1.0 Texto Presa Gavion_Kerococha_V1

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INDICE

1 Introducción 5 2 Objetivo 5 3 Alcance y limitación de los estudios 5 4 Ubicación 6 5 ESTUDIOS BÁSICOS 7

5.1 Topografía 7 5.2 Hidrología y Climatología 7 5.2.1 Fuente de Información 7 5.2.2 Tratamiento y Análisis de los Registros 8 5.2.3 Precipitación Media Mensual 8 5.2.4 Generación de caudales medios mensuales en los ejes de presa. 8 5.2.5 Estimacion del Volumen Util en Embalses. 9 5.2.1 Calculo de Area – Altura – Volumen Almacenamiento 9 5.2.2 Calculo de Máxima Avenida 9 5.3 Geología y Geotecnia 11 5.3.1 Zona Geológica I 11 5.3.2 Descripción Geológica de Eje y Vaso de almacenamiento de presas 11

6 INGENIERIA BASICA DEL PROYECTO - DISEÑO DE LA PRESA 17

6.1 Selección del tipo de represamiento 17 6.2 Concepción de las Obras de Represamiento 18 6.2.1 Volumen Aprovechable (Vol. Util) y Almacenamiento 19 6.2.2 Arrastre de carga de Fondo y Suspensión 20 6.2.3 Altura de represamiento 20 6.2.4 Bordo Libre 21 6.2.5 Ancho de la Corona 21 6.2.6 Diseño de la Máxima Avenida 22 6.2.7 Evaluación de las Características Físico - Mecánicas de Cimentación y

Materiales para la Cortina de la Presa 23 6.2.8 Análisis de estabilidad 24 6.3 Obras Conexas 25 6.3.1 Aliviadero de Demasías 25 6.3.2 Toma de Servicios, Tubería de Conducción y Estructura Disipadora 26

7 DESCRIPCION DE LAS ESTRUCTURAS PLANTEADAS 29

7.1 Obras Preliminares 29 7.2 Dimensionamiento de la Presa 29 7.3 Obras Conexas y Complementarias 32 7.3.1 Estructura de Ingreso y Rejilla 32 7.3.2 Caja de Válvulas y Estructura Disipadora 32 7.3.3 Tubería de Conducción (Encamisetado) 32 7.3.4 Pantalla Impermeabilizante + Delantal aguas arriba 32 7.3.5 Aliviadero de la Presa 33

8 ESTUDIO DE CANTERAS 34

8.1 Materiales para la cama de Apoyo 34 8.2 Cantera de Agregados 35

ITEM DESCRIPCION Pag.

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8.3 Canteras de Rocas 35

9 COSTOS Y PRESUPUESTOS 36

9.1 Metrados 36 9.2 Precios de insumos 36 9.3 Análisis de costos unitarios 39 9.4 Presupuesto Total 39 9.5 Presupuesto Analítico de Costos Indirectos (Gastos Generales). 40 9.6 Presupuesto Analítico de Costos de Supervisión y Liquidacion de obra 40 9.7 Cronograma de ejecución Física Financiera. 41 9.8 Planos a Nivel Constructivo. 41

10 Conclusiones y Recomendaciones 41

11 Anexos 42

ANEXO 01:

1) Calculo de Diseño Hidráulico y Estructural 2) Metrados y Costos de Transporte 3) Presupuesto General 4) Reporte de Insumos 5) Análisis de Costos Unitarios 6) Gastos Generales, Supervisión y Liquidación de Obras 7) Programación de Obras 8) Registro Fotografico 9) Especificaciones Técnicas

ANEXO 02:

1) Cotización de Materiales y Equipo 2) Estudios Básicos (Geotécnia, Geologia, e Hidrologia).

ANEXO 03:

1) Planos RELACION DE PLANOS P-01 TOPOGRAFICO, PLANTA Y PERFIL LONGITUDINAL EJE P-02 ESTRUCTURA DE ENTRADA Y SALIDA, SECCION TIPO P-03 SECCIONES TRANSVERSALES KM: 0+00 – 0+055 P-04 SECCIONES Y PERFIL LONGITUDINAL CANAL ALIVADIERO P-05 CANTERA DE MATERIAL DE PRESTAMO Y AGREGADOS RELACION DE CUADROS

Cuadro N° 01: Ubicación de los vasos naturales. Cuadro N° 02: Caudales medios Generados con el método de transferencia hidrológica. Cuadro N° 03: Caudales medios Generados por el Segundo método Racional. Cuadro N° 04: Precipitación Máx en 24 hr para diferentes periodos de retorno en embalses. Cuadro N° 05: Caudal de diseño para diferentes periodos de retorno Cuadro N° 06: Valores de Periodo de Retorno T, años

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Cuadro N° 07: Resumen de características Geomorfologicas y Geodinamica del eje y vaso de presa Cuadro N° 08: Resultados de parámetros geotécnicos de Diseño Cuadro N°: 09 : Tipo de presa. Cuadro Nº 10: Volumen de Almacenamiento Cuadro Nº 11: Calculo Altura presa – Capacidad de Almacenamiento Cuadro Nº 12: Bordo Libre de las presas Cuadro Nº13: Dimensionamiento de Ancho de Coronamiento Cuadro Nº 14: Resultados de verificación de Estabilidad Cuadro Nº 15: Dimensionamiento de la presa. Cuadro Nº 16: Características mecánicas de los gaviones. Cuadro Nº17: Análisis de Rendimientos según distancias medias de transporte de materiales Cuadro Nº 18: Presupuesto en Costos Directos, Indirectos y costo Total de la presa.

RELACION FIGURAS Figura N°: 01: Ubicación geográfica de las cuencas. Figura Nº 02: Esquema para calculo de Asentamientos Figura N° 03: Vista en Perfil de Estructura de Disipación Figura N° 04. Vista en Planta de Estructura de Disipación Figura N° 05: Relación Número de Froud y W/d Figura N°06: Talón de Enrocamiento

BIBLIOGRAFIA:

DR. ATA-UR-REHMAN TARIQ, Ph.D. Dam and Reservoir Engineering, 2008 ROUSE , Hunter HIdraulica Editorial Dossat SA 1951. TORRES HERRERA, Obras Hidraulicas HENDERSON, F.M. Open Channel Flow DOMINGUEZ, Francisco Hidraulica S. Chile 1974. ARTURO ROCHA FELICES. Hidráulica de Tuberías y Canales, 2007 MAXIMIO VILLON B. Hidráulica de Canales, 2000 PIERRE Y. JUELIN. Erosion and sedimentation, 1995 F. TORRES HERRERA. Obras Hidráulicas, 1983. PIERRE Y. JUELIN. River Mechanics, 1998. JUAN P. MARTIN VIDE, Ingenieria de Rios. MARTHA GONZALES T., Restauracion de Rios y Riberas. GERMAN MONSALVE S., Hidrologia en la Ingenieria. HUBERT CHANSON, Hidraulica del Flujo. VEN TE CHOW, Hidraulica de Canales Abiertos. MACAFERRI, Handbook Diseño de obras de defensa ribereña. COPIAS, Maestria UNI Hidraulica. Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica, Karl Terzaghi y Ralph peck Fundacion Analisis and Design, Joseph E. Bowles Mc Graw/ Hill Book Co. Mecánica de Suelos I , II y III, Eulalio Juárez Badillo Mecánica de Suelos en la Ingeniería, Alfonso Rico Rodríguez Presas de Tierra y Enrocamiento, Marzall y Resendiz Diseño de Presas Pequeñas, Small Dams / Bureau Of Reclamation United States Departament of the Interior Problemas Resueltos de Mecánica de Suelos, Crespo Villalaz Diseño y Construcción de cimientos, M.J. Tomlinson, Ediciones Urmo, Bilbao 1963.

iv

Mecánica de Suelos, T. William Lambe y Robert V. Whtman, Limusa W. Ley S.A. Mexico, 1984.

Diagnostico técnico de presas de materiales Locales, Malojonov V.V.

REFERENCIAS:

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Leopold, L.B., et al., Fluvial Processes in Geomorohologv, W. H. Freeman and Company, San Francisco, 1964.

Proyecto: Cosecha de Agua en Microcuencas Lacustres en la Cuenca media del rio Apurimac Nivel del Estudio: Expediente Técnico

CEM SAC Dirección Av. Micaela Bastidas N° 258, Ofic. S - 2, 084-261150,RPC 987252294

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CCAAPPIITTUULLOO II

PROYECTO: COSECHA DE AGUA EN MICROCUENCAS LACUSTRES EN LA CUENCA MEDIA DEL RIO APURIMAC.

1 Introducción Uno de los problemas que enfrenta la población rural de la Cuenca alta del Apurimac es la baja producción y productividad agropecuaria, debido a la escasa disponibilidad del recurso hídrico para fines de riego y dotación de agua para consumo humano, a pesar que la cuenca presenta disponibilidad de suelos apropiados y oferta de agua en época de lluvias. Sin embargo existen problemas de escases de agua durante la época de estiaje de mayo a noviembre.

Por lo tanto, existe una preocupación grande de los pobladores de la cuenca del Apurimac, por la disminución del caudal base y, de las aguas superficiales en época de estiaje, así como la reducción y en algunos casos la desaparición de cuerpos de agua, tales como ojos de agua (manantiales), bofedales y lagunas.

Frente a esta problemática las poblaciones localizadas dentro de la referida cuenca a través de las Municipalidades distritales de: Huanoquite, Ccapi y Rondocan, han puesto en marcha múltiples iniciativas formulando y ejecutando proyectos referentes a aprovechamiento y optimización del recurso hídrico. Todas estas iniciativas se refieren a dos objetivos claros, sobre los que parece existir un consenso generalizado.

Por lo que, el Instituto de Manejo y Medio Ambiente; IMA, viene impulsando acciones de Cosecha de Agua en las microcuencas en la cuenca media del rio Apurimac, quien realizó el estudio de priorización e identificación de vasos naturales a nivel de perfil, de los cuales ha priorizado 08 vasos entre depresiones naturales y lagunas existentes para almacenar las aguas del escurrimiento superficial y dar el uso múltiple que tiene el agua.

2 Objetivo El presente informe tiene el propósito de alcanzar los Diseños Definitivos a nivel constructivo en base a los estudios básicos de Topografia, Hidrologia y Geologia_Geotecnia alcanzados por IMA. Según términos de referencia las tareas principales del informe serian:

• Dimensionamiento estructural e hidráulico de las 08 presas a nivel de Expediente Tecnico.

• Dimensionamiento de las obras conexas y complementarias de las obras de embalse.

• Elaboración de Metrados, Presupuesto de obra, formulación de análisis de Costos Unitarios, y Programacion de Obras.

• Elaboración de Planos de las 08 presas a nivel constructivo. 3 Alcance y limitación de los estudios

En el presente informe según los términos de referencia y la propuesta técnica alcanzado comprende los siguientes:

• Planteamiento y diseño de las presas de almacenamiento y obras complementarias, obras de toma y descarga, vertedero de excedencias, drenajes y detalls constructivos.

• Descripción de las estructuras planteadas de cada presa. • Metrados, costos unitarios, presupuestos, reporte de insumos, y otros de

importancia. • Cronograma, con rutas criticas y especificaciones técnicas. • Anexos: Planos.

http://www.ima.org.pe/ima.htm



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Durante la elaboración de los estudios básicos se ha tenido una serie de inconvenientes hasta 4 versiones, debido a la inconsistencia e insuficiente de resultados de los estudios básicos de Hidrologia y Geotecnia. Los volúmenes de almacenamiento de las presas se han modificado, con precipitación total al 75% de persistencia, luego con precipitación media, y luego se ajusto al volumen de almacenamiento del perfil aprobado, estas consideraciones se alcanzó mediante los Informes N° 03, 06, 09, y 10. La versión final (Geotecnia) ha sido alcanzado el 06.06.12 de los parámetros físicos mecánicos de suelo de fundación, de canteras de material de préstamo, y cortina de presa, del cual se manifiesta que se ha utilizado la finalmente la versión 02. Aun así faltan datos de input para los diseños definitivos por lo que se han tenido que asumir muchos parámetros físicos mecánicos del suelo de fundación y cantera de agregados y material de préstamo. Por más que se consideren como micropresas no se pueden subestimar la evaluación geología y geotecnia ni mucho menos el análisis hidrológico, puesto que el presupuesto de las obras de regulación superan los seis millones.

Asimismo, según recomendación y sugerencia de las instancias directrices de PER IMA, se ha tomado en cuenta para los diseños definitivos los volúmenes de almacenamiento del Perfil Aprobado, tercera corrección de diseños definitivos debido a la modificación a los estudios básicos de hidrología. Igualmente se ha tomado en cuenta el informe de alcances y observaciones, 24 items, Informe N° 092-2012-UP/DEPGA-IMA, sin embargo, debido al mayor incremento presupuestal del Expediente Técnico con respecto al perfil aprobado, el IMA recomienda el cambio del eje de las presas, caso Presa Huchuy Huaytacocha, Kerococha y Sifsifrayccocha, a pesar que esta obra de regulación se había establecido el eje definitivo para su diseño final y se alcanzó el diseño definitivo mediante la carta N° 19-2012, y el levantamiento de observaciones al Informe N°092-2012-UP/DEPGA-IMA. En tal sentido, de lo anterior se sugiere al contratista que debe desarrollarse los ensayos y estudios de geotecnia correspondientes con la finalidad de verificar los parámetros físicos –mecánicos del suelo de fundación que fueron asumidos del anterior eje.

4 Ubicación Políticamente los vasos naturales de: Ancasccocha, Sifsifrayccocha, Keroccocha, Apacaray y Tinquicocha, se encuentran ubicadas en el distrito de Huanoquite, provincia de Paruro. Asimismo, los vasos naturales para las presas Huchuy Huaytacocha y Ancascocha, se encuentran ubicadas en el distrito de Ccapi, provincia de Paruro; Finalmente el área para la presa Pataccocha, se encuentra ubicada en el distrito de Rondocan, provincia de Acomayo, todas las áreas estudiadas se encuentran ubicadas en la Region Cusco.

Cuadro N° 01: Ubicación de los vasos naturales.

1 Presa Apacaray2 Presa Tinquicocha3 Presa Kerococha4 Presa Sifsifray cocha

Phausihuay co 5 Presa Intiy ocochaQuehuay llo 6 Presa AncascochaHuacallo 7 Presa Huchuy Huay tacocha

Acomay o Rondocan Rajachay oc 8 Presa Pataccocha

Ccapi

ParuroHuillcamay o

Huanoquite

Kenconay

Prov. Distrito Microcuenca Nº Nombre de la Presa




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CCAAPPIITTUULLOO IIII 5 ESTUDIOS BÁSICOS 5.1 Topografía

Teniendo como base el levantamiento topográfico proporcionado por el IMA, se complementó la información topográfica con levantamientos complementarios necesarios, a escala conveniente (1:2000), de:

a) Levantamientos topográficos del vaso y eje de la presa, además para las obras anexas de las 08 lagunas.

b) Para las canteras después de las correspondientes investigaciones adicionales, se ejecutó los levantamientos topográficos con GPS, por parte del especialista en Geologia y Geotecnia, tal como se puede apreciar en su referido estudio.

c) De igual manera se ejecutó la documentación de BMs, como mínimo 03 puntos los que figuran en los planos en planta. Estos BMs, previamente fueron georeferenciados utilizando el equipo correspondiente GPs, satelitales.

5.2 Hidrología y Climatología Se realizo una evaluación del recurso hídrico en el ámbito del estudio, consistente en la determinación del escurrimiento superficial (principalmente lagunas) y de los flujos sub superficiales (manantes), lo que nos ha permitido establecer la oferta de agua anual en los puntos de interés

Mayores precisiones se detallan en el Estudio Hidrológico realizado en los sistemas hidrográficos del Rio Apurimac, sin embargo, para el presente se hace algunos comentarios sobre las variables más importantes.

Los parámetros climatológicos utilizados para el modelamiento son: precipitación al 75% persistencia, volúmenes de almacenamiento, y curvas altura-volumen (falta mejorar), en vista a las mejoras y modificación no se cuenta con la versión final (falta aprobación del especialista en hidrología), sin embargo se alcanza la versión 04 de la información del Estudio Hidrológico proporcionado por IMA con el que se procedió el diseño definitivo de cada una de las presas.

5.2.1 Fuente de Información Toda la información utilizada corresponde a los registros de la red de estaciones del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI).

d) Para el tratamiento de la información pluviométrica se han identificado las estaciones de: Pisac, Caicay, Granja Kayra, Sicuani, Yauri y Urcos, descartando las estaciones de Tambobamba y Paruro, a pesar de que estas estaciones se encuentran próximas a la zona en estudio por que no guardan relación espacial en el comportamiento de correlación.

e) Se ha utilizado el método Racional Modificado para determinar el volumen de embalses en las 08 vasos colectores.

f) El modelo aplicado para generar caudales medios, modelo LutzScholz, para determinar caudales mensuales para las quebrada aportantes de las 06 microcuencas y se adapta modelos precipitación escorrentía que consideran la calibración con datos puntuales aforados.

g) La ubicación de las cuencas se puede observar en la siguiente figura:




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Figura N° 01: Ubicación geográfica de las cuencas.

Fuente: Según Estudio Hidrológico elaborado por Ing. Ernesto Yucra y Aprobado por IMA

5.2.2 Tratamiento y Análisis de los Registros Se realizo mediante los tres metodos:

a) Análisis visual de hidrogramas. b) Análisis de doblemasa. c) Análisis estadístico.

5.2.3 Precipitación Media Mensual

Se han identificado 6 estaciones Meteorológicas colindantes a los sectores de estudio que controlan el parámetro pluviométrico, las mismas que cuentan con periodos de observación variables entre los años 1964 - 2010, ver cuadro N° 031. Las estaciones Pisac, Caicay, Granja Kayra, Sicuani, Yauri y Urcos. Las estaciones en su totalidad son administradas por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología SENAMHI.

5.2.4 Generación de caudales medios mensuales en los ejes de presa. Para la generación de caudales medios mensuales en los puntos de interés, fue preciso utilizar, las series de precipitación totales mensuales regionalizadas, que se muestran en el Anexo 09, y los caudales generados en las seis (06) microcuencas, para generar las descargas medias empleando el método de transferencia hidrológica. En el Cuadro 02, se muestra el resumen de caudales medios generados en las micro cuencas.

Cuadro N° 02: Caudales medios Generados con el método de transferencia hidrológica.


1 Referencia Estudio Hidrologico

ID Eje de Presa ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SET OCT NOV DIC PROM

P1 Apacaray 0.0176 0.0171 0.0126 0.0042 0.0012 0.0007 0.0007 0.0008 0.0011 0.0025 0.0050 0.0109 0.0062P2 Ancasccocha II 0.0085 0.0077 0.0054 0.0018 0.0005 0.0003 0.0003 0.0003 0.0005 0.0010 0.0020 0.0046 0.0028P3 Huchuy Huaytaccocha 0.0673 0.0620 0.0439 0.0121 0.0030 0.0019 0.0018 0.0021 0.0037 0.0083 0.0169 0.0403 0.0219P4 Ancasccocha I 0.0233 0.0211 0.0147 0.0049 0.0015 0.0009 0.0009 0.0010 0.0015 0.0028 0.0053 0.0122 0.0075P5 Keroccocha 0.0280 0.0250 0.0174 0.0054 0.0016 0.0010 0.0009 0.0010 0.0017 0.0033 0.0062 0.0146 0.0088P6 Pataccocha 0.0666 0.0637 0.0466 0.0150 0.0044 0.0028 0.0025 0.0028 0.0044 0.0088 0.0171 0.0433 0.0232P7 Sifsifrayccocha 0.0264 0.0235 0.0164 0.0051 0.0015 0.0009 0.0008 0.0010 0.0016 0.0031 0.0058 0.0137 0.0083P8 Tinquiccocha 0.0327 0.0318 0.0234 0.0077 0.0022 0.0014 0.0013 0.0014 0.0021 0.0047 0.0093 0.0203 0.0115




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5.2.5 Estimacion del Volumen Util en Embalses. Se considera el cálculo del Volumen Útil por dos métodos; el primero el generado por el modelo de transferencia hidrológica caudales medios mensuales con volúmenes al 75% de persistencia (Anexo 11) y el segundo método racional que en la práctica da buenos resultados cuando se trata de pequeñas cuencas, aproximadamente si no exceden a 5.0km2. La precipitación utilizada es la total anual al 75% de persistencia.

Los volúmenes de almacenamiento producto de la escorrentía serán para los 05 meses de lluvia (Noviembre – Marzo).

La fórmula modificada es:

V = 1000*C*P*A Donde: V: Volumen de agua de escorrentía (m3) C: Coeficiente de escorrentía P: Precipitación total anual media (mm) A: Area de la cuenca (Km2)

Cuadro N° 03: Caudales medios Generados por el Segundo método Racional.

EMBALSE VASO COLECTOR

PRECIPITACION MEDIA

PERSISTENCIA(MM)

COEFICIENTE ESCORRENTIA AREA(KM2)

VOL AREA DE ESCURRIMIENTO

GENERADO

VOL ALMACENAMIENTO

SEGÚN PERFIL

Inty Yoc’ cocha 837.907 0.55 0.869 397,665.122 392,326.00

Sifsifray’ cocha 845.685 0.44 1.047 388,045.695 244,318.00

Kero’ cocha 831.965 0.42 1.129 392,664.898 272,634.00

Apacaray 847.621 0.48 0.470 191,028.292 219,744.00

Tinqui’ cocha 827.873 0.46 0.894 339,064.918 91,080.00

Ancas’ cocha 850.609 0.50 0.295 125,408.878 184,536.00

Huchuy’ Huaytacocha 822.501 0.45 1.979 724,580.192 515,498.00

Pata’ cocha 852.712 0.50 0.682 290,873.536 243,284.00 Fuente: Según Estudio Hidrológico elaborado por Ing. Ernesto Yucra y Aprobado por IMA

5.2.1 Calculo de Area – Altura – Volumen Almacenamiento Los valores de curvas – áreas – volumen fueron obtenidos a partir de planos elaborados por el equipo de topografía y por la oficina de Estudios del IMA, con curvas distanciadas a 0.50m y con la definición de los ejes de presa, los cálculos de las curvas para ambos métodos se detallará en la descripción de cada presa.

5.2.2 Calculo de Máxima Avenida En el Cuadro 04: se muestran los resultados del análisis de frecuencia de la precipitación máxima en 24 horas, por punto de interés y en el Anexo 16, se presentan los cálculos realizados del Estudio Hidrológico.




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Cuadro 04: Precipitación Máx en 24 hr para diferentes periodos de retorno en embalses.


Los resultados del caudal Máximo de diseño se muestra en el cuadro N° 05 para los diferentes puntos de represamiento.

Cuadro 05: Caudal de diseño para diferentes periodos de retorno

EMBALSE VASO COLECTOR AREA(KM2) TR: 100 AÑOS

(M3/S)

Inty Yoc’ cocha 0.86 3.30

Sifsifray’ cocha 1.15 1.80

Kero’ cocha 1.14 1.80

Apacaray 0.45 0.80

Tinqui’ cocha 0.92 1.20

Ancas’ cocha 0.29 0.50

Huchuy’ Huaytacocha 3.50 4.60

Pata’ cocha 0.68 3.10 Fuente: Según Estudio Hidrológico elaborado por Ing. Ernesto Yucra y Aprobado por IMA

Para el diseño de los aliviaderos se asume un periodo de retorno de 100 años presente se asume los resultados del caudal Máximo de diseño se muestra en el cuadro N° 05 para los diferentes puntos de represamiento.

Fijacion de Periodo de Retorno

Criterios Usuales; se basan en criterios como:

• Vida Util de la obra. • Tipo de estructura. • Facilidad de reparación y ampliación • Peligro de pérdidas de vidas humanas.

El análisis para determinar el caudal de diseño de la ampliación de la capacidad de descarga, que también influye en los resultados del cálculo de laminación, debe considerar el siguiente objetivo:

Criterios de Riesgo; se basan en la fijación a priori del riesgo que se desea asumir por el caso de la obra llegase a fallar dentro de su tiempo de vida.

Tomando en cuenta la probabilidad de ocurrencia dentro de n años de la vida útil de la obra, denominada RIESGO PERMISIBLE, esta dada por: k=1-(P(x-Xo)n)=0.63

Por tanto, el periodo de retorno T, fijando el riego permisible k, y una vida útil de n años se calcula mediante la siguiente relación:

2 5 10 20 50 100 200 500 1000P1 Apacaray 4350.0 43.2 49.4 52.7 55.6 58.8 60.9 62.9 65.3 67.1 Log III MaxP2 Ancasccocha II 4390.0 44.4 50.4 53.9 57.0 60.6 63.2 65.6 68.7 71.0 Log NormalP3 Huchuy Huaytaccocha 4250.0 43.1 49.0 52.4 55.4 58.9 61.4 63.8 66.8 69.1 Log NormalP4 Ancasccocha I 4300.0 42.8 49.5 53.0 55.8 58.9 61.0 62.8 65.0 66.5 Log III Mom.P5 Keroccocha 4270.0 42.4 48.6 51.9 54.6 57.7 59.8 61.7 64.1 65.7 Log III MaxP6 Pataccocha 4445.0 44.7 50.9 54.4 57.5 61.3 63.9 66.4 69.6 71.9 Log NormalP7 Sifsifrayccocha 4340.0 43.1 49.4 52.8 55.6 58.7 60.8 62.7 65.1 66.7 Log III MaxP8 Tinquiccocha 4250.0 42.3 48.3 51.6 54.3 57.5 59.6 61.5 63.9 65.6 Log III Max

Dist. de Prob.Nro PRESASAltitud (msnm)

Periodo de Retorno (TR)




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T =1

1 − (1 − k)1/n

Cuadro N° 06: Valores de Periodo de Retorno T, años

Fuente: Fuente Elaboracion propia y Autor : German Monsalve, Hidrologia en la Ingenieria Estudio.

Del cuadro para el proyecto con k=0.50, y n=50, resulta un PR de 73 años, validándose para el proyecto un T=100 años.

5.3 Geología y Geotecnia Para el predimensionamiento de las presas, se ha tomado en cuenta el Estudio Geológico Geotécnico elaborado por el Ing. Samuel Kiskas, a nivel de Expediente Tecnico. La información extraída del referido estudio se presenta en forma resumida en los siguientes ítems, y la descripción técnica y recomendaciones se detalla en el Capitulo IV, descripción de obras.

5.3.1 Zona Geológica I De acuerdo a sus características morfológicas, estratigráficas, estructurales y de geodinámica externa las áreas para las presas asentadas en las lagunas Ancascocha, Sifsifraycocha, Kerococha, Apacaray y Tinquicocha, fueron agrupadas en la Zona Geológica I. Las áreas de las presas proyectadas en la Zona Geológica I se describen a continuación.

5.3.2 Descripción Geológica de Eje y Vaso de almacenamiento de presas Las cinco áreas para diques de presas proyectadas, forman parte de las Unidades Morfológicas Menores: Ladera de quebrada y fondo de quebrada, en ambos casos, la morfología del relieve de la masa rocosa volcánica toba y suelo transportado de grava limosa, en superficie, se encuentran moderadamente accidentadas, con pendientes que van de 22º a 34º en dirección del eje de quebrada, presentan ondulaciones superficiales de forma irregular y son de poca profundidad, asimismo, la sección transversal de las quebradas en este sector tienen la forma de una “V” abierta, simétrica, cubierta por ligera vegetación en superficie. Desde el punto de vista estratigráfico, las referidas áreas para diques de presas, están constituidas por masa rocosa volcánica toba, pertenece a la formación Tacaza, la roca en superficie se encuentra, intemperizada, ligeramente oxidada, rugosa, moderadamente fracturada con relleno de cuarzo, diaclasado, textura fanerítica, estructura compacta, moderada resistencia a la acción de agentes naturales (agua, viento, hielo, rayos solares, etc.), de color gris. Su edad geológica pertenece al Terciario inferior. Asimismo, la superficie del fondo de la quebrada, en el área del dique, está constituida por suelo transportado de grava limosa, muy húmeda, no plástica, de compacidad media, de color gris. Su edad geológica pertenece al Cuaternario reciente. Por otra parte, el marco estructural, de las áreas para diques de presas, no están bisectadas por estructuras tectónicas mayores (falla geológica), Sin embargo, se pudo verificar que la masa rocosa

k 1 2 3 5 10 25 50 100 200 10000.010 100 199 299 498 995 2488 4975 9950 19900 995000.020 50 99 149 248 495 1238 2475 4950 9900 494990.050 20 39 59 98 195 488 975 1950 3900 194960.100 10 19 29 48 95 238 475 950 1899 94920.250 4 7 11 18 35 87 174 348 696 34770.500 2 3 5 8 15 37 73 145 289 14430.750 1 2 3 4 8 19 37 73 145 7220.990 1.0 1.1 1.3 1.7 2.7 5.9 11.4 22.2 43.9 217.6

Riesgo Permisible

Vida Util de las obras, n (años)




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volcánica toba, en el cual se cimentarán los diques de presas, se encuentran bisectadas por estructuras tectónicas menores: Fracturas y diaclasas, en ambos casos poseen persistencias que van entre 0.80 m a 1.40 m, en el caso de las fracturas se encuentran rellenadas por cuarzo y las diaclasa tienen la tendencia de cerrarse hacia la profundidad, en ambos casos no tendrán influencias en la estabilidad física de los diques de presas proyectados en este sector. Por otra parte, a través de la evaluación de la geodinámica externa, realizado en las áreas de los diques de presas proyectados, se pudo verificar, que no hay posibilidad de riesgo en la estabilidad física de los diques y de los materiales componentes del cuerpo de las cinco presas proyectadas, debido a que en las áreas evaluadas y sus cercanías, no fueron mapeadas acumulaciones de masas de tierras, masas de rocas, capaces de originar deslizamientos, derrumbes, caídas de rocas sueltas, huaycos, aluviones, inundaciones, etc. Por lo tanto, las cinco áreas evaluadas, se encuentran estables y aptas para la construcción de los cinco diques proyectados. Las cinco áreas evaluadas para vasos de presas, están cubiertas por las lagunas embalsadas de Ancascocha, Sifsifraycocha, Kerococha, Apacaray y Tinquicocha, sus áreas adyacentes en el sector norte y noroeste de los vasos, corresponden al pie de la ladera de los cerros y pertenece a la Unidad Morfológica Menor: Ladera de cerro, la característica morfológica del relieve de la masa rocosa toba en superficie, se encuentra accidentado, con pendientes pronunciados que van de 34º a 68º en dirección de la laguna, la zona central y área hacia el portal de salida de agua, en superficie está constituido por suelo de grava pobremente gradada y grava arcillosa, su relieve en la superficie del suelo, se encuentran moderadamente accidentadas, poseen pendientes que van de 12º a 18º en dirección del portal de salida de agua y ondulaciones superficiales de forma irregular y de poca profundidad. Desde el punto de vista estratigráfico, las cinco áreas para vasos de presas y cercanías están asentadas en masas rocosas volcánicas de tobas, pertenecen al volcánico Tacaza, la roca en superficie se encuentra, intemperizada, ligeramente oxidada, rugosa, moderadamente fracturada con relleno de cuarzo, diaclasado, textura fanerítica, estructura compacta, moderada resistencia a la acción de agentes naturales (agua, viento, hielo, rayos solares, etc.), de color gris. Su edad geológica pertenece al Terciario inferior. En el aspecto estructural, las cinco áreas para vasos de presas no están bisectadas por estructura tectónica mayor (falla geológica). Sin embargo, la masa rocosa volcánica de toba, en el cual se cimentarán los diques de presas, se encuentran bisectadas por estructuras tectónicas menores: Fracturas y diaclasas, en ambos casos poseen persistencias bajas que van entre 1.10 m a 1.70 m, en el caso de las fracturas se encuentran rellenadas por cuarzo y las diaclasas tienen la tendencia de cerrarse hacia la profundidad. Por lo tanto, estas estructuras menores, no tendrán influencia en la estanqueneidad del vaso, más aún porque el área del vaso se constituye actualmente de lagunas naturales, que facilita su represamiento con diques. Por otra parte, a través de la evaluación de la geodinámica externa, realizado en las áreas y laderas de los vasos de presas proyectadas, se pudo verificar, que en las referidas áreas se encuentran estables, no hay posibilidad de riesgo en la estabilidad física de los vasos y laderas de cerros, debido a que en las áreas evaluadas y sus cercanías, no fueron mapeadas acumulaciones de masas de tierras y masas de rocas, capaces de originar deslizamientos, áreas de derrumbes, caídas de rocas sueltas, huaycos, aluviones, inundaciones, etc. Por lo tanto, las referidas áreas evaluadas de los vasos se encuentran estables y aptas para los represamientos proyectados. Cuadro N° 07: Resumen de características Geomorfologicas y Geodinamica del eje y vaso de presa.




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Zona Geológica Presa Área del Sitio de la Presa Área del vaso de la presa

ZG I Kerococha

A través de la evaluación morfológica, realizada en el sitio de la presa Kerococha, se ha confirmado que el área de estudio, se encuentra asentada en unidades morfológicas menores (ladera y fondo de quebrada). El relieve de la masa rocosa toba del volcánico Tacaza en superficie se encuentra ligeramente accidentada, presenta pequeñas depresiones, ondulaciones de forma irregular y de poca profundidad. Por lo tanto, el sitio de emplazamiento de la presa, evaluado desde el punto de vista morfológico, se encuentra apto para la construcción de la presa Kerococha.

La estructura litoestratigráfica del área para construcción de la presa Kerococha en la margen derecha, está constituida por masa rocosa de toba del volcánico Tacaza, la roca en superficie se encuentra, moderadamente intemperizada, ligeramente oxidada, rugosa, moderadamente fracturada con relleno de cuarzo, diaclasado, textura fanerítica, estructura compacta, moderada resistencia a la acción de agentes naturales, de color gris. Su edad geológica pertenece al Jurásico superior. Esta masa rocosa de toba en la margen izquierda se encuentra cubierta por una capa de grava limosa con arena (GP), se encuentra muy húmeda, no plástico, de compacidad suelta, de color marrón. Su edad geológica pertenece al Cuaternario pleistoceno. Ver Plano SQA-IMA-GE-LG-ANC-003.

De acuerdo al mapeo geológico realizado en el sitio de emplazamiento de la presa Ancascocha, se ha confirmado que en la referida área no presenta falla geológica que bisecte el área de interés. Sin embargo, la masa rocosa toba, asentado en el sitio de la presa, se encuentra bisectado por fracturas y diaclasas. Las fracturas son estructuras geológicas menores, cuyas aperturas se encuentran rellenadas por cuarzo y tienen baja persistencia que varía entre 0.90 m a 1.80 m. Diaclasas, estructuras geológicas menores, cuyas aperturas se encuentran cerradas y sus persistencias van entre 0.60 m a 2.10 m. En ambos casos, estas estructuras menores no originaran deformaciones de la

La evaluación morfológica, realizada en el área para embalse de la laguna Kerococha, confirma, que el vaso y sus inmediaciones forma parte de la unidad morfológica menor (ladera de cerro). El relieve de la masa rocosa toba del volcánico Tacaza en este sector, varía de moderadamente accidentada (en el área del vaso) a accidentada en el sector inferior de la ladera del cerro, presentando pequeñas depresiones, ondulaciones de forma irregular y de moderada profundidad. Por otro lado, el vaso natural de la laguna existente y su relieve circundante tiene las condiciones apropiadas para el represamiento de la laguna, dado que la estanqueneidad natural de la laguna está asegurada.

La estructura litoestratigráfica del área del embalse de la laguna Kerococha, está constituida por masa rocosa de toba del volcánico Tacaza, la roca en superficie se encuentra, estable, moderadamente intemperizada, ligeramente oxidada, rugosa, fracturada a muy fracturada en sectores aislados, en mayor proporción se encuentran rellenadas por cuarzo, diaclasado, textura fanerítica, estructura compacta, moderada resistencia a la acción de agentes naturales, de color gris. Su edad geológica pertenece al Jurásico superior. Esta masa rocosa de toba en el sector del área de embalse, se encuentra cubierta por depósito bofedal, está constituido por capas de limo arcilloso, los suelos se encuentran saturados, mediana plasticidad, de compacidad media, de color marrón. Su edad geológica pertenece al Cuaternario reciente. Ver Plano SQA-IMA-GE-LG-ANC-003.

De acuerdo al mapeo geológico realizado en el área para embalse, se ha confirmado la ausencia de falla geológica que bisecta el área de interés. Sin embargo, la masa rocosa toba, asentado en el área, se encuentra bisectado por estructuras tectónicas menores como fracturas y diaclasas. Las aperturas de las fracturas se encuentran rellenadas por cuarzo y tienen baja persistencia que varía entre 0.80 m y 1.90 m. Las aperturas de las diaclasas se encuentran cerradas y sus persistencias varían entre 1.15 y 2.10 m. En ambos casos, estas estructuras menores, no tendrán influencia en la estabilidad física del embalse en la laguna Kerococha.

Geodinámica externa, de acuerdo al mapeo geológico realizado en las cercanías y el área del embalse de la laguna Kerococha, se ha confirmado, que en la referida área no fue observado acumulaciones de masas de tierra y masas de rocas sueltas, capaces de originar deslizamientos y derrumbes. Asimismo, no fueron mapeados áreas con rasgos de ocurrencias de acciones naturales como aluviones, huaycos, etc. Por lo tanto, el área evaluada para el embalse de la laguna Kerococha, no tendrá riesgo en su estabilidad física por geodinámica externa.




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Fuente: Según Estudio Geotecnico elaborado por Ing. Samuel Kiskas y Aprobado por IMA

masa rocosa de cimentación y no tendrán influencia en la estabilidad física de la presa Kerococha.

De acuerdo al mapeo geológico realizado en las cercanías y sitio de la presa Kerococha, se ha confirmado que en las referidas áreas no se observaron acumulaciones de masas de tierra y masas de rocas sueltas, capaces de originar deslizamientos y derrumbes. De igual manera, no fueron mapeados áreas con riesgos de ocurrencias de aluviones y huaycos. Por lo tanto, la futura presa Kerococha no presenta riesgo en su estabilidad física por geodinámica externa.




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Cuadro N° 08: Resultados de parámetros geotécnicos de Diseño

Fuente: Según Estudio Geotecnico elaborado por Ing. Samuel Kiskas y Aprobado por IMA

Parametros Fisicos-Mecanicos Und

1.0 RESULTADOS DE ENSAYOS DEL MATERIAL DE PRESTAMO PARA LA CORTINA

Granulometria cantera

Grava limosa con arena (GM), contiene 61.3% de gavas, 25.4% de arenas y 13.2% de finos

Clasificacion SUCS GMLL = 39IP = 9

Angulo de Friccion (º) 34Cohesion suelo Saturado, (KN/m2) o (Kpa) (**) 5

ɣn 19

ɣs (MDS, Densidad maxima seca)

17.9

ɣsat (*)%Wn (*)OCH% (*)

Porcentaje de Esponjamiento % 202.0 RESULTADOS DE ENSAYOS DE PERMEABILIDAD DE LA CORTINAPermeabilidad (según ensayos laboratorio) K (cm/s) 10⁻⁴K, referencial en base a Curvas granulométricas. Por consultor > 3x10⁻5

Grado de K (Según informe Geotecnia) Semi-impermeable

(*) Faltan datos de ensayos de Laboratorio en Informe de Geotecnia(**) En el analisis de estabilida de taludes, adoptar cohesion nula(***) : Densidad maxima del material seco. Verificar valores y realizar Proctor en la etapa de construccion3.0 RESULTADOS DE ENSAYOS FISICO-MECANICOS DEL SUELO DE CIMENTACION

SUELO M.I. ROCA M.D.

Granulometria

Si el estrato de suelo gravo limoso (GM), fuera la fundacion de la micropresa

Esta constituido por masa rocosa de toba volcanico Tacaza, cubierta por un estrato de suelo gravo limoso con arena GM, medianamente profundo que se encuentra muy humeda, no plastico de compacidad suelta

Clasificacion SUCS GM TOBA VOLCANICA

RMR 43Capacidad Admisible, (Kg/cm2) 1.5 7.16Resistencia Compresion (Mpa) 180.7Cohesion suelo Saturado, (KN/m2) 13.2 215Angulo de Friccion (º) 30 27

ɣn 18.5 26.6ɣsat (*) (*)

Asentamiento (cm) (*)Margen Izq L.L 34.72%Margen Izq I.P. 14.34%Margen Derec. L.L RocaMargen Derec. I.P. Roca

Deformabilidad E(kg/cm2), ν E=140, ν=0.40 E=60.706, ν=0.15Df , Profundidad de desplante (m) 2.0 Basamento rocosoGrado de dispersion No se realizo este ensayo4.0 RESULTADOS DE ENSAYOS DE PERMEABILIDAD EN LA CIMENTACIONPermeabilidad (según ensayos laboratorio) K (cm/s) 1 x 10⁻⁴ 1 x 10⁻5

Grado de K (Según informe Geotecnia) Semi-impermeable

(**) : Datos del informe Geotecnnia Version 01(*) : Faltan datos de ensayos de Laboratorio en Informe de Geotecnia

Densidad, (KN/m3)

Limites de Consistencia

Humedad natural y optimo contenido de humedad

Densidad, (KN/m3) (***)

Limites de Consistencia

Presa Kerococha




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Para el diseño del cuerpo de las micropresas se recomienda adoptar los siguientes parámetros geotécnicos del cuadro anterior, pero por tratarse que el suelo de fundación esta constituido por roca tipo toba volcánica la margen derecha, requieren otros ensayos de laboratorio. Para el material de préstamo se realizo de manera parcial los ensayos de laboratorio, solo se utilizara el suelo como cama de apoyo para colocar los gaviones de caja colchón.

También son importantes estos parámetros mínimos para una adecuada selección del tipo de presa. Para los análisis pseudoestáticos de estabilidad de las micropresas de gavion, se recomienda adoptar un valor de la aceleración horizontal de diseño de 0.15g. Si bien este valor sería alto para las zonas donde se emplazan las micropresas, es un valor conservador y válido para las micropresas que serán construidas con procedimientos de mano de obra local.

Para el análisis de estabilidad al deslizamiento, volteo y rotura interna se requiere ingresar las propiedades mecánicas del agua.




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CCAAPPIITTUULLOO IIIIII

6 INGENIERIA BASICA DEL PROYECTO - DISEÑO DE LA PRESA

6.1 Selección del tipo de represamiento Para el presente informe, el tipo de presa que se elige para un emplazamiento se basa en las condiciones de localización de los vasos naturales, accesibilidad a la zona de emplazamiento (caminos de acceso), y la disponibilidad de canteras en los aledaños al eje de la presa o emplazamiento tanto para el cuerpo de la presa y para las obras complementarias y conexas, adicionalmente las evaluaciones geológicas y geotecnicas de los sitios de emplazamiento y análisis de los resultado de los ensayos de mecánica de suelos de materiales de fundación, bancos de cantera de material de préstamo y para la conformación del cuerpo de la presa y sus elementos de protección e impermeabilización.

Sobre los primeros estudios realizados y visitas efectuadas entre el equipo multidisciplinario, se ha visto varias alternativas; presas de tierra, gravedad (concreto) y Diques a base de estructuras Agavionadas. En base al siguiente análisis se plantea:

Del estudio Geologico y Geotécnico2, ensayos de prospección superficial efectuada (calicatas de 1.0 a 1.5m prof) en el eje del vaso y perfiles estratigráficos plano SQA-IMA-SEC-LG-HUC-003, presenta las condiciones y estabilidad de la fundación, constituido por por masa rocosa de toba volcanico Tacaza, cubierta por un estrato de suelo gravo limoso con arena GM, medianamente profundo que se encuentra muy humeda, no plastico de compacidad suelta de color marron, de resistencia a la compresión de 180.7Mpa, y capacidad admisible de 7.16 Kg/cm2, en la Margen derecha o estribo derecho.

En el estribo izquierdo, presenta las condiciones y estabilidad de la fundación y esta constituido por estrato de suelo gravo limoso (GM).

También, del estudio de Canteras3 efectuadas en los aledaños al emplazamiento de las obras de represamiento, presenta la disponibilidad suficiente del material de roca tipo toba volcánico ubicada a una distancia de 0.30 Km del eje de presa, cuya calidad evaluada mediante Rock Mass Rating (RMR), varía entre 41- 65 (Verificar la calidad y potencia mediante el método mas practico). Esta podría emplearse para rellenar las cajas de gavión, condición para que sea un dique a base cajas de gavion.

La topografía y Geologia define la elección de la cerrada o garganta de la presa, de forma y ancho “V” del valle del eje de presa condiciona que el cuerpo de presa sea adecuado mediante cajas de gavion. Por lo tanto, el área de estudio no presenta riesgos para la estabilidad física de la futura presa (Estudio Geologico).

Para la construcción de la presa, no cuenta con disponibilidad de acceso carretera y su construcción resultaría costosa debido al emplazamiento de todo el tramo en roca fija e inaccesible a la laguna, por lo tanto, obliga al uso de materiales que ofrecen facilidad de trasladar haciendo uso de caminos de herradura. Sin embargo, existe una carretera afirmada y operativa desde Cusco, Huanoquite, hasta la Comunidad de Kenkonay, para el transporte de materiales construcción (Cajas de gavion) y agregados en menor cantidad, asimismo para la movilización y desmovilización de equipos menores.

El tamaño, tipo, y las restricciones sobre la localización de aliviadero son a menudo factores de control en la elección del tipo de presa. Cuando un gran aliviadero se construye, puede ser conveniente combinar aliviadero y presa en una estructura, pero los estudios hidrológicos arrojan resultados con un régimen medio a pequeño de avenidas y

2 Golze 1977, Bureau of Reclamation 1984 3 Golze 1977, Bureau of Reclamation 1984




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de magnitud 1.8 m3/s, y también debido a las condiciones de topografía de los aledaños al dique presenta condiciones para un aliviadero dentro del cuerpo o dique de presa. El siguiente esquema muestra las fases y el criterio de selección del tipo de presa.

Pues bien, bajo este contexto y en base a los estudios básicos y condiciones topográficas, y camino de acceso inaccesible se plantea el tipo de presa: 1) Presa de Gaviones, es decir que el cuerpo de la presa estará constituido por cajas de gaviones y caja colchón de diferentes dimensiones, para su impermeabilización del cuerpo poroso se plantea colocar la Manta Asfáltica+Geotextil4 en el eje de la presa y paramento aguas arriba se plantea una cama de apoyo de suelo compactado, a fin de obtener el talud de la presa donde se apoya la manta asfáltica y su respectivo protección con caja colchón. En ambos casos la manta asfáltica es empotrada en roca fija, en el eje y delantal, asimismo en los estribos derecho e izquierdo.

Cuadro N°: 09 : Tipo de presa.

Fuente: Elaboración propia.

6.2 Concepción de las Obras de Represamiento En el ámbito del estudio en general, el proyecto de represamiento se emplaza sobre laguna existente y/o cubeta de depresión natural. A la salida se eligió el eje de la presa la misma, se compatibiliza los aspectos geológicos, geotécnicos y topografía del emplazamiento.

Para los diseños se ha tomando en cuenta los siguientes aspectos para las presas en general:

• Volumen Aprovechable (Util) y Almacenamiento

4 Por sugerencia del IMA, por uso en proyectos ejecutados por el IMA

3 Presa Kero' cocha Gav iones

Distrito Microcuenca Nº Nombre de la Presa Tipo de Presa

Huillcamay oHuanoquite




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• Arrastre de sólidos (Carga de Fondo y Suspensión). • Altura de represamiento • Bordo libre y Ancho de Corona • Diseño de la máxima avenida • Obras complementarias

Y dependiendo del tipo de represamiento (presa de tierra, gavión, gravedad o concreto ciclopeo) los siguientes aspectos específicos:

• Análisis de cimentación y filtraciones • Análisis de estabilidad.

Y finalmente las obras conexas referidas a:

• Obras de control de excedencias • Obras de toma, salida y control de filtraciones.

6.2.1 Volumen Aprovechable (Vol. Util) y Almacenamiento Según el Estudio Hidrológico, el Volumen de almacenamiento considera el estudio hidrologico al 50% de precipitación efectiva, del Volumen total que rinde la cuenca en vista que parte de ese volumen será regulado con las cargas y descargas anuales.

Por experiencia de otros proyectos este volumen de transito corresponde al 5 á 10 %. Para las cuencas altas del proyecto se desestima el volumen de transito y ecológico (No Considera el estudio hidrológico).

Considerando los factores anteriormente descritos, se procedió a calcular el volumen máximo de almacenamiento, tomando en cuenta los resultados del Estudio Hidrologico.

Para el presente estudio, el volumen Aprovechable o Util, está definido por la diferencia entre la capacidad de almacenamiento y las perdidas por evaporación e infiltración (1.5% del volumen que almacena aprox). Se mantiene los espejos actuales de la laguna existente, en ningún caso el proyecto plantea realizar el dragado del cauce del rio, tampoco se realizo los trabajos de batimetría en las lagunas actuales por sugerencia del componente ambiental, por tanto no se considera el volumen muerto, en el cálculo correspondiente de volumen útil.

VUTIL = VALMACENAMIENTO – VPERDIDAS En base a los datos obtenidos de los ítems anteriores se realizo el cálculo para determinar el volumen aprovechable cuyos resultados se pueden observar en el estudio Hidrológico y el resumen se muestra en el siguiente cuadro:




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Cuadro Nº 10: Volumen de Almacenamiento

Fuente: Elaboración propia y Referencia Estudio Hidrologico El volumen de almacenamiento corresponde al volumen del proyecto, sin considerar los volúmenes de agua de lagunas existentes (que no son disponible para la operación normal de los futuros embalses) y el volumen muerto en caso de embalses nuevos.

6.2.2 Arrastre de carga de Fondo y Suspensión El volumen muerto está en función del aporte de sólidos en suspensión del agua y carga de fondo arrastrado hacia el vaso de la presa. En base a una inspección visual la cuenca presenta una formación geológica en roca, siendo estables el cauce del rio sin presencia de deslizamientos activos, que podrían ser la fuente de sedimentos, además estos vasos naturales se encuentran en la parte alta con afloramientos de roca. Las posibles fuentes de sedimentos que ingresarán a los embalses se pueden clasificar en tres tipos: a) Sedimentos en suspensión. Se trata de partículas con diámetros menores a 1 o 2 mm que la corriente arrastra en forma suspendida, y que provienen de la erosión de los suelos que forman la cuenca, así como de deslizamientos o movimientos en masa que la lluvia arrastra hasta los cauces.

b) Sedimentos gruesos o carga de fondo. Se trata de partículas de 2 mm en adelante que son arrastrados por la corriente y que esencialmente se deslizan por el fondo del río.

De estas dos fuentes de sedimentos la última constituye alrededor del 80% del total. Estos sedimentos gruesos necesariamente se van a depositar en el embalse, en su parte aguas arriba, y para evitar su deposición se deben realizar el uso de medios manuales de remoción (faenas periódicas). De interés principal para efectos de este estudio son los sedimentos de fondo, y para el presente riachuelo se consideran despreciables los volúmenes de arrastres de solidos.

6.2.3 Altura de represamiento

Relacionado directamente con la capacidad de almacenamiento, y con análisis de regresión simple y múltiple se obtiene la función Altura – Volumen de almacenamiento, considerando las relaciones con mejor coeficiente de correlación. A base de la topografía realizada a curvas cada 0.50m y mediante la definición del eje de la presa o cerrada se determinó los posibles volúmenes de almacenamiento en función al desniveles de cotas para cada una de las lagunas/embalses; el calculo de capacidad de almacenamiento versus altura se puede ver a continuación:

Vol. Almacenamiento

Vol. Util m3

Perdidas por Ev aporacion y

Presa Kero' cocha Gav iones 392,665 328,567 64,098

Nombre de la Presa Tipo de PresaVol de Operación




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Cuadro Nº 11: Calculo Altura presa – Capacidad de Almacenamiento

6.2.4 Bordo Libre Debido al poco fetch que tienen las presas proyectadas y la poca altura, los fenómenos de oleaje son pequeños y la acción dinámica de las olas no se tomará en cuenta, ni tampoco el posible choque de cuerpos flotantes.

Es así que para estos pequeños almacenamientos, según el SRH5 de Mexico se tomarán de la siguiente tabla:

Fetch (Km) Bordo libre (m) < 1.60 1.00

1.60 a 4.00 1.22 4.00 a 8.00 1.52

> 8.00 1.83 Cuadro Nº 12: Bordo Libre de las presas

Fuente: Elaboración propia Para estimar la defensa de las presas, contra el desbordamiento por oleaje de viento, sismo, deslizamiento activo de talud en el vaso, asentamiento y otras eventualidades, se plantea prever en el diseño de un bordo libre, el mismo que se define como la distancia vertical entre el punto más bajo de la corona y el nivel del embalse cuando el vertedor trabaja su capacidad de diseño (presas de tierra y gravedad C°); para el presente se procede a calcular para la altura efectiva de la presa H, mediante la siguientes formulas empíricas y según experiencia tomadas en las diferentes obras ejecutas en la región, También se calcula los Fetch efectivo cuyos resultados se pueden ver en el siguiente cuadro:

6.2.5 Ancho de la Corona

Según (Small Dams), y otros autores expresan para pequeñas presas, el ancho de la corona viene dado por a = z/5 + 3 en m. donde z = altura de la presa en m. para el

5 Secretaria de Recursos Hídricos de México

AREA

Desnivel Acum PARCIAL PARCIAL ACUMULADO

(m.s.n.m.) (m) (m) (m2) (m3) (m3)

4161.50 0.00 0.00 74723.614162.00 0.50 0.50 79490.87 38553.62 38553.624162.50 0.50 1.00 84238.48 40932.34 79485.964163.00 0.50 1.50 88501.54 43185.01 122670.964163.50 0.50 2.00 92281.51 45195.76 167866.734164.00 0.50 2.50 95199.69 46870.30 214737.034164.50 0.50 3.00 97891.27 48272.74 263009.774165.00 0.50 3.50 100393.82 49571.27 312581.044165.50 0.50 4.00 102889.06 50820.72 363401.764166.00 0.50 4.50 105191.23 52020.07 415421.83

COTAALTURA VOLUMEN

Velocidad Fech Freeboard

Km/h Km m

Presa Kero' cocha Gav iones 3 0.4 1

Nombre de la Presa Tipo de Presa




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presente se procedió según USBR, y calcular para alturas efectivas de presa, como se muestra en el siguiente cuadro:

Cuadro Nº13: Dimensionamiento de Ancho de Coronamiento

Fuente: Elaboración propia

6.2.6 Diseño de la Máxima Avenida

Las aguas de la cuenca provenientes de las precipitaciones en períodos de lluvia serán almacenadas, por lo que para dicho efecto no es de mucha importancia la evaluación de las descargas mínimas en época secas, en tanto de que precisamente para esta época crítica se prevé la dotación de agua para uso múltiple con el agua almacenada.

Caudales Máximos Según estudio hidrologico proporcionado por el IMA, el cálculo de los Caudales Máximos, se realizó un análisis de las precipitaciones máximas en 24 horas de la estación de Granja de Kayra, Paruro, Tambobamba, y Anta con la finalidad de obtener las precipitaciones máximas mensuales para las microcuencas en estudio, a las cuales mediante el uso de las técnicas estadísticas hidrológicas son transformadas inicialmente a precipitaciones máximas para diferentes intervalos de retorno y posteriormente a intensidades máximas sobre varios periodos de retorno; finalmente, se han obtenido las intensidades de lluvia para diferentes duraciones y periodos de retorno para las microcuencas en estudio. Los cálculos para determinar los caudales máximos obtenidos se pueden observar en el estudio Hidrológico:

Para el presente estudio de los represamientos se ha considerado tiempos de retorno de 100 años, para el dimensionamiento del vertedor aliviadero, como se muestra en los planos.

Item Simbolo Formulas Und Observaciones

1.0 PREDIMENSIONAMIENTO DE TALUDES EXTERIORES KerocochaAsignar Valores tentativos entre 2.5H:1V a 3.5H:1VTalud Aguas Arriba H : 2 4) Tablas Ac y Talud

V : 1Talud Aguas Abajo H :

V : 12.0 DIMENSIONAMIENTO DEL RESGUARDO O BORDO LIBRE

Altura total de la presa H : m 4.00 Cota corona-cota bed of river2.1 Altura de la Ola por efecto del viento

Fetch (Longitud maxima del embalse con la q, sopla F : km 0.50Fetch efectivo Fe : km 0.40Velocidad del viento s/el agua V : km/h 3.00Altura de ola Según Stevenson Ho= 0.76+0.34F 0̂.5-0.26F (̂1/4) m 0.78Altura de ola Según Molitor-Stevenson Ho= 0.032(V.Fe) 0̂.5+0.76-0.269(m 0.58 Dams C° and EarthAltura de ola Según Masal Ho= 0.00086*V (̂1.1) F (̂0.45) m 0.01 V= m/s, F= mAltura de ola Según Diakon Ho= 0.0186 V 0̂.71 F 0̂.24 P 0̂.54m 0.03 V= m/sAltura de ola Según Seville Ho= 0.0026*(V 2̂/g) (gFe/V 2̂) 0̂.47

2.2 Altura de la Ola por efecto de SismosCoef. Sismico de diseño K : (Zona I) 0.20Ciclo del terremoto T : 1.00 Periodo natural del terremotoAltura de ola por sismo Hs= K.T/(2 PI).(g*H) .̂50 m 0.20

Velocidad ola según Gaillard Vg : 1.52+2Ho m/s 2.68Altura de Rodamiento de olas sobre talud Hr : 1.30 Ho m 0.78Asentamiento presa ∆H : f(coef, de compresibilidad) m 0.15 Calculo de asentamientoMargen de seguridad por no conf. Calculo av. Max. PHa : 0.030 H m 0.12

2.3 Borde Libre MinimoSegún Knapen BL = 0.75Ho+(Vg) 2̂/2g + Hs m 1.00 BL minimoSegún Comision Federal de Elect. De Mexico BL = Ho+Hr+∆H+Ha m 1.63 3) Tabla BLBordo Libre Asumido BL = m 1.0 Chek con HU,

Descripcion amiento G




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6.2.7 Evaluación de las Características Físico - Mecánicas de Cimentación y Materiales para la Cortina de la Presa Se muestra el resumen en el Cuadro N° 08: las características físico - mecánicas de los materiales constituyentes de los estribos y asumimos también en el cauce del río que son materiales isotrópicos. También, se registra el resumen de los parámetros físico-mecanicos para la conformación del cuerpo de la presa, cuyas investigaciones se realizaron a profundidades de 0.5 hasta 1.5m, los que se pueden considerar como superficiales.

Análisis de suelo de Cimentación Del estudio Geologico y Geotécnico, ensayos de prospección superficial efectuada (02 calicatas de 1.0 a 1.5m prof) en el eje del vaso y perfiles estratigráficos plano SQA-IMA-SEC-LG-HUC-003, presenta las condiciones y estabilidad de la fundación en la margen derecha, constituida por afloramiento de masa rocosa toba, del volcánico Tacaza, la roca se encuentra intemperizada, ligeramente oxidada, rugosa, fracturado con relleno de cuarzo, diaclasado, textura fanerítica, estructura compacta, resistente a la acción de agentes naturales (agua, viento, hielo, rayos solares, etc.), de color gris. Por otra parte, la margen izquierda de la quebrada en superficie está constituida por cobertura de suelo de grava limoso (GM), no plástica, muy húmeda a satura, compacidad media, de color marrón. La cimentación de la presa Kerocoha, estará asentado a 2.00 m de profundidad respecto al nivel del suelo, en roca volcánica de toba, ver Plano SQA-IMA-GT-LG-KER-003.

La margen derecha la roca posee unacapacidad portante de 7.16 Kg/cm2, y la Margen izquierda de 1.5 kg/cm2, sin embargo las bibliografías establecen capacidad de carga elevada, profundidad de desplante el estudio geotécnico recomienda mayores a 2.0m de profundidad y desplante sobre roca fija sin fisuramiento.

La topografía y Geologia define la elección de la cerrada o garganta de la presa, la forma y ancho “V” del valle del eje de presa condiciona la elección del tipo de presa conformado por roca los estribos. Igualmente de los estudios de resistencia a la compresión de la roca presenta 180.7 Mpa, cuya formación define la elección del tipo de presa de Gavion. Por lo tanto el área de estudio no presenta riesgos para la estabilidad física de la futura presa (Estudio Geologico). Conclusión.- Debido a modificaciones en el volumen de almacenamiento por la entidad IMA, el eje de la presa se reubica a 10.0m aguas abajo del eje definido, por lo tanto se recomienda realizar nuevamente las prospecciones y análisis de la cimentación con profundidades mayores a una vez la altura efectiva de la presa. Por lo tanto, se solicita al contratista verificar todas las solicitaciones para el diseño, puesto que se asumió los resultados de ensayo con calicatas superficiales del eje anterior.

Análisis del suelo y roca para la Cortina Según resultados del estudio de Canteras efectuadas en los aledaños al emplazamiento de las obras de represamiento, presenta la disponibilidad suficiente de cantera de piedra de tipo toba volcánica, pertenece a la formación Tacaza con con Rock Mass Rating (RMR), que varía entre 41- 65, cuya calidad va de regular a buena.

El material de préstamo para el relleno de suelo compactado en escalones presenta la disponibilidad suficiente de material de cantera (360,000 m³ ), a una distancia de 300m del eje de presa, constituido por por grava limosa con arena (GM) con 61.3% de gravas, 25.4% de arenas y 13.2% de finos, presenta un índice de plasticidad de 9%. Esta cantera será explotada con herramientas manuales (pico, pala, barreta y carretilla) y transportada con acémilas o bugui hasta el área del dique. Sus dimensiones son de 200 m de largo x 120 m de ancho x 15 m de espesor, que representa un volumen disponible de grava




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limosa con arena, cantidad suficiente para la conformación de la cama de apoyo, y razonablemente estable y trabajable para espaldones de diques, condiciones que permiten compactar con equipo tipo canguro/placha vibratorio.

Conclusión.- Según los estudios básicos de Geotecnia, recomienda verificar los valores de proctor y realizar los ensayos correspondientes, Densidad máxima seca MDS, optimo contenido de humedad OCH%, y ensayos de prospección mas detallados, perfil estratigráfico del área de explotación, altura de desbroce de material orgánico, cantidad y calidad de piedra mediana para dar otros usos mediante machaqueo y cribado de roca.

6.2.8 Análisis de estabilidad

Conforme a normas y reglas reconocidas, la estabilidad de las presas de tierra tal como están planteadas ha sido comprobada por análisis y cálculos, por ejm, según USBR presenta taludes estables en función a la altura de la presa, y tipo de presa. Donde, taludes aguas arriba de 1V: 1.5H, y aguas abajo de 1V:0.5 H, son estables6, tomando en cuenta los parámetros de suelos determinados por ensayos de campo y laboratorio.

La verificación de los factores de seguridad de las Presas de Gavión, se realizan los cálculos de estabilidad, mediante un programa de cómputo con la denominación de GawacWin 2003 y MacStars, estos permiten verificar la estabilidad de diques de gaviones.

Se realiza el análisis de estabilidad al deslizamiento, vuelco y contra la rotura global a presa llena para una geometría de h=7.0 m, y con parámetros mecánicos del suelo de fundación según Cuadro N° 08: Características Físico-Mecánicas en base a ensayos realizados en la cimentación, cuyos resultados de coeficiente de seguridad para el análisis de estabilidad estático y pseudo estatica se muestra en resumen frente a los factores de seguridad exigidos por las distintas normas internacionales, US Army C.E., USBR, y SNIP-FR. Los diseños y cálculos estructurales de los gaviones se presentan en el Anexo N° 02, y se adjunta un resumen de los mismos a continuación:

Cuadro Nº 14: Resultados de verificación de Estabilidad

Bajo los parámetros mecánicos del suelo de fundación, las estructuras son estables y los resultados se adjunta en el Anexo N° I, cuadro N° 07, ítem g) y h), Cálculo Estructural de muros con gaviones.

6 Referirse texto Desing of Smal Dams, y General Design and Construction Considerations for Earth and Rock-Fill Dams.

c q adm γ g H Tension Tension

Kg/cm2 Kg/cm2 Kg/cm2 (m) CONDICION CALCULO CONDICION CALCULOROTURA GLOBAL

Izqu(Kg/cm2) Der(kg/cm2)

SIN SISMO FSD ≥ 1.2 14.28 FSV ≥ 1.5 56.14 5.07 3.48 9.39

CON SISMO FSD ≥ 1.2 2.03 FSV ≥ 1.5 7.53 1.53 5.78 7.282.70 7.50Kerococha

ROCA TIPO TOBA

30.00 1.32 7.16

Nombre Presa

CIMENT (SUCS) θ° CONDICION

VERIFICACION

ˠs = Peso especifico del suelo (Tn/m3.)ˠg = Peso especifico del gavion (Tn/m3.)Ø = Angulo de fricción (°)C = Cohesion (Kg/cm2.)Qadm = Capacidad de carga admisible del terreno (Kg/cm2.)FSD = Factor de seguridad al deslizamientoFSV = Factor de seguridad al volteo

DESCRIPCION




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Conclusión.- Los factores de seguridad obtenidos en los cálculos se enmarcan dentro de la seguridad y responden a los requisitos exigidos por las normas internacionales para la Construcción de Presas.

6.3 Obras Conexas 6.3.1 Aliviadero de Demasías

Para el presente expediente se ha analizado las obras de control de excedencia con vertederos en pared delgada, en pared gruesa, vertedero de caída recta y vertederos laterales.

a) Vertederos en Pared delgada, para el diseño del aliviadero se han considerado la siguiente fórmula:

Q = C.L.H 3/2

Donde: Q : Caudal de Diseño (Avenida Máxima para un Tr = 50 años)7 L : Longitud de cresta del aliviadero. H : Carga de agua sobre la cresta del aliviadero C : Coeficiente de descarga = 2,0 Los resultados se pueden ver en la descripción de acciones de cada presa.

b) Vertederos en Pared Gruesa, para el diseño del aliviadero se han considerado la siguiente fórmula:

Q = 1.7.C.L.H 3/2 = (2/3)3/2.g1/2.L.H3/2 Donde: Q : Caudal de Diseño (Avenida Máxima para un Tr = 50 años) L : Longitud de cresta del aliviadero. H : Carga de agua sobre la cresta del aliviadero C : Coeficiente de descarga (Tabla 9.3, A. Rocha)

c) Vertederos de caída Recta, napa de caída libre y se convierte suavemente en un flujo supercrítico, según Moore, Bakhmeteff y feodoroff plantean para el diseño vertederos se han considerado la siguiente fórmula (desarrollado por la Federal Highway Administration del U.S. Department of Transportation):8

Numero de caída D = q2/gh3 ; Longitud de caída LD = 4.30.D0.27. h Nivel de la piscina Yp = 1.0.D0.22. h Profundidad de resalto hidráulico Y1 = 0.54.D0.425. h Profundidad de salida Y2 = 1.66.D0.27. h Donde: Q/L= q: Caudal unitarioh : Altura de la caída g : Aceleración de la gravedad 9.81 m/s2 Los resultados se pueden en el cuadro N° 02, del Anexo I; donde se plantea un vertedor de tipo lateral de longitud de 4.5m, en la margen derecha del cauce,.

7 Referirse al studio Hidrologico 8 Según Ven Te Chow, pag. 414




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6.3.2 Toma de Servicios, Tubería de Conducción y Estructura Disipadora a) Los datos básicos considerados de la tubería, de acuerdo a las características de los

tubos disponibles en el mercado son:

Material de tubos: PVC U/F ISO 4422 Diámetro nominal exterior: 0,160m(6”) y 0,200m(8”) Diámetro interior (tubo C-7.5) 0,148m y 0,185m Las pérdidas de carga consideradas, se ha calculado para la presa y el resto de cálculos se presenta en el siguiente cuadro: Pérdidas de entrada/rejilla/salida/válvulas, ver cuadro Las pérdidas por fricción se han calculado considerando los siguientes parámetros: Rugosidad absoluta de la tubería k = 0,045 mm Número de Reynolds Re = 1.81x105 Para una temperatura promedio de 5°C Resultando un factor de fricción de f, y una pérdida de carga Hf, en m. Por tanto la pérdida total alcanza a Htotal = 0.171 m. La capacidad de descarga de la toma se ha calculado mediante: V = Cd x (2 g x H) ½ Con Cd = 1 / (1 + Ct), ver cuadro N° 05. Anexo I. Cd = 0,566 Obteniendo: V = K x H ½ = 2.506x H ½ Por tanto: Q = V x A2 = 0.06 x H ½

Los resultados se muestran para diferentes alturas de operación se pueden ver en el Cuadro N° 05, del Anexo I, sección d), y e).

b) El disipador de energía, es una estructura de concreto armado, anexa a la cámara de válvulas, aguas abajo de la presa. El caudal de descarga, es liberada a presión máxima de 2 Bar, luego esta presión deberá ser debidamente disipada mediante una estructura apropiada que permita cambiar de flujo (régimen sub crítico). El principio consiste construir una pantalla de concreto suspendida pero a su vez empotrada en una estructura de concreto armado que soporte y encause el caudal regulado de la Presa.

La pantalla será diseña tomando como referencia el libro “Design of Small Canal Structures” (1978) en el cual se indican las dimensiones de esta estructura de disipación así como, de la cámara que será necesaria. El diseño de Tanque amortiguador para descarga de tuberia, se calcula mediante la siguiente relación.

Area Hidraulica D = raiz(A)

Numero de Froude F = v/(raiz(g*D))

W/D = Del diagrama

Ancho de la poza W = asumido

L = 4/3*W largo de la poza

H = 3/4*W altura de la poza

f = 1/6*W altura de sifonaje

e = 1/12*W espesor interior




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a = 1/2*W losa superior

b = 3/8*W altura de pantalla

c = 1/2*W altura de caja aguas abajo

Diametro para zampeado F = 1/20*W

Figura 03: Vista en Perfil de Estructura de Disipación

Figura 04. Vista en Planta de Estructura de Disipación

Donde todos estos valores se encuentran en función de W:




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Figura 05: Relación Número de Froud y W/d

Con la ayuda de la figura anterior y teniendo en cuenta el número de Froud, podemos encontrar W, asimismo también debemos conocer el d, que es igual a la raíz cuadrada del área de la cámara de descarga; la velocidad de salida del agua ya fue calculada:

El dimensionamiento y resultados de la estructura de salida se puede ver en el cuadro N° 06, del Anexo I.




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CCAAPPIITTUULLOO IIVV

7 DESCRIPCION DE LAS ESTRUCTURAS PLANTEADAS 7.1 Obras Preliminares

Considera la construcción de campamentos, cartel de obra, replanteo y control planimetrico y altimétrico. No se considera la construcción de caminos de acceso hacia las canteras de materiales de prestamo y/o piedra, asi el mantenimiento periódico de estas. Porque se encuentra los materiales cerca a la obra y lo realizaran mediante buguis, transporte interno.

Cabe remarcar que la construcción y apertura de trocha carrozable desde punta carretera la C.C. Kenkonay, hasta la laguna de Apacaray lo ejecutaran las Municipalidades beneficiadas según convenio entre el IMA. Asimismo, serán las encargadas de mejorar y poner operativo las vías de acceso existente a fin de trasladar los materiales de construcción. Para llegar a la laguna Kerococha, será a través de camino de herradura desde la laguna Apacaray, la misma será utilizada para el traslado de materiales de construcción a buguie o acémilas, también la movilización y desmovilización de equipos menores como motoperforadora, compactador tipo canguro.

El Residente deberá prever los puntos o canchas de acopio según las especificaciones técnicas y al mismo tiempo deberá planificar las distancias medias de transporte de agregados según radio de influencia analizados para la formulación de los costos unitarios. Se adjunta el cuadro de distancias medias.

En cuanto al mejoramiento y mantenimiento de la trocha carrozable existente, se deberá ampliar el ancho de plataforma a 3.5 m. como mínimo, asimismo, la construcción de cunetas, peinado de taludes, bacheo, mejoramiento de rasante (donde sea necesario) y construcción de badenes rústicos en el cruce de quebradas. Estos trabajos serán ejecutados con el apoyo de aporte comunal y con el apoyo de equipo o maquinaria de la Municipalidad beneficiada. En consecuencia el resumen de las obras preliminares se puede apreciar en el presupuesto general de obra. Ver plano de canteras y vías de acceso existente y por construir.

7.2 Dimensionamiento de la Presa De la evaluación técnica de resultados de los estudios básicos (Topografía, Hidrología, Geología, y Geotecnia), y cálculos indicados se plantea de tipo, Presa de Gaviones, es decir que el cuerpo de la presa estará constituido por cajas de gaviones y caja colchón de diferentes dimensiones, para su impermeabilización del cuerpo poroso se plantea colocar una Manta Asfáltica9(Torodin Hydros Tipo III, e=3.0mm), protegida ambas caras con Geotextil no tejido de GT 270P gr/m2, en el eje de la presa y paramento aguas arriba se plantea una cama de apoyo de suelo compactado, la cual estará protegida mediante manta asfáltica por un lado y el otro mediante Geotextil a fin de evitar la migración de los finos. De esta forma se obtiene el talud del dique la cual estará protegida mediante caja colchón. En ambos casos la manta asfáltica es empotrada en roca fija, en el eje y delantal, asimismo en los estribos derecho e izquierdo mediante C°S° f’c=175 kg/cm2 y para su fijación se plantea utilizar imprimante Viakote.





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a) Dimensionamiento del cuerpo de la Presa Cuadro Nº 15: Dimensionamiento de la presa.

b) Descripción de las Características Técnicas del cuerpo de la presa

• El Cuerpo de la Presa es de sección trapezoidal, cuya base menor es de 4.0 m de ancho de coronamiento y la base mayor con 16.5 m ubicada en la zona de la cimentación y/o nivel de fundación/desplante.

• La altura total de la presa, medida desde la cota de fundación (4160 msnm) hasta la cota de la coronación (4166.5msnm) es de 7.50 m.

• La altura de operación de la presa medida desde la cota del Nivel de aguas Mínimas NAMIN, (4161.5 msnm), hasta la cota del vertedero de demasías (4165.50 msnm) es de 4.0 m.

• El Volumen de almacenamiento es de 392,665 m3. Menos las pérdidas por evaporación + filtraciones resulta un volumen Útil o Neto de 328,567m3. Dicho Volumen Útil permite una descarga promedio para 3.5 meses de 36.0 lt/seg.

• Los taludes del cuerpo de la Presa, paramento aguas arriba 1V : 1.5H. y paramento aguas abajo 1V : 0.5H.

• El material de préstamo para la cama de apoyo de suelo compactado, se encuentran en suficiente cantidad y calidad en las canteras localizadas en la zona, alrededor de la laguna, a una distancia razonable a 300m del eje de presa, constituido por roca de tipo toba del volcánico Tacaza.

Und 6.0.- Kerococha

Material del Cuerpo de la Presa Caja Gavion + Colchon

Volumen de Almacenamiento m³ 392,665Volumen Util o Neto m³ 328,567Perdidas por Evaporacion y Filtracion m³ 64,098Cota de coronamiento msnm 4166.50Cota de embalse NAMO msnm 4165.50Cota de embalse NAME msnm 4166.00Cota de embalse NAMIN msnm 4161.50Cota Terreno msnm 4161.50Cota de fundación (Nivel de Desplante) msnm 4160.00Altura de excav. de la cimentación m 1.50Altura dentellon : (C/2) m 2.50Altura Vol. de Operacion: (H= NAMO-NAMIN) m 4.00Bordo Libre (BL) m 1.00Altura efectiva de la presa (He=H+BL) m 5.00Altura Total de la presa: (HT= He+C) m 7.50Longitud de Corona: (Lc) m 64.00Ancho de coronamiento: (a) m 4.00Talud Espalda Aguas Arriba : (1:n) 1 : n 1 : 1.5Talud Espalda Aguas Abajo : (1:m) 1 : m 1 : 0.5Material de cuerpo de la presa GMLongitud Total de la Base: (LB) m 22.00Caudal de descarga aproximado (Para 02 meses) l/s 36.00Material de Impermebilizacion paramento aguas arriba Manta asfaltiLongitud de la Tuberia de descarga m 25.00Pendiente de la tuberia de Descarga m/m 0.01Caudal Maximo del Aliviadero m³/s 1.80Diametro de Tuberia descarga mm 200Valvula de control principal Pulg 1 Und, de 8"

Presa




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• Para la cama de apoyo de suelo compactado según los estudios básicos de Geotecnia, se recomienda verificar los valores de proctor y realizar los ensayos correspondientes, verificar el valor de 17.9 KN/m3 de Densidad máxima seca MDS, optimo contenido de humedad OCH%, y ensayos de prospección mas detallados, perfil estratigráfico del área de explotación, altura de desbroce de material orgánico, cantidad y calidad de piedra mediana para dar otros usos mediante machaqueo y cribado de roca.

• Para la impermeabilización del cuerpo poroso del dique se plantea colocar una Manta Asfáltica10(Torodin Hydros Tipo III, e=3.0mm), sobre el talud del paramento aguas arriba y delantal, en ambos casos se encuentran empotrados en arcilla compactada o en concreto simple. Las características técnicas de la manta indican TORODIN HYDROS tipo III, de espesor 3.0mm, que vienen en rollos de 1.0m de ancho por 10m de largo y son embaladas en pallet’s, cuyos traslapes deben ser mínimo en 0.10m. Esta Manta asfáltica estará protegida por un geotextil No tejido de 270 gr/m2, el material de cama de apoyo de suelo compactado según SUCS:GP. Las pruebas de control de calidad en obra incluye en el análisis de los costos unitarios que el fabricante ofrece. Ver planos detalles de anclaje en delantal y corona.

• Las características técnicas de los gaviones tienen en consideración la norma ASTM A 856M-98 y son las siguientes:

Tipo de malla: 10x12 cm Revestimiento: Zinc + 5%AL + PVC Diámetro del alambre: 2.4 mm Diámetro total con revestimiento: 3.4mm Resistencia Paralela a laTorsión de las mallas: 2,600 Kgf/m Resistencia Ortogonal a laTorsión de las mallas: 650 Kgf/m.

• Las características mecánicas de los gaviones según norma ASTM A 975 y 856M-98.

Cuadro Nº 16: Características mecánicas de los gaviones TIPO L A H Tipo de malla Diámetro de alambre

Gavión tipo A 5.0 1.0 1.0 10x12 cm θ A° 2.4 mm Revestimiento Zn+5%AL+PVC θ ext 3.4 mm

Gavión tipo B 5.0 1.5 1.0 Gavión tipo C 5.0 1.0 0.5 Gavión tipo E 5.0 2.0 0.30

Fuente: Fuente Elaboración propia y Handbook Macaferri y TDM.

c) Protección de Taludes Aguas Arriba

Para el presente caso, se plantea proteger mediante caja colchón de gaviones de piedra menuda encasilladas en mallas de acero de 0,30 m de espesor. Las características mecánicas del gavión se puede ver en el cuadro anterior.

La cantera de piedra para los enrocados, presenta en los alrededores de la laguna y existe afloramientos de roca de tipo toba volcanica, con apariencia de excelente resistencia y al ser fracturados presentan caras planas pero con buena rugosidad. Es necesario el empleo de explosivos para la explotación del volumen requerido. Esta Cantera no se registra en el estudio de Geotecnia, sin embargo se recomienda que en obra se verifique la cantidad y calidad.





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d) Descripción de Cimentación de la presa Según estudios de Mecánica de suelos en el eje de la presa, los niveles de desplante y/o cimentación recomienda a 2.0m como mínimo. Sin embargo, en base a un análisis del suelo de fundación presenta una roca de toba volcánica, resistentes a la compresión. Los niveles de fundación y los estribos debe encontrarse sobre roca fija sin fisuramiento, también se plantea un dentellón de C° S° f’c=175 Kg/cm2, de sección 0.50x1.0 donde se encuentra empotrado la manta asfáltica y ayude a evitar las filtraciones que lleguen al pie aguas abajo de la cimentación. Las estructuras de cajas de gavion son flexibles y fácilmente absorben los asentamientos diferenciales, para el presente caso la cimentación es sobre roca no presentará asentamientos.

Con respecto a la capacidad portante del suelo de cimentación, se consigna en los planos por lo que se recomienda realizar la verificación del referido ensayo durante el proceso constructivo. Ver plano N° 03, detalles.

7.3 Obras Conexas y Complementarias 7.3.1 Estructura de Ingreso y Rejilla

Se colocará al ingreso de la tubería, sobre suelo firme o roca, donde se deberá colocar una rejilla prefabricada con acero de 3/8”, la cual estará anclada en la estructura de ingreso con un angulo de 45°, para su construcción se utiliza CºSº f’c 175 Kg/cm y para el caso de la presa de gravedad la rejilla estará anclada sobre el cuerpo de la presa. La rejilla deberá ser protegida con pintura anticorrosiva.

7.3.2 Caja de Válvulas y Estructura Disipadora Se refiere a la construcción de una cámara de control y las estructuras necesarias para la operación de presa. Luego de la caseta de válvulas se propone construir una pantalla, la cual tendrá la función de disipar el flujo por impacto, antes de entregarla al lecho rocoso del cauce.

La estructura o de salida o tanque amotiguador para descarga en tuberías esta en función a la velocidad de entrada menores de 15 m/s, y numero de Froude que no excedan de 9, no se requiere colchón de agua. Para su construcción se utiliza CºSº f’c 175 Kg/cm2 y CºSº f’c 210 Kg/cm2 para la pantalla deflectora. El respectivo diseño se puede ver en el Cuadro N° 06, del Anexo I.

Esta estructura se propone construir con placas de CºAº f’c 175 Kg/cm2; tendrá una longitud de 3.45 m; un ancho de 1,30 m y una altura promedio de 1.70 m. contará con un compartimiento donde estará ubicada la válvula. Sobre la tubería de servicio, se ha considerado la inclusión de 01 válvula tipo maza de 8” las cuales servirá para la operación.

7.3.3 Tubería de Conducción (Encamisetado) Como sistema de salida, se ha previsto la colocación de una sola tubería de PVC ISO 4422 U.F. de D= 200mm, C-7.5, las cuales tiene una longitud de 15.5m; y pendiente 0.01 m/m. Esta tuberia de descarga se encuentra protegida a manera de encamisetado con CºSº f’c 140 Kg/cm2, las cotas de entrada y salida para el replanteo se puede ver en los planos.

7.3.4 Pantalla Impermeabilizante + Delantal aguas arriba Para las presas de Gavión, se plantea en el eje de la presa y talud aguas arriba, esta pantalla tendrá la función de garantizar la impermeabilidad utilizando manta asfáltica de e=3.0mm, cuyos traslapes verticales y laterales se deberá tener cuidado, cuyas especificaciones técnicas de instalación y colocación de manta asfáltica se puede ver con mayor detalle en los anexos y planos. Se colocará aguas arriba apoyada sobre la cama de




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apoyo de suelo compactado desde el nivel de fundación hasta la cota de corona e incluye la longitud del delantal. El delantal se plantea debido a la baja permeabilidad k=10-4 cm/s, que presenta el suelo de fundación del estribo izquierdo de la presa.

7.3.5 Aliviadero de la Presa Los Diseños de las obras conexas y complementarias a considerar se pueden ver en el cuadro N° 02, del Anexo I. A continuación se hace la descripción de algunas obras en particular:

El aliviadero es de tipo frontal, una estructura que esta dentro del cuerpo de la presa, la sección es revestida mediante shotcrete por vía humeda de e=0.15m, y utilizando C°S° f’c=175 kg/cm2, concreto lanzado en paredes y piso de canal, es decir sobre las caras del caja Gavion(ver planos).

Su trabajo es evacuar las aguas en exceso que ingresa al embalse, en estado de máximo almacenamiento, en época de avenidas procedentes de las precipitaciones pluviales, nevadas u otros fenómenos como deslizamientos de taludes, aguas arriba del embalse.

Las características de los diseños del borde libre y del aliviadero de la presa en su conjunto, deben garantizar que las estructuras no serán desbordadas con una avenida máxima que pueda darse a un periodo de retorno hasta de 100 años.

El aliviadero de demasías esta conformado por 2 estructuras hidráulicas.

• El vertedero Lateral

El vertedor frontal, tiene una longitud de 4.5 m y por proceso constructivo y disposición del material del largo de caja gavion se plantea de 5.0m de largo, la sección del canal aliviadero es de 5x1.0m de profundidad. La cota de la cresta del vertedor se ubica en los 4166.50 msnm, que es el nivel de aguas máximas de operación (NAMO). Su función consiste en captar las aguas en exceso del depósito y conducirlas hacia el canal de evacuación. Ver Anexo I, Cuadro N° 02.

• Transición de Entrega

La finalidad es entregar el agua al cauce natural, y esta no sea erosionada, se aprovecha los saltos escalonados de la caja de gaviones del espaldón aguas abajo, estos escalones serán revestidos mediante shotcrete de e=0.15m, y utilizando C°S° f’c=175 kg/cm2.




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CCAAPPIITTUULLOO VV

8 ESTUDIO DE CANTERAS 8.1 Materiales para la cama de Apoyo

Los estudio básicos de Geotecnia de canteras son insuficientes para evaluar y analizar las características técnicas del material de roca para el cuerpo de la presa, como para los agregados para fabricar los concreto simples, que se encuentran en el Estudio Geotécnico, donde puede recurrirse para mayor información. Ver plano de Canteras y vías de acceso.

• Ubicación

Se encuentra ubicada a a 300 m aguas abajo de la laguna Kerococha.

Vía de Acceso: No cuenta con acceso se realizara mediante buguis hasta el área de la construcción de la presa.

• Características físico mecánicas

Clasificación SUCS: Grava limosa con arena (GM), contiene 61.3 % de gravas, 25.4% de arenas y 13.2 % de finos.

Esta cantera arroja valores MDS que oscilan en 17.9 KN/m3, su OCH no tiene el estudio, calcular en obra, su clasificación se encuentra entre GP, su permeabilidad promedio es de 1.0x 10-4 cm/seg, su cohesión 5.0 KN/m2 y su ángulo de fricción varia entre 34º (ver Cuadro Nº 8.0).

Las características físico mecánicas indicadas anteriormente son apropiadas para cama de apoyo, sin embargo, es importante considerar que en la época constructiva todo material explotado en cantera deberá tener una previa apilación en cancha, preparado y mezclado hasta que alcance las características establecidas para el material de diseño requerido para la cama de apoyo. (Ver cuadro 8.0)

• Volumen

Volumen total: 360,000 m3 de arena limosa. Volumen efectivo: Para este parámetro se ha considerado las siguientes dimensiones: 200 m de largo, 120 m de ancho y 14.80 m de espesor. Volumen de 355,200.00 m3 de grava limosa con arena. Se ha reducido al espesor total del suelo: 0.20 m de espesor correspondiente al material de cobertura. Desbroce de material de cobertura: 4,800 m3. Esponjamiento de material efectivo: La grava limosa con arena tiende a esponjarse en 20%. El volumen de esponjamiento es de 71,040 m3. Material efectivo en obra: 426,240.00 m3., de arena limosa con grava. Comentario: El requerimiento para la construcción de la cama de apoyo según metrados resulta un volumen efectivo de 284.38m3, suficiente para la construcción de la cama de apoyo, frente al volumen disponible en cantera. Para la cantera de material de préstamo, el calculo del Volumen Neto considera que los fragmentos de roca mayores a 2” y materiales particulares (finos, arcillas, etc), ocupan un 15% del volumen bruto. Y 10% adicional para la extracción debido a las piedras grandes mayores a 15”. Factor de esponjamiento 20%

El proceso para obtener el volumen neto debe resultar como se presenta en el siguiente cuadro.




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8.2 Cantera de Agregados

• Ubicación

La cantera de agregado grueso se encuentra ubicada en la playa del rio Apurimac, cantera Cusibamba, via de acceso carretera principal Paruro-Yaurisque-Huanoquite, distancia media 250.0 km aprox. a la presa. Cuenta con acceso a la Playa de Agregado canto rodado, y se encuentran en condiciones para ser explotadas sin mayores trabajos de desbroce o de construcción de accesos. Ver plano de Canteras y vías de acceso.

La cantera de agregado grueso se encuentra ubicada en la cercanía del pueblo de Huanoquite y Kemqonay, está constituida por grava bien gradada con arena (GW), contiene: 64% de gravas, 35% de arenas sin finos y sin índice de plasticidad. El acceso a la cantera es el siguiente: el tiempo de viaje es de 1 hora hasta la comunidad de Kenqonay.

• Volumen

Esta cantera será explotada con herramientas manuales (pico, pala, barreta y carretilla) y transportada con volquetes de 10 m3 hasta las cercanías del área de construcción del dique. La extensión de la cantera es de 100 m de largo x 60 m de ancho x 10 m de espesor, con un volumen de 60,000 m³ de grava bien gradada con arena, volumen suficiente para la construcción de las obras de arte en las micropresas proyectadas.

• Evaluación y Requerimiento

Las características del cuadro anterior se encuentran dentro de los rangos permisibles para diseño de concretos estándares como los que se emplearán para el vertedero, rebosadero, canal de conducción y de más obras conexas.

El requerimiento que presenta la presa de este material es de 75.0m3 para para las obras de concreto.

• Características físico mecánicas

Para las Características Físico mecánicas se solicitan realizar los ensayos correspondientes para el diseño de mezcla. Según experiencia de ejecución de obras con este material son apropiadas para su utilización en los diseños de mezclas de Concreto, así como para los filtros de la presa.

8.3 Canteras de Rocas Realizar los ensayos correspondientes de laboratorio para ubicar la cantera de rocas, se estima alrededor de 0.30km envista que el estudio geotécnico no cuenta con los

% m3 Factor m3 % m3 % m3

1 90% 0.9 1.2 1.08 85% 0.918 90% 0.826213.0% 0.1404

10% 0.1 2.0% 0.0216Para terraplen

344.196 90% 309.777 1.2 371.732 85% 315.972 90% 284.3756% 20.652 Excedente eliminado 13.0% 48.325 Excedente eliminado4% 13.768 2.0% 7.435

Piedra1.000 100% 21.202 Para terraplen, el volumen total menos lo que aprovecho del over del terraplen

CompactadoExtracción Tierra / Piedra grande Esponjamiento Tierra /P. Grande/ P. Mediana




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respectivos ensayos, se recomienda que las piedras para el rellenos de las cajas de gavión, debe poseer la calidad, cantidad necesaria y resistente a la compresión y erosión hidráulica.

También se pueden utilizar el material residual en un 10%, piedras mayores a 4”, y del excedente del terraplé,. En tanto el Volumen requerido = Vol total Requerido para el dique – Vol disponible obra (over terraplen). Al vol requerido se aplica un desperdicio del 30% durante la explotación de la piedra. Ver detalles planos.

La piedra será de buena calidad, densa, tenaz, durable, sana, sin defectos que afecten su estructura, libre de grietas y sustancias extrañas adheridas e incrustaciones cuya posterior alteración pudiera afectar la estabilidad de la obra.

El tamaño de la piedra para el relleno de las cajas gavión deberá ser lo más regular posible y tal que sus medidas estén comprendidas entre la mayor dimensión de la abertura de la malla, con tamaños del orden de 1.25 a 1.5 veces máximo el tamaño mas grande de la cocada. El tamaño de piedra deseable estará entre 6” y 10” para el Gavión Caja.

Peso específicos de la piedra = 2,420 Kg/m3 (Piedra toba) Peso específicos del gavión = 1,800 Kn/m3 Peso especifico del agua = 1,000 Kg/m3 D50, piedras de relleno caja colchón = 1.5 (10 cm. tamaño máximo de cocada)=0.15m. Diámetros de piedras = 0.15m para caja colchón y 0.30 m. para caja gaviones.

9 COSTOS Y PRESUPUESTOS

Se ha realizado la estimación de los costos de las presas tomando en cuenta las condiciones de ejecución de obras sobre las cuales se desarrollaran las presas en cada sector, para el presente caso se ha elaborado el presupuesto por contrata, con adquisiciones directas en la ciudad del Cusco, mano de obra de la zona y con la utilización de canteras locales. Para casos en que los análisis se hagan bajo diferentes modalidades de ejecución de obras, los montos finales pueden sufrir modificaciones significativas.

Las estimaciones de los costos de las presas se han realizado tomado en cuenta los siguientes aspectos.

9.1 Metrados Para estimar el costo de la infraestructura planteada en el presente proyecto de almacenamiento se ha obtenido el metrado pormenorizado de las diferentes actividades que se consideran en el proyecto los cuales obedecen al Reglamento Nacional de Metrados. La cuantificación de los metrados de las diferentes obras proyectadas se adjunta en el Anexo I: Item 2.0.

9.2 Precios de insumos Corresponden a precios vigentes al 01 de noviembre del 2012 en la ciudad de Cusco, los cuales no cuentan con el 18% de IGV por realizarse las estimaciones sobre la modalidad por contrata. Se ha tomado los valores de los precios de cada insumo sobre cotizaciones realizadas en la ciudad de Cusco, los que serán llevados a cada zona mediante transportes terrestres que cuentan con sus propios análisis de precios en cada uno de los presupuestos elaborados. Referirse al Anexo N° I: Item 4.0, Reporte de Insumos y Formula Polinomica.

Los precios de los insumos para la elaboración de los presupuestos se pueden clasificar en:

Mano de Obra, Costos Hora Hombre.




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Bajo la suposición de que la ejecución de obras se realizará bajo la modalidad por contrata, se ha desarrollado los costos vigentes de mano de obra establecidos por el Gobierno Regional de Cusco y PER IMA para la ejecución de sus proyectos, los que establecen escalas salariales para el personal obrero de acuerdo a su categoría y al oficio que desempeñan dentro de cada proyecto.

Peon = S/. 6.35 hh; Jornal S/. 50.80 Oficial = S/. 7.44 hh; Jornal S/. 59.52 Operario= S/. 8.85 hh; Jornal S/. 70.8 Maestro de Obra = S/. 9.44 hh; Jornal S/. 75.52 Topografo = S/. 10.0 hh; Jornal S/. 80.0

Materiales Para el caso de los materiales, los costos utilizados corresponden a materiales puestos en la ciudad de Cusco, no incluye el 18% de IGV según la modalidad de ejecución de obras supuesta. Los cálculos realizados en el presupuesto de las obras han sido realizados bajo el supuesto que estos se adquirirán en la ciudad de Cusco y serán transportados a los frentes de obra mediante transportes terrestres que han sido presupuestados mediante partidas contenidas dentro del cada presupuesto de obra.

Equipo, Costos de Alquiler Horario de Equipo y Maquinaria. Para el caso de los equipos y maquinarias a emplear en la ejecución de las obras se asume en base al cuadro comparativo de una serie de cotizaciones de los precios de mercado por hora considerados dentro de la ciudad de Cusco, tomándose las previsiones de movilización y desmovilización de equipos dentro de cada presupuesto (Cama baja para transporte de maquinaria). Los precios considerados en el cálculo de los presupuestos no incluyen el IGV y según el requerimiento del expediente técnico se considera que sean en calidad de alquiler todos los equipos necesarios para ejecutar las diversas obras.

Las especificaciones técnicas y características de cada equipo se encuentran en las fichas de las cotizaciones ver Anexo II, ítem 1.0, Cotizaciones. Análisis de Transporte y/o Flete. Para asumir los precios unitarios de transporte de materiales de construcción (Cemento, madera, fierro, etc), desde la ciudad del Cusco, a precio de mercado, se efectuó una serie de cotizaciones en servicios, de medio camión Mitsubishi, y Cama baja (traslado de equipo maquinaria) en la ciudad del Cusco, los que se asumen previo un análisis de distancias medias de traslado de materiales de construcción y clasificados por materiales según su procedencia con distancia de transporte externo e interno y luego traslado a lomo o bugui desde punta carretera hasta los puntos de acopio o puntos donde se ejecuta el mesclado de concreto.

Según análisis anterior se calcula los rendimientos de trasporte de materiales de construcción desde Cusco hasta el almacén central y de esta hacia los campamentos móviles o punta carretera y luego la propuesta plantea el transporte interno a lomo o bugui.

El análisis incluye las distancias medias y calculo de rendimientos de transporte de agregados desde cantera hasta los puntos de acopio, lo propio para el transporte de material de préstamo para la construcción del cuerpo de la presa.

Para la movilización y desmovilización de equipo maquinaria se asume según cuadro comparativo de cotizaciones realizadas a los proveedores de este servicio. Ver Anexo II, ítem 1.0, Cotizaciones.




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Cuadro Nº 17: Análisis de Rendimientos según distancias medias de transporte de materiales

ANALISIS DE RENDIMIENTOS (Incluye Analisis de Distancias Medias) - INSUMOS PARTIDAS PARA TRANSPORTE DE MATERIALES POR PRESA

Proyecto : Proyecto Cosecha de Agua en Microcuencas Lacustres en la Micro cuenca Media Apurimac

Cliente: IMAProgresiva :

Tipo de Destino del TransporteTransporte Por Tramos Distancia Veloc. Veloc. Tiempo Tiempo de Tiempo

(Km)de Ida (Km/h)

Retorno (Km/h)

de Ida (h)

Retorno (h)

J-ITiempo

(h) J-I Tiempo (h)

Total (h)

del Ciclo (h) Por Dia

Por Dia Asumido

15 m3 10 m3 8 m3 6 m3

2.00 PRESA KEROCOCHAMedio Camion/Volquete Cusco - P. Apacaray 101 30 40 3.37 2.53 4 0.5 4 0.5 6.89 6.89 1.16 1.0 pie2 2600 2600 2600Buggy Transporte hasta los F. de Trabajo 0.5 2 3 0.25 0.17 0.42 0.42 19.20 19.0 pie2 40 760Medio Camion/Volquete Cusco - P. Apacaray 101 30 40 3.37 2.53 5 0.5 5 0.5 6.89 6.89 1.16 1.0 Bls 100 100 100 100 100Buggy Transporte hasta los F. de Trabajo 0.5 2 3 0.25 0.17 0.42 0.42 19.20 19.0 Bls 2 38Medio Camion/Volquete Cusco - P. Apacaray 101 30 40 3.37 2.53 6 0.5 6 0.5 6.89 6.89 1.16 1.0 Kg 2600 7800 2600Buggy Transporte hasta los F. de Trabajo 0.5 2 3 0.25 0.17 0.42 0.42 19.20 19.0 kg 85 1615Medio Camion/Volquete Cusco - P. Apacaray 101 30 40 3.37 2.53 6 0.75 6 0.75 7.39 7.39 1.08 1.0 Und 96 96 96Personal obrero Transporte hasta los F. de Trabajo 0.3 15 20 0.02 0.02 4 0.5 4 0.5 1.04 1.04 7.73 7.0 Und 1 7Volquete Playa Rayancancha - P. Apacaray 18 25 35 0.72 0.51 0.15 0.1 1.48 1.48 5.39 5.0 m3 75 50 40 30Buggy Transporte hasta los F. de Trabajo 0.5 2 3 0.25 0.17 0.42 0.42 19.20 32.0 m3 0.0675 2.16 Volquete Playa Cusibamba - Lag. Apacaray 251 25 35 10.04 7.17 0.15 0.1 17.46 17.46 0.46 0.5 m3 10 7.5 5 4 3Buggy Transporte hasta los F. de Trabajo 0.5 2 3 0.25 0.17 0.42 0.42 19.20 32.0 m3 0.0675 2.16 Volquete Cantera M.I Laguna Kerococha 0.5 20 30 0.03 0.02 6 0.25 0.1 0.39 0.39 20.43 20.0 m3 300 200 160 120Buggy Transporte hasta los F. Trabajo 0.3 2 3 0.15 0.100 0.25 0.25 32.00 32.0 m3 0.0675 2.16 Volquete Banco Terraplen - Eje P. Apacaray 0.6 2 3 0.30 0.20 0.50 0.50 16.00 16.0 m3 0.0675 240 160 128 96 1.08

Banco Pedraplen - Eje P. Apacaray 0.5 2 3 0.25 0.17 0.42 0.42 19.20 19.0 m3 0.0675 285 190 152 114 1.2825

Capacidad Rendimiento Volquete Carguio Descarguio

Und Peso/Volum

Capacidad VolqueteBuggy Medio

Camion Plataforma

Item Recursos

Parametros de Ingreso Tiempo Total

# de Viajes

# de Viajes

1.10 Madera

1.20 Cemento

1.30 Fierro

1.70 Piedra

1.80 Material de Prestamo

1.40 Tuberia Ø=200mm

1.50 Agregado Grueso

1.60 Agregado Fino




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9.3 Análisis de costos unitarios

Para asumir los costos unitarios a precio de mercado, se efectuó una serie de cotizaciones tanto en materiales, bienes y servicios en la ciudad del Cusco, los que se asumen previo un análisis comparativo. El análisis de costos unitarios es utilizado de la base de datos del IMA, Plan Meriss, y Gobierno Regional Cusco, los cuales fueron consolidados durante la ejecución de las diversas obras. Cabe precisar, para los rendimientos de equipo para transporte externo e interno de los materiales desde los puntos de compra o almacenes centrales hasta los frentes de trabajo se tuvo que realizar una serie de mediciones directas o indirectas de las distancias medias de transporte los cuales se adoptaron para el presente análisis costos unitarios propuestos. El detalle se puede ver en el cuadro anterior y el reporte de los análisis de Costos Unitarios de partidas básicas y subpartidas se muestra en el Anexo N° I: Item 5.0, Reporte de Analisis de costos Unitarios. Rendimientos. De igual manera, se han analizado y calculado diferentes rendimientos para el desarrollo de cada uno de estos análisis, los que se basan en la experiencia y seguimientos realizados por las entidades ejecutoras de este tipo de obras (IMA, PMI), en proyectos similares y bajo las condiciones de trabajo que se han encontrado en el ámbito del proyecto.

9.4 Presupuesto Total Como mencionamos anteriormente, se han calculado los presupuestos bajo la modalidad por contrata, motivo por el cual cada insumo del presupuesto no se afecta impuesto del 18% de IGV, tomando como fecha de elaboración del presupuesto el 01.02.10.

Cada presupuesto está estructurado considerando la ejecución de obras preliminares (campamentos, replanteos topográficos, abastecimiento de materiales, construcción y habilitación de caminos de acceso, entre otros); movimiento de tierras como partidas generales previas a la ejecución de cada presa propiamente dicha (desbroce de terrenos y canteras, excavación de cimientos), presas de tierra o concreto, gavión, obras de disipación como el aliviadero, obras de toma, caseta de válvulas y control, acordes a las condiciones de cada una de las presas proyectadas.

El referido proyecto será financiado con fondos provenientes del Canon y Sobrecanon del Gas de Camisea, y aportes de la Municipalidad beneficiadas y de los propios agricultores beneficiados.

En consecuencia el costo Total de la presa es de S/. 913,538 (100%), de nuevos soles, de los cuales los Gastos Generales con respecto al CD, utilidad máximo 8% del CD, IGV del 18% del subtotal, y Gastos de Liquidacion y Supervision máximo 10% del subtotal 02, representan la suma de S/. 335,071 (37%) y los Costos Directos de la obra asciende a la suma de S/. 578,467 (63%).

El presupuesto por cada presa fue desarrollado con el Software S10, y se muestra en el ANEXO N° I: Item 3.0




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Cuadro Nº 18: Presupuesto en Costos Directos, Indirectos y costo Total de la presa.

9.5 Presupuesto Analítico de Costos Indirectos (Gastos Generales). El analítico en Gastos Generales y Gastos de supervisión se detallan según clasificador por objeto del gasto a nivel de partidas genéricas y específicas. El detalle se puede apreciar en el Anexo Nº I: Item 6.0

Los Gastos Administrativos se ejecutarán por Contrata a través del contratista y financiados con fondos de Canon y Sobrecanon del Gas de Camisea. Estos gastos representan el 13.7% del Costo Directo de la infraestructura, la misma asciende a S/. 79,060, nuevos soles. El detalle a nivel analítico esta conformado por dos componentes principalmente: 1) Gastos Preoperativos (Fijos), aquellos que incurren previamente a la puesta en marcha del Proyecto, y representa el 2% del CD. Por ejemplo dentro de este rubro están referidos a gastos de Licitación y Contratación, y entre otros. 2) Gastos Generales Variables, que se incurren en gastos organizacionales de la entidad que administra la operación del proyecto, y corresponde el 11.7% de los costos directos.

9.6 Presupuesto Analítico de Costos de Supervisión y Liquidacion de obra Los “Gastos de Supervisión y Liquidacion de obra” se ejecutaran por Contrata, siendo el monto estimado del 10% del costo total, y representa la suma de S/. 83,049, Según normas, tipifica que los gastos de Supervisión no deben exceder el 10% de los costos total, por lo tanto los gastos referidos a este rubro están dentro de lo establecido. Sin embargo, el IMA, como unidad ejecutora cumple con los requisitos de contar con un órgano encargado de la Supervisión de Obras y Estudios, la que viene ejerciendo su función en los proyectos ejecutados y los que están en proceso de formulación. En consecuencia la deducción analítica por componentes y duración, se puede ver a detalle en el Anexo Nº I: Item 6.0.

01 OBRAS PRELIMINARES 34,879.8701.01 CAMPAMENTO Glb 1.00 8,285 8,284.9301.02 REPLANTEO DE CANALES Y OBRAS DE ARTE Mes 5.00 3,321 16,603.0401.03 DIQUE TEMPORAL Y DRENAJE Glb 1.00 194 194.0001.04 CONSTRUCCION DE CAMINOS DE ACCESO Km 2.00 4,302 8,603.9001.05 LIMPIEZA EN CANTERA Y HABILITACION DE CANCHA DE ALMACENAMIENTO Glb 1.00 1,194 1,194.0002 MOVIMIENTO DE TIERRAS 115,000.902.02 EXCAVACION CIMENTACION PRESA m3 1,753.24 66 115,000.903 CONSTRUCCION CUERPO DE LA PRESA 378,764.803.01 TERRAPLEN m3 284.38 80 22,803.003.03 CUERPO DE LA PRESA + IMPERMEABILIZACION Glb 1.00 355,295 355,295.403.04 CONTROL DE CALIDAD Glb 1.00 666 666.504 SISTEMA DE CAPTACION Y SALIDA 6,827.004.01 TOMA DE TUBERIA (ESTRUCTURA DE INGRESO) Glb 1.00 1,127 1,126.604.02 TUBERIA DE CONDUCCION (ENCAMISETADO) Glb 1.00 1,588 1,588.304.03 CAJA DE VALVULAS (SALIDA) Y DISIPADOR Glb 1.00 4,112 4,112.005 SISTEMA DE CONTROL DE EXCEDENCIAS 18,679.005.01 ALIVIADERO Y SALTO Glb 1.00 18,679 18,679.006 PARTIDAS GENERALES DE TRANSPORTE Y FLETE DE MATERIALES 24,315.706.01 PARTIDAS DE TRANSPORTE Y FLETE Glb 1.00 24,316 24,315.7

COSTO DIRECTO 578,467GASTOS GENERALES (S/.) 13.7% 79,060UTILIDAD (%CD) 8.0% 46,277SUB TOTAL 01 703,804IMPUESTOS IGV 18% 18.0% 126,685SUB TOTAL 02 830,489GASTOS DE LIQUIDACION Y SUPERVISION (S/.) 10.0% 83,049COSTO TOTAL 913,538

ParcialCODIGO ACTIVIDAD Y/O TAREA Unidad Cantidad C.U.




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9.7 Cronograma de ejecución Física Financiera. Los plazos de ejecución física de la diversas obras (se regularizar una vez corregida los presupuesto).

Los plazos de ejecución física de las diversas obras hidráulicas se prevé 05 meses calendarios. Paralelamente a la ejecución de las diversas obras se llevara acabo las acciones de Plan de manejo Ambiental.

La ejecución física de las obras estará sujeta principalmente a los desembolsos financieros y el tiempo en la zona que debe preverse para proceder con la ejecución de las obras civiles. Las obras se da inicio con las obras preliminares, y luego iniciar con los trabajos de movimiento de tierras. El detalle del cronograma Físico-Financiero se puede ver en el Anexo N° I: Item 7.0.

9.8 Planos a Nivel Constructivo. El número de planos presentados para el presente Expediente Técnico son de 06 láminas.

10 Conclusiones y Recomendaciones

• Realizar ensayos de muestras inalteradas para determinar las características de consolidación y su capacidad portante para soportar las cargas impuestas.

• En cuanto a la humedad natural, el material en cancha debe alcanzar el OCH y en el terraplén debe alcanzar como mínimo el 95% de la MDS. Las piedras grandes deben ser separadas. Se recomienda verificar los resultados puesto que fueron asumidas de tablas, datos insuficientes en el estudio Geotecnico.

• Deberá también verificarse la energía de compactación según las características del compactador vibrador, la altura de caída, el número de revoluciones por minuto, para ser comparado con los de la compactación Proctor Modificado en laboratorio.

• La cantera de roca para la construcción del dique no se precisa claramente en el Estudio Geotécnico, sin embargo en base una evaluación visual se asume a una distancia de 0.30 Km del eje de presa, que podría emplearse de tipo roca de toba, con Rock Mass Rating (RMR), que varía entre 41- 65, cuya calidad va de regular a buena, Verificar la calidad y potencia mediante el método mas practico y seguro de determinar la dimensión del deposito, su potencia y la profundidad de la montera.

• Verificar la capacidad portante del suelo de fundación del canal aliviadero y canal de evacuación.

• Debido a modificaciones en el volumen de almacenamiento por la entidad IMA, el eje de la presa se reubica a 8.0m aguas abajo del eje definido, por lo tanto se recomienda realizar nuevamente las prospecciones y análisis de la cimentación con profundidades mayores a una vez la altura efectiva de la presa, lo propio para el aliviadero. Por lo tanto, se solicita al contratista verificar todas las solicitaciones para el diseño, puesto que se asumió los resultados de ensayo con calicatas superficiales del eje anterior.

• La línea de filtración tiene una longitud de recorrido aproximadamente 22.0m (incluye delantal), lo suficiente para atenuar la presión existente. Sin embargo, debido al desplazamiento del eje de presa la permeabilidad pueda cambiar por lo tanto, se Recomienda realizar nuevamente los ensayos de permeabiidad a carga variable, o en su defecto ejecutar trabajos de inyección con cemento al menos una línea. Los adicionales de obra debido a estos trabajos serán asumidas por la entidad IMA, en vista a las modificaciones dispuestas por las instancias del IMA.

• Debido a modificaciones en el valle o cerrada, este ultimo se plantea desplazar el emplazamiento del eje de presa a 10.0m aguas abajo del eje planteado, por lo tanto se




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recomienda realizar nuevas prospecciones y análisis de la cimentación con profundidades mayores a una vez la altura efectiva de la presa. Por lo tanto, se solicita al contratista verificar todas las solicitaciones para el diseño, puesto que fueron asumidas los resultados de ensayo realizadas en el eje anterior.

• Las piedras mayores a las 2" deben ser retiradas manualmente del terraplén hasta eliminarlas totalmente.

• El laboratorio de campo de mecánica de suelos deberá contar con el mínimo de implementos requeridos para el control de calidad, incluyendo un permeametro, equipo de corte directo e implementos completos de ensayos estándar de mecánica de suelos.

11 Anexos 1.1 PRESA GRAVEDAD QUEJANA 1.2 DISEÑO PRESA GRAVEDAD SORACCOCHA 1.3 DISEÑO PRESA GRAVEDAD PISCUYO

ANEXO N° II:METRADOS

2.1 METRADO PRESA TIERRA CUSICOCHA 2.2 METRADO PRESA GRAVEDAD CHINCHAYCOCHA 2.3 METRADO PRESA TIERRA ORANTINQUIC


1.0 Texto Presa Gavion_Kerococha_V1

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