Ingeniería de Túneles en Colombia: Desarrollo y Seguridad

Héctor Salazar Bonilla
Ingeniero Civil, M.Sc.,
Ph.D. en túneles
Desarrollo de la Ingeniería de
Túneles en Colombia
Noviembre de 2011
CONTENIDO
TUNELES DE CARRETERA (VIALES)
1. ANTECEDENTES
2. NORMATIVA EUROPEA DE SEGURIDAD PARA
TUNELES
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
4. TUNELES EN CONSTRUCCION
5. TUNELES
EN
CONSTRUCCION
6. CONCLUSIONES
DISEÑO
Y
FUTURA
Túneles de Carretera
1. ANTECEDENTES
•Densidad de la
Población - 2002
•La red de
transporte
se
concentra
en las
zonas más
pobladas.
•Fuente: Geosov, 2004
1. ANTECEDENTES
•RED
PRIMARIA
1. ANTECEDENTES
•Red Primaria y Secundaria
1. ANTECEDENTES
•Red Primaria,
•Secundaria
•y Terciaria
1. ANTECEDENTES
Transporte de Carga Nacional por
Modo
Cabotaje
1,3%
Fluvial
2,7%
Ferrocarril
29,3%
Carretero
66,6%
Aéreo
0,1%
Ferrocarril
Aéreo
•FUENTE MINISTERIO DE TRANSPORTE
Carretero
Cabotaje
Fluvial
Explosivo crecimiento en la
cantidad de vehículos nuevos
DINÁMICA VEHÍCULOS AUTOMOTORES EN COLOMBIA
250.000
223.089
•280.000
•253.000
•220.000
•219.500
200.000
147.967
150.000
96.231
100.000
61.001
107.863 102.603
66.401
50.000
-
ENTE: ACOLFA
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
•2007•2008 •2009•2010
2. NORMATIVA EUROPEA DE
SEGURIDAD PARA TUNELES
Directiva Europea 2004/54/CE
Sistemas de Seguridad (1)
Sistemas de Seguridad (2)
Sistemas de Seguridad (3)
Criterios de Evaluación
Potencial de Riesgo (1)
–
–
–
–
–
–
–
–
Longitud del túnel
Número de tubos
Número de carriles
Geometría de la sección transversal,
Alineamiento vertical y horizontal,
Tipo de construcción,
Tráfico unidireccional o bidireccional,
Volumen de tráfico por tubo (incluida su distribución en
el tiempo),
– Riesgo de congestión (diaria o de temporada)
Criterios de Evaluación
Potencial de Riesgo (2)
– Tiempo de acceso de los servicios de
emergencia,
– Presencia y porcentaje de camiones,
– Presencia, porcentaje y tipo de tráfico de
mercancías peligrosas,
– Características de las vías de acceso,
– Ancho de carril,
– Consideraciones en materia de velocidad,
– Medio geográfico y meteorológico.
Criterios de Ponderación
– Tipología del túnel
– Iluminación y suministro energético
– Tráfico y control del tráfico
– Comunicación
– Vías de escape y salvamento
– Protección contra incendio
– Ventilación
– Gestión de emergencia
:
:
:
:
:
:
:
:
14%
7%
17%
11%
14%
18%
11%
8%
TUNELES CARRETEROS
EN COLOMBIA
•Túneles Construidos
•Túneles En Construcción
•Túneles Proyectados
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
• CARRETERA BOGOTA – VILLAVICENCIO
1. TUNEL DE BOQUERON
2. TUNELES DE QUEBRADABLANCA
3. TUNEL DE BIJAGUAL
4. TUNEL DE BUENAVISTA
•
CARRETERA MEDELLIN – OCCIDENTE
1. TUNEL DE SAN JERONIMO
•
CONCESION BOGOTA – GIRARDOT
•
TUNEL DE SUMAPAZ
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
TUNEL DEL BOQUERON
* LONGITUD – 2.405 m
* COBERTURA MAXIMA - 390 m
* ELEVACION – 3.010 msnm
* PENDIENTE -2.6% BOGOTA VILLAVICENCIO
* ALTURA INTERNA 7.0 m
* GALIBO MINIMO - 5.0 m
* DOS CARRILES DE 4.00 m , ANDENES DE 0.70 m
* TRES NICHOS DE PARQUEO CADA 600 m
* OPERACIÓN DESDE 1999
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
CL TÚNEL
LÍNEA TEÓRICA
DE EXCAVACIÓN
MEMBRANA
IMPERMEABILIZANTE
Y GEOTEXTIL
+7.530
CONCRETO
NEUMÁTICO
e=0.15
CONCRETO DE
REVESTIMIENTO
e=0.40
R=5.
38
+5.032
ARCO METÁLICO
TIPO TH-21
4.00
MALLA
ELECTROSOLDADA
4.00
+2.150
29°45'16"
R=
5.3
8
2%
TUBERIA PRINCIPAL DE
DRENAJE EN FIBROCEMENTO
3% Bombeo
+0.000
-1.220
0.25
PERNOS Ø 1" EN ROCA
L=4.00, SL=2.00
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•
NOVIEMBRE DE 1998 - SISTEMA DE IMPERMEABILIZACION
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•
FEBRERO DE 1999 - K15 + 840 - NICHO DE PARQUEO
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•
MARZO DE 1999 INSTALACION VENTILADORES
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•
ABRIL DE 1999 SISTEMA DE ILUMINACION
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•
ABRIL DE 1999 PAVIMENTO EN CONCRETO
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•
MAYO DE 1999 - PORTAL SALIDA, EDIFICIO DE CONTROL
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•
MAYO DE 1999 - PORTAL ENTRADA
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•
•
JULIO DE 1999 - NICHO DE PARQUEO
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
TUNELES DE QUEBRADABLANCA
•TUNEL 1 – 440 m
•TUNEL 2 – 250 m
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
TUNEL DE BUENAVISTA
* LONGITUD – 4.520 m
* COBERTURA MAXIMA - 650 m
* ELEVACION - 720 msnm
* PENDIENTE -1.9% BOGOTA VILLAVICENCIO
* ALTURA INTERNA 7.0 m
* GALIBO MINIMO - 5.0 m
* DOS CARRILES DE 3.60 m, ANDENES DE 0.52 m
* NICHOS DE PARQUEO CADA 800 m
* OPERACIÓN DESDE 2002
•TUNEL DE BUENAVISTA
32
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
TUNEL DE BUENAVISTA
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
TUNEL DE BUENAVISTA
TUNEL DE BUENAVISTA
MISAEL PASTRANA BORRERO
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
TUNEL DE SAN JERONIMO
Longitud
Pendiente
Pendiente de la Calzada
Altura Total de la sección
Ancho Total de la sección
Altura libre de la sección vehicular:
Ancho del carril
Ancho de los andenes
Area de la sección vehicular
Área de la sección de ventilación
Altitud portal oriental
Altitud portal occidental
4.603 metros
2,25 % hacia portal Occidental
2% hacia pared izquierda
8,30 metros
10, 70 metros
4,60 metros
4,0 metros
1,35 metros
48,0 metros cuadrados.
26,8 metros cuadrados.
2.021,7 m.s.n.m.
1918,1 m.s.n.m.
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•TUNEL DE SAN JERONIMO
•TUNEL DE SAN JERONIMO
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•SISTEMAS ELECTROMECÁNICOS QUE LO INTEGRAN:
•SISTEMA
SCADA
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Sistema de Suministro de Energía
Sistema de Iluminación
Sistema de Ventilación
Sistema de detección y extinción de incendios
Sistema de Auxilio SOS
Sistema de control de Tráfico
Sistema Circuito Cerrado de Televisión (CCTV)
Sistema de Altavoces
Avisos Alfanuméricos
Cable Radiante
•TUNEL DE SAN JERONIMO
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•TUNEL DE SAN JERONIMO
•Túnel de San Jerónimo
•Portal Oriental
•Túnel de San Jerónimo
•Portal Occidental
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•TUNEL DE SAN JERONIMO
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•TUNEL DE SUMAPAZ
Tipo de Vía:
Dos carriles unidireccionales con flujo
vehicular en sentido Girardot – Bogotá
Longitud del Túnel:
3.966 m
Longitud incluyendo portales de
acceso:
4.200 m
Ancho promedio del Túnel:
10,80 m.
Número de carriles:
2
Ancho de carril:
3.65 m. cada uno y franja de seguridad de
0,50 m. cada una
Ancho promedio de andenes:
1,25 m
Longitud del túnel auxiliar (Ventana)
207 m.
Longitud total de túnel incluyendo la
ventana:
4.173,0 m
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•TUNEL DE SUMAPAZ
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•TUNEL DE SUMAPAZ
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•TUNEL DE SUMAPAZ
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•TUNEL DE SUMAPAZ
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•TUNEL DE SUMAPAZ
3. TUNELES CONSTRUIDOS Y EN OPERACION
•TUNEL DE SUMAPAZ
4. TUNELES EN CONSTRUCCION
•
•
CARRETERA GIRARDOT - ARMENIA

TUNEL DE LA LINEA (DEL II CENTENARIO) (8.800 m)

20 TUNELES CORTOS
CARRETERA BUGA – BUENAVENTURA

•
CARRETERA PASTO – CHACHAGUI

•
TUNELES CISNEROS LOBOGUERRERO (12 – 6.900 m)
TUNEL DE DAZA (1.710 m)
CARRETERA BOGOTA - VILLAVICENCIO

7 TUNELES CORTOS (85 – 1.000 m)
4. TUNELES EN CONSTRUCCION
TUNEL DE LA LINEA (II
CENTENARIO)
* LONGITUD – 8.800 m
* COBERTURA MAXIMA - 950 m
* ELEVACION – 2.500 msnm
* PENDIENTE -0.92% TOLIMA - QUINDIO
* ALTURA INTERNA 8.0 m
* GALIBO MINIMO - 5.0 m
* DOS CARRILES DE 5.25 m Y ANDENES DE 1.25 m
* NICHOS DE PARQUEO CADA 1.000 m
•TÚNELES DE LA LÍNEA
11/28/2011
54
•TÚNELES DE LA LÍNEA
11/28/2011
55
•TÚNELES DE LA LÍNEA
11/28/2011
56
•PORTAL DEL TOLIMA
BERMELLÓN
•PORTAL DEL TOLIMA
BERMELLÓN
•PORTAL DEL TOLIMA
•PORTAL DEL TOLIMA
BERMELLÓN
BERMELLÓN
•PORTAL DEL TOLIMA
•PORTAL DEL TOLIMA
BERMELLÓN
BERMELLÓN
•PORTAL DEL QUINDÍO CALARCÁ
•PORTAL DEL QUINDÍO
CALARCÁ
•PORTAL DEL QUINDÍO CALARCÁ
•PORTAL
DEL
•PORTAL DEL
QUINDÍO
CALARCÁ
•PORTAL
DEL
•PORTAL DEL
QUINDÍO
CALARCÁ
•PORTAL
DEL
•PORTAL DEL
QUINDÍO
CALARCÁ
•PORTAL
DEL
•PORTAL DEL
QUINDÍO
CALARCÁ
•PORTAL DEL
•TÚNELES DE LA LÍNEA
•TÚNELES DE LA LÍNEA
•
Vía existente
•
•
•
EJE PONCE DE LEON
EJE CONSULTORIA COLOMBIANA
•
PERFIL PONCE DE LEON
•
PERFIL CONSULTORIA COLOMBIANA
Vía de acceso
•TÚNELES DE LA LÍNEA
•TÚNELES DE LA LÍNEA
•TÚNELES DE LA LÍNEA
Túnel de Daza (Concesión Rumichaca –
Pasto – Chachagui)
Túnel de Daza (Concesión Rumichaca –
Pasto – Chachagui)
Túneles cortos Bogotá – Villavicencio
Túneles cortos Bogotá – Villavicencio
•TUNEL 7
Túneles cortos Bogotá – Villavicencio
Túneles cortos Bogotá – Villavicencio
•TUNEL 8
CISNEROS LOBOGUERRERO
•REPÚBLICA DE COLOMBIA
MINISTERIO DE TRANSPORTE
•INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS
•CONVENCIONES
•Calzada Izquierda
•Vía Existente
•Calzada Derecha
•Túneles Existentes
•Poblaciones
•Ríos y Quebradas
•Túneles
•Puentes
•CISNEROS
•PUNTOS CRÍTICOS
•Quebrada
•La Guinea
•RETORNO
•P.I2: 110m
•T.1D: 200m
•A LOBOGUERRERO
•ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA DOBLE CALZADA CISNEROS – LOBOGUERRERO
•P.3: 100m
CISNEROS LOBOGUERRERO
•REPÚBLICA DE COLOMBIA
MINISTERIO DE TRANSPORTE
•TÚNEL EXIST.
•No. 3
•INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS
•Quebrada
•La Reina
•CONVENCIONES
•Calzada Izquierda
•Vía Existente
•Calzada Derecha
•Túneles Existentes
•Poblaciones
•Ríos y Quebradas
•Túneles
•Puentes
•PUNTOS CRÍTICOS
•A LOBOGUERRERO
•A CISNEROS
•TÚNEL EXIST.
•No. 5
•P9: 30m
•TÚNEL EXIST.
•No. 4
•ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA DOBLE CALZADA CISNEROS – LOBOGUERRERO
CISNEROS LOBOGUERRERO
•REPÚBLICA DE COLOMBIA
MINISTERIO DE TRANSPORTE
•INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS
•Quebrada
•El Indio
•PIZARRAS
•P.I4: 80m
•A CISNEROS
•TÚNEL EXIST.
•No. 2
•CONVENCIONES
•Calzada Izquierda
•Vía Existente
•Calzada Derecha
•Túneles Existentes
•Poblaciones
•Ríos y Quebradas
•Túneles
•Puentes
•PUNTOS CRÍTICOS
•P11: 161m
•T.5D: 120m
•A LOBOGUERRERO
•ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA DOBLE CALZADA CISNEROS – LOBOGUERRERO
CISNEROS LOBOGUERRERO
•REPÚBLICA DE COLOMBIA
MINISTERIO DE TRANSPORTE
•INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS
•TÚNEL EXIST.
•No. 1
•Rect: 40m
•TuFal: 80m
•P14: 50m
•Quebrada
•La Chapa
•P15: 84m
•P13: 159m
•T.6: 130m
•A CISNEROS
•CONVENCIONES
•Calzada Izquierda
•Vía Existente
•Calzada Derecha
•Túneles Existentes
•Poblaciones
•Ríos y Quebradas
•Túneles
•Puentes
•PUNTOS CRÍTICOS
•LOBOGUERRERO
•ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA DOBLE CALZADA CISNEROS – LOBOGUERRERO
•REPÚBLICA DE COLOMBIA
MINISTERIO DE TRANSPORTE
SECCIÓN TÍPICA
TÚNEL
•ESTUDIOS Y DISEÑOS DE LA DOBLE CALZADA CISNEROS – LOBOGUERRERO
•INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS
5. TÚNELES EN DISEÑO
• AUTOPISTAS DE LA MONTAÑA
 131 TUNELES (87 KM)
 TUNELES DE HASTA 10 KM DE LONGITUD
• CONCESION BOGOTA – VILLAVICENCIO
 19 TUNELES SEGUNDA CALZADA (TOTAL 14.500 m)
 DESDOBLAMIENTO DE TÚNELES BOQUERON Y
BUENAVISTA
• CARRETERA MEDELLIN - RIONEGRO
 TUNEL DE ORIENTE (8.200 m)
5. TÚNELES EN DISEÑO
• CARRETERA RUTA DEL SOL SECTOR 1
 TUNELES EL TRIGO (2 X 2.180 m), LA
CUMBRE (2 X 980 m) Y LAS LAJAS (2 X 400 m)
• CARRETERA BOGOTA – LA CALERA
 TUNEL DE LA AURORA (1.600 m) O EL
CODITO (1.210 m)
•
CARRETERA HONDA MANIZALES
 TUNEL EN EL ALTO DE LETRAS (>8 KM)
5. TÚNELES EN DISEÑO
• CARRETERA GIRARDOT - IBAGUE
 TÚNEL DE GUALANDAY Y OTROS (>1.000 m)
• AUTOPISTA URBANA DE MEDELLIN
 TÚNELES LATERALES AL RIO (5.300 m)
• AUTOPISTAS URBANAS DE BOGOTA
 TÚNELES CERROS ORIENTALES (2.500 – 5.000
m)
 CARRETERA BOGOTA – HONDA
TÚNEL DE COCOLÓ (6.100 m)
•Túneles Bogotá - Villavicencio
•Túneles Bogotá - Villavicencio
•Túneles Bogotá - Villavicencio
TÚNEL DE ORIENTE
(SANTA ELENA)
•Regresar
•TÚNEL DE ORIENTE
92
•TÚNEL DE ORIENTE
93
RUTA DEL SOL – SECTOR 1
•Corredor Base
Descripción General Túneles Ruta del Sol
TÚNELES
95
Abscisa Inicio
Abscisa Final
Longitud m.
Túneles El Trigo
K12+440
K12+620
2180
Túneles La Cumbre
K15+200
K16+160
960
Túneles Las Lajas
K55+850
K56+250
400
•SECCIONES TRANSVERSALES – GALERÍAS
TÚNEL BOGOTÁ - LA CALERA
•TÚNEL DE GUALANDAY
•PARQUE VIAL DEL RIO - MEDELIN
• AL SUR
•N
• A OCCIDENTE-URABA
•ITAGUI
•SABANETA
•MEDELLIN
•ENVIGADO
•BELLO
• AL NORTE
COSTA
•ATLANTICA
• A ORIENTE-AEROPUERTO
• A BOGOTA
•
•TRAMO 4 Longitud: 5.3 Kms.
•SECCION TRANSVERSAL TIPICA (CALLE 30 - EL MICO)
•OCCIDENTE
•ACTUAL
•12.672 m2
•VS
•VE
•VE
•VA
•8.909 m2
•VE
•VE
•VS
•VS
•PROPUESTA •20.821m2
•20.557m2
•VS
•ORIENTE
•VE
•VIA EXPRESA - VE
•VIA ARTERIA - VA
•VIA DE SERVICIO - VS
•VE
•VA
•VS
•Sistema
Integrado de
Transporte DE
ParaBOGOTA
Bogotá
AUTOPISTAS
URBANAS
•CONCESION NQS
•CONCESION CENTRAL
•CONCESION AV.BOYACA
•CONCESION LONGITUDINAL DE OCCIDENTE
•AUTOPISTAS URBANAS CONCESIONABLES
•TÚNEL DE COCOLÓ
•Inicia carretera
•Cota 275
•Entrada túnel
•Cota 500
•Salida túnel
•Alternativa 2
•Cota 750
•Salida túnel
•Alternativa
1
•Cota 500
•Puerto Bogotá
•Termina carretera
•Empalme con
•Autopista
•Ruta del Sol - Sector 1
•Carretera a Guaduas
•Guaduero
•Honda
•TÚNEL DE COCOLÓ
•1250/650
0
•1250/6600
•1200/630
0
•Alternativa 1
•1050/5400
•1040/530
0
•Acceso Occidental 3300 m
•980/7300
6100 m
•Acceso Oriental
•
•940/4800
•900/7800
1200 m
•850/4300
10600 m
•Alternativa 2
•Acceso Occidental 3300 m
•Túnel
•1050/6000
•Cuchilla de
Cocoló
•Túnel
•Escala Horizontal 1: 50.000
Escala vertical 1: 5.000
•1200/6800
•675/3800
•780/8300
•670/8800
5200 m
•Acceso Oriental
•
4700 m
13200 m
•500/3300
•Plano 0%
•Alt. 1
•L= 5200 m
•L= 6100 m
•0/275
•K9
•500/9400
•425/10600
•Guaduero
•425/13200
•Guaduero
6. Conclusiones
1.
Colombia en los últimos 15 años se ha convertido en el país latinoamericano con
mayor cantidad de túneles carreteros, los más largos construidos y en
construcción. La mayor cantidad de túneles carreteros en diseño.
2.
La ingeniería colombiana es la que ha obtenido mayor experiencia en diseño y
construcción de túneles carreteros en Latinoamerica
3.
Los túneles largos en operación en Colombia, no cumplen con la normativa europea
de seguridad que actualmente se exige para los nuevos túneles.
4.
El riesgo para los usuarios de los túneles es muy alto, en especial es inaceptable en
el Túnel de Buenavista.
5.
Para ser más competitivos a nivel nacional e internacional, es
necesario optimizar el diseño y construcción de los túneles con el
desarrollo de una ingeniería de detalle, así como el uso de los
últimos avances en tecnología y materiales para su construcción.
Héctor Salazar Bonilla
Ingeniero Civil, M.Sc.,
Ph.D. en túneles
[email protected]
321-4294550
www.geoandina.net