores a la tercera, como resultado de la
separación y persistencia de las
discontinuidades, en donde el predominio de
los planos de foliación subverticales conllevan
a obtener esta geometría; en promedio se
midieron bloques con dimensiones máximas
entre 1 y 3m para un volúmen entre 1.5 y
2.5m 3 . Con el fin de considerar la condición
más critica de geometría de bloque, se realizó
una equivalencia de acuerdo al volumen de los
bloques reales existentes con bloques
esferoidales, y se obtuvo un valor promedio de
diámetro equivalente de 1.0m , con
condiciones máximas de 2.0m y casos
inferiores de 0.4m de diámetro; con estos
bloques de forma esférica se obtienen
condiciones más críticas, generando mayores
distancias y valores de velocidad, y por lo
tanto energía cinética, con pesos máximos de
8 toneladas (80KN), teniendo en cuenta pesos
unitarios de la roca intacta de 2.45tn/m 3
(24.5KN/m3), con base en los ensayos
realizados .
Condiciones de Caída y Simulación
Las condiciones de desprendimiento pueden
ser por caída libre o mediante la acción de un
sismo, casos que se pueden representar con
una velocidad inicial, como se explica más
adelante. Con el programa CRSP se permite el
ingreso de las dimensiones y forma del bloque
crítico, la topografía representada mediante
coeficientes de rugorisidad normal y
tangencial, y las diferentes condiciones
iniciales de velocidad; el resultado que se
obtiene es la máxima distancia alcanzada por
el bloque de roca, su velocidad y la energía
cinética en el trayecto. Con el propósito de que
el análisis fuera representativo, se llevó a cabo
un procedimiento estadístico de varios bloques
cayendo aleatoriamente, combinando las
condiciones de velocidad inicial de nula y con
sismo y tres (3) geometrías esferoidales
críticas posibles, con diámetros de 0.5, 1.0 y
1.5m, corriendo para cada caso 1000 bloques.
En la Figura 5 se presenta el resultado del
modelo de generación de caída de bloques
con sismo y para un diámetro de 1.5m, en
donde la velocidad de sismo calculada fue de
2.65m/seg. Para el análisis final se definieron
tres sitios en las abscisas (K64+115/125/135),
en cada una de las cuales se tuvieron en
cuenta velocidades con sismo y sin sismo, lo
que conllevó a un total de seis (6) análisis para
el bloque de 1.5m de diámetro y por lo tanto,
6.000 posibles casos o corridas, la condición
mas crítica en promedio se obtuvo en la
abscisa K64+115 con una inclinación de
impacto de 30% y una energía cinética en
Julios de 216.732 equivalente a 24.66 metros
toneladas ó 246.6 metros K. La probabilidad
de caída del bloque crítico obtenida fue del
17% la cual es relativamente alta y se clasificó
como una amenaza media, justificando la
construcción del túnel falso metálico como
barrera de protección de la carretera.
Diseño Estructural
El análisis y el diseño de la sección del túnel
falso metálico comprendió la verificación
estructural de una sección en arco metálico
tipo “Super Span” y forma semielicoidal
integrada a un sistema de confinamiento con
un relleno compactado y reforzado con
sabanas de geosintéticos. El sistema es el
caso típico de una interacción suelo/rocaestructura,
en donde la simulación de su
comportamiento tiene que considerar no solo
el efecto del peso del relleno de confinamiento
soportado lateralmente por la ladera de roca y

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un muro de contención, sino también la
incidencia del impacto de la caída del bloque
crítico de roca, el efecto de un sismo y el
deslizamiento de un depósito coluvial sobre la
estructura terminada.
ESTRATO
C Ø E
kN/m³ kN/m² º kN/m²
Relleno antrópico (reforzado) 18.5 2 35 1.0x10 6 0.35
Roca 24.5 0 30 6.5x10 6 0.28
Derrumbe detritus 19.5 1 28 3.0 x10 4 0.38
Pavimento* 22.0 - - 1.5x10 5 0.30
Concreto* 24.0 - - 2.5x10 7 0.20
Acero* 78.5 - - 2.0x10 8 0.25
*Modelo lineal elástico
Donde: es el peso unitario húmedo, (c) es la
cohesión, (Ø) es el ángulo de fricción interna,
(E) módulo de Young, y ( es la relación de
Poisson.
Modelo Geomecánico
Con la caracterización geométrica de la
sección del túnel, y el conociendo los entornos
geomecánicos y las acciones externas, se
procedió con la modelación mediante el MEF,
con base en las siguientes consideraciones:
‣Un modelo que tuviera en cuenta el estado
inicial de esfuerzos, la estratificación del
perfil y las etapas de constructivas.
Figura 5. Modelo de generación de caída de
bloques.
55
46
DERRUMBE
Con base en lo anterior, se llevó a cabo una
modelación ó simulación bidimensional del
conjunto mediante la metodología numérica de
elementos finitos y elementos “frame”
utilizando programas de computador, en
donde el suelo se modeló mediante contención
plana y el arco metálico con elementos vigacolumna.
A partir de la información obtenida
de estos modelos, se revisaron los esfuerzos
calculados sobre el arco metálico los cuales
fueron menores a los admisibles,
posteriormente, con los diagramas de
momento y cortante obtenidos se diseño el
muro de contención para el confinamiento del
relleno.
Parámetros
Los parámetros geomecánicos fueron
determinados a partir del estudio geológico y
geotécnico; por otra parte, los parámetros
estructurales corresponden a los valores
típicos para este tipo de obra.
37
28
19
10
1
55
46
37
28
19
10
1
0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80
(A)
0 8 16 24 32 40 48 56 64 72 80
(B)
Figura 6. Secciones de análisis con malla de
elementos finitos: (A) deslizamiento del
coluvión, (B) caída del bloque crítico.
‣Las mallas se armaron usando elementos
rectangulares de alto orden (15 nodos)
80

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para representar a los suelos y rocas, y
elementos tipo viga (2 nodos) para
representar las estructuras (túnel y muro
de contención). Los suelos y rocas se
representaron como de comportamiento no
lineal, como más adelante se explica. El
dominio fue amplio, tal como se ve en la
Figura 6.
Se escogió como ley constitutiva de los
elementos de suelo y rocas, el modelo elasto –
plástico perfecto “Mohr Coulomb” (no lineal),
con una misma función sencilla de fluencia y
falla (plasticidad asociada) con los parámetros
indicados antes.
Para modelar la lámina corrugada se usó la
teoría convencional de vigas (Bernoulli)
usando funciones de forma “Hermitianas”.
Como propiedades geométricas se usaron
para el túnel los recomendados en los
manuales de Corpacero, y para la contención
las propiedades determinadas en el prediseño
estructural, a saber:
ESTRUCTURA
INERCIA AREA TRANS.
m 4 m 2
TUNEL 3.13x10 -6 9.96 x10 -5
MURO 1.04x10 -2 0.500
CONTENCION
BASE 1.04 x10 -2 0.500
Se contemplaron tres etapas constructivas,
la implantación de las estructuras (túnel
falso y muro de contención), y la
colocación del respectivo relleno.
Para diferentes hipótesis de análisis, se
incluyeron las siguientes acciones
externas:
(a) HIPÓTESIS 1. La caída de un bloque,
representado como una fuerza estática de
80 kN y una dirección de impacto de 30°
con la horizontal (ver Figura 5 (B)).
(b) HIPÓTESIS 2. Un derrumbe de depósito
de coluvión, representado como un relleno
sobre el sistema que conforma una talud
de 30° con la horizontal. Esta es una
condición extrema con pocas posibilidades
de que ocurra (Figura 5 (A)).
resultante de multiplicar el peso propio por
Kh=0.15, siendo la aceleración pico básica
que se empleó para el análisis de 0.30g,
con base en las normas NSR-98. Valor
determinado a partir de la Aceleración
máxima (Aa) de la zona, la cual
corresponde a 0.30g con una zona de
amenaza sísmica alta.
Resultados
Discretizado el problema y teniendo en cuenta
que se trata de una solución no lineal, la
respuesta se obtuvo luego de una serie de
iteraciones, de acuerdo a una norma de
convergencia. Estos resultados se resumen a
continuación:
*Valor relativo, únicamente para referencia
La hipótesis más desfavorable, y con la cual
se revisó finalmente el comportamiento del
arco metálico y el diseño del muro de
contención, es la de la ocurrencia de un
posible derrumbe con material de coluvión con
un ángulo de reposo de 30 grados con la
horizontal sobre el túnel, aunque es poco
probable su ocurrencia, no se descartó. El
chequeo del esfuerzo axial correspondió a la
condición más desfavorable en el análisis; la
relación del esfuerzo axial sobre el esfuerzo
admisible es sensiblemente menor a 1.0, es
de anotar que la revisión se realizó por el
método de cargas de servicio; esta condición
es temporal, ya que se debe remover el
material acumulado sobre la clave del túnel
periódicamente.
El resumen de las fuerzas axiales para las
diferentes hipótesis de carga es el siguiente:
(c) HIPÓTESIS 3. Un sismo, se incluyó como
una fuerza seudoestática horizontal
aplicada en el centro de gravedad,

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Figura 7. Resultado del análisis de MEF para
la Hipótesis 2 que es la más desfavorable, en
donde se muestra el valor máximo de la fuerza
axial de 265.54 kN.
Diseño Muro de Contención
Para poder confinar lateralmente el relleno que
cubre el arco metálico fue necesario diseñar
una estructura de contención altamente
reforzada teniendo en cuenta la magnitud de
las fuerzas laterales que tenía que soportar.
En este orden de ideas, se seleccionó un muro
en cantiliver de 7.95m de altura y con
contrafuertes externos espaciados cada 4m
como se muestra en la Figura 8; para evitar el
deslizamiento lateral de la estructura se
diseñaron tendones de anclaje.
7.95m
Relleno de
confinamiento
1.24m
Arco
p, tn/m2
2.45
cuenta la Hipótesis 2 de carga consistente en
la ocurrencia del derrumbe del coluvión y la
condición de sismo (Hipótesis 3); con estas
condiciones se obtuvo un diagrama de
presiones de tierra sobre el muro con una
distribución irregular pero con tendencia a
triangular con valores máximos de 140 (14
tn/m2) y 110 (11 tn/m2) kPa para las hipótesis
2 y 3, respectivamente, a 4m o en la mitad de
la altura del muro; estas presiones son
equivalentes a por lo menos tres (3) veces a
las de una condición reposo tradicional, por lo
tanto, la justificación del tipo de estructura de
contención seleccionada es valida. Con estas
condiciones de presiones, los máximos
desplazamientos obtenidos en la cresta del
muro fueron de 2cm en la situación más critica
(Hipótesis 2); con base en la AASHTO y el
fabricante de la lámina metálica, el máximo
desplazamiento horizontal permitido debe ser
menor del 1% de la longitud horizontal entre
las paredes de la lámina (“vertical rise”), en
este caso 10.36m, por lo tanto, el
desplazamiento máximo permitido es de
10.3cm, el cual está muy por encima del
calculado. A pesar de que los desplazamientos
obtenidos fueron bajos, se decidió por
seguridad adicional y dada la importancia de la
condición del confinamiento del arco, instalar
tendones de anclaje en la cimentación del
muro para controlar el deslizamiento, como se
muestra en la Figura 8; con el propósito de
calcular los anclajes, se consideró un
diagrama de presiones más generoso, para
una condición de operación normal sin sismo,
asociado al efecto de un silo, ya que se tiene
una corta distancia entre la pared del arco y el
vástago del muro. Bajo estas consideraciones,
se obtuvieron tendones de 10m de longitud y
36tn, espaciados cada 2.2m.
Diseño Sistema de Drenaje
Muro de contención
cantiliver con contrafuerte
Anclaje
z, m
Diagrama de presiones
para condición “silo”
Figura 8. Muro de contención en cantiliver con
contrafuertes y anclado con tendones.
El muro se modeló en 3D con el MEF, para un
módulo de 12m y cuatro contrafuertes
incluyendo los de los extremos, teniendo en
El enfoque para la definición del sistema de
drenaje del túnel falso, consistió en primera
instancia, en prevenir que las aguas de
escorrentía e infiltración provenientes de la
ladera de corte, entraran al relleno de
confinamiento y lo saturaran o le cambiaran
son condiciones de humedad, y en segunda
instancia, evacuar de manera rápida y
organizada cualquier agua que se infiltre al
relleno de confinamiento. En la Figura 9 se
muestra la sección transversal típica del túnel

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falso metálico, en donde se observan los
sistemas de drenaje internos y externos, y la
membrana impermeable que se colocó
enterrada en la parte superior del relleno; los
sistemas de drenaje consistieron de mantos de
geodrén y tuberías de drenaje colocados e
instalados en el talud de corte, adicionalmente,
se contempló la construcción de un sistema de
cunetas amplias en la superficie de la
estructura y drenando en sentido longitudinal
del túnel, para evacuar las aguas de
escorrentía y las provenientes de la cárcava
de la ladera (véase la Figura 1). Para evacuar
cualquier posibilidad de agua que pase las
primeras medidas de control de filtraciones ya
descritas, se instalaron también mantos de
geodrén dentro del relleno de confinamiento,
en la parte inferior del arco metálico y sobre
éste en una longitud corta, acompañados con
tuberías de drenaje perforadas. Todos los
sistemas mencionados se conectaron con
cunetas y canales para evacuar las aguas
captadas a causes existentes en los portales
del túnel.
Aspectos Constructivos
La construcción del túnel falso metálico de
120m de longitud, con sección semielicoidal en
el K64+200 de la carretera Bogotá –
Villavicencio, se inició en el mes de febrero de
2007 y se terminó en noviembre del mismo
año. Las actividades llevadas a cabo en su
orden (véase la Figura 9), fueron las
siguientes: estabilización preventiva de la
ladera de corte con pernos de 4m de longitud
e instalación de tuberías de drenaje horizontal;
excavación y construcción de la viga de
cimentación del arco metálico y posterior
instalación del mismo como se muestra en la
Fotografía 3; construcción del muro en
cantiliver de 7.95m de altura y contrafuertes
espaciados cada 4m, continuando con la
perforación, instalación y tensionamiento de
los tendones de anclaje, como se ilustra en la
Fotografía 4.
Figura 9. Sección transversal túnel falso, sistemas de drenaje.

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Finalmente, colocación de la membrana
impermeable para quedar cubierta por el
relleno de confinamiento; conformación final
de los portales del túnel falso y obras de
conducción de aguas a cauces naturales y
alcantarillas y box culverts existentes.
Fotografía 3. Cimentación e instalación de la
sección en arco metálico.
Posteriormente, se continuó con la instalación
de los sistemas de geodrén y las tuberías de
drenaje perforadas que se debían dejar
instaladas en la parte inferior del relleno de
confinamiento; colocación del relleno granular
compactado y reforzado con geotextil tejido,
controlando su alto grado de compactación
(mayor al 95% del ensayo Proctor Modificado)
y manteniendo iguales los niveles de relleno
en ambos lados del arco, para evitar la
transmisión de esfuerzos diferenciales sobre
éste (véase la Fotografía 5).
Fotografía 4. Construcción del muro de
contención.
Fotografía 5. Avance en la colocación de los
rellenos compactados.
Conclusiones
- La caída de bloques de roca en carreteras
desde las partes altas de laderas de corte,
es una amenaza muy grande para vidas
humanas y daños de vehículos, debido a la
gran energía con que impactan. La
carretera Bogotá - Villavicencio no se
escapa de esta amenaza debido a su
trazado obligatoriamente accidentado y
difícil, al desarrollarse por el piedemonte
de la Cordillera Oriental.
- La construcción del túnel falso de 120m de
longitud en el K64+200 de dicha carretera,
con arcos metálicos “Super Span” y
sección semielicoidal de Corpacero, como
una barrera para soportar la energía de
impacto de la caída de bloques, permitió
agilizar la construcción de la obra dentro
de un presupuesto razonable, generar una
barrera física segura entre las caídas de
roca y la vía, por lo tanto, permitiendo de
esta manera garantizar el flujo vehicular y
la integridad de las personas.

XIV JORNADAS GEOTECNICAS DE LA INGENIERIA COLOMBIANA, BOGOTA D.C. OCTUBRE 2007
Normas colombianas de Diseño y construcción
Sismo Resistente, NSR 98. Asociación
Colombiana de Ingeniería Sísmica. Decreto 33
de 1998.
AASHTO (Norma América). Standard
Specifications for Highway Bridges.
Código Colombiano de Diseño Sísmico de
Puentes (CCP-95). Instituto Nacional de Vías.
Que no sean las próximas……
Agradecimientos
Los autores quieren agradecer de manera
especial a la Unión Temporal Túnel Falso,
conformada por las compañías Corpacero S.A.
y Conytrac Ltda. por autorizar la elaboración
de este artículo, y por la confianza y
colaboración brindada durante el desarrollo de
los trabajos. También se extienden
agradecimientos al geólogo Julio Fierro M.Sc.
por la exploración geológica / geotécnica e
interpretación de discontinuidades y
recomendaciones correspondientes, al
ingeniero Luis Eduardo Escobar Botero por
sus permanentes orientaciones y
recomendaciones, a los ingenieros Juan
Manuel Beltrán y Juan Carlos Bonilla por sus
aportes en la definición de los sistemas de
drenaje, al ingeniero Daniel T. Ávila H. M.Sc.
por la simulación mediante el MEF de la
estructura, al ingeniero Germán Tapia por los
análisis de la simulación de la caída del
bloque, al ingeniero Julio Guevara por las
labores de coordinación, a la Sta. Yolanda
Pinto M. por la dirección y elaboración de
planos, y a la Sta. Angie López L. por su
paciencia en la edición especial y exitosa de
este artículo.
Parra, M.T. & Rodríguez, F.A. 2000.
Cartografía y análisis geológico-estructural del
Valle del río Negro - Guayuriba y Piedemonte
Llanero, en el área comprendida entre los
municipios de Guayabetal, Villavicencio y
Acacías, Departamentos de Cundinamarca y
Meta. Trabajo de grado Departamento
Geociencias Universidad Nacional de
Colombia. Bogotá.
Ingeominas, 1998. Geología de la Plancha 266
– Villavicencio.
Ingeominas. 2002. Zonificación integral por
amenazas naturales para la ciudad de
Villavicencio - Meta. Documento interno
Alcaldía de Villavicencio. Villavicencio.
Referencias
American Iron and Steel Institute, (1994).
Handbook of Steel Drainage & Highway
Construction Products.