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Expediente técnico del Proyecto “Construcción – Regulación de las Aguas del río Chonta, mediante la Presa Chonta”
INFORME TECNICO PRINCIPAL (Diseño de la Presa y obras conexas) INDICE
Página I
GENERALIDADES
1
1.1
INTRODUCCIÓN
1
1.2
UBICACIÓN DEL PROYECTO
3
1.3 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.4
ANTECEDENTES DEL PROYECTO DE EMBALSE CHONTA 5 Antecedentes del Estudio 5 Documentos a Tener en Cuenta en Elaboración de Expediente Técnico 5 Marco legal del estudio 6 ESTUDIOS BÁSICOS REALIZADOS PARA LA ELABORACIÓN DEL EXPEDIENTE TÉCNICO 6 1.5 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE INTERVENCIÓN DEL PROYECTO 7 1.5.1 Zona de embalse (ZE) 8 1.5.2 Zona de Influencia Directa (ZID) 8 1.5.3 Zona de Influencia Indirecta (ZII) 9
HIDROLOGIA Clima Relieve Topográfico y Fisiográfico Geomorfología de la Cuenca Hidrografía de las Cuencas y Fuentes de Agua Para el Proyecto Demanda de Agua Pérdidas de Agua del Embalse Balance Hídrico Balance e Índice de Cobertura en el Tiempo
11 11 12 13 14 16 21 23 24
Caudales Máximos
25
Caudal Máximo de Ingreso al Embalse Parámetros y Consideraciones del Método HEC-HMS Caudal Máximo Rio Chonta Ingreso Embalse Tránsito de Avenidas y Niveles Extraordinarios del Embalse Curva Altura- Volumen-Área del Embalse Chonta Caudal Máximo de Diseño del Aliviadero de Excedencias Sedimentación en el Embalse Determinación del Volumen Muerto
29 29 31 31 32 32 34 35
2.2
GEOLOGÍA GEOTECNIA Y MECÁNICA DE SUELOS
36 i
2.2.1 Geomorfología Regional 2.2.2 Geología de la Zona del Embalse 2.2.3 Geología de la Zona de Cierre 2.2.4 Geotecnia Relacionada con el Embalse Chonta
36 38 40 46
2.3
51
INVESTIGACION GEOFISICA
2.3.1 Obtención de Parámetros Métodos de Refracción Sísmica, Sondeos Polo – Dipolo (SPD) y Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) 2.3.2 Conclusión de la Refracción Sísmica 2.3.3 Interpretación Geoelectrica de las Tomografías Eléctricas 2.3.4 Interpretación Geoelectrica de los SEV 2.3.5 Resultados de la Prospección Geofísica Integrada (Sísmica, Tomográficas y Sev)
51 53 54 55 58
3. INGENIERIA DEL PROYECTO 62 3.1 ALTERNATIVAS DE UBICACIÓN Y CARACTERÍSTICAS DE LA PRESA 62 3.1.1 Antecedentes Respecto al Tipo y Ubicación del Eje de la Presa Chonta 62 3.1.2 Geodinámica Externa y la necesidad de reubicar el sitio de presa 62 3.1.3 Análisis de la Ubicación del Eje de Presa, Estudio Perfil-Prefactibilidad 63 3.1.4 Análisis de la Propuesta de Presa Correspondiente al Estudio de Factibilidad 68 3.1.5 Análisis de Acuerdo a la Estratigrafía de Factibilidad 70 3.1.6 Análisis de Acuerdo a la Geología Estructural de Factibilidad 71 3.1.7 Análisis de Acuerdo a Riesgos de Geodinámica Externa. 72 3.2
UBICACIÓN DE LA PRESA CHONTA A NIVEL DE EXPEDIENTE TÉCNICO DEFINITIVO
73
3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.2.8 3.2.9
Consideraciones Generales Análisis Geomorfológico Área de Ubicación Eje de Presa Definitivo Análisis de Acuerdo a la Estratigrafía y Litología del Área del Eje de Análisis Geológico Estructural Local del Eje de Presa Análisis de Acuerdo a Geodinámica Externa Local Eje de Presa Conclusiones Respecto al Sitio Emplazamiento Definitivo de Presa
73 75 75 77 78 78
3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5
CRITERIOS DE DISEÑO PRESA CHONTA Criterios Generales Criterios Específicos del Diseño Geometría de la Presa Característica Generales de la Presa Chonta Características del aliviadero
79 79 81 82 83 84
3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3
ANALISIS DE ESTABILIDAD DELA PRESA Volteo Deslizamiento Análisis de Esfuerzos de Deformación
84 84 86 87
3.5
DISEÑO DEL TRATAMIENTO DE FUNDACION DE LA PRESA
87
3.5.1 Objetivo y Alcance 3.5.2 Criterios Para el Diseño de Inyecciones de Lechada de Cemento
87 88 ii
3.5.3 Mejoramiento de la capacidad portante del suelo base de la presa 3.5.4 Control de filtraciones 3.5.5 Tratamiento para la impermeabilización 3.5.6 Cálculos justificativos del volumen de inyección total del proyecto
88 90 90 103
3.6 3.6.1 3.6.2 3.6.3 3.6.4 3.6.5
OBRAS CONEXAS A LA PRESA CHONTA Descarga de Fondo Descarga de Servicio Túnel Hidráulico Como Descarga de Fondo y Toma de Servicios Cámara de Compuertas Aliviadero de Emergencia
RIESGO SISMICO Sismicidad Histórica Sismicidad Instrumental Actividad Sísmica Estimada, Sismo Máximo de Diseño Análisis de Datos Determinación de las Aceleraciones Básicas de Diseño Intensidades Registradas y Esperadas Niveles aceptables de riesgo sísmico Estimación del nivel de riesgo sísmico Selección de sismos para fines de diseño espectros de amenaza uniforme y factores de escala Criterios para la selección de sismos
107 107 107 112 113 114 116 118 118 120 120 121
4.7 4.7.1 4.7.2 4.7.3 4.7.4 4.7.5
Conclusiones Estabilidad como presa de gravedad Escenarios de carga Geometrías analizadas para estabilidad de presa como cuerpo rígido Análisis de resultados Modelación estructural de la presa
124 124 124 126 127 128
4.8
Conclusiones
128
5.
DISEÑO DEL ALIVIADERO DE EXCEDENCIAS DE PRESA CHONTA
130
5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.3 5.4 5.5
Calculo Hidráulico del Aliviadero de excedencias Transito del caudal de diseño del aliviadero Perfil de la cresta del vertedero Altura de la Gradas Calculo de la altura de muros laterales del aliviadero Determinación de energía remanente y diseño de poza disipadora Dimensiones de la poza disipadora
138 138 138 139 140 140 140
6.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS GENERALES DE LA PRESA CCR
143
6.1
Trabajos que comprende la presa
143
6.2
Consideraciones de diseño
143
4.5
iii
6.2.1 Generalidades 6.2.2 Requerimientos estructurales de la presa 6.2.3 Criterios de diseño de mezclas de concreto para la presa CCR 6.2.4 Concreto compactado con rodillo (CCR) 6.2.4.1 Densidad y relación pasta/cemento 6.2.4.2 Permeabilidad 6.2.4.3 Cohesión “in situ” en las juntas 6.2.4.4 Consistencia 6.2.5 Concreto para las superficies exteriores de la presa 6.2.6 Concreto de regularización 6.2.7 Características del CCR de acuerdo a requerimientos estructurales
143 145 146 146 147 147 147 147 148 149 149
6.3 Programa de construcción 6.3.1 Programa de ensayos para las diferentes mezclas 6.3.2 Programa de control de calidad
150 150 150
6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.2 6.4.3
Juntas constructivas Generalidades Juntas con tratamiento normal Juntas frías horizontales Tratamiento tipo I Tratamiento tipo II Juntas de contracción