191928837 Informe Tecnico Tampush Huachis

“Instalación del Servicio de Agua del Sistema de Riego de la Laguna Tampush en la localidad de Huacchis, distrito de Huacchis - Huari - Ancash”

INFORME DE REFORMULACION DEL EXPEDIENTE TECNICO

“INSTALACIÓN DEL SERVICIO DE AGUA DEL SISTEMA DE RIEGO DE LA LAGUNA TAMPUSH EN LA LOCALIDAD DE HUACCHIS, DISTRITO DE HUACCHIS

- HUARI - ANCASH”

INFORME DE REFORMULACION.................................................................................1

ESTUDIOS BÁSICOS PARA EL DISEÑO DE LA REPRESA TAMPUSH....................5

DISEÑO CIVIL DE LA PRESA TAMPUSH...................................................................24

ANÁLISIS DE ESTABILIDAD FISICA Y FLUJO DE LA PRESA TAMPUSH..............33

PROGRAMA DE MONITOREO GEOTÉCNICO...........................................................35

PRESUPUESTO DE OBRA..........................................................................................37

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................................................37

1


2


1.0 GENERALIDADES

1.1 ANTECEDENTES

La Microcuenca Tampush se encuentra ubicada en la Vertiente del Atlántico, en la sierra del departamento de Ancash. Actualmente, la laguna de Tampush cuenta con pequeño dique de piedra asentado con concreto y barro. Esta estructura, permite realizar pequeños almacenamientos durante las épocas de lluvia, lo cual resulta insuficiente y permite que las aguas en exceso se pierdan a lo largo de una quebrada.

El Proyecto consiste en mejorar el represamiento de la laguna Tampush, que tiene por finalidad abastecer de agua para riego a los sembríos en el sector de Jahuan, cuyos agricultores se encuentran representados por el comité de Riego de Huacchis. La presa funcionará como un regulador de las necesidades hídricas, que requieren los cultivos en los diferentes períodos de su crecimiento vegetativo.

1.2 OBJETIVO Y METAS

1.2.1 OBJETIVO

El objetivo general de este informe es desarrollar el expediente técnico de construcción de la presa Tampush.

1.2.2 META

Construcción de trocha carrozable de 5+920 Km Construcción de la Represa Tampush y sus obras conexas

1.3 DESCRIPCION GENERAL DE LOS TRABAJOS REALIZADOS

1.3.1 TRABAJOS DE CAMPO

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Para el presente estudio se realizaron dos (02) visitas de campo, en la primera etapa se realizaron trabajos de topografía y geotecnia y en la segunda de geología.

Los trabajos de campo desarrollados en las dos visitas consistieron de las siguientes actividades:

Recopilación y clasificación sistemática de la información existente.

Visita técnica al área estudio con el fin de realizar un reconocimiento hidrológico, geológico y geotécnico.

Ejecución de calicatas en el eje y el vaso de la presa. Ensayos de campo (densidad de cono y permeabilidad) en las calicatas realizadas.

Recolección de muestras de suelo para su ensayo en laboratorio. Evaluación de canteras.

1.3.2 TRABAJOS DE GABINETE

Para la formulación y elaboración del expediente técnico se revisó el Estudio de Perfil de Inversión del proyecto.

Adicionalmente, durante esta tarea se desarrollaron las siguientes actividades:

Caracterización geológica, hidrológica y geotécnica en el área de emplazamiento de la futura presa Tampush.

Análisis de estabilidad de la presa Tampush.

Desarrollo del plan de monitoreo para asegurar la estabilidad física de la presa Tampush.

Generación de las partidas presupuestarias necesarias para la ejecución de la presa Tampush.

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1.4 UBICACIÓN Y ACCESOS

1.4.1 UBICACIÓN

La futura presa Tampush se encuentra ubicada en la quebrada del mismo nombre, en la zona norcentral del Perú, y corresponde a una zona alto andina del departamento de Ancash, a una altitud de 4040 msnm. Específicamente se encuentra ubicado en el distrito de Huacchis, provincia de Huari y departamento de Ancash.

Figura N° 1.01: Ubicación del Proyecto Laguna Tampush

Fuente: IGN

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1.5 CRITERIOS DE DISEÑO

El diseño de la presa Tampush, contempla los siguientes criterios de diseño:

ESTABILIDAD FÍSICA

Cumplir con los criterios de estabilidad aceptados internacionalmente para la construcción de presas en áreas de alta sismicidad.

CUIDADO DEL MEDIO AMBIENTE

Controlar y mitigar las distintas posibilidades de riesgo que se generen en el proyecto, los cuales atenten contra el medio ambiente y la seguridad de las poblaciones aguas abajo.

USO DE MATERIALES LOCALES

Se ha procurado el uso de materiales locales disponibles, con características geotécnicas apropiadas.

NORMATIVA VIGENTE

Cumplir con las disposiciones reglamentarias vigentes vinculadas a la construcción de las obras proyectadas.

1.6 FACTORES DE SEGURIDAD

Para efectos de diseño se considerarán los siguientes factores de seguridad mínimos recomendados.

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Factor de Seguridad Mínimo al Deslizamiento = 1.50

Factor de Seguridad Mínimo al Volteo = 1.75

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ESTUDIOS BASICOS PARA EL DISEÑO DE LA REPRESA TAMPUSH

1.7 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

2.1.1. ANTECEDENTES

La población de la localidad de Huacchis perteneciente al distrito de Huacchis,

poseen una infraestructura de riego deficiente por lo cual tiene razón el proyecto

de Represamiento Huacchis; que almacenara las aguas excedentes en épocas de

lluvia del Rio Champara.

El presente Proyecto se origina por una iniciativa local, canalizada por la

Municipalidad Distrital de Huacchis, a través de su Alcalde.

El problema planteado es el déficit hídrico existente, ocasionado por la carencia de

una adecuada infraestructura de Riego.

2.1.2. OBJETIVOS DEL TRABAJO DE TOPOGRAFIA.

El Objetivo del trabajo Topográfico para el presente proyecto de Represamiento

radica en la determinación del Vaso de Almacenamiento y la Vía de Acceso a la

zona del proyecto para el traslado de materiales de construcción.

El objetivo general del Proyecto es contribuir a elevar la oferta hídrica, así

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contribuir en el bienestar económico de la población beneficiaria.

El objetivo específico del Proyecto es la construcción de las infraestructuras de

Represamiento Tampush.

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2.1.3. SITUACIÓN ACTUAL DEL ÁREA DEL PROYECTO

2.1.3.1.1. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS GENERALES

Ubicación geográfica, hidrográfica y política del Proyecto

La ubicación geográfica es la siguiente:

Longitud : 76°46’52” - 76°49’45” W

Latitud : 09°11’20” - 09°12’30” S

Altitud prom. : 3850 msnm

La ubicación hidrográfica es la siguiente:

Vertiente : Océano Atlántico

Cuenca : Río Marañón

La ubicación política es la siguiente:

Departamento : Ancash

Provincia : Huari

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Distrito : Huacchis

Localidad : Huacchis

2.1.4. TOPOGRAFIA

Topografia Laguna Tampush.

Se realizó el levantamiento topográfico al espejo de Agua de la

Laguna y el Vaso de Almacenamiento posible propia de la naturaleza

topográfica de la Laguna, definiéndose en este trabajo el espejo de

agua, el vaso de almacenamiento, el eje de la presa y el Aliviadero

de Demasías.

- Resultados de Campo, los cuales serán redefinidas por la

Ingenieria del Proyecto.

- Área de la Laguna: 14560.181 m2 y Perímetro: 477.743 ml

- Eje de Presa en Campo. 166 ml

- Longitud del canal de Alivio 110 ml con una Poza de

Disipación.

Los Datos del eje de Presa y Canal de Alivio serán redefinidos por la


El Trabajo de Campo se realizó en 02 días, con el apoyo y guía de

pobladores de Huacchis, para lo cual se necesitaron de 04

personales, para la Topografia y la instalación de puntos BMs.

Foto 01. Laguna Tampush

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Foto 02. Aliviadero.

Foto 03. Monumentacion de BMs.

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Laguna Tampush

Aliviadero del Represamiento


Topografía de la Vía de Acceso.

Se realizó el levantamiento topográfico del eje y faja de la vía de

acceso al Represamiento Tampush, procurando que el eje no

sobrepase el 10% de pendiente; salvo casos excepcionales de puntos

de paso obligado, para evitar zonas rocosas y pasar obstáculos

fisiográficos.

- Resultados de Campo, los cuales serán redefinidas por la


- Eje de Acceso desde la Zona de Cochapampa hacia Tampush

tiene una línea de 5913 ml.

El Trabajo de Campo se realizó en 06 días, debido a condiciones

climáticas propias de la zona y época, los cuales hicieron que se

produjeran tiempos muertos hasta varias horas y hasta medio día,

que demoraron el trabajo topográfico de la vía de Acceso.

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BM2 - Represamiento


Foto 04. Ubicación de BMs. En estructuras estables.

Foto 05. Camino de Herradura hacia Tampush. El cual se

utilizara como base para la Vía de Acceso

Foto 06. Condiciones Climáticas de Trabajo.

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BM – Vía de Acceso

Camino de Herradura


2.1.5. Instrumentos y Resultados

Se trabajó con Equipos de precisión a 5 segundos, marca Topcon

GPT 3107 W; con plomada laser de precisión +/- 0.5 mm tomada

en los puntos de cambio de la poligonal y/o BMs.

El levantamiento topográfico se realizó mediante el uso de la

Estación Total y 03 prismas de precisión, se realizó el relleno

topográfico, este método nos da un error de +-15 cm cada 10 km en

cota.

- Estación Total Topcon GPT 3107 W

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- Prismas de Medición

- BMs de la Topografia de la Laguna.

Cuadro N°2.01: BMs de la Laguna

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ALTITUDITEM m - E m - N m.s.n.mBM 1 300200.638 8982425.92 4032.195 ESTACABM 2 300209.568 8982366.46 4039.457 ESTACABM 3 300130.11 8982428 4036.399 ESTACA

COORDENADASCUADRO DE BMs

PROGRESIVA

- BMs de la Topografia de la vía de Acceso.

Cuadro N°2.02: BMs Vìa de Acceso

BM 4 302597.24 8982602.8 3706.098

CUADRO DE BMsCOORDENADAS ALTITUD

ITEM m - E m - N m.s.n.m

BM 2 302878.86 8981802.3 3628.92

BM 4 302597.24 8982602.8 3706.098

2.1.6. Calculo de Gabinete y Dibujo de Planos

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Mediante el uso del software Civil 3D se configuro las curvas de nivel

y estructuras existentes sobre la base de levantamiento de datos

topográficos de la estación total.

Presentándose los siguientes resultados topográfico antes

mencionados.

Foto 07. Elaboración de Plano Topográfico en Ambiente Civil

3D.

Foto 08. Topografia de la vía de Acceso en Ambiente Civil 3D

Zona Cochapampa – Cullcuy.

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Alto Perú – Tranca.

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Pisthagmachay – Pashashimin.


Pashashimin – Tampush.

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Foto 12. Secciones Transversales Tipo.

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1.8 HIDROGEOLOGÍA

La zona en estudio en la zona del dique no presenta agua subterránea, la cimentación de esta estructura se cimienta sobra roca ligeramente fracturada.

El agua subterránea y superficial aguas arriba de la laguna Tampush están evidenciadas en forma natural por la presencia de afloramientos de agua y bofedales que descargan a la laguna.

1.9 HIDROLOGIA

Como la presa Tampush será utilizada para riego, ha de usarse una persistencia del 75%, para ello se realizó las curvas duración mes a mes de la estación Chavín. Las curvas duración obtenidas son mostradas en el Anexo 01.Los valores obtenidos para las precipitaciones mensuales, son las obtenidas a partir de dichas curvas, los resultados se muestran en el cuadro N°2.03.

Cuadro N°2.03: Precipitaciones Mensuales en mm

ENE FEBMAR

ABR MAYJUN

JUL

AGO

SEP OCT NOV DIC

69.58

80.70

98.30

41.20

12.20

2.90

1.00

2.5020.5

051.0

048.4

061.1

0

La variación de las precipitaciones a nivel mensual se puede apreciar de forma gráfica en la figura N°2.01.

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Figura N°2.01: Variación Mensual de la Precipitación.

Una vez obtenida la precipitación correspondiente a la persistencia del 75%, procedimos a calcular la precipitación de diseño, la cual corresponde a la precipitación neta, también llamada precipitación efectiva. Para el cálculo de la precipitación efectiva (Pe), utilizamos el software CROPWAT de la FAO, considerando el método USDA S.C. Los resultados son mostrados en la figura N°2.02.

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Figura N°2.02: Precipitación Efectiva o de Diseño.

2.3.1 Oferta Hídrica Total:

Una vez obtenida la precipitación efectiva de la microcuenca Tampush, se procedió a calcular los volúmenes totales disponibles a nivel mensual, mediante la siguiente fórmula:

V Mensual=ACuenca x PrecipEfectivaMensual

Aplicando esta relación, con la respectiva área de la microcuenca Tampush (0.55 km2), obtuvimos los resultados mensuales, los cuáles son mostrados en el cuadro N°2.04.

Cuadro N° 2.04: Oferta Hídrica Total Mensual en miles de m3

ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC

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33.99

38.67 45.5421.1

86.60 1.60

0.55

1.3810.8

925.74 24.59 30.31

2.3.2 Oferta Hídrica Aprovechable:

Una vez obtenida la oferta hídrica total mensual de la microcuenca Tampush, se realizó el siguiente balance hídrico:

V A=V T−V ECOL−V EVAP

Dónde:

V A : Es el volumen aprovechable anual.

V T : Es el volumen total anual (suma de las ofertas hídricas totales mensuales).

V ECOL : Es el volumen ecológico anual (10% de V T).

V EVAP : Es el volumen anual de evaporación.

Es el valor de V A el que se usará para el diseño. Se consideró un volumen

ecológico igual al 10% de V T , siguiendo la similitud de tomar un caudal ecológico

igual al 10% del caudal medio, es decir simplemente transformando el caudal a volumen. Para el cálculo del volumen de evaporación se consideró una tasa de evaporación de 672.5 mm anuales, tomando este valor a partir de un EIA de Compañía Minera Antamina S.A. realizado en la provincia de Huari, en la parte alta del valle de Antamina, en la laguna del mismo nombre, a 4260 msnm. El espejo de agua considerado para el cálculo del volumen evaporado fue de 23870 m2, el cual fue conseguido a partir de la curva de Área-Elevación-Volumen de la presa.

Los resultados del balance hídrico son mostrados en cuadro N°2.05.

Cuadro N° 2.05: Balance Hídrico en miles de m3

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VT 241.01

VECOL 24.10

VEVAP 16.05

VA 200.86

Esto resultados indican que anualmente se puede aprovechar a lo mucho 200.86 miles de metros cúbicos de agua en la microcuenca Tampush. Según el perfil técnico del proyecto, la demanda anual de agua es de 200.53 miles de metros cúbicos, motivo por el cual vemos que la presa si va a satisfacer esta demanda. En la figura N°2.03 vemos la comparación gráfica de oferta vs demanda hídrica en la microcuenca Tampush.

Figura N° 2.03: Oferta vs Demanda Hídrica Anual en Tampush.

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2.3.3 Estimación de Caudales Máximos:

Al no contar con registros de aforo en el área de estudio, se consideró data histórica de precipitaciones máximas en 24 horas. Escogimos la data histórica de la estación Pomabamba, sus datos de precipitaciones máximas en 24 horas ordenados según el criterio de Weibull, son mostrados en el cuadro N°2.06.

Cuadro N° 2.06: Precipitaciones Máximas en 24 Horas

m P (mm) mP

(mm)

1 39.5 13 28.8

2 37.0 14 28.3

3 36.0 15 27.0

4 35.1 16 25.6

5 34.8 17 25.5

6 34.4 18 22.4

7 34.2 19 21.7

8 33.0 20 19.6

9 32.5 21 17.0

10 32.0 22 14.9

11 31.8 23 13.0

12 30.3

Luego se aplicó las pruebas de bondad de ajuste para poder saber que distribución estadística se ajustaba mejor a los valores de precipitaciones máximas en 24 horas.

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De acuerdo al estudio hidrológico se proyectara una altura máxima de la presa de 11.00m.

1.10 GEOTECNIA

1.10.1 INTRODUCCIÓN

Para la ejecución del diseño de la presa se llevó a cabo un programa de investigaciones geotécnicas de campo con la finalidad de evaluar las características y propiedades de los materiales de la cimentación del área de emplazamiento de la futura presa. Para la ejecución de las investigaciones se han realizado perforaciones y excavación de calicatas, asimismo se tomaron muestras representativas de suelo para llevar a cabo las pruebas de laboratorio y determinar los parámetros geotécnicos físicos y de resistencia correspondientes.

1.10.2 INVESTIGACIONES DE CAMPO

Para determinar las características físico-mecánicas más representativas de la cimentación y del material del vaso se han excavado calicatas en el eje de la presa y en el vaso de la misma. Las calicatas de reconocimiento geotécnico son excavaciones que permiten la observación directa de la sección del suelo, visto desde el nivel de la superficie hasta una profundidad determinada. Asimismo, permite la obtención de tomas de muestras de los distintos estratos presentes en la sección del suelo.

1.10.3 ENSAYOS DE CAMPO

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I. ENSAYOS DE PERMEABILIDAD

En las excavaciones de las calicatas y/o cerca de ellas se efectuaron ensayos de permeabilidad para determinar las características hidráulicas del suelo del eje de la presa y del vaso de la misma.

Los valores de permeabilidad de campo se encuentran entre 1.07E-05 cm/s y 1.97E-05 cm/s, indicando un suelo impermeable según la clasificación propuesta por Custodio – Llamas (Hidrología Subterránea, figura 8.16B).

1.10.4 ENSAYOS DE LABORATORIO

Con las muestras disturbadas, extraídas de las calicatas de exploración y de los afloramientos rocosos, se determinó las características físico–mecánicas del suelo de cimentación y del material del vaso de la presa mediante los ensayos de laboratorio. Los resultados determinaron la gradación y por consiguiente la clasificación SUCS.

Los ensayos se realizaron en el Laboratorios del Consorcio de Consultores, bajo las normas de la American Society for Testing and Materials (A.S.T.M.), siendo los siguientes:

ENSAYOS DE SUELOS

Análisis granulométrico por tamizado ASTM D–422 Contenido de humedad ASTM D–2216 Ensayo de clasificación de suelos ASTM D–2487 Limite líquido ASTM D–423 Limite plástico ASTM D–424 Peso específico de sólidos ASTM D–854 Triaxial CU (Consolidado y No drenado) ASTM D–4767

I. CLASIFICACIÓN DE SUELOS

Los ensayos de laboratorio efectuados a las muestras de los estratos encontrados en las excavaciones, considerados como representativos del área de la presa Tampush han determinado la clasificación de suelos SUCS, permitiendo elaborar la sección de los suelos encontrados en el terreno.

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En general los materiales encontrados en el suelo de cimentación correspondientes al eje de la presa de acuerdo a la clasificación SUCS es roca fracturada.

Asimismo los ensayos aguas debajo de la presa resultaron de acuerdo a la clasificación SUCS en un suelo de tipo SM.

II. PESO ESPECÍFICO DE SÓLIDOS

Es la relación entre el peso en el aire de un cierto volumen de sólidos a una temperatura dada y el peso en el aire del mismo volumen de agua destilada, a la misma temperatura.

III. ENSAYO DE COMPRESIÓN TRIAXIAL TIPO UU

Este ensayo se realizó al suelo de cimentación, aguas debajo de la presa, de las muestras obtenidas en campo. Este tipo de ensayo servirá para obtener los parámetros de resistencia a la compresión del material en condiciones consolidada no drenada, para ambos materiales.

1.10.5 EVALUACIÓN GEOTÉCNICA

Tomando en cuenta las condiciones actuales, topografía, geología, ensayos de campo y laboratorio, se ha evaluado la sección geotécnica más crítica de la futura presa Tampush, con la finalidad de analizar la estabilidad correspondiente:

I. DESCRIPCIÓN DE LAS CALICATAS

Para el acceso a la presa se ubicaron se realizaron 16 calicatas. Las profundidades de las calicatas varían de 0.00 a 2.50m.

Para la zona aguas debajo de la presa se realizaron 06 calicatas con profundidades que varían entre 0.00 a 2.50m

Cuadro Nº 2.07: Ubicación de calicatas

30


31


Cuadro Nº 2.08: Ubicación de perforaciones

El análisis de la información de campo se detalla en el Anexo de Geotecnia.

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DISEÑO CIVIL DE LA PRESA TAMPUSH

1.11 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA OBRA PROPUESTA

Se propone desarrollar una obra de acumulación de agua, para lo cual se ha proyectado desarrollar la ejecución de la presa de agua Tampush, la misma que será del tipo de presa de concreto ciclópeo. Para ello se procederá a definir los criterios básicos de diseño tomados en cuenta, los mismos que se describen a continuación.

1.11.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES

El dique de la presa propuesta será de concreto ciclópeo. La presa almacenará un volumen total de 200,830 m3 de agua, el mismo que está compuesto de la siguiente manera:

Las estructuras complementarias de la presa son:

La captación será de concreto armado provista de una tubería de 200mm con una canastilla que evita el ingreso de obstrucciones.

De la captación interna se coloca una tubería de HDPE DE 200mm en una longitud de 19.00m que cruza la presa de concreto hasta la caja de válvulas y posteriormente descarga a la poza de impacto para su posterior distribución.

1.11.2 VOLÚMENES

Los volúmenes del proyecto de presa Tampush son los siguientes:

I. VOLUMEN ÚTIL DE ALMACENAMIENTO

El volumen útil de almacenamiento es de 200,830 m3.

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1.11.3 SISTEMA DE EVACUACIÓN DE CAUDALES MÁXIMOS

El sistema para evacuar los caudales máximos ha sido planteado mediante el uso de una aliviadero lateral ubicado en la margen derecha de la presa, la misma que presenta un funcionamiento del tipo canal, presentando un ancho de 2 m y altura de 1.60 m (considerando un borde libre de 0.80 m de acuerdo al Bureau of Reclamation), la entrega del agua del aliviadero hacia la quebrada se realiza utilizando un enrocado disipador.

Q=23Cd√2g L H 3 /2

Cuadro Nº 3.01: Datos aliviadero

Q(m3/s)

L(m)

He

2.98 2.50 1.50

Fuente: Elaboración propia

Donde:

Q = caudal en m3/s

L = ancho del aliviadero en m.

He = la altura del tirante de agua.

I. BORDE LIBRE EN CANALES

Para cada caso particular el borde libre será determinado, teniendo en cuenta las recomendaciones del U.S. BUREAU RECLAMATION, haciendo uso de la siguiente fórmula:

Borde Libre=√C∗Y

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Donde:

Borde Libre : En pies (espacio entre la cota de la corona y la superficie de agua)

C : 1.5 para caudales menores a 20 pie3/s, y hasta 2.5 para caudales del orden de 3000 pie3/s.

Y : Tirante del canal en pies.

Con lo cual se tiene un borde libre de

Borde Libre=√2.5∗2.64=2.6 pies

Borde libre = 1.00 m (a considerar en el aliviadero)

Finalmente se tiene un aliviadero rectangular con una base de 2 m de ancho y una altura de 1.50 m, la misma que será realizada del tipo emboquillado.

II. ANCHO DEL CANAL DE DEMASIAS

A partir del nivel del espejo de agua de la presa, se tiene una canal de base igual a 1.20 m, y pendiente longitudinal inicial de 1.5%. Está pendiente es variable de acuerdo al desarrollo del aliviadero, la cual se adapta a la topografía del terreno.

Las dimensiones del aliviadero consideradas en la entrada, ayudan a minimizar el efecto de la curva de remanso que se genera por el ingreso del flujo de agua.

III. MÁXIMO CAUDAL EN EL CANAL DE DEMASÍAS

Q =2.98 m3/s

IV. TIRANTE EN EL INICIO DEL ALIVIADERO

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Al inicio del aliviadero se tiene un tirante crítico de 0.29 m.

1.11.4 BORDE LIBRE DE LA PRESA

Con la finalidad de estimar el borde libre correspondiente a la presa se ha tomado en cuenta lo siguiente:

Se está tomando en cuenta la altura de la ola que se va a generar en el espejo de agua de la presa, cuyo cálculo esta dado de la siguiente manera (Fórmula de Stevenson):

Ho=0.76+0.34 F1/2−0.26F1 /4 (en m)

Donde:

Ho : Altura de la ola en metrosF : Longitud máxima del espejo de agua en metros

Figura N° 3.01: Longitud máxima del espejo de agua

Fuente: Tajamares, Facultad de Agronomía, Universidad de la República de Uruguay

Para el caso de la presa Tampush, la longitud máxima del espejo de agua es de 250 metros.

H = 0.75 m

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Se toma en cuenta además la altura estimada en el aliviadero

Haliviadero = 0.80 m

Se considera un factor de seguridad del 3% de la altura de la presa, obteniendo lo siguiente:

Hfs = 9.5x0.03 = 0.21 m

El borde libre mínimo considerado será de:

HBL = 0.17+0.29+0.21 = 0.67 m

Finalmente el borde libre a considerar es de:

Borde Libre = 1.0 m

1.11.5 ALTURA DE PRESA

La altura de la presa está determinada principalmente por la altura máxima aprovechable en la zona de la boquilla.

Sobre la base del estudio de la sección transversal a lo largo del eje de la presa y del estudio de geología y geotecnia en los estribos se tiene que se puede construir una presa con una altura de 7 m, lo cual permite almacenar un volumen total inicial de agua de 200,830 m3.

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Altura total del dique de la presa es:

Altura de presa = 11.0 m (incluye borde libre)

Esta altura da las siguientes cotas:

Cota de la corona de la presa : 4,040.50 msnm Cota de inicio del canal de demasías : 4,039.50 msnm

1.11.6 ANCHO DE LA CORONA DE LA PRESA

El ancho mínimo de la corona de la presa está en función de la altura de la misma, obteniendo un dimensionamiento de (Fuente: Tajamares, Facultad de Agronomía, Universidad de la República de Uruguay):

C=1.1H 0.5+0.91

Obteniendo un ancho mínimo de corona de 3.82 m.

Para nuestro caso, se ha considerado un ancho que permita el paso de vehículos, lo cual permitirá brindarle mayor estabilidad al dique.

Ancho de la corona de la presa = 1.0 m

1.11.7 SISTEMA DE CAPTACIÓN Y CONDUCCIÓN

Cuenta con un sistema de captación principal en la en la zona central, denominada torre de captación, la cual consta un sistema de tubería de PVC UF ISO 4422 C-10, de 200 mm.

El sistema de tubería ha sido planteado para el funcionamiento de captación a niveles medios y máximos de la presa.

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Al final, aguas abajo de la presa se tiene una caja de válvulas, que descarga en la poza de impacto que se dirige a la quebrada Tampush. Esta caja de válvula controlara los caudales de abastecimiento y la salida del caudal ecológico.

1.11.8 CASETA DE VÁLVULAS

En la caseta de válvulas de la presa, ha sido propuesta con la finalidad de poder controlar la regulación de la descarga de agua de la presa, la misma que permitirá realizar la entrega de agua en épocas de estiaje.

1.11.9 INSTRUMENTACIÓN

I. PIEZÓMETROS

Se colocarán dos piezómetros, uno en el cuerpo de la presa y otro al pie del mismo. Los piezómetros alcanzaran una profundidad de 20 m por debajo del terreno de cimentación, los mismos que permitirán monitorear las fluctuaciones del nivel freático.

II. CONTROLES DE ASENTAMIENTO

A fin de efectuar estudios de control de asentamientos, se colocará en la presa cuatro (04) placas de acero, con un perno en el centro. Los dados se ubicarán de la siguiente forma: 2 dados en la corona de la presa, y 2 dados en el talud de aguas abajo de la presa. Las coordenadas de ubicación de los dados, son presentados en el capítulo de monitoreo, los mismos que están identificados como puntos de control topográfico. El primer año de funcionamiento de la presa el control de asentamientos debe ser cada 30 días.

1.12 CARACTERÍSTICAS DEL CUERPO DE PRESA

El dique de la presa, estará conformado por concreto ciclópeo de 140 kg/cm2 y con 50% de piedra grande.

Las dimensiones de la presa son:

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Altura de la presa H = 11.0 m. Ancho de corona B = 1.00 m.

Figura Nº 3.02: Sección Transversal de la presa Tampush.


1.12.1 CIMENTACIÓN

Antes de comenzar a colocar el material de relleno, se efectúa una limpieza del terreno eliminando una capa de material del terreno de 2.00 m de espesor. Se deberán de eliminar todo material rocoso fracturado que se encuentre a nivel de cimentación.

Luego proceder a inyectar por debajo del nivel de cimentación en una longitud de 4m@ 5m.

1.12.2 AGREGADOS PARA EL CONCRETO

Se utilizará concreto de obra, con la siguiente resistencia:

Concreto estructural f’c = 210 kg/cm2, en obras hidráulicas y concreto ciclópeo 140 kg/cm2 más 50% de piedra grande para el cuerpo de la presa.

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I. REQUISITOS DEL CONCRETO

Los trabajos de concreto se ejecutarán de conformidad a las Especificaciones Técnicas, establecidas por los siguientes códigos y normas:

Reglamento Nacional de Edificaciones. Norma Técnica Peruana E080-88. ACI 318.99 Building Code Requirements. Concrete Manual - Bureau of Reclamation (Octava Edición). American Standard of Testing Materials.

La calidad del concreto cumplirá con los requisitos de resistencia a la rotura (f'c) especificada y durabilidad establecidas en los planos. Se determinará por medio de ensayos de cilindros estándar de 15 cm de diámetro x 30 cm de altura, fabricados y ensayados de acuerdo con la norma ASTM C39, a los 7 y 28 días de edad. El número de muestras deberá ser fijado por el Supervisor.

Asimismo, se recomienda el uso de aditivos necesarios para controlar los efectos de cambio de temperatura, siendo recomendable que el concreto se ejecute a una temperatura mínima de 10°C.

Considerar el uso de aditivos, para densificar el concreto y disminuir su porosidad, además de controlar los procesos de sometimiento al hielo y deshielo.

II. AGREGADOS

a. Agregado Fino (arena)

La arena para la mezcla del concreto será obtenida por clasificación del material mediante zarandeo.

La arena consistirá de partículas de rocas duras, fuertes, densas y durables y deberá cumplir con los requisitos que señala la norma ASTM-C-33, según se indica en el cuadro siguiente:

Cuadro N° 3.02: Características granulométricas del agregado fino

Malla standard % Acumulado que pasa

3/8” 100

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Malla standard % Acumulado que pasa

#4 95 – 100

#8 80 – 100

#16 50 – 85

#30 25 – 60

#50 10 – 30

#100 2 – 10

Módulo de Fineza 3.6 máx.


Durabilidad, pérdida en peso por lixiviación en Sulfato de sodio, 5 ciclos: 10 % máx.

Contenido de sales:

Solubles en forma de cloruros: 0.05 % Insolubles (óxido de hierro): 1.17 %

Contenido de finos que pasa la malla # 200: 5.0% máx. Sustancias deletéreas no deseables: 2.5 %

b. Agregado Grueso

El agregado grueso debe estar conformado por fragmentos de roca de buena forma, dura, densa y durable, y estará libre de cualquier materia extraña. El agregado grueso deberá cumplir con las Normas ASTM C -33 y complementarias (C - 131, C - 88, C - 127, y C - 289), cuyas propiedades son las siguientes:

Cuadro N° 3.03: Características del agregado grueso

Tamaño Agregado

Tamaño Nominal de Malla

2” 1 ½” 1” ¾” ½” 3/8” #4 #8

1 ½” 100 95 – 100 – 35 – 70 – 10 – 30 0 – 5 –

1” – 100 95 – 100 – 25 – 60 – 0 – 10 0 – 5

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¾” – – 100 90 – 100 – 20 – 55 0 – 10 0 – 5

½” – – – 100 10 – 100 10 – 70 0 – 10 0 – 5

OTRAS

Contenido de sustancias deletéreas 2.5% max

Desgaste por abrasión, prueba de los Ángeles 25% max


Los agregados para el concreto, serán adquiridos a los proveedores de la zona local o mediante la identificación de canteras.

III. AGUA

El agua que se emplea para mezcla y curado del concreto será fresca, limpia y libre de cantidades dañinas como sales, aceites, ácidos, álcalis, materia orgánica o mineral y otras impurezas (arcilla y lodo) que, en la opinión de la Supervisión, puedan reducir la resistencia, durabilidad o calidad del concreto.

El agua existente en el río debe ser evaluada mediante un análisis químico cuyo resultado debe cumplir con los requisitos de las Normas ASTM, como se indica a continuación:

Cloro ionizado 250 ppm máx Sulfatos en forma de sales 250 ppm máx Sulfatos en forma de anhídrido sulfúrico 1 g/l. máx Sales en suspensión 1000 ppm Sales de magnesio 150 ppm Sales solubles totales 1500 ppm Turbidez (AASHTO T - 26) 2000 ppm máx

1.12.3 MATERIAL DE FILTRO

Todo material de filtro será adquirido a proveedores locales, o la identificación de material de cantera las mismas que cumplirán con los requerimientos de las especificaciones técnicas, y deberán encontrarse en el siguiente rango.

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Cuadro N° 3.04: Características del material de filtro

Tamaño o N° de TamizPorcentaje que pasa

por el Tamiz

3/4" 100

1/2" 94 – 100

3/8” 87 – 100

N° 4 65 – 100

N° 8 45 – 97

N° 16 25 – 70

N° 30 3 – 48

N° 40 0 – 40

N° 50 0 – 31

N° 60 0 – 25

N° 200 0 – 5


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ANÁLISIS DE ESTABILIDAD FISICA Y FLUJO DE LA PRESA TAMPUSH

1.13 CRITERIOS DE DISEÑO

El diseño de la presa Tampush, contempla los siguientes criterios de diseño:

Estabilidad Física: cumplir con los criterios de estabilidad aceptados internacionalmente para la construcción de presas en área de alta sismicidad, utilizada como base de referencia para el diseño de depósito de desmonte.

Cuidado del Medio Ambiente: controlar y mitigar las distintas posibilidades de riesgo que se generen en el proyecto, los cuales atenten contra el medio ambiente.

Uso de Materiales Locales: se ha procurado el uso de materiales locales disponibles y de características geotécnicas apropiadas.

Normativa Vigente: cumplir con las disposiciones reglamentarias vigentes vinculadas a la construcción de las obras proyectadas.

1.14 LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

El plano topográfico fue desarrollado con curvas de nivel cada 1 metro.

1.15 PARÁMETROS DE DISEÑO ADOPTADOS

Los parámetros de diseño adoptados son los siguientes:

1.15.1 FACTORES DE SEGURIDAD

Para el diseño de la presa Tampush, se tomaron los factores de seguridad mínimos mostrados a continuación:

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Cuadro Nº 4.1: Factores de Seguridad – Condición de Deslizamiento

Descripción Valor

Estabilidad 1.5

Fuente: Elaboración Propia

Cuadro Nº 4.2: Factores de Seguridad – Condición Volteo

Descripción Valor

Estabilidad 1.75

Los valores adoptados para los factores de seguridad, son coincidentes con los factores de seguridad mínimos recomendados por la autoridad competente.

Factor de Seguridad Mínimo de Deslizamiento = 1.50Factor de Seguridad Mínimo de Volteo = 1.75

Para el presente estudio los valores de estabilidad superan los mínimos establecidos en el proyecto (Ver Anexo de Memoria de Cálculo).

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PROGRAMA DE MONITOREO GEOTÉCNICO

1.16 GENERALIDADES

Durante la fase de ejecución de una infraestructura minera o durante su periodo de operación y cierre del proyecto de exploración o explotación, surge la necesidad de realizar monitoreos geotécnicos de los materiales que interactúan con dicha estructura, sean estos materiales de soporte, como suelos de fundación o materiales que forman parte de su entorno, como el caso de taludes o laderas naturales que según su grado de estabilidad pueden representar una amenaza a poblaciones o estructuras cercanas. La puesta en marcha de un monitoreo en particular, depende del grado de seguridad que se requiera para la inversión realizada y para sus usuarios, así como de los parámetros geotécnicos que se deseen evaluar, sean estos deformaciones, presión de poros, esfuerzos totales, entre otros.

Los objetivos de un programa de monitoreo del talud de presas son los siguientes:

Proporcionar un aviso anticipado de la presentación de probable inestabilidad, de tal manera que los planos de diseño puedan ser modificados y reajustados en cuanto al diseño, a fin de minimizar los impactos por desplazamiento de la pendiente.

Proporcionar información geotécnica para analizar los mecanismos de desplazamiento de la pendiente, designar medidas correctivas apropiadas, y realizar futuros rediseños de la pendiente.

Mantener los procedimientos operacionales de seguridad con el fin de proteger al personal y los equipos.

Un desplazamiento de la pendiente no ocurre sin previo aviso. Antes de un movimiento principal, existe deformación mensurable y otros fenómenos que se observan tales como el desarrollo de grietas por tensión, y cambios en presión del poro relacionados con aguas subterráneas. Estos fenómenos pueden producirse durante horas y prolongarse hasta años antes que ocurra el desplazamiento principal. Un programa de monitoreo de la pendiente consiste en la detección, medida, interpretación y reporte sistemáticos de estas evidencias de inestabilidad de talud.

En el caso de este estudio se plantea y recomienda un plan de monitoreo el cual comprende de tres etapas:

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Durante la habilitación de la presa Tampush (construcción) Durante la operación de la presa (Llenado) Al final de la construcción Durante la habilitación de las obras para la presa, se instalarán puntos de control topográficos de precisión milimétrica, ubicados fuera el área del proyecto, en la etapa de llenado se plantea la instalación de control de asentamientos que serán definidos y configurados de acuerdo a los planos de monitoreo, la misma que deberán ser coordinados con el ingeniero especialista.

Durante la construcción se propone una evaluación de los datos de monitoreo que se realizara trimestralmente, el cual consistirá en una evaluación de los datos obtenidos durante este periodo, tal como las inspecciones visuales, referidos a agrietamientos y deformaciones, así como al control de asentamientos verticales y desplazamientos horizontales, producidos en la cimentación, inclinación de los taludes, y la conformación de las banquetas tal como se indica en el proyecto.

Los puntos de apoyo para el control topográfico y la ubicación de los piezómetros, se presenta en el siguiente cuadro para la presa Tampush, pero que finalmente su ubicación definitiva será determinada en el terreno:

1.17 FRECUENCIA DE MONITOREO DE LA PRESA TAMPUSH

El monitoreo para la estabilidad de la presa Tampush, comprende principalmente un monitoreo visual del control topográfico y del nivel piezométrico, así como la inspección del canal de alivio y del nivel de cimentación de la presa aguas abajo del dique.

El monitoreo visual se realizará durante la habilitación de las estructuras, mediante inspección visual de las actividades a ser ejecutadas, así como vigilando la estabilidad del área de trabajo, en cuanto a control del nivel freático, estabilidad de taludes y presencia de falla del terreno natural, además de tener en cuenta que la ejecución de los trabajos deberá realizarse en época de secas, evitando la presencia de lluvias. Para el caso de la culminación de los trabajos de ejecución del proyecto, se plantea un plan de monitoreo visual de la estabilidad física y de los efluentes que pudieran existir a cargo de un ingeniero geotécnico o geólogo (control del estado de los puntos topográficos, control del funcionamiento de los sistemas de alivio. Una vez concluida la etapa de construcción de la presa, referido al dique y al vaso.

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Se tomará nota de las variaciones que pudiera presentar el talud y de la plataforma, se verificará la presencia de agua y su escurrimiento hacia los lados laterales y al pie del dique, se anotará la presencia de grietas de tensión que puedan formarse en la cresta o berma, se evaluará los desprendimientos de las laderas adyacentes y se verificará así mismo las posibles grietas de tensión que se puedan formar en las zonas altas de la ladera.

La frecuencia de monitoreo visual y topográfico se ejecutará en forma mensual para el primer año, así como inmediatamente después de cada evento sísmico y fuerte precipitación.

Posteriormente el monitoreo se realizara mensualmente en época de lluvia y bimensual en época de secas, durante los siguientes dos años, finalmente, el monitoreo se realizara en forma trimestral.

Se anexa el plano de Instrumentación I-01.

PRESUPUESTO DE OBRA

El presupuesto a nivel de costo directo de obra asciende a la suma de 4’441,106,91 nuevos soles.El presupuesto total incluyendo los gastos generales, utilidad, asciende a la suma de 6’498,227.63 nuevos soles.

CRONOGRAMA DE OBRA

La construcción tendrá un plazo de construcción de 180 días. El cronograma valorizado de obras se presenta en el expediente técnico reformulado.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

El presupuesto total incluyendo los gastos generales, utilidad, asciende a la suma de

6’498,227.63 nuevos soles.

La construcción tendrá un plazo de construcción de 180 días. El cronograma

valorizado de obras se presenta en los anexos.

El represamiento de la laguna Tampush, tiene por finalidad abastecer de agua para

riego a los sembríos en el sector de Jahuan, a través de un canal de riego sin revestir

existente, cuyos agricultores se encuentran representados por el comité de Riego de

Huacchis. La presa funcionará como un regulador de las necesidades hídricas, que

requieren los cultivos en los diferentes períodos de su crecimiento vegetativo.

Los agregados para el presente presupuesto han sido considerados de la cantera de

agregados del sector Collota.

Recomendaciones

Realizada la reformulacion del expediente, se recomienda la ejecución de la obra

teniendo en cuenta las respectivas implementaciones realizadas al formato del

Proyecto SubSectorial de Irrigación.

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Documents

191928837 Informe Tecnico Tampush Huachis