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7/21/2019 01.-MEMORIA DISEÑO.docx

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GOBIERNO REGIONAL TACNAPROYECTO ESPECIAL TACNA

Gerencia de Estudios y Proyectos

Planeamiento y Diseño idr!ulico

DISEÑO DE LA INFRAESTRUCTURA DE LA PRESA

CAPÍTULO I GENERALIDADES

1.1. INTRODUCCIÓN

Uno de los problemas centrales de los Comités de Riego de Santa

Cruz y Patapatani concierne a la limitación del recurso hídrico y aguas

con alto contenido de boro, arsénico y hierro sobrepasando el limite

permisible tanto para consumo humano como para riego; en este

sentido el Proyecto represamiento Calientes-Santa Cruz tiene como

obeti!o incrementar la disponibilidad hídrica y a la !ez meorar la

calidad de agua, sobre la base de los picos en los meses h"medos #uediscurren por el río Calientes$

%l Proyecto embalse Calientes-Santa Cruz consiste en la construcción

de una presa de &' metros de altura con un !olumen "til de ($') **C$

%s una presa de enrocado con n"cleo impermeable zoni+icadas e

integradas con sus respecti!as obras coneas #ue se emplazar en el

cauce del río Calientes, adems de la construcción de dos di#ues

laterales de ' y ). metros de altura respecti!amente, ubicadas en lamargen derecha del embalse$

1.2. OBJETIVOS DEL PROYECTO

Regular las descargas del río Calientes a e+ecto de cubrir el dé+icit

hídrico en los comités de riego de Santa Cruz, Patapatani y

Calleraco$ *eorar la calidad de agua, incrementando así los rendimientos de

producción$

1.3. UBICACIÓN

/uestra zona de estudio se ubica políticamente en el sector de

0elahuta-Calientes, perteneciente al aneo de Santa Cruz, pro!incia de

Candara!e y región 1acna, altitudinalmente se ubica entre las cotas

*eta2 ..3''( %studio de Pre+actibilidad Construcción Sistema de 4lmacenamiento y Regulación de los Recursos5ídricos y Regulación %mbalse Calientes Santa Cruz-Candara!e

"#"






(6.. a (7.. m$s$n$m$

8eogr+icamente el rea de estudio se encuentra ubica entre las

siguientes coordenadas U1* 98S:3(2

3,))',3../ - &3',6..%

3,))(,6../ &3&,6..%

Fig Nº 01. Ubicación de la zona de Estudio

Foto Nº 01 Zona de emplazamiento de la Presa Calientes, vista aguas arriba


"$"

ZONA DE ESTUDIO

CALIENTES

EJE DE PRESA

CALIENTES






Imagen Satelital Nº 01 Vista panorámica Presa Calientes.

1.4. ACCESIBILIDAD.

4 la zona de estudio se accede a tra!és de la carretera as+altada

1acna-1arata-1icaco, continuando por la carretera a+irmada

Challaguaya hasta llegar al des!ío 1otora, de ahí se continua por la

trocha carrozable, pasando por poblado de Santa Cruz- 4neo

Calientes hasta llegar +inalmente a la zona de estudio 0elahuta-

Calientes$

Distancia desde Ciudad de Tacna hasta la represa Calientes

1acna 1arata 1icaco Carretera 4s+altada 36 <m$1icaco Challaguaya- =es!io a 1otora Carretera 4s+altada 6. <m$=es!io 1otora Poblado de Santa Cruz Carretera 4s+altada )' <m$Poblado de Santa Cruz >ona de estudio Carretera 4s+altada &. <m$

1otal )?? <m$

CAPITULO II


"%"






PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO

@a presa Calientes tendr una altura de &' m y una longitud de coronación,

de )(($'& m$, ser una estructura de materiales sueltos de tipo enrocado

con n"cleo impermeable con taludes de )$?.2) y )$?62), con+ormado por

arenas arcillosas de alta plasticidad, pro!eniente del pie de monte del cerro

Pallailla ubicado a 6.. m$ aguas arriba de la zona de cierre$ Se contempla

también la construcción de dos di#ues laterales de ' y ). metros de altura

ubicadas en la margen derecha del !aso Calientes, la con+ormación de las

estructuras es con n"cleo impermeable cuyos paramentos es '2) y &2)

aguas abao y aguas arriba respecti!amente, con un enrocado de protección

en ambos paramentos$Para la e!acuación de las aguas del río Calientes se contempla la eecución

de un t"nel de des!ío de )6?$7. m$ de longitud ubicado en la margen

derecha del río Calientes con un ancho total de )$&. m$ y )$6. m$ de alto,

una !ez concluido el terraplén de la presa, este t"nel ser habilitado como

descarga de +ondo$

1eniendo en cuenta las con+ormación mor+ológica de los estribos, el sistema

de descarga se ha proyectado a tra!és de un conducto enterrado constituidopor un canal cubierto de concreto armado, de )&)$.?? m$ de longitud de

sección rectangular con ancho .$?6 m$ y .$?. m$ de alto, diseAado para la

conducción de .$6 m&Bs, el conducto estar emplazado en el estribo dere-

cho, la entrada esta sobre la cota ( 63)$3. m$s$n$m$; las !l!ulas de control

se hallan ubicadas a la entrada del conducto aloadas en la torre de control$

%l ali!iadero de ecedencias se ubica en la margen derecha del =i#ue .', la

estructura es un canal !ertedor con per+il cimacio de tipo lateral de ))$6 m$de longitud, con un canal de e!acuador de )')$?6 m$ de longitud con

capacidad de e!acuación de 3 m&Bs$

2.1. TOPOGRAFIA

Para la elaboración de los diseAo de la Presa y bras Coneas, se ha

utilizado la in+ormación topogr+ica producto del le!antamiento

realizado por el P%1, en el presente aAo$


"&"







"("






2.2 ASPECTOS HIDROLOGICOS

Se e+ectuó la simulación hidrológica a ni!el mensual para un horizonte

de 6. aAos de operación$ %s importante indicar #ue se ha considerado

como ingreso al embalse, todo el escurrimiento super+icial del río

Calientes #ue abarca un rea de drenae de &&,& <m' hasta el sector

0elohuta, este ingreso super+icial sólo se ha pre!isto para los meses de

a!enidas es decir de enero a marzo$ %n los meses de estiae no se ha

considerado como aportes a la represa las aguas de mala calidad con

alto contenido de 5ierro debido a #ue sern e!acuadas por un canal de

deri!ación con una capacidad de '.. lBs, en términos generales la

descarga promedio multianual #ue ingresar a la represa Calientes

Santa Cruz ser de .,'.' m&Bs$ %n la +igura .& se presentan las

descargas de ingreso al embalse$


")"






Fi!"# $3

2.2.1. TR%NSITO DE M%&IMAS AVENIDAS EN REPRESA

CALIENTES SANTA CRU'

Se ha e+ectuado el anlisis de mimas a!enidas, considerando

modelos de tormenta de diseAo, debido a #ue no eisten

plu!iógra+os en el rea de estudio se ha empleado in+ormación

plu!iogr+ica de la estación de Puno #ue han sido debidamente

corregidos$C!#(") $1

Con la +inalidad de correlacionar los registros de la estación Puno con la

subcuenca Calientes, se ha considerado como +actor de corrección .,?.,


"*"






cuyos resultados se presenta en el cuadro .'$

C!#(") $2P"*+i,i-#+i/ M0i# ,#"# S!+!*/+# C#i*/-*5

@a determinación de la descarga mima instantnea se ha calculado

con el *odelo 5ydrologic *odeling System 5%C-5*S$ Para e+ectos de

diseAo del !ertedero de demasías se ha considerado un periodo de

retorno de 6.. aAos con un caudal mimo instantneo de )?,&?' m &Bs

#ue ingresar a la represa Calientes, los cuales sern laminados y sern

e!acuados por el !ertedero de demasías se ha e+ectuado considerando

una tormenta de 6.. aAos y el caudal pico correspondiente dando como

resultado un rebose de ?,.(6 m&Bs$ @os clculos respecti!os han sido

implementados con el *odelo 5*S 0 &$)$. cuyos resultados se

presentan en las +iguras .(, .6 y .7 y en el cuadro .'$

Fi!"# $4M)(*) (* Mi+")+!*/+#56 R*,"*5# 7 C#,-#+i/ P")7*+-#(#


"+"






Fi!"# $8T)"*/-# (* Di5*9) : Hi(")"## (* E5+)""*/-;# ,#"# R*,"*5# C#i*/-*5

Fi!"# $<T"0/5i-) (* M0i#5 A=*/i(#5 E-"#)"(i/#"i#5 R*,"*5# C#i*/-*5


"#,"







"##"






C!#(") $2R*5!-#()5 (* T"0/5i-) (* M0i#5 A=*/i(#5 E-"#)"(i/#"i#5


"#$"






2.2.2. C#,#+i(#( (* E#5*

@a capacidad "til de almacenamiento del proyecto represamiento

Calientes Santa Cruz, ubicado en la cota ( 66. m$s$n$m$$

emplazado sobre el Río Calientes, es de ($') **C$

2.2.3. V)!*/ M!*"-) (* E#5*

%l !olumen muerto del embalse Calientes es .$?6 **C$, !olumen

determinado en base al estudio de riesgo sedimentológico de la

microcuenca calientes$

2.2.4. C#!(# (* Di5*9) (* C)/(!+-) (* S*"=i+i) 7 Ai=i#(*")

D*#5;#5.

@a represa Calientes Santa Cruz almacenar las descargas del

periodo de a!enidas Denero a marzoE y sern reguladas durante

el periodo de estiae, el caudal de salida #ue entregar la presa

es .$6 m&Bs y el caudal de rebose calculado en el anlisis de

transito de mimas a!enidas es 3 m&Bs$

2.3. DESCRIPCIÓN T>CNICA DEL PROYECTO

2.3.1. DEFINICION DEL TIPO Y CARACTERISTICAS DE LA PRESA

Con el conocimiento del potencial de los recursos hídricos a

tratar se procedió a e!aluar el emplazamiento de una represa

tipo E/")+#() +)/ /?+*) i,*"*#*6 #ue est +ormada por

+ragmentos de roca de tamaAos !ariables, cuya +unción es dar

estabilidad, y por un n"cleo impermeable de arenas arcillosas

muy plsticas; entre el n"cleo y los +ragmentos de roca secolocar una transición con astillas de roca de & a 7F de dimetro

o gra!a de río y un +iltro de arena$

%l talud de aguas arriba es )$?62) con una ban#ueta en la parte

baa, el talud de aguas abao es )$?.2) con una ban#ueta a

media altura$


"#%"






@a ubicación de la presa es una zona estrecha con taludes

asimétricos de ''G y &.G estribo iz#uierdo y derecho

respecti!amente, emplazada en depósitos de colapso por

gra!itación con+ormado por aglomerados y blo#ues gigantescos

de roca andesítica, super+icialmente estn cubierto por depósitos

colu!iodelu!iales, tal como se corroboro con las .&

per+oraciones diamantinas S=CS-.),.' H .& con sus

respecti!as pruebas de permeabilidad de ?. m$ en promedio,

realizadas en el los estribos y cauce del río Calientes, también

se realizó re+racción sísmica y sondaes eléctricos !erticales,

todo ello permitió determinar #ue la cimentación en la presa ylos .' di#ues laterales ubicados en la margen derecha del !aso

re#uieren un tratamiento de inyecciones de consolidación con

lechada de cemento hasta los 6. m$ de pro+undidad y en el

cauce inyecciones de reemplazo Iet grounting a presiones altas

hasta pro+undidades de )6 y '3 m$ %n el diseAo de la presa se

considerara un dentellón de ($.. m$ de pro+undidad, debido a la

potencia de suelos sueltos y permeables$@a cantera para el enrocado de la presa est ubicado a 6.. m$

en dirección Sureste, margen iz#uierda de la presa, la roca se

obtendr del pie de monte y alrededores del cerro Pollailla, en

este lugar eiste !ol"menes ms #ue su+icientes en cantidad y

calidad para atender las necesidades del proyecto #ue asciende

a ).7 (.. m& $%l material impermeable, se encuentra a .$6 <m$

en dirección /oreste del ee de la presa, para acceder a estacantera se tendr #ue realizar un trocha$ %n este sector a+loran

arenas arcillosa muy plsticas DSCE, cuyo origen, es por la

alteración hidrotermal y a la !ez por un metamor+ismo de

contacto, estos suelos presentan buenas características de

impermeabilidad$ @a cantera de agregados +inos se ubica a )(

<m$ en dirección Suroeste de la zona de estudio, en el sector de

5uaychuAe-Pampa Chuseca y los agregados gruesos se traern


"#&"






del sector de 4ricota, ya #ue en nuestra zona no eisten

canteras con buenas características granulométricas y de

resistencia$

@a presa Calientes ha sido proyectada para almacenar ($J7

**C con un !olumen muerto de .$?6 **C, es decir el !olumen

"til del embalse ser ($') **C$

2.3.2. PRE@DISEÑO DE LA LOS DIUES LATERALES DE 2 Y 1$ M.

ALTURA.

Para embalsar los ($') **C$ es necesario realizar la

construcción de .' di#ues laterales, ubicados en la margen

derecha del embalse Calientes, topogr+icamente son dos abras,

si no se realiza la construcción de estos di#ues el agua del

embalse rebosaría a tra!és de esta$ 4 continuación se describe

las características geométricas de los di#ues$

Di!* $16 constituido por un n"cleo impermeable de '$. m$ de

altura, con talud de )$62) aguas abao y '$62) aguas arriba, el

ancho de la corona es &$. m$, con una longitud de corononación

de 7($'7 m$ %n los paramentos se colocar un enrocado de

protección +ormando taludes de '2) y &2) aguas abao y aguas

arriba respecti!amente$ Para un meor empotramiento de la

cimentación se ha contemplado realizar un dentellón de .$?. m$

de altura$ 0er +igura /G .?

@C

R K ( , 6

J ? $ 6

7

1 $ / $ K

( , 6

J 6 $ 6

J

Fig. Nº 07. Sección !"ima T#pica Di$ue 01 %&2 m.


"#'"



@C

R K ( , 6

J ? $ 6

.

1 $ / $ K

( , 6

3 ? $ '

&




Di!* $26 4l igual #ue el anterior di#ue geométricamente est

constituido por un n"cleo impermeable de ). m$ de altura, con

talud de )$62) aguas abao y '$62) aguas arriba, el ancho de la

corona es 6$. m$, con una longitud de corononación de )6J$3.

m$ %n los paramentos se colocar un enrocado de protección

+ormando taludes de '2) y &2) aguas abao y aguas arriba

respecti!amente$

Para un meor empotramiento de la cimentación y para alargar

el camino del +luo de agua de la presa a tra!és de esta

estructura, se ha contemplado realizar un dentellón de & m$ de

altura$ 0er +igura /G .3

Fig. Nº 0'. Sección !"ima T#pica Di$ue 02 %&10 m.

2.3.3. PRE@DISEÑO DE LA PRESA TIPO ENROCADO H32 .

@a altura total de la presa es de &'$.. m$ en la cota (6J6$6.

m$s$n$m$, con una longitud de coronamiento de )(($'& m$ y 3$..

m$ el ancho de corona$

%n cuanto a los taludes de la Presa se ha considerado un talud

de )$?62) hacia aguas arriba y un talud de )$?.2) hacia aguas

abao con ban#uetas a media altura, los taludes +ueron

diseAados con el so+tLare 8%-S@P% international-Canada

07$.', en condiciones estticas y pseudoestticas, por razones


"#("






de seguridad se utilizó un coe+iciente sísmico mucho mayor al de

diseAo, siendo este .$'7 g$

%l ni!el mínimo de operación de la Presa, esta sobre la cota

(63)$3) m$s$n$m, para un !olumen mínimo de .$?6 **C$

%l ni!el mimo de operación en el embalse D/4*E

corresponde a la cota (6J6$6. m$s$n$m$ para un !olumen de ($J7

**C$ y el ni!el de aguas mimos etraordinarios D/4*%E es de

(6J6$J' m$s$n$m$

M .$ ..N M .$ ..N

@C

R K ( , 6

J ? $ 6

.

1 $ /

$ K ( , 6

7 6 $ 7

'

Fig. Nº 0( Sección !"ima T#pica )resa Calientes tipo *nrocado %&+2 m.

)$ /"cleo material arena arcillosa

'$ Oiltro de arenas

&$ 1ransición Dastillas de roca de & a 7FE

($ %nrocado

6 lanQet

7$ 4renas medias

?$ 4+irmado

@as condiciones mor+ológicas de la bo#uilla así como las

características de los materiales #ue eisten en los alrededores

para con+ormar los rellenos, determinan la selección de una

presa de materiales sueltos$


"#)"






%l tipo de presa elegido corresponde a una sección zoni+icada

con un n"cleo central pro!isto de dentellón o uAa de

empotramiento y espaldones de roca$

E +!*",) (* # P"*5# *5-#"0 +)/)"#() ,)" )5 5i!i*/-*5

#-*"i#*5

" *aterial impermeable arenas arcillosas DSCE para el n"cleo$

" *aterial permeable arenas para los +iltros$

" *aterial permeable cantos y gra!as para zona de transición

D&F a 7F de E

" *aterial de enrocado para el cuerpo de la presa, tantoaguas arriba como aguas abao$

%l sustento de cada una de las partes #ue la constituyen, es el

siguiente2

a, N-cleo

Se ha pre!isto un n"cleo !ertical relati!amente esbelto debidoal uso de materiales #ue tienen una plasticidad alta, no dando

lugar para #ue se produzcan grietas, en caso de agrietarse el

material de +iltro permitir el autosellado antes de #ue se

constituya en una causa potencial de +alla$

%n principio, el talud elegido tanto para aguas arriba como

aguas abao, es de )2&$6.

Para lograr un buen contacto y empotramiento con la

cimentación se ha considerado un dentellón #ue es la

prolongación del n"cleo de ( m de alto; dado las

características permeables a lo largo y ancho del cauce del río

Calientes, se considero la colocación un blanQet impermeable

de ) m$ de espesor y )&7$6. m$ de largo, para alargar el

camino del +luo de agua a tra!és de esta estructura$

, *nrocado


"#*"






Como eiste roca de buena calidad en lugar cercano a la

presa, se ha dispuesto construir la presa de enrocado con un

talud aguas arriba de )$?62) y )$?.2) talud aguas abao, dicha

inclinación obedece a los clculos de estabilidad de taludes

en condiciones estticas y pseudoestticas$ %l dimetro

medio de la roca ser de .$7. m$ con un peso mínimo de 7.

Qg$

c, Filtros / preiltros

Por la constitución de los materiales #ue con+orman el cuerpo

de la presa es necesario la colocación de +iltros y pre+iltrospara el control de la migración de partículas entre el n"cleo y

el enrocado cuya consecuencia es la +alla de la estructura por

tubi+icación$

2.3.3.1 DIMENSIONES BASICAS.

A. A-!"# (* )"(* i"*

%l borde libre es la distancia !ertical entre la

coronación y el ni!el de aguas mimas

etraordinarias, es decir el ni!el del embalse cuando el

!ertedor trabaa a su mima capacidad$

%ste borde tiene por obeto e!itar el rebasamiento del

terraplén por e+ecto del oleae producido como

consecuencia de !ientos anormales o debido a sismos$

%l borde libre igualmente constituye un +actor deseguridad contra otras contingencias como por eemplo

#ue la presa se asiente ms de lo calculado y pre!isto

o #ue se presente una a!enida superior al caudal de

diseAo$

=e acuerdo con las recomendaciones del ureau o+

reclamation D)J3'E el borde libre es2


"#+"






s H H r H v H bl

H +∆++=

=onde2

5bl 2 orde libre

5! 2 4mplitud de la onda generado por el !iento

5r 2 4ltura de rodadura de las ondas

5 24sentamiento *imo da corona

5s 2 *argen de seguridad D&N altura de la presaE

Resol!iendo la ecuación resulta2

5bl 2 )$37 m$ K '$.. m$ Q$

B. A/+) (* # C)")/#

%isten di!ersas epresiones empíricas #ue en +unción

de la altura T5T de la presa, permiten determinar el

ancho TT de su coronación$ 4sí para 5 K &' m$ se

tienen2

=e acuerdo con las recomendaciones del ureau o+

Reclamation D)J3'E, el borde libre est dado por las

siguientes +órmulas2

'%-#./* −= H B %

' += H B

=onde2

2 4ncho de la Corona

5 2 4ltura de la presa

%'%$+= B

KJ$( m$

'%-#.%$/* −= B

K'.$(. pies K 7$'. m$

@as normas aponesas DIapanese Code )J6?E


"$,"






recomiendan la +ormulación alternati!a2

%-#.%/0(1% −= H B

=onde2

2 4ncho de la Corona


%-#.%%$/0(1% −= B

K )) m$

@a norma taliana

$-#.'1#/&1# −= H B

$-#.'1#%(/&1# −= B

K 3$'' m$

@a norma %spaAola

%-#.#'/'1#% −+= H C

%-#.#'%$/'1#% −+=C

=onde2

C2 4ncho de la Corona


>onas con sismicidad media )$'6 C

>onas con sismicidad 4lta )$6 C

CK 7$37 m$ )$'6

CK 3$6. m$

Considerando #ue el dimensionamiento del ancho de

la corona deber tener en cuenta entre otras causas, la

sismicidad de la zona, la naturaleza de los materiales


"$#"






de relleno sobre todo del n"cleo$

Para la presa Calientes se adopto un ancho de 3 m$

2.3.3.2. E*=#+i/ 7 L)/i-!( (* C)")/#+i/

@as di+erentes ele!aciones en la presa sern2

@ /i!el de agua mínimo D/4*E ( 63),3) m$s$n$m$

@ /i!el de agua m$ ordinario D/4*E ( 6J6,6. m$s$n$m$

@ /i!el de agua m$ etraord$ D/4*%E ( 6J6,J' m$s$n$m$

@ ordo libre '$.. m

@ %le!ación de la coronación ( 6J?,6. m$s$n$m$@ %le!ación del cauce Dsitio de presaE ( 676,7' m$s$n$m$

@ 4ltura de la presa &',.. m

@ 0olumen "til de embalse (,') **C$

@ 0olumen muerto .$?6 **C$

@ @ongitud de coronación )(($'& m$

2.3.3.3. AN%LISIS DE ESTABILIDAD

Para el anlisis de estabilidad del di#ue de enrocado, se

empleo el método Spencer ya #ue es el ms

recomendado para este tipo de estructuras, para ello se

empleo el programa de cómputo 8%-S@P%

international-Canada 07$.', tomando en cuenta la

geometría y los materiales #ue lo con+orman la presa y

la cimentación$

Se ha analizado la estabilidad en condición esttica,

obteniendo un +actor de seguridad de )$J'6 OSV)$6 por

lo tanto es aceptable y bao e+ecto sísmico en +orma

pseudoesttica es decir con una carga horizontal

sísmica de .$'7, !alor determinado por el estudio de

riesgo sísmico, se obtiene un +actor de seguridad de


"$$"






)$.($, OS ≥ )$) por lo tanto es aceptable$

@as propiedades de los suelos #ue con+orman el cuerpo

y cimentación de la presa son2

/UC@%

Soil *odel *ohr-Coulomb

Unit 9eight )7 </Bm&

Cohesion ?6 </Bm'

Phi &'G

O@1R



Cohesion .$J3 </Bm'

Phi &'G

PR% O@1R



Cohesion . </Bm'

Phi &7G

%/RC4=


Unit 9eight )J </Bm&

Cohesion . </Bm'

Phi (&

4OR*4=


Unit 9eight )J </Bm&

Cohesion '3 </Bm'

Phi &&G

@4/<%1



Cohesion ?6 </Bm'

Phi &'G

C*%/14CW/ SU%@


Unit 9eight )? </Bm&

Cohesion . </Bm'


"$%"






Phi &&G

C*%/14CW/ RC4


Unit 9eight '7 </Bm&

Cohesion '6 </Bm'

Phi ('G

P4/14@@4 =% /H%CC/%SSoil *odel *ohr-Coulomb

Unit 9eight '( </Bm&

Cohesion (. </Bm'

Phi (6G

Fig. 01 Estabilidad de Talud aguas abajo de la presa en condición estática sin

carga sísmica ori!ontal" el #actor de seguridad es1.$%&" F'(1.& por lo tanto

es aceptable.


"$&"






Fig. 0% Estabilidad de Talud aguas abajo de la presa en condición

pseudoestática utili!ando 0.%) de carga sísmica ori!ontal el #actor de

seguridad es 1.10*" F' ≥ 1.1 por lo tanto es aceptable.

2.3.3.4. TNEL DE DESVIOPara el des!ío del río Calientes durante la construcción

de la Presa se ha proyectado un t"nel de )6?$7. m$ de

longitud con una pendiente de .$.)7, la sección es tipo

ba"l con )$.. m$ de ancho por )$'. m$ de altura, el

re!estimiento en todo su contorno incluido el piso es

.$)6 m$

@a entrada del t"nel se ubica en la margen derecha delcauce del río Calientes a )J m$ aguas arriba del ee de

Presa, la cota de la rasante esta sobre (67?$.& m$s$n$m$

Para empalmar con el t"nel se debe realizar un canal de

aproimación de &)$.. m$ de longitud$

una !ez concluido el terraplén de la presa, este t"nel

ser habilitado como descarga de +ondo, para ello se

colocara un tubo de acero shedule de '3F D?.. mm$E

Ø ubicado en la salida del t"nel, con su respecti!a

!l!ula 5oLell ungerd '3F Ø $ Para el sellado del

t"nel se colocara un tapón de concreto con una

resistencia no menor a '?. <gBcm' $

2.3.3.8. ALIVIADERO DE DEMASIAS

%l ali!iadero de demasías proyectado es del tipo

ali!iadero lateral cimacio y se encuentra ubicado en el

estribo iz#uierdo del di#ue lateral /G .', ubicado en la

margen derecha del !aso de la presa, su dimensionado

se ha proyectado para un caudal de una a!enida

mima probable de 3$.. m&Bs, para un período de

retorno de 6.. aAos$ %l labio del !ertedero corresponde

a un per+il del tipo Creager de concreto ciclópeo y su


"$'"






ubicación se encuentra al ni!el de aguas mimo de

operación del embalse D/4*E de (6J6$6. m$s$n$m$ %l

ali!iadero lateral se considera de ))$6. m de longitud y 6

m$ de ancho y .$(. m$ de espesor de concreto en la losa

y pared lateral y una pendiente de .$.)$

@a descarga sobre la cresta de cimacio se obtiene por

medio de la siguiente +órmula2

$-%C+He, =

%l tramo inicial del canal colector en la progresi!a

.M.)?$.., tiene pendiente de .$.)6 con un canal de

sección rectangular de )$7. m$ de ancho y una altura

#ue !aría de '$&. a '$'6 m$ ; de .M.'&$3& continua por

un canal cubierto de sección rectangular de ancho y alto

)$7. m$, la losa, techo y paredes laterales son de

concreto armado de .$&. m de espesor, este tramo

atra!iesa el cuerpo de la presa; de .M.(?$&. el canal es

rectangular con ancho y alto de )$7. m$ #ue !a en una

pendiente de .$.)6, hasta entregar al disipador de

energía en la progresi!a .M)')$?6, de ).,. m de longitud

con un ancho y alto de ( m, siendo sus paredes de

concreto armado de .$&. m$ de espesor, la cota de +ondo

de la poza disipadora es de (633$&'$

Para las subpresiones producidas por el agua in+iltrada, se

ha considerado a lo largo del canal un drenae longitudinal

y un drenae !ertical u horizontal en el disipador de energía


"$("






constituido por tubos de P0C de &F per+orados y

en!ueltos con material de +iltro$

2.3.3.<. CONDUCTO DE SERVICIO

Con la +inalidad de atender la demanda de agua para

riego, el embalse Calientes entregara un caudal mínimo

de .$6. m&Bs cuyas aguas de buena calidad$

%l sistema de captación es de tipo 1orre, estando pro!ista

de dos una compuertas !agón con sistemas de izae tipo

pedestal, una de las compuertas es de ser!icio y la otra de

emergencia$

@a ubicación de la toma al conducto de ser!icio seencuentra ubicada en la margen derecha en la cota

(63)$3. m$ cabe mencionar #ue todo el conducto de

ser!icio es un canal cerrado de sección rectangular de

concreto armado de ancho .$?6 m$ y .$?. m$ de alto, con

paredes laterales de concreto de .$'. m; de la

progresi!a .M..?$3) a .M.?' el conducto atra!iesa el

cuerpo de la presa con una pendiente de .$..', de la

progresi!a .M.3. se inicia la rpida de las mismas

características geométricas #ue la anterior con

pendientes #ue !arían de .$)& a .$(( hasta la progresi!a

.M)&)$.3, de allí entrega a la poza disipadora de energía

de ($6. m$ de largo, )$). m$ de ancho y )$(. m$ de alto$

Para las subpresiones producidas por el agua in+iltrada en

el canal del conducto de ser!icio, se ha considerado un

drenae longitudinal y un drenae !ertical u horizontal en los

disipadores de energía constituidos por tubos de P0C de

'F, per+orados y en!ueltos con material de +iltro$

Para tener acceso a la torre de captación y maniobras, se

ha pre!isto un puente de concreto armado, de &) m de

longitud y )$)6 m de ancho, apoyado en columnas

distanciadas cada 3,. m$


"$)"






2.3.4. TRATAMIENTO DE LA CIMENTACION

=e acuerdo con los estudios geológicos-geotécnicos y losresultados de los sondaes diamantinos y las pruebas de

permeabilidad tipo lugeon, nos indica #ue es necesario realizar un

tratamiento de la cimentación con inyecciones de consolidación

constituidas por lechadas de cemento, para meorar las

características geomecnicas y de de+ormabilidad de los blo#ues

de roca, las inyecciones se realizaran en ambos estribos, cauce y a

lo largo de los ees de los di#ues laterales ubicados en la margen

derecha del embalse, con pro+undidades #ue !arían de )6 a 6. m$,

pre!iamente se debe realizar los huecos de per+oración con una

inclinación de )6G, se eecutaran tres líneas de per+oración

denomina primaria, secundaria y terciaria con separación de '$6 m$

entre sondae y sondae$ Cabe mencionar #ue las per+oraciones

para la inyección de consolidación en el cauce, se debe colocar un

casing hasta los '3 m$ de pro+undidad, pre!ia per+oración con una

broca de mayor dimetro 5X DJ)$J6 mm$E, las inyeccionesconsolidantes se realizaran a partir de '3 hasta 6. m$ de

pro+undidad$ 0er aneo plano disposición de taladros de inyección

%s necesario también realizar un tratamiento de la cimentación en

el cauce del ee de presa y un tramo de )63 m$ en la margen

derecha, por estar constituido por suelos muy permeables de

gra!as, arenas, arcillas arenosas tal como se muestra en el sondae

diamantino S=CS-.'$

=ado las características de materiales sueltos y muy permeables,

se deber realizar inyecciones de reemplazo Iet 8routing, las

columnas son eecutadas en huecos de per+oración con dimetro

?7$' mm$ a tra!és de la cual se introduce hacia el interior del suelo,

un +luo de lechada de alta !elocidad y presión, con una energía

cinética su+iciente para desintegrar la estructura del subsuelo en un

cierto radio de acción, permitiendo la +ormación de una columna


"$*"






consolidada a lo largo de la zona inyección$

0er aneo plano disposición de taladros de inyección

=ebido a los materiales sueltos, en el cauce de la presa y una

meor integración y empotramiento entre la cimentación y el cuerpode la presa, adems de la eca!ación y limpieza del rea sobre la

cual se asientan los rellenos, se ha considerado un dentellón #ue

alcanza una pro+undidad mima de ($. m$

%l ancho de la zana o trinchera del dentellón en la sección mima

es de )'$6. m$

Para e!itar #ue la eposición a la intemperie pro!o#ue una rpida

meteorización, se re#uiere #ue tan pronto se termine con la labor

de limpieza y eca!ación, se protea la super+icie con una lechada

de cemento$ =icha acción impedir cambios de humedad hasta la

colocación de los rellenos$

2.3.8. OBRAS ELECTROMEC%NICAS Y ELECTRICAS

E!i,) Hi(")*+0/i+) (* # P"*5#

Para el adecuado +uncionamiento y operación de la presa Calientes

Se ha pre!isto la instalación de dos compuertas una para

ser!icio y otra de emergencia, las #ue se describen a

continuación2

• Compuerta de ser!icio permitir e+ectuar la regulación y

control del agua a ser descargada del embalse al canal de

descarga, seg"n las necesidades$

=ebido a la carga de agua y para +acilitar la operación deregulación se ha considerado #ue esta compuerta ser del

tipo !agón con ruedas$ @a operación de regulación y cierre se

e+ectuar en aguas en circulación, mientras #ue la apertura

se e+ectuar con una presión hidrosttica unilateral desde

aguas arriba, correspondiente al ni!el del agua en la presa$


"$+"






• Compuerta para *antenimiento o %mergencia, la misma #ue

permitir interrumpir el ingreso de agua al conducto de

descarga, a+ín de e+ectuar trabaos de mantenimiento en la

compuerta de ser!icio$

%sta compuerta se localizar delante de la compuerta de

ser!icio con el mismo ni!el y sometido a la misma carga de

agua$ =ebido a sus condiciones de carga se ha considerado

#ue ser del tipo 0agón Dcon ruedasE$

Si5-*# (* S!i/i5-") E+-"i+) # # P"*5#

%l sistema de suministro eléctrico a la presa Calientes tienen por obeti!o dotar de la energía eléctrica re#uerida a los motores

eléctricos de accionamiento de las compuertas y para la

iluminación interior y eterior normal y de emergencia tanto de

la caseta de control de compuertas como de la zona de la presa$

Para dotar de energía eléctrica, se traer una línea de

transmisión de ). Q0 desde la central 5idroeléctrica de 4ricota

hasta la presa Calientes haciendo una distancia de &6 <m$ 4dems se instalara una Subestación aérea de ). Q0$ montada

en un biposte de concreto, la misma #ue incluir el tablero de

distribución en baa tensión para distribución al sistema de

+uerza y de iluminación$

@a alimentación eléctrica a la Caseta de Control de compuertas

se e+ectuar desde el tablero de distribución indicado

anteriormente, por medio de cables secos ubicados en tuberíasmetlicas conduit las #ue se dispondrn colgados bao las tapas

del puente$

@a puesta a tierra de la subestación y de la Caseta de Control se

e+ectuar en pozos de tierra ubicados a &m de las estructuras de

la subestación aérea, para lo cual los conductos consideran un

cable de tierra desde cada tablero ubicado en la caseta de

control de las compuertas$


"%,"






Para los cables de seAales de ni!eles de agua Ddel canal de

descarga y de la misma presaE así como de del sistema de

comunicaciones, se ha pre!isto una tubería metlica conduit de

)Fφ ubicado en el mismo colgador de cables de potencia$

@as instalaciones eléctricas eteriores de las presas comprende

desde la salida del tablero de distribución general ubicado en la

subestación para el circuito de alimentación a la iluminación

eterior, los cables, conductores, postes, pastorales y luminarias,

+arolas, re+lectores, aisladores y accesorios para la iluminación del

puente de acceso a cada Caseta de Control, la zona de acceso

!ehicular y la cresta de la presa$

%l accionamiento normal de ambas compuertas ser por medio

de motor eléctricoDmoto-reductorE; pero para casos de

emergencia se dispondr de un mecanismo manual$ %l mando y

accionamiento de las compuertas se e+ectuar desde la caseta

de control ubicado en el ni!el superior de la torre$

se re#uiere por un lado el suministro e instalación de las

compuertas y elementos coneos y por otro lado de las

instalaciones eléctricas de alimentación de +uerza y la iluminación

de la Caseta de Control de las compuertas y las zonas de acceso y

puntos principales de la presa$

%n el caso de las obras hidromecnicas de la presa, se ha

contemplado la instalación de dos compuertas, una de ser!icio y la

otra de emergencia Do mantenimientoE las mismas #ue sern

controladas en +orma local tanto manual o automtica desde la

correspondiente Caseta de Control de Compuertas localizado en la

parte superior de la torre$

2.3.<. INSTRUMENTACION Y CONTROL DE LA PRESA

%n el diseAo de una presa, se asumen ciertas hipótesis #ue es


"%#"






necesario comprobar si estas se cumplen, tanto durante la

construcción como en el periodo de operación$ Oundamentalmente,

estas son2

• Subpresión, !alor #ue uega papel importante en la estabilidad y

#ue permanentemente debe ser e!aluado a +in de con+irmar las

hipótesis, cuidando #ue su intensidad no sobrepase los

supuestos$

Para obtener in+ormación de la subpresión, se instalarn dos

D.'E piezómetros de tipo hidrulico y neumtico distribuidos

con!enientemente en la cimentación$

Si la subpresión resulta mayor #ue la supuesta o, la distribución

es ms des+a!orable #ue la asumida hipotéticamente, habr

necesidad de re!isar los clculos para !er si son o no admisibles

esos !alores de subpresión y, si lo +uese, tomar las

correspondientes medidas correcti!as para disminuirlas$ %stas

medidas pueden consistir en re+orzar la pantalla

impermeabilizadora de de inyecciones o la de per+orar nue!os

drenes o pro+undizar los anteriores$

• Comportamiento estructural, para cuyo e+ecto se suponen ciertas

condiciones de resistencia, de+ormabilidad, etc$ tanto de la

cimentación como de la estructura$

@as obser!aciones sobre el comportamiento estructural se hacen

normalmente correlacionando las de+ormaciones o corrimientos,

los cuales pueden e+ectuarse desde el interior de la presa coninstrumentos internos o desde el eterior por métodos

geodésicos$ %n ambos casos se trata de mediciones de alta

precisión$

Para la presa Calientes se ha pre!isto controlar el

comportamiento a tra!és de un D.)E asentímetro y para

determinar las aceleraciones mimas #ue se puedan producir

en la cresta de la presa con la ocurrencia de un sismo, se ha


"%$"






pre!isto instalar dos D.'E acelerógra+os$

2.3.. CONSTRUCCION DE CAMPAMENTO=urante el periodo #ue dure la eecución de las obras

programadas, se ha considerado la construcción de

campamentos pro!isionales de ?&6 m', para !i!ienda, talleres,

almacenes y otras in+raestructuras para el desarrollo de las

di+erentes acti!idades netos de obra$

2.3.. CONSTRUCCION Y MANTENIMIENTO DE CAMINOS DE

ACCESO

Se ha proyectado la construcción de nue!os Caminos de 4cceso

D)$'. <m$E y el mantenimiento de caminos ya construidos una

longitud de )$.. <m$ @os mencionados accesos ser!irn para el

abastecimiento de materiales de construcción, e#uipamiento,

ma#uinarias y de agregados para las obras de re!estimiento y

material permeable e impermeable seleccionado para la

construcción de la Presa$

CAPÍTULO III COSTOS Y PRESUPUESTOS

Para la estimación de los costos se ha tomado en cuenta las siguientes

consideraciones en +unción de la clasi+icación de los costos2

3.1. COSTOS DIRECTOS

3.1.1. M#/) (* O"#

%l Costo de la mano de bra se determina teniendo en cuenta la

Remuneración sica !igente, oni+icación Uni+icada por

Construcción DUCE, ene+icio y @eyes sociales en el Régimen

de Construcción Ci!il !igente al &)B.7B'.).$


"%%"






3.1.2. M#-*"i#*5

@os precios de los materiales de construcción consideran el

Costo de ad#uisición en +brica yBo centro de abastecimiento sin

considerar el 80 en el anlisis de costos de cada partida$

%stas cantidades se establecen de acuerdo a condiciones pre-

establecidas +ísicas o geométricas dadas de acuerdo al estudio

técnico, los insumos de materiales son epresados en unidades

de comercialización$ @os precios de materiales, herramientas,

al#uileres yBo ser!icios son re+eridos a los mercados de 1acna y

a obras eecutadas en proyectos similares$ @os costos de e#uipo

incluyendo tuberías, compuertas, accesorios, etc$, se estimaron

basados en datos de anteriores eperiencias en obras$

3.1.3. E!i,)5 7 #!i/#"i#

%l Costo horario de al#uiler de ma#uinaria y e#uipos utilizados

en la construcción son los !igentes en promedio a la +echa de la

elaboración de los costos, teniendo en consideración los

rendimientos en la zona de trabao$ @os costos de e#uipos

incluyen el Costo de posesión y los Costos de operación$

@os costos de ma#uinaria en 5ora *a#uina con mayor

incidencia en el presupuesto se han etraído de la re!ista Costos

DIunio '.).E de publicación nacional$

3.1.4. H*""#i*/-#5.

%l Costo directo de herramientas corresponde al consumo o

desgaste #ue estas su+ren al ser utilizadas durante la eecución

de las di!ersas partidas del proyecto, y se establecen en

porcentae de la *ano de bra$

3.1.8. F*-*5

%l costo por transporte de materiales, herramientas, e#uipos y

ma#uinaria estn incluidos en la partida de 1ransporte y retiro de


"%&"






e#uipos y materiales en bras preliminares$

3.2. COSTOS INDIRECTOS

@os costos indirectos, son costos #ue tienen una rele!ancia relati!a

+rente a los directos, #ue incluyen los gastos generales propios de la

construcción este rubro incluye los costos de los sueldos, en la

gerencia y monitoreo de la construcción, administración, almacén,

compras, personal de seguridad, primeros auilios, gastos de o+icina

#ue incluye todos los gastos para operar y mantener las o+icinas del

Proyecto tales como costos de al#uiler, "tiles de o+icina, +otocopias,

gastos de correo y comunicaciones, y cobros por aporte a la o+icina

matriz, etc$ Seg"n los clculos para este rubro se estimó en )6N y 6N

de utilidad #ue debe percibirse por la construcción del proyecto$ %stas

cantidades se estiman como un porcentae del costo directo$

3.3. PRESUPUESTO DEL PROYECTO

%l presupuesto de la represa Calientes es el siguiente2

COSTO DIRECTO SK. 1$$368<.8

• 8astos 8enerales D)6 NE SB$ 'Y66.,6&6$((

• Utilidades D6NE SB$ 36.,)?3$(3

SUB TOTAL SK. 2$4$4623.8$

• mpuesto 8eneral 0entas D)JNE SB$ &Y3?7,3)&$3?

TOTAL PRESUPUESTO SK. 24216$.3

%l presupuesto total asciende a 2 0einticuatro *illones =oscientos

chentiun *il /o!entisiete y &?B).. /ue!os Soles

%l presupuesto detallado de obra, anlisis de costo unitario y lista de

insumos se muestra en el 4neo siguiente$


"%'"






CONCLUSIONES

%l Planteamiento 5idrulico del Proyecto de Represamiento Calientes

est diseAado para un !olumen total de ($J7 **C$

@a Presa proyectada es del tipo enrocado con n"cleo impermeable de

arenas arcillosas de &' m$ de altura alcanzando la cota de (6J?$6.

m$s$n$m$ en la corona de la presa, en cuanto a los taludes de la Presa

se ha considerado un talud de )$?62) hacia aguas arriba y un talud de

)$?.2) hacia aguas abao con ban#uetas a media altura$

• /i!el de agua mínimo D/4*E ( 63),3) m$s$n$m$

• /i!el de agua m$ ordinario D/4*E ( 6J6,6. m$s$n$m$

• /i!el de agua m$ etraord$ D/4*%E ( 6J6,J' m$s$n$m$

• ordo libre '$.. m

• %le!ación de la coronación ( 6J?,6. m$s$n$m$

• %le!ación del cauce Dsitio de presaE ( 676,7' m$s$n$m$

• 4ltura de la presa &',.. m

• 0olumen "til de embalse (,') **C$

• 0olumen muerto .$?6 **C$

• @ongitud de coronación )(($'& m$

@a presa Calientes de &'$. m$ de altura, se ubica en una zona

estrecha con taludes asimétricos de ''G y &.G estribo iz#uierdo yderecho respecti!amente y en blo#ues gigantescos de roca andesítica

de los depósitos de colapso$

@os =i#ues .) y .' tienen una altura de '$. m$ y ). m$

respecti!amente, estn constituidos por un n"cleo impermeable con

talud de )$62) aguas abao y '$62) aguas arriba, en los paramentos

se colocar un enrocado de protección +ormando taludes de '2) y &2)


"%("






=e acuerdo a las in!estigaciones geológicas-geotécnicas y para

meorar las características geomecnicas y de de+ormabilidad es

necesario realizar un tratamiento de la cimentación con inyecciones de

consolidación constituidas por lechadas de cemento en los blo#ues de

roca e inyecciones de reemplazo Iet 8rounting en suelos con

pro+undidades #ue !arían de )6 a 6. m$ de pro+undidad$

%l presupuesto total asciende a 0einticuatro *illones =oscientos

chentiun *il /o!entisiete y &?B).. /ue!os Soles$


"%)"






ANE&OS

01.-memoria diseÑo.docx

Documents