(Delucchi Fuenzalida, 1973)
El túnel Chacabuco se encuentra aproximadamente a 65 Km al norte de Santiago, en la ruta que une a esta ciudad con la cuidad de Los Andes. Atraviesa el cerro Las Ñipas ubicado en el Cordón Chacabuco y tiene una dirección N-S, con un largo aproximado de
2.050 m, una sección programada de 60 m2 y una pendiente del 3,4% hacia el sur. Su
ancho interior es de 8,5m en donde se configuran dos pistas de automóvil y dos calzadas peatonales.
En el área del proyecto afloran rocas estratificadas volcánicas y sedimentarias continentales de la Formación Farellones, intruidas por rocas basálticas y dioríticas, además hay varias estructuras de pequeños cuellos volcánicos. Esta formación está compuesta principalmente por tobas, brechas, lavas andesíticas y riolíticas, conglomerados, tufitas y lutitas, que corresponden estrictamente al miembro inferior de esta formación o Tuquito.
Los intrusivos basálticos se presentan en abundancia en el interior del túnel y corresponden, tanto en superficie como dentro de él, a zonas muy afectadas por los fenómenos de meteorización, encontrándose muy descompuestos. En la Figura 32 se muestran los principales rasgos estructurales del área del Túnel Chacabuco.
Un kilómetro al oeste del túnel se encuentra la falla de “Las Mesas”. Esta estructura puede seguirse por 12 Km hacia el valle del Aconcagua. Una gran cantidad de fallas menores subparalelas y transversales acompañan a esta falla regional. Las fallas ubicadas dentro del área del túnel y sus alrededores, son de varios metros de espesor y han acondicionado permitido un total quebrajamiento y destrucción de la continuidad estructural del área. La primera zona, aproximadamente los primeros 700m contados a partir del portal sur, está compuesta por andesitas, areniscas, tobas y brechas, con zonas de intenso fracturamiento y de mala calidad geotécnica, asimilable a una falla. Algunas de estas fracturas corresponden a espejos de falla, es decir, microfisuras con paredes pulidas y rellenas con películas de arcilla.
La segunda zona (Km 7.480 – 8.277) se presenta muy intruida por cuerpos basálticos con relictos de andesita, los cuales muy fracturados y de mala calidad geotécnica, además en las zonas de cizalla se presenta infiltración de aguas del canal Chacabuco hacia el túnel. Adicionalmente, existen tramos con concentraciones de arcilla e intercalaciones de sedimentos continentales y volcanitas andesíticas.
La tercera zona (Km 8.318 – 8.700) está compuesta por andesitas, brechas tobáceas y basaltos intrusivos. Todos estos tipos litológicos presentan intenso fracturamiento y gran cantidad de arcilla, es una zona de malas características geotécnicas.
Considerando que existe un problema bastante claro respecto a la mala calidad de las rocas atravesada por el túnel Chacabuco, el Ministerio de Obras Públicas, MOP, estimó necesario conocer las posible cargas a que estaría sometida la bóveda. En el año de 1.973, se habían instalado alrededor de 80 extensómetros a lo largo del túnel, los cuales fueron adosados a las cerchas.
Dichos extensómetros fueron instalados con mucha posterioridad a la disposición de las cerchas, de manera que las deformaciones elásticas ya habían transcurrido al momento de realizar las mediciones. La Figura 33 ilustra la ubicación de los extensómetros en el
túnel20.
20 Comentario del autor de tesis
Figura 33. Ubicación de los extensómetros en el túnel, los cuales registraron movimientos diferenciales de la bóveda
La Tabla 17 contiene las tensiones aparentes medidas en el túnel y las deformaciones respectivas. Las fatigas a lo largo de todo el túnel, generalmente son mayores del lado este del túnel (posición III), esto sugiere que habría esfuerzos diferenciales actuando sobre
la bóveda21.
A partir de la información entregada por Delucchi Fuenzalida (1973) y sus análisis, puede decirse que todas las mediciones crecen constantemente a diferentes ritmos durante la etapa constructiva del túnel (1.965-1.971), pero una vez finalizado en el año 1.972, las tensiones en la mayoría de los extensómetros tienden a estabilizarse.
21 Comentario del autor de tesis
Posición I Posición II Posición IV Posición III Este (E) Oeste (W)
Tabla 17. Valores de la tensión registrada en los extensómetros y la deformación asociada Ubicación (Km) Litología Tensión (Kg/cm2) Deformación Unitaria x 10-6 (%) E W E W
7100 Andesita con amigdalas rellenas de
zeolitas 4,17 2,65 1,99 1,26
7240 Anseditas, areniscas, tobas y brechas 2,80 1,60 1,33 7,62
7400 Andesitas con espejos de falla rellenos
con pelicula de arcilla 2,15 - 1,02 -
7580 Intrusivo basáltico 2,50 - 1,19 -
8170 Sedimentos continentales y volcanitas
andesíticas 3,30 2,00 1,57 9,52
8320 Andesitas con alto contenido de arcilla 2,00 - 9,52 -
Durante la construcción del túnel Chacabuco, no se realizaron ensayos acerca de las propiedades mecánicas, físicas y químicas de la arcilla existente en el túnel. Sin embargo, se llevaron a cabo análisis de rayos X, donde se estableció que las muestras recolectadas correspondían al tipo montmorillonita, aunque la pureza de éstas era variable, estando siempre en presencia de cantidades relativas de caolinita, calcita, anortita, hematita y feldespatos.
Las muestras de arcilla recolectadas provienen de zonas en donde la actividad de arcillas era abundante, no obstante no hay un tipo de relación concluyente entre el tipo de roca y la presencia de ellas, aunque existía predominancia de concentraciones de arcillas en las rocas volcánicas; en los basaltos o roca intrusivas la presencia de arcilla se da por medio del relleno de las innumerables fracturas cortas y de diseño caótico, denominado espejo de falla; y por último en las rocas sedimentarias hay poca ocurrencia de arcillas.
A pesar de no haberse llevado a cabo ensayos para determinar el potencial de expansión de las rocas, se detectó por parte de los geólogos que en muchos tramos, donde predominaba la presencia de arcillas, el levantamiento interior del túnel era evidente.