Los estratos geológicos se forman por la acumulación de sedimentos y su endurecimiento bajo presión a lo largo de muchos años. Generalmente, cuanto más antiguos son los estratos, más duros y estables son. Los estratos justo debajo del lecho marino suelen ser arena recién depositada que aún no se ha solidificado en roca. Los estratos alrededor del archipiélago japonés son relativamente nuevos, y la zona está sujeta a una intensa actividad volcánica y sísmica, lo que los hace aún más complejos.
Basándonos en estudios geológicos previos, podemos extraer las siguientes conclusiones:
1) Es imprescindible determinar las especificaciones de la ruta como requisito previo para su selección. Entre los posibles vehículos para la operación del túnel se incluyen automóviles, trenes y vehículos de motor lineal, y las especificaciones de la ruta varían según la situación. 2)
Conducir un automóvil a través de un túnel ultralargo plantea dudas sobre las limitaciones ergonómicas del conductor. Además, los vehículos de motor lineal se encuentran en fase de pruebas y probablemente pasará algún tiempo antes de que se implementen en la práctica.
Por lo tanto, en esta etapa, hemos decidido utilizar las especificaciones de la ruta del túnel Shinkansen más realista.
Específicamente,
1) la pendiente máxima es 20/1000 (una caída de 20 m en 1000 m), y
2) el radio de curva mínimo es 5000 m;
esto es suficiente para acomodar un túnel de carretera.
El principal obstáculo para la selección de la ruta del Túnel Japón-Corea es la presencia de una gran falla con un profundo desnivel en el Canal Oeste del Estrecho de Tsushima y la presencia de nuevas capas sedimentarias no consolidadas en la zona. Para adaptarse a esta formación geológica, se consideran dos rutas.
La primera discurriría a través del lecho rocoso bajo las capas sedimentarias no consolidadas. La construcción sería relativamente segura, pero el túnel atravesaría profundidades considerables, lo que resultaría en una longitud total considerable. La construcción podría realizarse mediante técnicas de tunelación en montaña, incorporando la inyección de agua en la masa rocosa para contener el agua, como se demostró en el Túnel Seikan. La segunda ruta discurriría a través de las capas no consolidadas y utilizaría el método de tunelación con escudo. En este caso, el túnel sería menos profundo, lo que resultaría en una longitud total menor. Sin embargo, la tunelación con escudo bajo alta presión de agua a profundidades superiores a 150 metros no tiene precedentes, y aún persisten numerosos desafíos técnicos. En cualquier caso,
las técnicas de tunelación en montaña, que implican excavar a través del lecho rocoso, son probablemente viables para el tramo entre Kyushu e Iki. El problema reside en cómo atravesar las capas sedimentarias más recientes en los canales este y oeste del estrecho de Tsushima. Según sus características, son posibles dos métodos de excavación.
Teniendo en cuenta las condiciones geológicas descritas anteriormente, se propone actualmente la ruta del túnel que se muestra arriba. Este es un mapa geológico desde Kyushu hasta la isla de Geoje, en Corea del Sur. La ruta C, que llegaría directamente a Busan, presenta el inconveniente de ser extremadamente larga. A continuación, me centraré en la descripción geológica de la ruta a la isla de Geoje. En primer lugar, la
región de Kyushu alberga la capa terciaria del yacimiento de carbón de Karatsu, cuya superficie está cubierta por lava basáltica, y se observan otras rocas intrusivas. Los estudios magnéticos del canal de Iki revelaron numerosas intrusiones ígneas. Iki está compuesto por el Grupo Iki del Terciario, también cubierto por lava basáltica. Entre
Iki y Tsushima, en el canal este, se encuentra un arrecife llamado Shichirigasone, y se espera la presencia de rocas ígneas en la zona circundante. La geología general corresponde al Grupo Katsumoto en la costa de Iki y al Grupo Taishu en la de Tsushima. Sin embargo, existe una sección de nueva capa sedimentaria entre ambos grupos, por lo que evitarla requeriría la excavación de un túnel bastante profundo.
Tsushima está compuesta principalmente por el Grupo Taishu, con un gran cuerpo granítico en el sur, cuya zona circundante ha sufrido hornfelsificación. La hornfelsificación es el proceso por el cual la roca se altera por el calor. Debido a que el granito retiene el calor, los estratos circundantes con los que entra en contacto también se ven sometidos a él. La roca hornfelizada es extremadamente dura. Frente a la costa del
Canal Occidental de Tsushima, una gran falla discurre paralela a la costa, y al oeste de esta se forma una profunda depresión en el lecho rocoso, sobre la cual se depositan nuevas capas sedimentarias. Estas nuevas capas sedimentarias se han ido acumulando en el fondo marino como nieve que cae desde el Plioceno, en el período Terciario, hace más de dos millones de años, o incluso antes, hasta la actualidad. Todavía se encuentran en proceso de diagénesis y no se han solidificado completamente en roca. Por lo tanto, se cree que contiene una gran cantidad de agua y es extremadamente blando.
Dos posibles maneras de atravesar esta zona son utilizar el método de tunelización con escudo para excavar la capa sedimentaria o utilizar métodos de tunelización de montaña para excavar el lecho rocoso subyacente. El punto más profundo del Canal Oeste se encuentra a 150 metros bajo el agua, y un túnel a través del lecho rocoso tendría una profundidad de entre 550 y 600 metros. Se cree que este lecho rocoso desciende con una pendiente de aproximadamente 4 grados hacia Corea.
Con base en esta descripción geológica general, los problemas de construcción previstos se pueden resumir de la siguiente manera:
Primero, en la región de Kyushu, el granito se ha erosionado formando bloques similares a la arena en algunas zonas, los cuales podrían colapsar fácilmente si se absorbe agua subterránea. En el lecho marino del Canal Iki y del Canal Este se encuentran rocas ígneas, y existe la posibilidad de que se produzcan manantiales repentinos.
Los recursos hídricos son limitados en Iki y Tsushima, y la población depende del agua subterránea para la vida diaria, la agricultura y la pesca. Por lo tanto, se debe tener cuidado para minimizar el impacto en el uso del agua subterránea. Además, cómo abordar las nuevas capas sedimentarias no consolidadas bajo el lecho marino del Canal Occidental es, sin duda, el mayor desafío para todo el proyecto del túnel.
Dado que los estudios geológicos realizados hasta la fecha han sido generales y cualitativos, el siguiente paso requerirá estudios cuantitativos específicos que involucren profundamente las consideraciones de diseño, presupuesto y métodos de construcción. Por lo tanto, los desafíos futuros se pueden resumir en las siguientes cuatro áreas:
1) Primero, profundizar en el conocimiento de las propiedades geológicas ingenieriles a lo largo de toda la ruta, tanto en tierra como bajo el agua.
2) Identificar las condiciones hidrogeológicas en cada región para abordar los problemas de aguas subterráneas en las zonas terrestres de Kyushu, Iki y Tsushima.
3) Identificar y evaluar las propiedades geológicas e ingenieriles de las nuevas capas sedimentarias en los Canales Oriental y Occidental.
4) Identificar y evaluar la distribución y estructura de la geología del lecho marino y sus propiedades ingenieriles.
Si bien hasta la fecha los estudios acústicos marinos se han utilizado principalmente en los estudios geológicos marinos, esto por sí solo no es suficiente para comprender las propiedades físicas de la geología. Por lo tanto, los planes futuros contemplan la realización de estudios sísmicos marinos, además de los ya existentes.
En cuanto a la geología terrestre, se seguirán realizando comparaciones estratigráficas de cada área para esclarecer la estructura geológica entre Kyushu, Iki y Tsushima. Asimismo, se continuarán llevando a cabo estudios hidrogeológicos. Además, se realizarán estudios geotécnicos, correspondientes al método de construcción, tanto para las zonas terrestres como para los fondos marinos.
La organización de los estudios representa un gran desafío, y es necesario unificar los estándares topográficos y organizar los datos de los estudios realizados hasta la fecha, tanto terrestres como marítimos. También existe la cuestión de la unificación de los estudios topográficos entre Japón y Corea. El datum de nivelación se encuentra en Nihonbashi (Tokio, Japón) e Incheon (Corea), por lo que es fundamental comprender con precisión la relación entre ambos países. Por este motivo, será necesario seguir fomentando los intercambios entre Japón y Corea en el futuro.
Estudio geológico y de construcción del túnel Japón-Corea
Vista general del túnel Japón-Corea
proyecto
