130300 - Geologia y Geotecnia

C ON O N S OR O R C I O P R A D O E S P E R A N ZA ZA

TERCER ENTREGABLE INFORME Nº03 – Nº03 – OBSERVACIONES OBSERVACIONES Nº04 ESTUDIO DE DISEÑO DE PRESA ANEXO Nº03 – Nº03 – GEOLOGÍA GEOLOGÍA Y GEOTECNIA DE PRESA

CONTRATO N°011-2016-MINAGRI-PSI ADJUDICACIÓN DE MENOR CUANTÍA N°057-2015-MINAGRI-PSI derivada del CONCURSO PÚBLICO N°007-2015-MINAGRI-PSI – N°007-2015-MINAGRI-PSI – TERCERA TERCERA CONVOCATORIA CONTRATACIÓN DEL SERVICIO DE CONSULTORÍA: ELABORACIÓN DEL ESTUDIO DE PREINVERSIÓN A NIVEL DE FACTIBILIDAD: “INSTALACIÓN “INSTALACIÓN DEL SER VICIO DE AGUA PARA RIEGO EN LA ZONA DEL PRADO ESPERANZA, DISTRITO DE ESPINAR Y PALLPATA, PROVINCIA DE ESPINAR, REGIÓN CUSCO” CUSCO ”

“Instalación del Servicio de Agua para Riego en la Zona del Prado Esperanza, Distritos de Espinar y Pallpata, Provincia de Espinar, Región Cusco”

Página 1 de 14

C ON S OR C I O P R A D O E S P E R A N ZA

ÍNDICE GENERAL 1. INFORMACIÓN PREVIA .............................................................. 3 2. ANÁLISIS DE LOS ASPECTOS TÉCNICOS ....................................... 4 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.4.1. 2.4.2.

2.5. 2.6. 2.7.

GEOLOGÍA DE LA ZONA DEL EJE DE PRESA ....................................... 4 RESISTENCIA Y CAPACIDAD PORTANTE DE LA ROCA ........................ 4 VALORES DE RMR – CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA ........................ 8 GEOFÍSICA ....................................................................................... 8 REFRACCIÓN SÍSMICA .................................................................................. 8 MÉTODO GEOFÍSICO ELÉCTRICO ................................................................. 10

CONDICIONES DE EXCAVABILIDAD ................................................ 11 IMPERMEABILIZACIÓN ENTORNO DE LA PRESA ............................. 12 PARÁMETROS GEOTÉCNICOS PARA DIMENSIONAMIENTO ............ 14

ÍNDICE de TABLAS Tabla Nº1. CAPACIDAD PORTANTE DE ROCA SEGÚN EL PERFIL ............................................. 7 Tabla Nº2. CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA (RMR) ................................................................ 8 Tabla Nº3. RESULTADO DE VELOCIDADES DE LAS LÍNEAS SÍSMICAS ...................................... 9

ÍNDICE de FIGURAS Figura Nº1: PLANO GEOLÓGICO ESCALA 1:100000, 30-T YAURI ............................................. 3 Figura Nº2: PERFIL GEOLÓGICO ESCALA 1:500 ...................................................................... 4 Figura Nº3: SITUACIÓN DE LOS SONDEOS EN EL EJE DE PRESA .............................................. 5 Figura Nº4: SITUACIÓN CATAS Y ENSAYOS DEL INFORME DEL PERFIL .................................... 6 Figura Nº5: TOMOGRAFÍA SÍSMICA ...................................................................................... 9 Figura Nº6: PERFIL MEDIANTE LA SEV DEL EJE DE LA PRESA ................................................ 10 Figura Nº7: RIPABILIDAD DEL TERRENO EN FUNCIÓN DE ONDAS SÍSMICAS ......................... 11 Figura Nº8: PERFIL DE RIPABILIDAD DEL TERRENO EN FUNCIÓN DE LAS ONDAS SÍSMICAS .. 12 Figura Nº9: PERFIL CON LAS PERMEABILIDADES DE LOS MATERIALES EN LOS SONDEOS REALIZADOS ...................................................................................................................... 13


Página 2 de 14


1. INFORMACIÓN PREVIA Se ha procedido al estudio de la información facilitada. La información analizada consta de varios documentos: 

“Informe realizado en agosto del 2014”: Este informe redacta la geología regional de la

zona, y realiza una serie de ensayos in situ para poder establecer el perfil geológico del eje la presa. 



Al realizar calicatas y penetrómetros ligeros, no se alcanzaron profundidades lo suficientemente grandes como para realizar un perfil geológico completo. Se realizaron varios ensayos de campo y laboratorio de diferentes muestras de suelo, de los que se realizaron roturas a compresión simple. Posteriormente se analizan estas roturas a compresión simple para poder establecer una capacidad portante del terreno. Anexo Nº06 sobre Estudio de Geología, Geotecnia y Geofísica: Este informe es mucho más completo que el anterior. En él se describe la geología regional y de la zona de proyecto. Además se han realizado sondeos y ensayos geofísicos, con los que se ha realizado un perfil geológico mucho más completo y correcto que el anterior. También se tomaron muestras, y se han realizado múltiples ensayos de laboratorio Figura Nº1: PLANO GEOLÓGICO ESCALA 1:100000, 30-T YAURI

Fuente: Ministerio de Energía y Minas – Instituto Geológico Minero y Metalúrgico del Perú. 

Cartas geológicas del Instituto Geológico Minero y Metalúrgico (INGEMMET) del área del proyecto, que se encuentra en el Cuadrángulo Geológico 30-t, Yauri.; Se ha tomado como referencia los mapas geológicos regionales del Gobierno de Peru escalas 1:100.000 y 1:75.000.


Página 3 de 14


2. ANÁLISIS DE LOS ASPECTOS TÉCNICOS 2.1. GEOLOGÍA DE LA ZONA DEL EJE DE PRESA Tras analizar los estudios de geología, geotecnia y geofísica recibidos, se confirma que las unidades geológicas determinadas en la zona de la boquilla de la presa, están compuestas por: 









Formación Qh-bof: depósitos cuaternarios recientes, bofedales con suelos arcillosos negruzcos orgánicos. Formación Qh-de-col; depósitos cuaternarios formados por materiales aluviales y coluviales como gravas, limos y arcillas mezclados con algunos clastos. Formación QH-al: cuaternario aluvial formado por cantos y guijarros con mezcla de gravas arenosas. Formación Qh-flg: cuaternario fluvioglaciar formado por gravas con arenas, ligeramente sucias con mezcla de cantos. Formación Maure 4 (Nm-ma4): esta formación está compuesta por tobas cristalolíticas de composición riolítica a dacítica, aunque en esta zona la composición es andesítica como puede verse en los sondeos realizados. Figura Nº2: PERFIL GEOLÓGICO ESCALA 1:500

Elaboración: Consorcio Prado Esperanza

Los afloramientos de rocas de aglomerado volcánico (Nm-ma4) se presentan en ambos estribos del eje de presa, mayormente cubiertas por depósitos superficiales de deluviales y deluviales coluviales consistentes en gravas limosas con algunos clastos de rocas tobáceas andesíticas en la zona del estribo derecha, mientras que en el estribo izquierdo predominan los deluviales.

2.2. RESISTENCIA Y CAPACIDAD PORTANTE DE LA ROCA A continuación, se adjunta una tabla con los diferentes valores de resistencia a compresión simple de los que se dispone. Los valores obtenidos provienen de:


Página 4 de 14

C ON S OR C I O P R A D O E S P E R A N ZA 

Valores obtenidos del Anexo Nº06 sobre Estudio de Geología, Geotecnia y Geofísica Las muestras con las que se han realizado las roturas a compresión simple se tomaron de los siguientes sondeos: Sondeo S04: Este sondeo se ha realizado en el estribo izquierdo y las muestras o se han tomado de formaciones andesíticas y de aglomerados volcánicos. Sondeo 01; realizado en el centro del eje de la presa, la muestra tomada o pertenece a la formación Maure, y consiste en rocas tobas aglomerádicas andesíticas. Figura Nº3: SITUACIÓN DE LOS SONDEOS EN EL EJE DE PRESA

Elaboración: Consorcio Prado Esperanza 

Valores obtenidos del Informe realizado en agosto del 2014. o Muestras de roca tomadas a 2 metros por encima de la Calicata CA01 Realizada en el estribo derecho de la presa. o R-1 Ensayo de resistencia in situ (mediante penetración dinámica ligera), situado en el flanco izquierdo del eje de la presa. o R-2 Ensayo de resistencia in situ (mediante penetración dinámica ligera), situado en el flanco izquierdo del eje de la presa. o R-3 Ensayo de resistencia in situ (mediante penetración dinámica ligera), situado en el flanco izquierdo del eje de la presa. R-4 Ensayo de resistencia in situ (mediante penetración dinámica ligera), o situado en el flanco izquierdo del eje de la presa.


Página 5 de 14

C ON S OR C I O P R A D O E S P E R A N ZA Figura Nº4: SITUACIÓN CATAS Y ENSAYOS DEL INFORME DEL PERFIL

Elaboración: PERFIL

A la hora de conocer la capacidad portante del terreno, se ha utilizado la correlación del Instituto de investigaciones Eléctricas de México: Q adm=k·Rc   

qadm = capacidad portante, Rc = Resistencia a la compresión K = Coeficiente adimensional que depende del espaciamiento de las discontinuidades, grado de meteorización, cementación. Para el presente caso se utilizará un coeficiente de 0.10.

En la tabla adjunta se puede ver el resultado de la capacidad portante para todas las muestras sobre las que se tiene roturas a compresión simple. En el caso de los suelos, solo se puede aplicar el criterio americano, puesto que las demás interpretaciones son para roca. Criterio americano:

qadm=0,2∙qu

Con todos estos datos se obtiene los siguientes parámetros de capacidad portante de la roca.


Página 6 de 14

C ON S OR C I O P R A D O E S P E R A N ZA Tabla Nº1. CAPACIDAD PORTANTE DE ROCA SEGÚN EL PERFIL

sondeo /cata S04 S04 S04 S01 CA1 CA1 R –1

R –2

R –3

R –4

litologia Roca tobacea andesítica porfídica (Grupo 12,35-12,60 Maure Nma4/tv-an) Roca tobacea andesítica porfídica 16,60-17,00 (ALTERADA) (Grupo Maure Nma4/tv-an) Roca tobacea andesítica porfídica (Grupo 27,90-28,30 Maure Nma4/tv-an) Roca aglomeradicas andesíticas (Grupo 4,60-5,00 Maure) Roca tobacea aglómerádica volcánica (Grupo Maure Nma4/av) Roca tobacea aglómerádica volcánica (Grupo Maure Nma4/av) 0-2 Cuaternario deluvial 2-3,10 Cuaternario deluvial 0-1,20 Cuaternario deluvial 1,20-1,90 Cuaternario deluvial 0-2,50 Cuaternario deluvial 2,50-2,80 Cuaternario deluvial 0-0,70 Cuaternario deluvial Roca tobacea arenosa-aglomerádica 0,70-0,90 volvánica (Grupo Maure Nma4/av-tv )

RCS (Kg/cm2)

Capacidad portante (Kg/cm2)

231

23

171

17

543

54

1364

136

302,39

30

233,09

23

2,1 5 2 4 2,2 4 1,6

0,43 1 0,4 0,8 0,44 0,8 0,32

4

0,8

prof (m)


En resumen, se establecen los siguientes valores de capacidad portante obtenidos: Roca tobacea aglomerádica volcánica van desde los 23 hasta los 30 Kg/cm 2. El valor de 1360 Kg/cm2 no se tendrá en cuenta debido a su gran dispersión con el resto de valores. Roca tobacea andesítica entre 17 y 54 Kg/cm 2. Para los cuaternarios los valores oscilan entre los 0,3 a 0,8 kg/cm 2. 

 

Además, en el “Estudio de Geología, Geotecnia y Geofísica” (Consorcio Prado Esperanza), se han realizado una serie de calicatas a lo largo de las líneas de conducción de los márgenes derecho e izquierdo, y en todas se ha obtenido mediante penetrómetros la resistencia a compresión simple, resultando unos valores máximos de 4,5 Kg/cm 2 a una profundidad media de 2,5 metros. Lo cual aparentemente corroboraría los valores que se recogieron en el primer informe realizado en 2014. Así pues, con los valores de resistencia y las capacidades portantes obtenidas, la formación sobre la que se emplazara el eje de la presa es la formación Orcopampa, formada por andesitas y aglomerados volcánicos, ya que el resto de formaciones no son aptas para la


Página 7 de 14

C ON S OR C I O P R A D O E S P E R A N ZA cimentación de la presa. Por lo tanto, será necesario excavar varios metros de profundidad para cimentar sobre la formación Orcopampa.

2.3. VALORES DE RMR – CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA Se disponen de los valores de RMR de los sondajes realizados en el “Estudio de Geología, Geotecnia y Geofísica” (Consorcio Prado Esperanza). Tabla Nº2. CLASIFICACIÓN GEOMECÁNICA (RMR) Clase

I

II

III

IV

V

Calidad

Muy buena

Buena

Media

Mala

Muy mala

Puntuación

100 - 81

80 - 61

60 - 41

40 - 21

< 20

Sondaje

metros 05-20

clase II-III

S-01

20-40

I-II

40-50 5-50 4-5 5-7 7-20 20-28 7-50 4-8 8-20 20-40 2-6 6-36 36-40

II-III II-III IV III II III II IV II-III II III II III

S-02

S-03

S-04

S-05

calidad Media-buena Muy buena buena Media-buena Media-buena Mala Media Buena Media Buena Mala Media-buena Buena Media Buena Media


En resumen, salvo los primeros metros de los sondeos S-04 y S-05 que tienen una mala calidad. El resto presenta unas calidades de roca de media a muy buena.

2.4. GEOFÍSICA 2.4.1. REFRACCIÓN SÍSMICA Según los resultados de las campañas geofísicas realizados en el “Estudio de Geología, Geotecnia y Geofísica” (Consorcio Prado Esperanza), las formaciones rocosas para el eje de la presa se sitúan a partir de 2,8 metros de profundidad, pero las rocas no alteradas de la formación Orcopampa se situarían entorno a los 12 metros de profundidad, que coincide con valores más altos de resistencias a compresión simple. “Instalación del Servicio de Agua para Riego en la Zona del Prado Esperanza, Distritos de Espinar y Pallpata, Provincia de Espinar, Región Cusco”

Página 8 de 14

C ON S OR C I O P R A D O E S P E R A N ZA Tabla Nº3. RESULTADO DE VELOCIDADES DE LAS LÍNEAS SÍSMICAS


Los siguientes perfiles interpretativos de geofísica de la zona del eje de la presa confirman los valores de resistencia a compresión simple más altos a partir de 12 metros de profundidad. Figura Nº5: TOMOGRAFÍA SÍSMICA


Página 9 de 14



2.4.2. MÉTODO GEOFÍSICO ELÉCTRICO Se ha realizado una campaña de Sondajes eléctricos verticales (SEV). Toda la documentación de la campaña se encuentra en el “Estudio de Geología, Geotecnia y Geofísica” (Consorcio Prado Esperanza). La interpretación de esta campaña geofísica se refleja en la imagen adjunta, Donde se puede ver un perfil con los diferentes estratos estimados a partir del estudio. Figura Nº6: PERFIL MEDIANTE LA SEV DEL EJE DE LA PRESA



Página 10 de 14

C ON S OR C I O P R A D O E S P E R A N ZA En este perfil se comprueba que los valores de resistencia obtenidos se amoldan muy bien al perfil geológico realizado dele eje de la presa. Se puede observar que la roca no alterada aparece a unas profundidades entre 4 y 8 metros, según la zona del perfil.

2.5. CONDICIONES DE EXCAVABILIDAD La sísmica de refracción realizada en el “Estudio de Geología, Geotecnia y Geofísica” (Consorcio Prado Esperanza) permite obtener los valores de las ondas sísmica (m/s). Con estos valores, se puede establecer las correlaciones para conocer la excavabilidad del terreno. Dentro del mercado actual, los fabricantes de maquinaria realizan tablas que muestran la excavabilidad del terreno en función de las máquinas utilizadas y de las características del terreno a excavar. Se toma como referencia las tablas realizadas por el fabricante Catterpiller para su tractor con ripper D8R. Lógicamente, los datos de ripabilidad suministrados por las compañías fabricantes de maquinaria sobrevaloran las posibilidades de sus productos. Es habitual encontrar tablas de ripabilidad donde se recomienda ripar macizos rocosos con velocidades sísmicas mayores de 2.500 m/s. Parece lógico, por tanto, reducir los límites superiores. En este sentido, es muy aconsejable seguir el criterio del Colegio de Geólogos de Gran Bretaña, que marca 1.850 m/s como límite de ripabilidad. Figura Nº7: RIPABILIDAD DEL TERRENO EN FUNCIÓN DE ONDAS SÍSMICAS

Fuente: Catterpillar “Instalación del Servicio de Agua para Riego en la Zona del Prado Esperanza, Distritos de Espinar y Pallpata, Provincia de Espinar, Región Cusco”

Página 11 de 14

C ON S OR C I O P R A D O E S P E R A N ZA Figura Nº8: PERFIL DE RIPABILIDAD DEL TERRENO EN FUNCIÓN DE LAS ONDAS SÍSMICAS


Para el eje de la presa, con la sísmica de refracción, se han detectado tres estratos con diferentes velocidades de ondas. Así pues: 





El primer estrato detectado tiene una velocidad media de 437 m/s, con un espesor medio de 2,3m (fácilmente ripable). El segundo estrato detectado tiene una velocidad media de 2.409m/s, con un espesor medio de 7,8 m (no ripable). El último estrato tiene una velocidad media de 3.892 m/s, con un espesor medio de 17 m (no ripable).

Para el eje de la presa, el estrato superficial sería ripable, pero a mayor profundidad el terreno tendrá que ser excavados mediante voladuras sistemáticas y controladas.

2.6. IMPERMEABILIZACIÓN ENTORNO DE LA PRESA En la construcción de una presa, en general es necesario tratar el terreno del entorno. El objetivo es lograr la máxima estanqueidad del mismo en el entorno de la presa y además busca reducir las filtraciones al máximo. Una vez analizados los datos de permeabilidad del “Estudio de Geología, Geotecnia y Geofísica” (Consorcio Prado Esperanza), de los que se muestran un resumen en la imagen siguiente,


Página 12 de 14

C ON S OR C I O P R A D O E S P E R A N ZA Figura Nº9: PERFIL CON LAS PERMEABILIDADES DE LOS MATERIALES EN LOS SONDEOS REALIZADOS


Es necesario tratar el terreno, a través de la inyección en el terreno de lechadas de cemento más o menos viscosas para crear una pantalla de estanqueidad (cortina de impermeabilización) en el entorno del emplazamiento de la presa que evite las filtraciones y subpresiones bajo la misma. En fases posteriores de proyecto, se deberán realizar los siguientes los trabajos y estudios a efectuar para lograr impermeabilizar mediante inyecciones un macizo rocoso o una masa de suelos, constituyen un proceso que se desarrolla en sucesivas etapas: Caracterización del terreno a inyectar: estudios geológico-geotécnicos, reconocimientos, pruebas de permeabilidad, investigación hidrogeológica, etc. Definición geométrica del tratamiento: situación de los taladros, profundidad, inclinación, etc. Procedimiento de ejecución de las inyecciones: lechada a utilizar, presiones, volúmenes, orden en que se inyectan los taladros, modo de inyectar cada taladro, etc., así como aspectos relativos a los equipos de perforación e inyección. Seguimiento de los trabajos e interpretación de los resultados y observaciones efectuadas durante la realización de las inyecciones. Verificación de los resultados obtenidos con las inyecciones. 









Realmente estas etapas no se desarrollan de modo independiente. Con la información previa disponible se define un determinado tratamiento (taladros y procedimientos de inyección) cuyas condiciones no pueden tener un carácter inamovible. Lo habitual es establecer unos procedimientos de trabajo previos que resulten adecuados a las condiciones que, de modo general, presenta el macizo. Posteriormente, se irán ajustando dichos procedimientos como consecuencia de las observaciones que se van llevando a cabo durante la propia realización de los trabajos. “Instalación del Servicio de Agua para Riego en la Zona del Prado Esperanza, Distritos de Espinar y Pallpata, Provincia de Espinar, Región Cusco”

Página 13 de 14

C ON S OR C I O P R A D O E S P E R A N ZA Por otra parte, ante las situaciones singulares que puedan producirse durante la ejecución, resultará necesario adoptar decisiones específicas para efectuar el adecuado tratamiento de algunas zonas concretas. 2.7. 

PARÁMETROS GEOTÉCNICOS PARA DIMENSIONAMIENTO

Capacidad portante del terreno. Según los datos aportados en los estudios geológicos previos, la capacidad portante de los diferentes terrenos es: o Formaciones suelos (materiales cuaternarios): Materiales cuaternarios: 0,60Kg/cm 2. o Formaciones rocosas: 27Kg/cm2 aglomerados volcánicos. 32 Kg/cm2 para Rocas tobaceas andesíticas (realizando una media de valores). Ángulo rozamiento interno de los materiales de la presa: o Enrocado compactado para los espaldones: Como se justifica en el Anejo 2 de Estabilidad de la presa, para conseguir unos coeficientes de seguridad de estabilidad adecuados para los espaldones es necesario que el ángulo de rozamiento interno de la escollera compactada sea igual o superior a 44º. Como se comenta en el Anejo 2 página 4, para determinados tipos de escollera (andesitas y riolitas) mediante una adecuada compactación pueden conseguirse valores de hasta 46º. o Valor de la cohesión: Como se comenta en el Anexo Nº04 del Presente Estudio de estabilidad de la presa, debido a la trabazón entre los bloques de la escollera compactada puede considerarse en el cálculo de estabilidad un valor de la cohesión de 15 a 20 kN/m 2. 

 




Página 14 de 14

130300 - Geologia y Geotecnia

Recommend Documents