PROYECTO: “CONSTRUCCION DE LA PRESA DE YANACOCHA”
INFORME TECNICO GEOLOGIA, GEOTECNIA Y ESTUDIO DE CANTERAS CON FINES DE LA CIMENTACION DE LA REPRESA DE YANACOCHA
UBICACIÓN LUGAR
:
Villa de Pasco
DISTRITO
:
Tinyahuarco
PROVINCIA
:
Pasco
DEPARTAMENTO
:
Ancash
REALIZADO POR
:
“FOURTH BUILDING COMPANY”
Nombre: Jimmy Ola machaca Código: 20112011- 041623
1.1
Antecedentes del Proyecto. La laguna Yanacocha es fuente de aporte de recurso hídrico a la quebrada Yanacocha, parte de este recurso se pierde en las épocas lluviosas de noviembre a abril. En la actualidad la Laguna Yanacocha cuenta con una estructura de almacenamiento muy antigua, la cual se encuentra deteriorada y en mal estado. Esta estructura está conformada por un dique de tierra y concreto, una obra de captación y un aliviadero de demasías. El Gobierno Regional de Pasco en su afán de incrementar el volumen de almacenamiento de aguas en la represa Yanacocha, realizo diversas obras para su funcionamiento, siendo estas: construcción de un canal de alivio y una estructura de descarga de agua de la represa; las estructuras antes mencionadas presentan problemas en su diseño hidráulico y estructural; además durante la ejecución de las obras se desestabilizo el dique de la represa, esto trajo como consecuencia la aparición de filtraciones en diferentes lugares de la represa y haciendo que las aguas almacenadas en la represa se pierdan hacia la quebrada y así disminuyendo su volumen de almacenamiento. Estas filtraciones han causado la inestabilidad del dique, lo que podría ocasionar el colapso de la represa, esto representa un riesgo latente para el Centro Poblado La Villa de Pasco, por este motivo es de suma importancia le ejecución de la Reconstrucción de la Represa Yanacocha.
1.2
Objetivos del Estudio. El objetivo principal es lograr el riego de las áreas de cultivo del Centro Poblado Villa Pasco mediante el almacenamiento de las aguas provenientes de la cuenca colectora de la laguna Yanacocha, para lo cual se construirá la Represa Yanacocha. Este objetivo se concreta con la elaboración del presente proyecto: Construcción de Represa Yanacocha de tierra homogénea con sus respectivas obras conexas: estructura de descarga hacia canal de riego, estructura de descarga hacia quebrada, aliviadero de demasías con poza disipadora. Asimismo comprende el proyecto de la Línea de Conducción en una longitud de 500.0 metros lineales, mediante su revestimiento con concreto f’c=175kg/cm2. Con la ejecución de la obra se mejorará el riego de 450 hectáreas beneficiando a una población de 1 409 habitantes, del centro poblado Villa Pasco.
CAPITULO I : 1.3
GENERALIDADES
Ubicación Geográfica y Política El proyecto tiene la siguiente ubicación: Ubicación Política: Región : Pasco Departamento: Cerro de Pasco Provincia : Pasco Distrito : Tinyahuarco Lugar : Villa de Pasco Ubicación Geográfica. Latitud Sur : 10º 40’40” Longitud Oeste: 76º 15’22” Altitud : Dique de la Represa a 4,320.00 msnm y el área de riego a 4,200 msnm. Ubicación Hidrográfica: Cuenca : Río San Juan Sub-Cuenca : Río Ocshapampa Micro-Cuenca: Quebrada Yanacocha.
1.4
Descripción del Proyecto. Las obras principales consideradas en el proyecto son: 01 Represa de Tierra, con sus respectivas obras conexas y Canal de Conducción. A continuación se describen las características de las estructuras consideradas:
1.4.01
Presa de Tierra Homogénea. La Presa Yanacocha, está conformada por un dique de tierra homogénea con taludes aguas arriba de 4:1 (H:V) protegido con una enrocamiento de diámetro promedio 0.35m y con un talud aguas abajo de 2,5:1 (H:V), terminando en una corona de cota 4253,65 msnm y 4,50 m de ancho, con la finalidad de brindar acceso peatonal. En el talud en contacto con el agua (anterior), debajo del enrocado se prevé la colocación de un geotextil NT 3000, Geomembrana y un geotextil NT 3000, seguidamente se colocara un filtro conformado de arena gruesa y grava de 3” con espesor de 0,10 m, con un talud en la divisoria de 4:1 (H:V). Al pie del talud posterior de la presa se ha diseñado un sistema de drenaje con filtro de acuerdo a diseño el que se conecta a una chimenea recta de filtro de espesor 1.20 m.
1.4.02
Cimentación de la Presa. Con la finalidad de obtener una buena cimentación se hace necesario el despalme del material vegetal en una profundidad de 1.50 m abarcando el área integral de apoyo de la presa. En toda la longitud del eje de la presa y en los niveles de cimentación se proyecta un dentellón de ancho inferior de 4,00 m y una profundidad hasta de
2,50 m con taludes 1:1 en ambos extremos, resultando un ancho superior máximo de 9,00 m. 1.4.03
Sistema de Descarga de Servicio hacia Canal de Riego. La toma de servicio con su rejilla metálica permite descargar un caudal mínimo de 0,320 m3/seg, mediante una tubería de diámetro exterior 14” de material PVC-SAP C-10, igualmente reforzada con anclajes de concreto armado de espesor 0.40m, separadas 5.0m, en toda su longitud. En el extremo final de esta tubería se diseña una poza disipadora de energía para continuar con la cámara de válvulas de concreto armado que alberga la válvula de compuerta de bronce 14” de diámetro de fierro fundido bridada, que controla la salida de agua hacia el canal de conducción.
1.4.04
Sistema de Descarga hacia Quebrada Yanacocha. La toma de servicio con su rejilla metálica permite descargar un caudal mínimo de 0,320 m3/seg, mediante una tubería de diámetro exterior 14” de material PVC-SAP C-10, igualmente reforzada con anclajes de concreto armado de espesor 0.40m, separadas 5.0m, en toda su longitud. En el extremo final de esta tubería se diseña una poza disipadora de energía para continuar con la cámara de válvulas de concreto armado que alberga la válvula de compuerta de bro nce 14” de diámetro de fierro fundido bridada, que controla la salida de agua hacia la Quebrada.
1.4.05
Aliviadero de Demasías. Se ha diseñado un vertedero lateral de demasías aguas arriba del lado derecho del coronamiento de la presa, con el objeto de evacuar un caudal máximo transitado de 10,22 m3/seg con un ancho del labio vertedor de 5,50 m y una altura total de 1.50m a la cota de 4253.65 msnm. Luego del vertedero lateral, continúa el canal abierto rectangular de ancho 2,00 m, con un pequeño tramo de conducto cerrado conformado una alcantarilla de longitud 10,00 m y 2,00 m de alto. Prosigue canal de concreto armado, rápida de descarga con un ancho de 2,00 m hasta la poza disipadora de dimensiones descritas en los planos respectivos. Todas las estructuras antes mencionadas serán de Concreto Armado f’c=210kg/cm2. En el siguiente Cuadro Nº01, se muestran las características del embalse Yanacocha.
Cuadro Nº01: Características de Embalse Yanacocha. PRESA YANACOCHA Descripción Tipo de presa: Homogénea Altura Máxima de la Corona Ancho de Corona Longitud de Corona Talud aguas arriba Talud aguas abajo Nivel de Aguas Mínimas (NAMI) Nivel de Aguas de Operación (NAMO) Nivel de Aguas Máximas Extraordinarias (NAME) Nivel de la Corona (NC) Caudal de Servicio Caudal Transitado de Alivio de Máximas Avenidas Volumen Máximo Volumen Útil Volumen Muerto
Cantidad
Unidad
8,00 4,50 135,00 4:1 2.5: 1 4246.85 4 552.15 4 553.15 4 553,65 0,32 12,22 3181 935 2730 591 406 564
mts mts mts
msnm msnm msnm msnm m3/seg m3/seg m3 m3 m3
Se han localizado canteras de materiales adecuados para la represa:
MATERIAL Material Suelto Roca, piedra chancada
DISTANCIA PRESA 0,80 km
A
UBICACIÓN Trocha Carrozable de acceso Km 285 Carretera 16,00 km Central
b.8.2) Canal de Conducción A la salida de la Estructura de Descarga de Servicio se proyecta la construcción de un canal rectangular de Concreto simple f’c=175kg/cm2 con una capacidad de conducción de 320l/s de dimensiones 0.8x0.60m y un espesor de 0.15m, que tendrá una longitud de 500,00 metros lineales, el cual se empalmara al canal de concreto actual existente. 1.5
Condiciones Climatológicas. La temperatura media mensual estimado para la zona del proyecto, Represa Yanacocha varía entre 4.06 a 5.82º C, con una precipitación media mensual de 104.1 mm y 1,186.96 mm al año. También se presenta una humedad relativa ligeramente alta que varía entre 73.9 a 86.3 %, información tomada de la estación Meteorológica de Cerro de Pasco, próxima al área del proyecto. Para mayor detalle véase Anexo Nº03: Hidrologia.
1.6
FASES DE DESARROLLO DE ESTUDIO
El presente estudio ha sido desarrollado en tres grandes fases: A).- FASE I - FASE DE INVESTIGACIONES DE CAMPO: Son aquellos trabajos que se desarrollan en el área de emplazamiento de la Laguna Yanacocha y en las Canteras seleccionadas; que tienen como objetivo principal recopilar información “in situ” referida a aspectos geológicos y geotécnicos. El trabajo de fundamental importancia en las investigaciones de campo del estudio, es la determinación del Perfil estratigráfico del suelo de cimentación hasta una profundidad de interés según el análisis que se desarrolle; el cual puede ser identificado razonablemente mediante la excavación de “calicatas”, la utiliz ación de tajos naturales o artificiales. Para el caso de la evaluación de canteras la profundidad de investigación corresponde a aquella que permita estimar la potencia del material aprovechable. La profundidad de interés para el Represamiento de la Laguna Yanacocha es 20.00m, se toma en cuenta la altura de la carga útil sobre de la Presa Proyectada que es igual a 11.50 m., por lo que para las siguiente etapa de estudio del presente proyecto se debe realizar estudios hasta una altura de 20.00m mediante perforaciones rotativas de diamantina La profundidad de las “calicatas” será hasta encontrar el basamento rocoso y tendrán el propósito de establecer la potencia de la cobertura fluvio-aluvial, que cubre gran parte del área del embalse, particularmente para establecer sus condiciones de impermeabilidad y para analizar la posibilidad de su utilización como material de construcción para la Presa . Para cada una de las “calicatas” excavadas en el área de emplazamiento de la Laguna Yanacocha y en la zona seleccionada para las Canteras, se han realizado los ensayos de campo que a continuación se detallan:
- Descripción del perfil estratigráfico de los suelos según Norma ASTM D 2487: Destinado a conocer las características del suelo de cimentación hasta una profundidad igual a la de la “calicata” excavada en base a propiedades físicas y que se refieren básicamente al color, consistencia, forma de partículas, tamaño máximo de piedras, cobertura general, etc. Complementariamente a este trabajo, se ha efectuado una auscultación en campo del estado de compacidad del suelo de cimentación en su estado natural, descripción de la clasificación de los materiales de excavación, identificación de la estabilidad de las excavaciones efectuadas y análisis del uso del material natural como material de relleno de las excavaciones efectuadas. Para el caso de “calicatas” ubicadas en zona de Canteras, se evaluará las características más relevantes para su utilización como material de construcción de la Presa.
- Muestreo de suelos en “calicatas” excavadas según Norma ASTM D 420: En las “calicatas” excavadas se ha efectuado la toma de muestras de los estratos que conforman el suelo de cimentación acorde a las recomendaciones de la Norma E.050. Para todos los casos, se ha extraído muestras alteradas del tipo Mab (Muestras alteradas en bloques) e inalteradas del tipo Mib (Muestras inalteradas en bloques), por tratarse de un material cohesivo (limo, arena limosa y arcilla).
- Ensayo de permeabilidad vertical “in situ”: Los ensayos de permeabilidad vertical con Nivel variable “in situ” considerando una napa freática profunda, han sido realizados en el área del Eje de la Presa Challhuacocha, utilizando un tubo PVC de 4” de diámetro y una carga variable de agua con un máximo de 2.0 m. Los valores obtenidos están expresados en cm/s y permiten determinar las condiciones de impermeabilidad del terreno sobre el cual se han de almacenar las aguas de la Presa hasta una profundidad máxima de 3.00 m. B).- FASE II - FASE DE ENSAYOS DE LABORATORIO: Son aquellos trabajos que se desarrollan en un laboratorio de Mecánica de Suelos y que tienen como objetivo principal determinar las propiedades físicas y geomecánicas de los suelos de cimentación del Represamiento Proyectado de la Laguna Yanacocha. En esta fase se desarrollan los Ensayos de Laboratorio de Suelos para las muestras alteradas e inalteradas recogidas en la fase de Investigaciones de campo en cada una de las “calicatas” excavadas. Los Ensayos de Laboratorio utilizados son los que se presentan a continuación: ENSAYO FISICO PARA SUELOS NORMA USADA - Descripción visual – manual ASTM D 2488 - Contenido de humedad ASTM D 2216 - Análisis granulométrico por tamizado ASTM D 422 - Límite líquido y límite plástico ASTM D 4318 - Clasificación unificada de suelos ASTM D 2487 - Corte Directo ASTM D-3080 - Próctor Modificado ASTM D-1557 ENSAYO FISICO PARA AGREGADOS NORMA USADA - Descripción visual – manual ASTM D 2488 - Contenido de humedad ASTM D 2216 - Análisis granulométrico por tamizado ASTM D 422 - Límite líquido y límite plástico ASTM D 4318 - Clasificación unificada de suelos ASTM D 2487 - Peso Específico y Absorción de agregados ASTM C-127, ASTM C-128 - Peso Unitario de agregados ASTM C-29
ENSAYO FISICO PARA ROCAS NORMA USADA - Densidad, Absorción y Porosidad de la Roca - Descripción Petrología de la Roca Los Ensayos físicos para suelos y materiales de canteras se han efectuado en el Laboratorio de Mecánica de Suelos de Engineers G@ Company S.A.C. ubicado en la ciudad de Ayacucho; los ensayos para rocas en el Laboratorio de Mecánica de Rocas de la Facultad de Ingeniería de Minas, Geología y Civil de la UNSCH; estos últimos ubicados también en la ciudad de Ayacucho. C).- FASE III - FASE DE TRABAJOS DE GABINETE: Son aquellos trabajos que tomando como información base la recopilada en las fases de campo y laboratorio, permiten determinar mediante la utilización de los Métodos comunes de la Geotecnia valores y cualidades de diseño requeridos en el proyecto y construcción de las obras de cimentación para la Presa Proyectada Yanacocha, tales como: - Capacidad de carga admisible por falla al corte para carga vertical - Capacidad de carga admisible por falla al asentamiento y determinación del asentamiento para carga vertical - Capacidad portante - Agresión química del suelo al concreto de la cimentación - Parámetros de diseño sismoresistente - Clasificación de materiales de excavación - Estabilidad del talud natural y de corte - Estabilidad de las excavaciones - Uso del material procedente de excavaciones - Tipo de cimentación recomendada - Condiciones de cimentación de la Zona de cierre de la Presa - Condiciones de cimentación del área del Embalse - Condiciones de impermeabilización de la Zona de cierre de la Presa - Condiciones de impermeabilización del área del Embalse
CAPITULO II: GEOLOGIA GEOLOGIA DE LA ZONA 2.1.- Geomorfología El área regional más importante en la zona es la Superficie Puna, donde se distinguen fácilmente 2 bloques principales, uno Occidental y el otro Oriental correspondientes a la cordillera Occidental y al Altiplano, respectivamente. La glaciación pleistocena ha modificado notablemente la Superficie Puna; pero, de un modo general se considera que el bloque occidental fue un lugar de erosión, mientras que el oriental fue de depósito. Esta Superficie se ha formado al final del Mioceno en una variedad de rocas, consistentes principalmente de sedimentos cretáceos y volcánicos terciarios. En la parte occidental del área, la superficie Puna está mucho más afectada por la etapa de la erosión “CAÑON”, es decir, por el actual ciclo de erosión, siendo cortada por quebradas de laderas abruptas que en los ríos principales tienen 2000 m o más. El principal punto de interés en la historia geomorfológico del área es que ésta muestra tanto la forma como la magnitud con la cual los Andes se convirtieron en una cadena montañosa. Está claro que la forma fue de levantamiento, probablemente por fallas limítrofes a lo largo de ambos lados del bloque montañoso. La Superficie Puna fue entonces levantada desde casi el nivel del mar hasta una altura de 5,000.0 m, llevándose a cabo este levantamiento en dos fases señaladas por erosiones Valle y Cañón. La mayoría de los otros factores geomorfológicos tales como acumulación de depósitos aluviales, formación de terrazas, etc., han ocurrido dentro de la etapa de Cañón. La formación de terrazas marca el último movimiento de elevación de la etapa Cañón. 2.2- Geología Regional Se ha utilizado la Carta Geológica de INGEMMET, donde la Laguna Yanacocha, se encuentra en el cuadrángulo geológico 17-h cerros de pasco, a escala 1:100,000, las unidades geológicas que afloran ,como se muestra en la Figura Nº 02. En el área de emplazamiento se han reconocido unidades lito estratigráficas, que pertenecen al Mesozoico superior e i nferior. 2.3. Estratigrafía En la zona de ubicación de la Laguna Yanacocha, predomina una topografía suave y ondulada en gran parte de la región. 2.4 .- Geología Local El tipo de suelo que conforma la laguna Yanacocha son cubiertas de depósitos Aluviales, como arenas, gravas arcillosas y limosas, por sectores presentan formación de calizas.
2.5.- Geodinámica Externa En la zona de cierre no se han observado procesos geodinámicas de Inestabilidad de Talud, como; deslizamientos, derrumbes, caída de bloques, flujos, etc. . Los observados coinciden con derrumbes de bloques rocosos, como consecuencia de los grandes períodos de lluvias, pero que son de magnitud leve y no son determinantes en los criterios de diseño de la Presa Yanacocha La actividad geodinámica externa sobre el emplazamiento de la Presa Yanacocha se encuentra relacionada básicamente a la presencia de materiales coluviales y los derrumbes de bloques rocosos de naturaleza volcánica (Derrames volcánicos tipo aglomerados) por acción de la gravedad y en épocas de lluvias intensas. 2.6 Estabilidad De Taludes La estabilidad de los flancos del vaso en general es aceptable; es conformado por calizas de 100 m. de grosor, perteneciente a la formación De calizas, los taludes que predominan alcanzan valores inferiores a 60º; si bien en algunos casos en la margen izquierda del embalse (Parte central) se presentan taludes superiores a 60º; estos no presentan evidencias de desprendimientos recientes de gran magnitud. En los flancos del embalse, conformados por los depósitos aluviales, predominan las pendientes inferiores a 20º y en algunos casos sub-horizontales (Parte baja del valle), por lo que no se prevén que existan movimientos de masa de gran consideración que afecten la seguridad de las obras proyectadas. 2.7 Sismicidad Desde el punto de vista sísmico, el territorio Peruano, pertenece al Círculo Circumpacífico, que comprende las zonas de mayor actividad sísmica en el mundo y por lo tanto se encuentra sometido con frecuencia a movimientos telúricos. Pero, dentro del territorio nacional, existen varias zonas que se diferencian por su mayor ó menor frecuencia de estos movimientos. Acorde al Mapa de zonificación sísmica del Perú y al Mapa de máximas intensidades sísmicas del Perú presentados en la FIGURA Nº 03 y FIGURA Nº 04 respectivamente, se desprende que el área en estudio se encuentra en la Zona III correspondiente a una zona de sismicidad Alta y con probabilidad de ocurrencia de sismos en la Escala de Mercalli modificada de VI a VII grados de intensidad. Asimismo en la FIGURA Nº 05 se presenta el Mapa de iso aceleraciones del territorio peruano para un Periodo de Retorno de 475 años, en donde se obtiene para el área de estudio una aceleración horizontal máxima de 0.30g.
2.8 Apreciacion Geologica a).- El represamiento de la Laguna Yanacocha se encuentra sobre un tramo encañonado del mismo, con un eje de presa proyectada en forma de “U” con los flacos inclinados. b).- En general a lo largo de la sección de cierre, se infiere que la roca sedimentaria (caliza), se encontrarán con diferencial grado de meteorización, fracturamiento y resistencia; con tendencia natural a mejorar sus características geomecánicas en profundidad y que deben ser corroborados con los resultados de las investigaciones con Sondeos de Perforacion con diamantina que se recomiendan para la siguiente etapa de elaboración del presente estudio. c).- Los afloramientos rocosos se muestran afectados por sistemas de fracturas y/o diaclasas inclinadas con un angulo de 50º en dirección Nor-este d).- Vaso: El área del embalse, involucrará a las siguientes unidades lito estratigráficas: Formación De calizas (Calizas masiza) y a los depósitos Aluviales; predominan la caliza que cubren la parte baja y los flancos del embalse. e).- La cimentación de la Presa Proyectada (Laguna Yanacocha) y que está constituida por la roca caliza, con presencia de fuertemente fracturada y/o diaclasas tiene una capacidad portante muy alta y que se encuentra gobernada por la media a alta resistencia a la compresión simple de la matriz (1,178.0 Kg/cm2)
CAPITULO III: INVESTIGACIONES EFECTUADAS 3.1.- INVESTIGACIONES DE CAMPO Las investigaciones de campo que se describen en este Capítulo son aquellas destinadas al análisis geotécnico del emplazamiento de la Presa proyectada sobre la Laguna Yanacocha. Las investigaciones destinadas a la evaluación de Canteras se tratarán exclusivamente en el Capitulo VI, del presente Informe. Los trabajos de campo han sido realizados por el Consultor y su personal profesional, técnico y obrero entre los días 28 de Diciembre al 06 de Enero de 2010 y han consistido básicamente en: a).- Evaluación geológica-geotécnica “in situ” del suelo de cimentació n ubicado sobre el emplazamiento de la Laguna Mucurca. b).- Excavación de 04 “calicatas” de 1.50 m. x 2.10 m. por 2.0 m. de profundidad, a la cual se encontró claramente el basamento rocoso de Caliza maciza, tomando en cuenta las variaciones geológicas de campo. c).- Toma de muestras alteradas e inalteradas en cada una de las “calicatas” excavadas, que permitan la ejecución de ensayos de laboratorio y recopilación de información, destinada a obtener las propiedades físico-mecánicas y químicas de los suelos.
d).- Se realizó una Prueba de Permeabilidad vertical de carga Variable “in situ” (Ensayo Lefranc), en el área del Eje de la Presa Challhuacocha, y muy cerca de la ubicación de la “calicata” excavada C.04. e).- Toma de muestras alteradas de las canteras de agregados y afirmado, que permitan la ejecución de ensayos de laboratorio y recopilación de información, destinada a obtener las propiedades físico-mecánicas y químicas de los materiales de construcción. 3.2.- Ensayos De Laboratorio Los ensayos de Laboratorio se han efectuado para cada una de las muestras alteradas recogidas en las “calicatas” excavadas. Estos han sido desarrollados en el Laboratorio de Mecánica de Suelos de Engineers G@S Company S.A.C. ubicada en la ciudad de Ayacucho; acorde a los resultados presentados en anexo Los ensayos para las muestras de matriz de roca han sido desarrollados en el Laboratorio de Mecánica de Rocas de la Universidad Nacional de San Cristóbal de Huamanga ubicado en la ciudad de Ayacucho
CAPITULO IV: GEOTECNIA DEL AREA DE EMPLAZAMIENTO DE LA PRESA DE LA LAGUNA DE YANACOCHA 4.1.- DESCRIPCION DEL PERFIL ESTRATIGRAFICO DEL SUELO DE CIMENTACION 4.1.1.- SUELO DE CIMENTACION EN EL EJE DE PRESA El apoyo de la cimentación de la Presa se debe realizar directamente sobre la roca, de tal manera que se debe despalmar la escasa cobertura aluvial y que no es mayor a 1.80 m. en toda el área del eje de Presa. 4.2.- ANALISIS DE LA CIMENTACION 4.2.1.- CALCULO DE LA CAPACIDAD DE CARGA ADMISIBLE POR FALLA AL CORTE En el cálculo de la capacidad de carga admisible por falla al corte para el suelo de cimentación en el área de emplazamiento de la Represa Yanacocha, se considera que las estructuras se han de apoyar directamente sobre la roca Caliza, luego de despalmar la potencia de cobertura Aluvial y/o residual hasta una profundidad máxima de 2.0 m. y un mínimo de 0.40 m. 4.2.2.- CALCULO DEL ASENTAMIENTO Para el análisis de cimentaciones tenemos los llamados Asentamientos Totales, los que podrían comprometer la seguridad de la estructura, si sobrepasa 5 cm que es el asentamiento máximo tolerable.
4.3.- Impermeabilidad De La Cimentacion La matriz areno-limo-arcillosa de los suelos limosos y gravo-limo arcillosos predominantes en el área del Eje de la Represa Challhuacocha, de acuerdo a los resultados obtenidos en las Pruebas de Permeabilidad “in situ” de carga variable, tiene características propias de material pobremente permeables con valores promedios de permeabilidad que van desde 10-4 a 10-5 cm/s. 4.4.- Estabilidad De Taludes La estabilidad de las excavaciones que han de efectuarse en la construcción de la Represa proyectada sobre le embalse Yanacocha y sus obras conexas presenta el detalle siguiente: - Para excavaciones en material común suelto (como por ejemplo: ML, GC, GW-GM en estado suelto, material residual-aluvial) la apertura de zanjas se puede hacer con cortes verticales hasta alturas no mayores a los 3.00 m.; a partir de esta altura se requiere entibar con las protecciones necesarias. Los taludes de corte recomendados para las excavaciones que han de efectuarse en la construcción de la Represa proyectada y sus obras conexas, presenta el detalle siguiente : - Para excavaciones en material común, suelto a medianamente compacto (como por ejemplo: ML, GM en estado suelto) se recomienda un talud de 0.5:1 (H:V). - Para excavaciones en material común compacto a muy compacto (como por ejemplo: ML, GM-GC en estado compacto) se recomienda 0.25:1 (H:V). - Para excavaciones en roca fija y roca suelta (como por ejemplo: andesita y toba en estado muy compacto a rígido) se recomienda 0.125:1 (H:V). 4.5.- Riesgo De Licuefaccion No existe la mayor posibilidad de licuefacción del suelo de cimentación de la Represa proyectada sobre la Laguna Yanacocha, debido a su conformación de basamento rocoso en estado preconsolidado y de consistencia rígida. Las cargas de agua que actúan sobre el macizo rocoso de cimentación fuertemente fracturado pueden producir sobre la arcilla que rellena la apertura de las grietas un proceso lento de tubificación que a la larga puede lavar totalmente este relleno y producirse un aumento de las perdidas de agua por filtración en la cimentación. Este hecho requiere que las fracturas sean selladas con lechada de agua-cemento mediante Inyecciones de impermeabilización.
4.6.- PARÁMETROS DE DISEÑO SISMO RESISTENTE De acuerdo a los resultados obtenidos en la evaluación de la sismicidad y los perfiles geológicos-litológicos para la zona de estudio, se ha determinado que para efectos del cálculo de las fuerzas horizontales, que se han de ejercer sobre las obras proyectadas para la Presa Yanacocha, se debe considerar los datos siguientes: - Tipo de Suelo : Perfil Tipo S1 (Según Norma E 030) - Factor del suelo :1.0 - Aceleración horizontal máxima : 0.30g - Factor de amplificación por efectos locales : 1.00 (Este factor local se concentra en la práctica en toda 4.7.- Tipo De Presa Recomendada Por la moderada capacidad portante existente a lo largo del eje de la Represa proyectada sobre el embalse de Yanacocha, se sugiere proyectar en orden de prioridad los siguientes tipos de Presas: Presa de gravedad, Presa de enrocado y Presa de tierra. Para cada uno de estos tipos de Presas, se ha de considerar una profundidad de cimentación como mínimo de 2.0 m. tomado desde el manto rocoso y que permita que las estructuras de cimentación se apoyen directamente sobre el macizo rocoso conformado por Calizas macizas, ligeramente diaclasadas a fracturada. La cimentación del cuerpo de la Presa proyectada sobre la Laguna Yanacocha, requiere que sea estudiada a mayor detalle mediante perforaciones rotativas diamantina con una altura minima de 20.00 m. de profundidad, en puntos específicos de la zona de cierre de la presa. - Realización de Ensayos de permeabilidad en cada uno de los sondeos y a diferentes profundidades. Ensayos del tipo Lefranc con carga constante y del tipo Lugeon a presión en roca. - Realización de Estaciones geomecánicas; las cuales se encuentran ubicadas en el mismo punto de ubicación de los Sondeos. Estas estaciones permiten realizar la Descripción litológica de la matriz y macizo rocoso de la cimentación, muestreo de rocas y determinación del valor del Rock Mass Rating (RMR). Para llegar al nivel de cimentación de la Represa y en la construcción de dentellones se requiere utilizar una voladura controlada que minimice su efecto sobre las diaclasas ya existentes disminuyendo la estabilidad del macizo rocoso y aumentando la posibi lidad de filtración de aguas por debajo de la cimentación.
CAPITULO V: EVALUACIÓN DE CANTERAS DE MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN 5.1.- Materiales De Construccion Los materiales a ser usados en la construcción del cuerpo de la Represa proyectada sobre la Laguna Yanacocha, son los siguientes: Material de agregado grueso: Este material se empleará en la preparación del concreto requerido en la construcción de las diversas obras de la Presa. Material de agregado fino: Este material seleccionado se empleará en la preparación del concreto requerido en la construcción de las diversas obras de la Presa. Material para terraplén y/o relleno común: Este material de préstamo o propio ha de servir para conformar con material impermeabilizante del cuerpo de la Presa de roca proyectada. Material de roca para enrocado: Este material seleccionado se empleará en la conformación del enrocado del cuerpo de la Presa proyectada (pedraplen). Material para impermeabilización: Este material de préstamo o propio, ha de servir para impermeabilizar cualquier terreno natural en contacto con agua y del cual se determine requiera su impermeabilización. 5.2
Ubicación De Cantera Luego de auscultar las inmediaciones del proyecto y de descartar canteras con deficiencias, se vislumbran canteras de material suelto apropiado para el cuerpo de la presa a una distancia de 0,80 km regresando por la trocha de acceso al lugar, dicha cantera posee las características de una arena limo arcillosa (ML CL) de coeficiente de permeabilidad que pronostica la impermeabilidad y su uso para la presa. El material rocoso y piedra chancad debe ser explotado en la zona de la Cantera de la Comunidad Cochamarca localizada a una distancia de 16,00 Kms
MATERIAL
UBICACIÓN
DISTANCIA A PRESA
Material Suelto
Trocha Carrozable de acceso
0,80 km
Roca, piedra chancada
Km 285 Carretera 16,00 km Central – Cantera Cochamarca
En los anexos respectivos a Canteras, se comentan las interpretaciones de toda la información y resultados de las investigaciones de campo y laboratorio para todas las áreas de préstamo y canteras de roca, asimismo se hacen las correspondientes indicaciones y comentarios acerca de la aptitud, volúmenes disponibles y accesibilidad a las mismas.
Las canteras son aptas para ser utilizadas como materiales de relleno y aglomerantes del concreto.
5.3.- Investigaciones Efectuadas 5.3.1- Trabajos De Campo Los trabajos desarrollados por el Consultor, fueron llevados a cabo durante el mes de Enero del 2010; Estos constituyen básicamente en una prospección geológica y geotécnica en el área de las canteras citadas con la finalidad de caracterizar sus bondades como materiales de construcción. Con la finalidad de obtener los parámetros físicos y mecánicos de los materiales de la Cantera antes citados, se ha efectuado el recojo de muestras extraídas en puntos elegidos al azar, según la Norma ASTM D 420, de manera que permitan identificar las características promedio de dicho material y que servirán para efectos de ejecutar diversos ensayos en el Laboratorio de Suelos. Es preciso indicar en este punto que, el recojo de muestras en un área de emplazamiento relativamente amplia, debe involucrar y considerar un control permanente en obra, al menos de las características técnicas más importantes del material, puesto que la variación heterogénea común en los suelos, podría alterar las propiedades inicialmente determinadas en el Laboratorio, y pueden ocasionar una mala calidad de construcción del afirmado, rellenos y concreto, si es que no se toman en cuenta los permanentes controles de calidad del material, durante la ejecución de obra. 5.4.- ENSAYOS DE LABORATORIO Los Ensayos de Laboratorio de Suelos para las muestras de material extraídas en la Cantera, han sido desarrollados en el Laboratorio de Mecánica de Suelos de la Empresa Engineers G @ S Company S.A.C., de acuerdo a la siguiente relación: ENSAYO NORMA USADA Análisis granulométrico de los agregados ASTM C 136 Gravedad específica y Absorción del agregado grueso ASTM C 127 Gravedad específica y Absorción del agregado fino ASTM C 128 Peso unitario del agregado grueso (suelto y compactado) ASTM C 29 Peso unitario del agregado fino (suelto y compactado) ASTM C 29 5.5. EXPLOTACION EN CANTERAS Por el volumen de material granular, requerido para la construcción de las obras de la Represa Yanacocha, se recomienda que la explotación sea realizada en forma mecánica, usando: tractor D6, cargador frontal, volquete de 10 m3 , zarandas metálicas, motobomba de 6” y una chancadora.
5.5.1.- ANALISIS DEL MATERIAL DE CANTERAS Acorde a los registros de la descripción estratigráfica de las canteras analizadas en las progresivas 6+160, 6+780 y 10+420 del camino de acceso (villa de pasco – Laguna yanacocha ), se ha determinado la presencia de suelos GC, CL, SM y SM-SC en la clasificación SUCS, los que presentan las características de grava arcillosas, arcillas de baja plasticidad, arenas limoarcillosas que se detallan en el Cuadro Nº 07 y pueden ser utilizados en la construcción de espaldones, presas de tierra homogéneas y afirmado por su razonable estabilidad, así como parte de núcleos impermeables, por su grado de permeabilidad alrededor de 10-5 cm/seg. Es también este material de buenas características para su compactación con equipo adecuado, resultando de estos trabajos una capacidad de carga elevada.
5.5.2..- Explotacion En Canteras La explotación de la roca en la Cantera, se realizará por el método de explotación a cielo abierto; la cual representa el caso más corriente y más sencillo, que se efectúa cuando la roca se encuentra cerca de la superficie cubierto por una capa de poco espesor de material de cobertura, por tal motivo se desbroza y limpia de estas capas superpuestas, hasta quedar descubierto el afloramiento, luego se prepara un frente de cantera para realizar la voladura y se empieza a extraer atacándolo de afuera hacia adentro y de arriba hacia abajo, formando un plano escalonado o banco de altura fácilmente accesible. El método de explotación a “Cielo Abierto” en la Cantera de roca presenta l as ventajas siguientes:
- Existe un 100% de cantera donde aflora la roca. - La cobertura que cubre el afloramiento, no es de consideración y se puede fácilmente desbrozar. - La explotación a cielo abierto se puede realizar con variaciones de aumento o disminución de volumen, de acuerdo a los requerimientos de obra.
- Con la extracción, las pérdidas son mínimas, pero consideramos solo el aprovechamiento del 70% y el otro 30% como material no aprovechable, por la presencia de fracturas y diaclasas. - No se requiere material de sostenimiento y relleno - Los costos son mínimos
CAPITULO VI : CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1
Conclusiones y Recomendaciones.
La represa Yanacocha de altura maxima 8,00 mts, ancho de corona de 4,50 mts y longitud de corona de 135,00 mts, puede contener un embalse útil de 3 137 156,33m3, lo que cubre las necesidades de riego del proyecto. Para su construcción se obtienen en las cercanías los materiales apropiados de material suelto impermeable y rocas de protección. Las áreas de cultivo beneficiadas se hallan en las inmediaciones del Centro Poblado Villa de Pasco para el riego de 450 hás y localizados en la jurisdicción del distrito de Pasco, provincia Pasco, departamento y Región de Cerro de Pasco.
Se recomienda, durante el proceso constructivo de la Represa Yanacocha, el control permanente de las características técnicas más saltantes de los materiales provenientes de las Canteras seleccionadas, puesto que la variación heterogénea común de l os suelos y rocas podría alterar las propiedades inicialmente determinadas en el Laboratorio y pudiese ocasionar una mala selección de los materiales de construcción. En cada uno de los sondeos se deben realizar Ensayos de permeabilidad a diferentes profundidades (Ensayos del tipo Lefranc con carga constante y del tipo Lugeon a presión en roca).
