GEOTECNIA CHOCOS FORMATO1

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DEL PROYECTO DE CONSTRUCCIN DE LA REPRESA PALLCA EN EL DISTRITO DE QUINUA, PROVINCIA DE HUAMANGA, DEPARTAMENTO DE AYACUCHO

A Dios y a nuestros padres por ser Pilares de nuestro crecimiento, Estandartes de amor en nuestras vidas Y ejemplos de esfuerzo y perseverancia. AGRADECIMIENTOS Damos gracias a todas las personas que contribuyeron en el desarrollo del presente trabajo, a nuestras familias por tolerarnos y apoyarnos en las reuniones grupales, a nuestros amigos y compaeros por ayudarnos a esclarecer nuestras dudas y apoyarnos en las distintas etapas del desarrollo del presente tema. Hacemos la mencin honrosa de los profesionales que nos apoyaron incondicionalmente y resolvieron nuestras dudas: Ing. William Chero Tarazona Ing. Csar Bayro Orellana Ing. Eduardo Coronado del guila Ing. scar Donayre Crdova Ing. Pedro Tumialn de la Cruz Ing. Julio Zapata Canaza GOBIERNO REGIONAL DE AYACUCHO PROYECTO DE IRRIGACIN Y ABASTECIMIENTO DE AGUA EN EL DISTRITO DE QUINUA, PROVINCIA DE HUAMANGA ESTUDIO DE FACTIBILIDAD CONSTRUCCIN DE LA PRESA PALLCCA DEL PROYECTO DE IRRIGACIN Y ABASTECIMIENTO DE AGUA EN EL DISTRITO DE QUINUA, PROVINCIA DE HUAMANGA

NOVIEMBRE 2014 NDICE GENERAL INTRODUCCIN........................................................................................................................... 7 OBJETIVOS .................................................................................................................................. 8 CAPTULO I: GENERALIDADES................................................................................................. 9 ALCANCES Y METODOLOGA .............................................................................................. 10 UBICACIN Y ANTECEDENTES ........................................................................................... 11 CARACTERSTICAS DE LA PRESA Y OBRAS DE DESVO ................................................ 16 CAPTULO II: ESTUDIO TOPOGRFICO ................................................................................. 17 TOPOGRAFA LOCAL ............................................................................................................ 18 CAMINOS DE ACCESO.......................................................................................................... 19 TOPOGRAFA DE LA CUENCA ............................................................................................. 21 CAPTULO III: ESTUDIO GEOLGICO .................................................................................... 22 GEOLOGA DE LA CUENCA .................................................................................................. 23 CARACTERSTICAS DE LAS CANTERAS ............................................................................ 34 CARACTERSTICAS DE LOS BOTADEROS ......................................................................... 36 EVALUACIN SSMICA.......................................................................................................... 37 CAPTULO IV: ESTUDIO HIDROLGICO ................................................................................ 42 ESTUDIO CLIMTICO Y METEOROLGICO ....................................................................... 43 ESTUDIO DE DEMANDA........................................................................................................ 48 CLCULO DE DEMANDA DE AGUA ..................................................................................... 50 CLCULO DE LA CUENCA DEL RO PALLCCA ................................................................... 53 CLCULO DE OFERTA HIDROLGICA ............................................................................... 58 CLCULO DE VOLMENES DEL EMBALSE ........................................................................ 72 CLCULO DE NIVELES DE EMBALSE Y ALTURA DE PRESA ........................................... 76 CLCULO HIDROLGICO PARA LA ATAGUA .................................................................... 85 CAPTULO V: ESTUDIO GEOTCNICO ................................................................................... 88 ENSAYOS E INVESTIGACIONES DE CAMPO ..................................................................... 89 SONDEOS ...................................................................................................................... 50 ENSAYO DE LEFRANC ................................................................................................. 50 ANLISIS DE MATERIAL DE CANTERAS PARA LAS ESTRUCTURAS .............................. 50 DISEO DE LOS ESTRIBOS ................................................................................................. 24 ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES ................................................................. 18 EVALUACIN HIDROGEOLGICA .............................................................................. 20 DISEO DE LA CIMENTACIN ............................................................................................. 22 ANLISIS DE CAPACIDAD DEL SUELO ...................................................................... 18 EVALUACIN HIDROGEOLGICA .............................................................................. 24 DISEO DE LA PRESA .......................................................................................................... 18 CLCULO GEOMTRICO DE LA PRESA .................................................................... 20 DISEO DE ESTRUCTURAS DE LA PRESA ............................................................... 20 Diseo del Cuerpo de la Presa ................................................................................... 20 Diseo del Dren Central ............................................................................................. 20 Diseo de la Pantalla de Cimentacin........................................................................ 20 Diseo de las escolleras de Proteccin...................................................................... 20 Diseo de Taln .......................................................................................................... 20 ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES ................................................................. 20 MOVIMIENTO DE TIERRAS .......................................................................................... 20 SECCIONES DE LA PRESA .......................................................................................... 20 MODELAMIENTO 3D DE LA PRESA ............................................................................ 20 DISEO DE LAS ATAGUAS .................................................................................................. 18 CLCULO GEOMTRICO DE LAS ATAGUAS ............................................................ 20 DISEO DE ESTRUCTURAS DE LAS ATAGUAS....................................................... 20 Diseo de Cuerpo de las Ataguas ............................................................................. 20 Diseo de Escolleras de Proteccin ........................................................................... 20 ANLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES ................................................................. 20 MOVIMIENTO DE TIERRAS .......................................................................................... 20 SECCIONES DE LAS ATAGUAS ................................................................................. 20 MODELAMIENTO 3D DE LAS ATAGUAS .................................................................... 20 CAPTULO VI: ESTUDIO HIDRULICO .................................................................................... 35 DISEO DE LA TOMA DE FONDO ........................................................................................ 18 DISEO DEL ALIVIADERO .................................................................................................... 20 DISEO DEL CANAL DE DESCARGA ......................................................................... 22 DISEO DEL CANAL DE CORONACIN ..................................................................... 22 DISEO DEL SALTO DE TRAMPOLN ......................................................................... 22 DISEO DE REDUCTORES DE VELOCIDAD .............................................................. 22 ELEMENTOS DE CONTROL HIDRULICO .......................................................................... 24 CAPTULO VII: ESTUDIO ESTRUCTURAL .............................................................................. 40 ANLISIS DE LA TOMA DE FONDO ..................................................................................... 18 ANLISIS DEL ALIVIADERO .................................................................................................. 20 PROCESOS CONSTRUCTIVOS Y OBRAS DE DESVO ...................................................... 24 CAPTULO VIII: ESTUDIO MEDIOAMBIENTAL ....................................................................... 45 NORMATIVAS Y LEYES ......................................................................................................... 18 IMPACTO SOCIO-ECONMICO ............................................................................................ 20 ESTUDIO DE INUNDACIN Y GENERACIN DE MICROCLIMAS ..................................... 24 CANTERAS, BOTADEROS Y MANEJO DE DESPERDICIOS .............................................. 18 CAUDAL ECOLGICO E IMPACTO AGUAS ABAJO ............................................................ 20 ANLISIS DE COSTO-BENEFICIO ........................................................................................ 20 CAPTULO IX: PRESUPUESTOS Y CRONOGRAMA .............................................................. 55 PRESUPUESTOS DE LOS ESTUDIOS ................................................................................. 18 CRONOGRAMA DE DESARROLLO DEL ESTUDIO DE FACTIBILIDAD ............................. 20 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................................................................. 60 BIBLIOGRAFA........................................................................................................................... 70 INTRODUCCIN La incorporacin de tierras agrcolas al riego es una de las acciones importantes que darn un gran auge al desarrollo de la agricultura en el distrito de Quinua y en toda la provincia de Huamanga, ya que se lograr incrementar significativamente los rendimientos por hectrea con respecto a las siembras de temporal. Tambin es indispensable que en los proyectos nuevos de riego, desde su inicio se implementen con el uso de tecnologa moderna para lograr una mejor eficiencia en el manejo y aprovechamiento del agua en la agricultura, ya que de esto depende que se tenga ms capacidad de regar superficies abiertas al cultivo con menor cantidad de agua. El abastecimiento de agua para consumo humano es otro factor indispensable en el planteamiento del proyecto, con una poblacin en vas de desarrollo continuo y con una economa de mercado cada vez mayor, por lo que es indispensable la proyeccin del crecimiento de los poblados en la provincia de Huamanga. En el presente informe se detalla el Estudio de Factibilidad de las alternativas de riego y abastecimiento de agua a los poblados por medio de la construccin de una presa luego de haber sido evaluados los recursos hdricos existentes en el flanco occidental de la Cordillera Central. Se ha planteado el proyecto hidrulico con el fin de beneficiar al distrito de Quinua y en general a la provincia de Huamanga. El Proyecto del Embalse del ro Pallcca ubicado en el flanco occidental es pequeo en magnitud, pero este cuenta con una va de acceso terrestre y una infraestructura de riego instalada en actual servicio. El proyecto plantea la mejora en el riego de las parcelas especialmente en las pocas de siembra y permitiendo de este modo realizar dos campaas al ao, esto va a permitir la ampliacin de la frontera agrcola al 100 %, para el cual estn planteadas distintas obras hidrulicas. . OBJETIVOS El objetivo principal de la obra de construccin de la presa Pallcca es almacenar agua de los excedentes de los perodos hmedos en el ro Pallcca (que discurren al ro Mantaro sin ser utilizados en la Quinua) para irrigar ms de 700 hectreas netas con vocacin agrcola que tienen infraestructura menor de riego, completando su demanda de agua para lograr una produccin, en cantidad y calidad, que mejore la economa local para el desarrollo normal. Adems se busca implementar el abastecimiento de agua para consumo humano y fomentar el desarrollo sostenido de una poblacin de 3,608 habitantes en el distrito de la Quinua, ya que cerca al 80% del rea rural dependen enteramente de la agricultura. El Estudio de Factibilidad de la Presa Pallcca, concebido en el Esquema Hidrulico de Quinua donde se agrupa e integra, tiene como meta el planteamiento de estructuras hidrulicas que cumplan con los criterios internacionales de calidad en diseo, para cumplir con la demanda de agua del poblado recurriendo a mtodos y prcticas econmicas y rentables asegurando la calidad de los procesos constructivos. Tambin se busca mejorar la calidad de vida y el nivel socio-econmico de los habitantes estimulando el mercado interno al aumentar el flujo de productos agrcolas en la zona. Todo esto gracias al aumento de la produccin y productividad agrcola mediante la ampliacin de la frontera agrcola en el sector de Quinua.

ALCANCES Y METODOLOGA El presente estudio de factibilidad tiene como principales alcances la caracterizacin del terreno central y circundante a la obra, evaluando a detalle la cimentacin, los estribos del eje de la presa y el vaso del embalse desde los puntos de vista topogrficos, geolgicos y geotcnicos, permitiendo de esta forma la determinacin de las propiedades fsicas y mecnicas, as como los parmetros que gobiernan la resistencia del rea de estudio. A su vez se busca monitorear las investigaciones hidrogeolgicas de campo, y dirigirlas para realizar anlisis de ingeniera, y desarrollar los clculos de diseo a nivel de factibilidad tanto del emplazamiento de construccin como de los materiales empleados en la misma. Tambin se busca llevar a cabo los estudios de sismicidad especficos del emplazamiento, llevar a cabo anlisis de ingeniera destinados a evaluar el balance de materiales, la estabilidad de los taludes, infiltraciones y balance de aguas relacionados con el embalse. Evaluar las condiciones hidrolgicas y sistemas de drenaje del rea de estudio, as como el diseo de las obras hidrulicas de almacenamiento y desvo. La metodologa sigue la linealidad de investigar datos referentes al lugar como: estudio de suelos, cartas nacionales de la zona, estudio del material de la presa y obtener as el informe final, este, ser entregado al profesor conteniendo la informacin de las evaluaciones, diseos y costos de inversin para los estudios de factibilidad de la Presa Pallcca. UBICACIN Y ANTECEDENTES Las proyecciones del proyecto hidrulico planteado as como el rea de riego, polticamente est ubicado en la jurisdiccin del distrito de Quinua, provincia Huamanga, departamento Ayacucho y Regin Sureste del pas. Las altitudes referidas son: Quinua = 3200 a 3400 msnm. (rea de riego) Embalse ro Pallcca = 3705 msnm (ro) Geogrficamente, el proyecto hidrulico est emplazado en la divisoria de aguas de la Cordillera Central de los Andes, el embalse ro Pallcca est ubicada en la parte alta y flanco Occidental con coordenadas geogrficas referidas a las estructuras iguales a 7418'5.38" Longitud Oeste y 1334'12.80" Latitud Sur.

ESTUDIO Las investigaciones geotcnicas en la zona de cierre tiene como objetivo conocer las propiedades geomecnicas de las rocas que afloran, as como las caractersticas fsico mecnicas de los suelos, con fines de cimentacin y permeabilidad, donde se proyecta la construccin del dique de cierre del embalse, estimada con una altura de 16.56 m.

1.1 Investigaciones Geotcnicas

Las investigaciones geotcnicas se sustentan en los trabajos de campo y de gabinete. Los trabajos de campo permiten identificar los materiales comprendidos en el rea de las obras proyectadas, cuyas actividades fueron planteadas con fines de obtener una evaluacin geotcnica del suelo y sub suelo para determinar las condiciones del terreno de fundacin.

Se realiz el levantamiento geolgico geotcnico detallado del rea del vaso y de presa, a escala 1: 1 000, describiendo las unidades geomorfolgicas, lito estratigrficas, estructuras geolgicas, estanqueidad, geodinmica externa e hidrogeolgicas.

Se ha ejecutado estudio de Prospeccin Geofsica por el mtodo de Refraccin Ssmica con cuatro (04) lneas ssmicas con longitudes de 70.00 m cada una.

1.1.1 Geologa de superficie en el rea del Vaso y Presa.

La descripcin de la geologa local comprende. El rea del vaso y cierre de la represa Marcopata, ubicada en la quebrada del mismo nombre, por encima de los 2815 msnm.1.1.1.1. rea del vaso

GeomorfologaEl rea del vaso est comprendida en la unidad geomorfolgica del valle y Can donde ha ocurrido un proceso de erosin, con cauces poco amplios, de forma meandriforme y cerca de la zona de cierre cambia casi en forma de perpendicular, posiblemente por condiciones litolgicas y estructurales, con perfil transversal en forma de V y artesa, con pendientes promedio de 15 a 35, ocupados parcialmente por depsitos inconsolidados del cuaternario y rocabasamento de origen intrusivo de tipo granito (sienogranito).El lecho de la quebrada, es estrecho, con un ancho promedio de 4.00 a 7.00 m y fragmentos de terrazas de inundacin, los que ocupan todo el espacio del lecho de la quebrada, con una gradiente promedio de 2 %.

Las laderas se encuentran bisectadas por crcavas de pendiente moderada a fuerte.

Litologa Estratigrafa Super Unidad Catahuasi (T-gr-c)

Corresponde a la roca basamento, denominada como Super Unidad Catahuasi constituida por rocas de tipo granito (sienogranito) y segn descripcin macroscpica presenta textura algo porfirtica en matriz granular, con estructura masiva, distinguindose a las plagioclasas y algunos cuarzos como fenocristales; la descripcin microscpica nos detalla como minerales esenciales a la plagioclasas, ortosa y cuarzo y como minerales accesorios a la apatita, zircn y los minerales de alteracin a la epidota, clorita y sericita, con pequeos diques andesticos y xenolitos andesticos.El rea de vaso se presenta parcialmente cubiertos por depsitos inconsolidado de origen deluvio - coluvial y aluvial del cuaternarios reciente.

Los depsitos cuaternarios que ocupan el rea del vaso son de origen deluvial - coluvial y aluvial, con espesores variados desde 0.50 a 2.00 m aproximadamente.

Las caractersticas fsicas de la roca intrusiva granito (sienogranito) segn estudios microscpico son:Densidad seca e peso volumtrico seco: 2.43gr/ cm3

Densidad hmeda o peso volumen hmedo: 2.45gr/ cm3

Porosidad: 4.54%

Absorcin :1.87%

Peso especfico: 2.547

Peso especfico saturado con superficie Seca: 2.597

Resist. Max a la Compresin: 1965Kg/cm2

Mdulo de Elasticidad:193685Kg/cm3

Mdulo de Poisson: 0.241

Angula de Falla: 63.11

Depsitos Deluviales - Coluviales (Q-de-co)

Estos son depsitos de laderas y pie de monte, producto de la alteracin y fracturamento de la roca basamento, la accin de la lluvia y la gravedad, con acumulacin de material de escombros depositados sobre ambas las laderas de la quebrada.

Estn constituidos por arenas gruesas a finas con gravas y limos y/o gravas con arenas y poco finos, color marrn claro, poco suelto a poco compacto, con inclusin de cantos y algunos bloques superpuestos y semi enterrados, de naturaleza intrusiva, de bordes angulosos a sub angulosos con espesores promedios que vara de 1.00 m a 4.00m. Depsitos Aluviales (Q-al)

Se ubican en el cauce de la quebrada Marcopata y terrazas de inundacin, conformando los depsitos transportados por la corriente de agua en poca de avenida por la quebrada, constituidos por gravas arenosas y arenas gravosas, color gris a gris claro, suelta, con inclusin de cantos y algunos bloques pequeos, de bordes sub angulosos. Son datadas como del Holoceno.

En algunos tramos del cauce, se presentan acumulaciones de bloques con dimetros hasta 4.50 m de naturaleza intrusiva, lo que consideramos que es producto de la cada de bloques de las laderas y la accin hidrulica del agua en poca de avenida, Esto se ubican cerca al eje de cierre de la presa Marcopata.

Geologa Estructural

Se pueden relacionar con la etapa final el ciclo tectnico andino con movimientos epirogenticos (emersin y fallamiento gravitacional tipo horst) que influyeron en la formacin de la cadena andina actual.

Hacia la margen derecha, donde la quebrada se flexiona o cambia de direccin, presenta una crcava con un ancho de 2.50 m, de bordes escarpados con alineamiento N-S Y viene desde las partes altas del relieve montaoso.

Siguiendo por la ladera de la margen derecha aguas arriba donde la quebrada se flexiona (cambia de direccin casi perpendicularmente) se observan crcavas que vienen desde las partes altas con pendiente fuertes, transportando escombros. En el rea del proyecto se infiere posibles trazos de fallas geolgicas locales inactivas, cercanas a la zona de cierre. Estanqueidad

Segn el marco geolgico del rea del vaso, donde se observan afloramientos de roca basamento de tipo intrusivo, desde el fondo de la quebrada, donde no se evidencian perdidas por filtracin u otro fenmeno similar significativo Y con pendiente del terreno suave a moderada y una actividad tectnica inactiva, nos permiten deducir que existen buenas condiciones de estanqueidad en la zona del vaso.

Se estima un coeficiente de permeabilidad de los materiales inconsolidados del orden de 10-3 a 10-4 cm/seg y de la roca basamento del orden de 10-6 a 10-7 cm/seg, por lo tanto, tambin favorece a la estanqueidad del vaso.

Las observaciones de campo indican que el drenaje de la zona tiende hacia el colector principal constituido por el cauce de la quebrada Marcopata; el vaso est rodeado por montaas de rocas, que si bien en superficie estn fracturadas, tienden a mejorar sus caractersticas geomecnicas en profundidad, disminuyendo su permeabilidad; condiciones que no hacen prever fugas hacia otras cuencas.

En general, el rea del vaso presenta buenas condiciones de estanqueidad que garantiza el almacenamiento de las aguas en poca de avenida.Geodinmica Externa

La ocurrencia de fenmenos de geodinmica externa en el rea del vaso' estn relacionados a la geomorfologa, litologa, rasgos estructurales. Y factores climticos.

Los principales fenmenos de geodinmica externa observados en el rea, consisten en procesos de: erosin, deslizamientos, derrumbes y desprendimientos de rocas, acumulaciones de material granular como consecuencia de fuertes precipitaciones y posibles movimientos ssmicos.

El deslizamiento es un tipo de movimiento de masa de tierra, siendo un proceso de denudacin donde el suelo o roca es desplazado a lo largo de la pendiente por fuerzas gravitacionales; el movimiento ocurre cuando el esfuerzo de corte excede el esfuerzo de 'resistencia del material.

Estos fenmenos se producen generalmente por una combinacin de las condiciones geolgicas morfolgicas Y accin del agua de lluvia, que sobresaturan los materiales inconsolidados y/o tramos con rocas muy fracturadas que ocupan laderas de fuerte pendiente y ocasionan movimientos gravitacionalesHidrogeologa

El rea del vaso se encuentra en la sub cuenca de la quebrada Marcopata que drena hacia el ro Caete, de la vertiente de la Cordillera Occidental, es decir hacia el sistema hidrogrfico del Pacfico.

El basamento impermeable de la cuenca hidrogeolgica del rea de estudio est constituido por la sub unidad de Catahuasi - roca plutnica de tipo granito, siendo una roca muy resistente, cuyas filtraciones de agua se daran por las fisuras en la roca, las que se consideran con un grado de moderado.1.1.1.2 rea de Cierre

El rea de cierre se encuentra en el tramo estrecho de la quebrada Marcopata, estando ocupada por afloramientos de roca intrusiva de tipo granito (sienogranito), perteneciente a la Super unidad Catahuasi, con una cobertura superficial de depsitos inconsolidados de origen deluvial - coluvial y aluvial.

Geomorfologa

El rea de cierre presenta un perfil en 'V' asimtrico, donde el estribo derecho tiene una pendiente promedio hasta de 65 con un relieve escarpado; el lecho de la quebrada tiene un ancho promedio de 9.00 m donde el cauce actual tiene unos 4.00 m y la terraza de inundacin unos 5.00 m, con una gradiente con promedio de menos del 2 %; Y el estribo izquierdo presenta como una terraza antigua con una pendiente promedio de 15 y una altura de unos 10.00 m aproximadamente, luego continua hacia arriba con una pendiente promedio de 20 a 25 como ladera de un cerro.

Litologa Estratigrafa

En el rea de cierre se presenta la roca basamento, denominada como Super Unidad Catahuasi constituida por rocas de tipo granito (sienogranito) Y segn descripcin macroscpica presenta textura algo porfirtica en matriz granular, con estructura masiva, distinguindose en las plagioclasas Y algunos cuarzos como fenocristales; la descripcin microscpica nos detalla como minerales esenciales a la plagioclasa, ortosa y cuarzo y como minerales accesorios a la a patita r zircn y los minerales de alteracin a la epidota, clorita y sericita; presentan pequeos diques andesiticos Y xenolitos andesticos.

En el estribo derecho la roca se presenta en forma denudada, masiva, poco meteorizada con un grado de fracturas de moderado a intenso, con xidos.

En el lecho o cauce de la quebrada se presenta la roca intrusiva con una cobertura de material de origen aluvial en forma fraccionada, constituido por arena media a gruesa con grava y algo de limo y/o grava arenosa con muy pocos finos, color gris claro, suelta, permeable, de naturaleza de los minerales de la roca intrusiva, se encuentra cubriendo al basamento de la roca lntrusiva, con un espesor promedio de O m hasta 1.00 m.

En el estribo izquierdo se presenta la roca intrusiva con una cobertura de depsito deluvial coluvial, constituidos por arenas gruesas a finas con gravas y limos, color marrn claro, poco suelto a poco compacto, con inclusin de cantos y algunos bloques superpuestos y semi enterrados, de naturaleza intrusiva, de bordes angulosos a sub angulosos con espesores promedios de 0.50 m hasta 2.00 m.

Geologa Estructural

En el rea de cierre se presentan sistemas de fisuras y/o fracturas cuyos valores son:Margen derecha

N 350 75 SE

N 300 85 NE

N 85 48 NW

N 330 70 NE

N 155 VERTICALMargen izquierda

N 215 70 SE

N 185 80 NE

N 165 72 NE

N 240 27 NW

N 230 64 SE

N 165 72 NEHacia la margen derecha, hacia aguas arriba del rea de cierre, donde la quebrada se flexiona o cambia de direccin, presenta una crcava con un ancho de 2.50 m, de bordes escarpados con alineamiento N-S Y viene desde las partes altas del relieve montaoso.Geodinmica Externa

En el rea de cierre no se presentan huellas y condiciones de ocurrencia de fenmenos de geodinmica externa, por lo cual consideramos terrenos estables. 1.1.2 Investigaciones Geofsicas

Se ha ejecutado investigaciones geofsicas por el mtodo de refraccin ssmica, con el objetivo de determinar el espesor de los estratos, ubicacin de contacto entresuelo Y roca e identificacin de discontinuidades, adems la interpretacin de los parmetros dinmicos del modelo de velocidades para cada zona, con fines de cimentacin. Se adjunta Informe de prospeccin Geofsica en los anexos.

Dentro del programa se han ejecutado cuatro (04) Lneas ssmicas con longitudes de 70,00 m cada una, ubicadas en el rea de cierre y parte del rea del vaso, siendo ejecutados por la empresa Geoscience ingenieros SAC.

Segn la interpretacin, litolgicamente los estratos se describen como:

Estrato 01 Cobertura

Estrato 02 Dep, coluvial

Estrato 03 Roca alterada

Estrato 04Roca

Estrato 05Roca sana

Los resultados obtenidos se presentan en los cuadros siguientes:

ESPESOR PROMEDIO (m)

EstratoLS-1 Marg. Izq.LS-2 Cauc. CierreLS-3 Cauc. VasoLS-4 Marg.Der.Vas.

10.20 - 2.00--0.50 - 1.00

25.00 - 8.001.00 - 6.001.00 - 4.002.00 - 3.00

35.00 - 10.001.50 - 2.501.50 - 5.008.00 - 10.00

43.00 - 5.003.00 - 4.003.00 - 8.00> 20

5> 20> 20> 20-

VELOCIDAD Vp (m/s)


1325--341

2625122311751000

31820264529791933

43440385039412800

5420045004500-

VELOCIDAD Vs (m/s)


1195--204.6

2343.75672.65646.25550

3109215871787.41159.8

418922117.52167.551540

5210022502250-

POISSON V


10.22--0.22

20.280.280.280.28

30.220.220.220.22

40.280.280.280.28

50.330.330.33-

DENSIDAD ESTIMADA (kg/m3)


11200--1200

21600160016001600

31900190018001900

42200220022002200

5240024002400-

MODULO DE CORTE G (MPa)


145.63--50.23

2189.06723.93668.22484

32265.684785.286070.122555.76

47875.269864.3710336.25217.52

5105841215012150-

MODULO DE YOUNG (MPa)


1111.22--122.04

2485.191857.831714.861242.09

35522.611664.1214795.916229.66

420210.3525315.0226525.8813389.76

5282243240032400-

MODULO DE BULK (MPa)


165.91--72.56

2372.921427.921318.04954.67

33272.656012.078767.953691.65

415533.571945720387.6610291.31

5282243240032400-

CAPACIDAD DE CARGA Qc (KPa)


156.16--58.92

2132258.3248.16211.2

3497.95723.67815.05528.87

4998.981118.041144.47813.12

51209.612961296-

1.1.3. Resultados de Laboratorio

Las investigaciones del subsuelo se han efectuado en base a la excavacin de calicatas en suelos inconsolidados Y cateo en los sectores de afloramiento de roca basamento, realizando la descripcin litolgica y extraccin de muestras representativas, para ser remitidas al laboratorio de mecnica de suelos y rocas

En la zona de cierre se ha excavado una calicata en el lecho de la quebrada, sobre material inconsolidado, alcanzando la profundidad de 0.80 m, siendo la cobertura de la roca basamento de origen intrusivo.

En el estribo derecho se presentan afloramientos de roca denudada de origen intrusivo de tipo granito y en el estribo izquierdo como cobertura se presentan depsitos deluvial - coluvial constituido por material areno gravoso con poco finos y con algunos cantos y bloques de naturaleza ntruslva, habindose realizado excavaciones de poca profundidad por la presencia de bloques y cantos.

Se han extrado muestras de suelo y roca para ser remitidas al laboratorio de mecnica de suelos y roca de la empresa Corporacion Cons & Proyect Servicios de Ingeniera, para los ensayos respectivos con fines de cimentacin.

Se ha considerado los resultados del estudio anterior a nivel de perfil de la muestra de suelo ubicada en el rea de cierre sector de cauce de la quebrada cuyos resultados son: - Calicatas

C 2

- Profundidad

0.80 m

- Anlisis granulomtricoGrava

47 %

Arena

51 %

Finos 2 %

- Humedad

0.85 %

- Limites de Consistencia

NP

- Clasificacin SUCS

SW Arena bien graduada con grava

- Coeficiente de uniformidad (Cu)

22.43 %

- Coeficiente de Curvatura (Cc)

2.12 %

- ngulos de friccin interna

29.89 - Cohesin

0.0 kg/cm2 (NP)- Densidad seca

1.764 gr/cm3La muestra de roca en el rea de cierre fue remitida al laboratorio para los ensayos de mecnica de la roca, cuyos resultados son los siguientes:

- Densidad seca o peso volumtrico seco:2.43 gr/cm3- Densidad hmeda o peso volum hmedo:2.45 gr/cm3

- Porosidad

:4.54 %

- Absorcin

:1.87 %

- Peso Especfico

:2.547

- Peso especfico saturado con superficie seca:2.597

- Resist. Max a la compresin

:1965.00 kg/cm2- Modulo de elasticidad

:193685 kg/cm2 - Modulo de Poisson

:0.241

- Angulo de falla

:63.111.2. Determinacin de carga admisible en Roca

La capacidad admisible es la mxima presin que la cimentacin puede transmitir al terreno sin que ocurra asentamientos excesivos (mayores que el admisible) ni que el factor de seguridad frente a una falla por corte sea menor que el valor 3 para cargas estticas.

Los criterios a considerar para el clculo de la capacidad admisible por el mtodo americano, cuya ecuacin es:

Para el tipo de roca intrusita tenemos:

La capacidad admisible de la roca intrusiva de tipo monzogranito es de 130.66 Kg/cm2

El factor de seguridad es de 3, considerando lo siguiente:

Prevenir las variaciones naturales de la resistencia al corte del terreno.

Prevenir contra posible disminucin local en la capacidad de carga del terreno durante el proceso constructivo.

Las propiedades elsticas de la roca son consideradas como buenas, por lo tanto se recomienda cimentar la estructura de presa sobre roca, debiendo eliminar todo tipo de material de cobertura.

El coeficiente de permeabilidad estimado para la roca instrusiva es del orden de 10-5 a 10-7 cm/seg, considerando como semipermeable a impermeable.1.3. MATERIAL DE CONSTRUCCIN

1.3.1. Requerimientos Tcnicos para un EnrocadoPuede ser usado en la conformacin del cuerpo de la presa, debe ser preferentemente la roca intrusiva de tipo granito (sienogranito), que representa bsicamente a una roca dura, competente, alta densidad y de alto peso especfico, con baja porosidad y baja absorcin. El material de enrocado deber tener las caractersticas tcnicas mnimas siguientes:

Piedra procedente de unidades geolgicas intrusivas.

Granulometra variada desde tamaos mximos de 75.0 cm. de dimetro, hasta tamaos mnimos de 30.0 cm, de bordes subangulosas a angulosas; que pueden ser obtenidos de las canteras en forma natural o por enancado con equipo mecnico.

Peso especfico con valores promedio preferentemente alrededor de 2.40.

Absorcin de valores promedios preferentemente menores a 5%.

Resistencia al desgaste que permita un chancado mecnico de fcil operacin; por lo que los valores de Abrasin en la prueba de los ngeles deben ser preferentemente menores a 30%, en promedio. .

Densidad natural con valores promedio alrededor de 2.50 Ton/m3.

Resistencia a la compresin simple con valores promedio alrededor de 500.00 Kg/cm2 a 1,000.00 Kg/cm2.

1.3.2. Requerimientos tcnicos para impermeabilizacin

Debe ser un material del tipo GC, GM, CL, MH, libre de materias orgnicas e impurezas, no expansible ni compresible, con un ndice de plasticidad no mayor entre el 25.0% a 30.0% y cuya compactacin deba realizarse con equipo idneo para cada tipo de material, de manera de lograr un grado de compactacin mayor al 95% de la Densidad mxima seca del caso obtenida del Ensayo de Proctor Estndar, que permite la obtencin de un material de poca a nula permeabilidad

1.3.3. Resultados de laboratorio en canteras de relleno para Presa.

En el rea del proyecto, cercana al eje de presa Marcopata, donde se ubican los depsitos deluviales - coluviales se han ejecutados las siguientes investigaciones:

1.3.3.1. Canteras de Agregados

Las canteras para agregados para la presa Marcopata se encuentran aguas arriba del eje de presa, en los depsitos aluviales, constituidas por arenas bien graduada, con gravas y cantos; es conveniente considerar actividades de zarandeo y chancado de roca cercanos al rea de cierre, Se han considerado algunas calicatas ubicadas en el rea de la represa para la prospeccin de agregados, siendo la ubicada en la ladera de la margen izquierda Y en el cauce de la quebrada, representada por la calicata C-1 y C-2, alcanzando profundidades hasta 1,00 m Y se estima un volumen til de 5000 m3 entre las dos canteras.

CanteraProfundidad (m)Granulometra (%)SUCSLmites de Consistencia

GravaArenaFinoL.L.L.P.I.P.

C-1156.1436.537.33GPNTNP -

C-2156.641.312.09GPNTNP -

CanteraProfundidad (m)Abrasin %Durab. Agreg.Absorcin %Permeabilidad cm/sHumedad OptimaDensidad Mxima g/cm3Pe sss

C-1125.288.680.082.07 x 10-46.462.242.58

C-2122.166.630.142.17 x 10-36.742.152.63

Las canteras en el cauce de la quebrada Marcopata tienen sus recursos a lo largo del emplazamiento del cauce, presentndose en forma fraccionada (terrazas de inundacin), cuyos fragmentos son de origen intrusivo, los que deben ser clasificados mediante zarandeo y complementando los volmenes requeridos mediante el chancado de los materiales (cantos y bloques de naturaleza ntrusiva). 1.3.3.2. Canteras de Rocas

Se tiene una (01) canteras de rocas identificadas como R1 ubicada hacia aguas abajo del eje de presa, aproximadamente 500 m hacia la margen derecha, conformada por roca intrusiva de tipo granito'(sienogranito) y segn descripcin macroscpica presenta textura algo porfiritica en matriz granular, con estructura masiva, distinguindose a las plagioclasas Y algunos cuarzos como fenocristales; la descripcin microscpica nos detalla como minerales esenciales a la plagioclasa, ortosa y cuarzo Y como minerales accesorios a ala apatita, zircn y los minerales de alteracin estn epidota, clorita, sericita,etc.Parmetros Geomecanicos de la RocaUnidadesValores

Angulo de Falla63.11

Mdulo de Elasticidadkg/cm2193685

Relacin de Poisson-0.241

Resist. Max a Compresinkg/cm21965

Peso Especifico.2.547

Peso Especfico SSS.2.597

Absorcin%1.87

Densidad Secagr/cm32.43

Densidad Hmedagr/cm32.45

Porosidad%4.54

Los parmetros geomecnicos de la roca tienen valores buenos para uso como material de prstamo.El afloramiento de roca intrusiva se presenta sobre un relieve montaoso, estando la roca denudada y para su explotacin se requiere voladura controlada y transporte; existiendo en cantidades ilimitadas, por encima de los 50000 m3 (200 m x 50 m x 5 m).

2. Conclusiones y Recomendaciones.

La estanqueidad en el rea del vaso es favorable, considerando la presencia de un basamento rocoso de tipo intrusivo que ocupara desde el cauce de la quebrada hasta las laderas, con una cobertura parcial de depsitos aluviales y deluvio coluvial de poco espesor; adems se estima un coeficiente de permeabilidad de los materiales inconsolidados del orden de 10.3 a 10-4 cm/seg y de la roca basamento del orden de 10-6 a 10-7 crn/seq, por lo tanto, tambin favorece a la estanqueidad del vaso.

Los perfiles estratigrficos segn la refraccin ssmica nos dieron de resultado 5 estratos los cuales nos indicaron:

Estrato 01 Cobertura

Estrato 02 Deposito, coluvial

Estrato 03 Roca alterada

Estrato 04 Roca

Estrato 05 Roca sana

El perfil estratigrfico obtenido por la refraccin ssmica no es del todo fiar para realizar el diseo de una Presa, por tal caso se recomienda un estudio ms especfico del suelo donde se har la cimentacin de dicha presa, la alternativa ms adecuada seria la Perforacin de Diamantina.

Para evitar la infiltracin de agua se recomienda hacer el proceso de inyeccin de concreto para poder mejorar la capacidad portante.

2014

ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DEL PROYECTO DE

CONSTRUCCIN DE LA REPRESA PALLCA EN EL

DISTRITO DE

QUINUA

, PROVINCIA DE

HUAMANGA

,

DEPARTAMENTO DE A

YACUCHO

INTEGRANTES:

-

Castaeda Ortega, Grecia

-

Chero Segura, Williams

-

Evangelista Huari, Misbel

-

Romero Mendieta, Rocio

-

Tadeo Zenteno, Magaly

CURSO: Taller de Obras

Hidrulicas

PROFESOR: Ing. Rubn

Mogrovejo Esa

Lima, Per

Noviembre del 2014

CAPTULO I:

GENERALIDADES

Taller de Obras Hidrulicas

Estudio de Factibilidad del Proyecto de Construccin de la Represa Pallcca

Distrito de Quinua, Provincia de Huamanga, Departamento de Ayacucho

-

Per

88

CAPTULO

III:

ESTUDIO

GEOTCNI

CO

Taller de Obras Hidrulicas

GEOTECNIA CHOCOS FORMATO1

Documents

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