cap 07 - geologia y geotecnia.2005 rev 1

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Actualizacin del Estudio Repotenciacin de la Ampliacin de la Pequea Central Hidroelctrica Hercca

Estudio de Factibilidad

7.39

7. GEOLOGIA Y GEOTECNIA

7.1Introduccin

La Geologa del rea de la Pequea Central Hidroelctrica de Hercca se caracteriza por comprender unidades desde el Cretceo superior hasta el Cuaternario, en donde los depsitos del Terciario han sido afectados por una Tectnica simple los cuales sobreyacen a las Unidades del Cretceo, siendo parte importante de un gran sinclinorio, cortado por una gran falla subparalela al ro Hercca.

Las estructuras principales tienen una orientacin NW-SE, siendo el valle del ro Hercca de control estructural de dominio de la falla de rumbo NE.

La estratificacin predominante esta siguiendo el rumbo preferencial de NW.

Las caractersticas del modelo Geolgico Regional se puede apreciar en la fig. 1 que se adjunta.

Fig. 1 Geologa Regional de la P.C.H. Hercca

7.2 Ubicacin

La zona de Estudio se localiza dentro de las coordenadas geogrficas de las provincias de Canas y Canchis del Departamento del Cuzco, siendo el rea del Proyecto localizada en la margen derecha del ro Hercca , teniendo como acceso la carretera que va desde Sicuani a Arequipa, actualmente en proceso de asfaltado.

La ubicacin de la zona de estudio se aprecia en la fig. 2 que se adjunta.

Fig.2 Mapa de Ubicacin de la zona de estudio del Proyecto de la P.C.H. Hercca.

7.3 Geomorfologa

El Valle del ro Hercca es el que drena sus aguas al Valle del ro Vilcanota, siendo la Unidad caracterstica del Valle de origen fluvioglaciar .

El rea de influencia del ro Vilcanota define las Unidades Geomorfolgicas tal como se resume:

Depresin de Lagunas, conformada por la Laguna Langui-Layo, la cual ocupa una depresin alargada y paralela al ro Vilcanota por condiciones estratigrficas y Tectnicas, con fallas y plegamientos que la delimitan. La cobertura predominante se constituye por depsitos aluviales, fluvioglaciares y morrenas. La pendiente es baja conformando zonas de topografa suave y ondulada.

Borde Suroeste del Vilcanota, corresponde a una Unidad conformada por rocas Terciarias y Cretaceas, cuyas cumbres suelen alcanzar de 4500 m.s.n.m. a 5100 m.s.n.m., siendo esta parte del Valle del ro Hercca donde el desage de la Laguna Langui-Layo ha formado caones cortos y de gran pendiente.

El valle del ro Hercca se caracteriza por presentar una topografa moderada a agreste en sus tramos subsiguientes de la Qda. Paclla, cuyas laderas muestran taludes de moderada pendiente a tramos de fuerte pendiente.

Las caractersticas geomorfologicas se puede apreciar en la Fig. 3 que se adjunta.

Fig. 3 Aspectos Geomorfolgicos de la P.C.H. Hercca.

7.4 Estratigrafa

El modelo Geolgico esta representado por las siguientes Unidades Estratigrficas:

Cretceo Superior Formacin Cotacucho-Muani (Ks-muco)Esta Unidad esta esencialmente constituida por areniscas arcsicas pero muy cuarciferas, de grano fino y en bancos que varan desde 0.50 m. a 5 m., estas areniscas que son de color rojo ladrillo brillante alternan con capas delgadas de limolitas y argilitas de color rojo oscuro.

La parte inferior de la Unidad esta representada por la Formacin Cotacucho y la parte superior, ms microconglomerdica es la Unidad de la Formacin Muani.

Terciario inferior Grupo Puno miembro inferior (Ti pui)

Esta Unidad esta constituida por conglomerados rojos y areniscas blancas rosadas. Los conglomerados presentan una matriz arcsica, guijarros de cuarcitas bien redondeados. Las areniscas blanco rosadas a rojas estn mal estratificadas y forman bancos gruesos, los cuales la erosin ha dado forma redondeada. La secuencia se intercala con argilitas y limolitas rojo ladrillo.

Cuaternario Depsito de Morrenas (Q mo)

Esta Unidad se constituye por depsitos dados por las fases de glaciacin que han dado una gran variedad morfolgica, los depsitos caractersticos de esta Unidad son morrenas laterales y frontales debajo del Valle en U , estas huellas alcanzan 3900 m.s.n.m. en Langui-Layo. Estos se constituyen por material de bloques rocosos y gravas en matriz limo arcillosa.

Cuaternario Depsito fluvioglaciar (Q fg)

Esta Unidad se caracteriza por presentar depsitos de morrenas removilizadas, los cuales constituyen la cobertura a lo largo del Valle del ro Hercca, los cuales son gravas, arenas limo arcillosas y bloques de rocas sueltas subredondeados de 1 a 2 m. de tamao.

Cuaternario Depsito fluvial (Q flu)

Esta Unidad se constituye por los depsitos de bloques, gravas gruesas de 2 a 5, cantos rodados, gravas de 1, en matriz areno limosa y se encuentra conformando el cauce del ro Hercca.

Cuaternario Depsito aluvial (Q al)

Esta Unidad se constituye por los depsitos de relleno de quebradas afluentes y del ro Hercca, estos estn conformando terrazas de depsitos conglomerdicos, los cuales son gravas y boloneria de 0.50 a 1.00 m. en matriz areno limosa.

Cuaternario Depsito coluvial (Q co)

Esta Unidad se constituye por depsitos de ladera, los cuales son rocas subangulares a angulares sueltas fragmentadas en matriz arenosa, cubriendo los taludes bajo los afloramientos rocosos.

Cuaternario Depsito eluvial (Q el)

Esta Unidad se caracteriza por estar formada por suelos de consistencia detrtica, producto de la alteracin meterica. Estos depsitos se conforman por arcillas grises, morrenas deslizadas y por materiales de los deslizamientos de tierras.

Las caractersticas estratigrficas se pueden apreciar en la columna estratigrfica del cuadrngulo Geolgico de Sicuani tal como se aprecia en la Fig. 4 que se adjunta.

Fig. 4 Columna Estratigrfica del Cuadrngulo Geolgico de Sicuani donde se puede apreciar la caracterstica litoestratigrfica de la P.C.H. Hercca.

7.5 Geologa estructural

Las Unidades del Terciario y del Cretceo estn plegadas conformando un gran anticlinorio cuya orientacin preferencial es N 30 W , los estratos se encuentran conformando esta estructura con inclinaciones de 45 a 80 al NE y al SW, siendo estos tambin disturbados por una falla regional de rumbo N 45 E subparalela al ro Hercca. Las fallas menores son de rumbo N-S.

Los sistemas de fracturamiento son con inclinaciones a favor de talud y contra talud, de orientacin SE y NW, de regular a alto ngulo.

Las caractersticas estructurales de fallas y pliegues de estratos se muestran en la Fig. 5

Fig. 5.- Aspectos geoestructurales del rea de la P.C.H. Hercca

Las estructuras presentes en el rea del Proyecto de la P.C.H. Hercca se pueden apreciar en las secciones geoestructurales, las cuales muestran los plegamientos de anticlinales y sinclinales cortados por fallas, tal como se aprecia en la Fig. 6 que se adjunta.

Fig. 6 Perfil Geolgico estructural paralelo al ro Hercca hacia Sicuani.

En la zona de la Laguna Langui Layo se observa fallamientos orientados paralelo al eje de la misma, localizndose en su margen izquierda, los cuales cortan rocas del Grupo Mitu paralelo a la estructura de un anticlinal. La laguna esta bordeada por depsitos de tipo morrenico y rocas de la Formacin Muani-Cotacucho en su margen derecha y rocas del Grupo Puno miembro inferior en su margen izquierda.

Las caractersticas geoestructurales de la Laguna Langui Layo se pueden observar en la Fig. 7.

Fig. 7 Perfil Geolgico estructural transversal a la salida de la Laguna Langui Layo.

7.6 Geodinmica

La Central Hidroelctrica de Hercca esta rodeada de zonas que denotan fenmenos de deslizamientos de los depsitos de cobertura cuaternaria constituido por una mezcla de suelos, depsitos coluviales y fluvioglaciares y zonas de cada de rocas, originado por la pendiente de fuerte ngulo en los afloramientos rocosos con estratificacin con rumbo cortando el talud y con ngulos de inclinacin de 50 a 80, que en combinacin con sistemas de fracturas a favor del talud generan los desprendimientos.

El talud por donde se ubica el trazo de conduccin de la P.C.H. Hercca se encuentra estable a moderadamente estable bajo condiciones actuales, los depsitos de cobertura fluvioglaciar se encuentran combinados con depsitos coluviales y bloques de roca, producto de la cada de estos de la parte alta de los afloramientos de roca con fuerte pendiente y fracturas a favor del talud. Los afloramientos rocosos presentan estratificacin cortando el talud con rumbos de N 45 W y buzamientos de 60 a 80 NE, los cuales no generan condiciones desfavorables de estabilidad.

El Valle del ro Hercca con una orientacin de SW-NE muestra ser de una geodinmica moderada mostrado a lo largo de su cauce estrecho, donde se ubican terrazas fluviales y aluviales.

Aguas arriba de la toma se muestra bloques de 0.50 m. a mayores de 1 m. en el cauce del ro Hercca, lo cual indica un poder de arrastre de slidos ocurridos en anteriores pocas de su formacin.

La Qda. Collpa Huayco muestra una dinmica moderada por los pocos depsitos aluviales encontrados en su cauce cuya conformacin rocosa muestra estabilidad a lo largo de su cauce.

La Qda. Lizani aguas abajo de la C.H. Hercca muestra una dinmica activa lo cual esta corroborado por el gran cono deyectivo aluvional que se encuentra en su zona de descarga hacia el ro Hercca.

7.7 Investigaciones Geotcnicas ejecutadas para la P.C.H. Hercca

La zona del Estudio de la Repotenciacin de la P.C.H. Hercca contempla realizar la construccin de una Bocatoma nueva, desarenador, lnea de conduccin de agua, cmara de carga, tubera forzada y ampliacin de la Casa de Maquinas, adems de la Subestacin, para lo cual se efectuado una evaluacin de las caractersticas del tipo de suelo y del macizo rocoso para fines de cimentacin donde se implantarn las Obras anteriormente mencionadas.

El estudio de suelos ejecutado anteriormente nos permiti determinar las caractersticas fsico-mecnicas y las qumicas, que correspondan a las obras de lnea de trazado definida por el Estudio.

El Consultor LAHMEYER AGUA Y ENERGIA S.A. ha evaluado la informacin existente del Estudio de Investigaciones geotcnicas por parte de HYDROEVAL SRL. para el Proyecto de la P.C.H. Hercca en el 2002 donde se da las caractersticas de suelos que se encuentran dentro de nuestro rea de influencia que comprende el presente Estudio.

El Estudio de Suelos efectuado anteriormente correspondi al trazo de la Bocatoma, desarenador, de la lnea de conduccin, de la Subestacin, de la Casa de Maquinas y de la zona de Cantera Trapiche. Se excavaron 14 calicatas ubicadas en la trayectoria del trazo de Obras proyectadas y la cantera para la P.C.H. Hercca de las cuales solo se tomarn en cuenta 11 de ellas para el desarrollo del actual proyecto. En estas investigaciones se efectuaron los siguientes registros, ensayos y anlisis:

Registros perfil estratigrfico del suelo.

Ensayos granulomtricos.

Lmites de Aterberg: lmite lquido y lmite plstico.

Anlisis fsico-qumico de las muestras, para determinar el grado de agresividad del terreno.

En el informe de Geologa y Geotecnia elaborado por HYDROEVAL SRL. se incluyen los resultados de cada uno de ellos, dentro de los cuales se encuentra el anlisis fsico-qumico de las muestras, las que fueron analizadas en el Laboratorio de E y P de Ingeniera en el ao 2002.

De las 11 calicatas excavadas anteriormente en el Estudio Geotcnico del ao 2002, las calicatas C-BO-01, CB0-02 y C-DE-01 han servido para correlacionar con el material aluvial y fluvial que se tendr en la actual ubicacin de la toma.

Las calicatas C-CA-2 y C-CA-3, se encuentran cerca al actual Trazo de la Lnea de Conduccin, la calicata C-TU-1, se ubica en el actual Trazo de la Tubera Forzada, la calicata C-CM-1, se encuentra ubicada en la zona del actual Diseo de la Subestacin, y Casa de Mquinas, la calicata C-CM-2, se encuentra cerca del rea de Influencia de la Casa de Mquinas.

Las calicatas C-CN-1 al C-CN-3, se encuentran en la Cantera que ser utilizada en el actual proyecto de la Pequea Central Hidroelctrica Hercca.

El Estudio geotcnico ejecutado anteriormente tambin consider una evaluacin geomecnica en la zona de ubicacin del trazo de lnea de conduccin, cmara de carga (antigua ubicacin para diseo de una chimenea de equilibrio), tubera forzada, mediante el uso de la Clasificacin Geomecnica que determin la calidad del macizo rocoso ya que parte de dichas estructuras estarn apoyadas sobre roca.

7.7.1Programa de Investigaciones ejecutado en el ao 2002

a)Trabajos de Campo

El consultor HYDROEVAL SRL ejecut investigaciones geognsticas en el campo sobre los trazos de la Obra de la alternativa seleccionada, en el ao 2002, las cuales fueron ajustadas a los requerimientos del Proyecto.

Las investigaciones geognsticas anteriores que nos ervirn para el actual proyecto, las alcanzaron profundidades mximas de 1.60 m a 1.80 m, donde se determin sus caractersticas para la cimentacin de las obras.

Los trabajos de campo ejecutados en la P.C.H. Hercca se resumen en el siguiente cuadro:

Cuadro N 7.7.1.1

Programa de Investigaciones Ejecutado en el 2002

Trazo del Proyecto UbicacinCalicata

NProf.

mENSAYOSObservaciones

In situLaboratorio

AnteriorBocatoma

C-BO-1

C-BO-21.30

0.80DensidadGranulometrasClasificacin SUCS, ndices de limite Liquido y Plstico.

Ensayos qumicos de suelos (Ph, cloruros, sulfatos, SST y CO3).

Abrasin, Durabilidad,

Gravedad especifica,

impurezas orgnicas.

PermeabilidadEl programa se ha completado, de acuerdo a los requerimientos del Proyecto por lo que la cantidad real de las Investigaciones se defini de acuerdo a lo encontrado en el campo.

DesarenadorC-DE-11.40

ActualConduccinC-CA-2

C-CA-31.50

1.50

Actual Tubera ForzadaC-TU-11.50

Actual Casa de

MaquinasC-CM-1

C-CM-21.60

1.80

Actual Cantera

TrapicheC-CN-1

C-CN-2

C-CN-31.20

0.80

1.20

Las calicatas efectuadas en el Trazo anterior han servido para correlacionar las caractersticas geotcnicas del trazo actual y otras s forman parte del Trazo final.

Cuadro N 7.7.1.2

Datos ubicacin de las Calicatas a ser consideradas en la P.C.H. Hercca

Trazo del Proyecto CalicataCoordenadas UTMElevacin

msnm

Profundidad

m.

NorteEste

Anterior C-BO-18412,084252,48737891.30

C-BO-28412,080252,50637870.80

C-DE-18412,120252,51637841.40

Actual C-CA-28412,882253,27337801.50

C-CA-38413,102253,65037781.50

Actual C-TU-18413,442254,01237281.50

C-CM-18413,524253,96336641.60

C-CM-28413,567254,03036621.80

C-CN-18418,379261,85835891.20

C-CN-28418,446261,77435900.80

C-CN-38419,233260,79435851.20

b)Ensayos de campo

Los ensayos de campo ejecutados en el ao 2002 han sido ensayos estndar de Laboratorio, siguiendo las Normas establecidas por la American Society for Testing Materials (ASTM) de los Estados Unidos de Norte Amrica.

7.7.2Ensayos de Laboratorio

El Proyecto de la P.C.H. Hercca contempl la ejecucin de ensayos estndar de laboratorio, siguiendo las Normas establecidas por la American Society for Testing Materials (ASTM) de los Estados Unidos de Norte Amrica.

Anlisis Granulomtrico por tamizado (ASTM-D-422)

Este ensayo consiste en pasar una muestra de suelo seco a travs de una serie de mallas de dimensiones estandarizadas a fin de determinar las proporciones relativas de los diversos tamaos de las partculas determinados en la muestra extrada de las calicatas.

Clasificacin SUCS (ASTM-D-2487)

Este ensayo nos permite determinar en el Laboratorio la cantidad de material grueso y fino que pasa la malla No. 200, para as dar a conocer el tipo de material de acuerdo al smbolo del grupo al que pertenece.

Contenido de Humedad Natural (ASTM-D-2216)

Este ensayo nos permite determinar en el Laboratorio la cantidad dada de agua presente en una cantidad dada de suelo en trminos de su peso en seco.

Gravedad especifica de los Slidos (ASTM D-854)

El ensayo determina el peso especifico de las sustancias slidas existentes en el suelo.

Limites de Consistencia

Los limites de consistencia son:

Lmite Lquido:ASTM-D-423

Lmite Plstico:ASTM-D-424

Los ensayos de este tipo permiten expresar cualitativamente el efecto de la variacin del contenido de humedad en las caractersticas de plasticidad de un suelo cohesivo. Los ensayos se efectan en la fraccin de muestra de suelo que pasa la malla N 40.

La obtencin de los lmites lquido y lmite plstico de una muestra de suelo permiten determinar un tercer parmetro que es el ndice de plasticidad.

Abrasin(ASTM C-131)

Los ensayos de Abrasin (maquina de los ngeles) ejecutados en las gravas componentes de la muestra de suelo para ser utilizada en el concreto, se han efectuado siguiendo la norma ASTM C-131.

Durabilidad(ASTM C-88)

Los ensayos de durabilidad ejecutados en las gravas componentes de la muestra de suelo para ser utilizada en el concreto, se han efectuado siguiendo la norma ASTM C-88.

Impurezas orgnicas(ASTM C-40)

Los ensayos de impurezas orgnicas ejecutados en las gravas y arenas componentes del suelo, se han efectuado siguiendo la norma ASTM C-40.

Anlisis Qumico del suelo

Los ensayos qumicos del suelo nos permiti determinar la cantidad de cloruros, carbonatos, sulfatos y sales totales en ppm y el pH.

Resultados de Ensayos qumicosEn el 2002 se efectuaron los ensayos qumicos del suelo para determinar las caractersticas de la cantidad de cloruros, sulfatos, carbonatos, sales solubles Totales y el pH. Los ensayos de laboratorio fueron ejecutados en el Laboratorio de E y P de Ingeniera. Las muestras ensayadas correspondieron a las calicatas C-BO-1, C-CA-2, C-CM-2, C-CN-2 y C-CN-3, siendo los resultados mostrados en el cuadro 7.7.2.1 adjunto:

Cuadro N 7.7.2.1

Resultados de Ensayos Qumicos en el ao 2002

Laboratorio de E y P de Ingeniera S.R.L.

Trazo del Proyecto CalicataProfundidad (m)PhCO3Sales Solubles

Totales (%)Sulfatos Solubles

Totales (%)Cloruros Solubles

Totales (%)

Anterior C-BO-10.50-1.505.0400.16000.00530.0072

Actual C-CA-20.50-1.505.7600.05200.00620.0070

C-CM-21.00-1.805.6200.21900.06930.0284

C-CN-20.40-0.807.2400.20800.04800.0497

C-CN-30.50-1.006.7600.18420.03670.0341

Los resultados de pH en la calicata C-BO-1 del Trazo anterior en la margen izquierda del ro Hercca, indica que el suelo es fuertemente cido, la calicata C-CA-2 de la lnea de conduccin y la calicata C-CM-2 de la casa de maquinas indican que el suelo es moderadamente cido, las calicatas C-CN-2 y C-CN-3 de la cantera indican que el suelo es neutro a ligeramente alcalino.

Los sulfatos solubles y totales en las calicatas C-BO-1 y lnea de conduccin C-CA-2 la calicata C-CM-2 de la casa de maquinas, las calicatas C-CN-2 y C-CN-3 de la cantera Trapiche estn con valores de 0.0053% a 0.0693% siendo considerados como No significativo o despreciable como ataque al concreto segn la tabla del Reglamento Nacional de Construcciones RNC y del United States Bureau of Reclamation USBR, tal como se muestra en el cuadro 7.7.2.2

Los resultados de impurezas orgnicas dio rasgos de trazas y ninguno en las calicatas de la cantera Trapiche.

Cuadro N 7.7.2.2

Grado de Ataque de los Sulfatos al Concreto

Grado de ataque al concretoppm% de SO4 solubles totales contenidos en el sueloCemento tipo

Despreciable0-10000.00 ------ 0.10Sin limitaciones

Perceptible (Moderado)1000-20000.10 ------ 0.20II

Considerable (Severo)2000-200000.20 ------ 2.00V

Grave (Muy Severo)>20000>2.00V + puzolana

Los resultados de la cantidad de cloruros solubles estn de 0.0070% a 0.0497% y las sales solubles totales estn de 0.0520% a 0.2190%, siendo considerado valores menores de 0.6% lo cual indica que es de la categora de No significativo o despreciable, tal como se puede deducir a travs del cuadro 7.7.2.3

Cuadro N 7.7.2.3

Grado de Ataque de los Cloruros y Sales Solubles Totales

Presencia en el suelo%Grado de alteracinObservaciones

CLORUROS> 0.6PerjudicialOcasiona problemas de corrosin de armaduras o elementos metlicos.

SALES SOLUBLES TOTALES> 0.6PerjudicialOcasiona problemas de prdida de resistencia mecnica por problema de lixiviacin.

e)Perfiles Estratigrficos

La exploracin de campo a ser utilizada en el proyecto de la Pequea Central Hidroelctrica Hercca, fue efectuada por HYDROEVAL SRL mediante la ejecucin de 11 calicatas, ubicadas en la margen derecha del ro Hercca en aluviales y fluviales para evaluar material donde se fundar la Toma y el Desarenador, Lnea de Conduccin de agua, Tubera Forzada, Casa de Mquinas y Cantera Trapiche, en las cuales se han tomado toda la informacin del tipo de terreno, el cual es mostrado en los Registros de Excavacin respectivos y adjuntos, siendo en conjunto con los ensayos de Laboratorio ejecutados, lo cual nos permite dar la informacin de los resultados que se presentan en los perfiles estratigrficos tal como sigue:

Zona del ro Hercca para la Toma

Calicata C-BO-1 (Trazo anterior, margen izquierda del ro)

Entre los 0.00 m y 0.30 m se encontr un depsito de coluvio color beige con ligera humedad constituido por roca fragmentada de 2 y arena limosa.

Entre 0.30 m y 1.30 m se encuentra arena arcillosa (SC) color marrn oscuro, ligeramente hmeda, medianamente compacta, con presencia de gravas de 1 a 3, subredondeadas a subangulares y bloques aislados de 20. El material areno arcilloso tiene LL=25.21%, LP=17.72%, IP=7.49%.

El nivel fretico se encontr a los 1.20 m. de profundidad.

Calicata C-BO-2 (Trazo anterior, margen derecha del ro)

Entre 0.00 m y 0.80 m se encuentra grava pobremente gradada (GP) color gris a marrn oscuro, hmeda, medianamente compacta, intercalada con arena media pobremente gradada.

La permeabilidad es media a alta, con valor de 1.6615 x 10-3 cm/seg.Se encontr el nivel fretico a los 0.60 m. de profundidad.

Zona de desarenador (Trazo anterior, margen derecha del ro)

Calicata C-DE-1

Entre los 0.00 m y 0.40 m se encontr un depsito deluvial constituido por suelo areno limoso y roca fragmentada.

Entre 0.40 m y 1.40 m se encuentra roca de tipo arenisca, gris rojizo, medianamente fracturada a muy fracturada, medianamente alterada, de regular dureza.

Zona de Lnea de Conduccin

Calicata C-CA-2 (actual proyecto)

Entre los 0.00 m y 0.20 m se encontr un depsito de suelo color beige con ligera humedad con restos de races.

Entre 0.20 m y 1.50 m se encuentra limo (ML), color gris rojizo, ligeramente hmedo, medianamente compacta, LL=18.94%, LP=15.21%, IP=3.73%.

El limo se encuentra alternado con roca fragmentada de tipo limolita muy alterada.

No se encontr el nivel fretico.

Calicata C-CA-3 (actual proyecto)

Entre los 0.00 m y 0.20 m se encontr un depsito de suelo color beige con ligera humedad con restos de raices.

Entre 0.20 m y 1.50 m se encuentra arena limosa (SM), de color gris a marrn, ligeramente hmeda, medianamente densa, la roca fragmentada es de tamao de 1 hasta de 3.

El material tiene LL=19.74%, LP=15.00% y IP=4.74%.


Zona de tubera forzada

Calicata C-TU-1 (actual Proyecto)Entre los 0.00 m y 0.40 m se encontr un depsito de suelo orgnico color beige con ligera humedad con restos raices.

Entre 0.40 m y 1.50 m se encuentra arcilla (CL), con arena de color rojizo, medianamente densa, la roca fragmentada es de tamao hasta de 3 y con boleos de 6 de forma subredondeada y bloques de roca mayor de 1.00 m.

El material tiene LL=25.76%, LP=18.41% y IP=7.35%.


Zona de Casa de Mquinas y Subestacin Calicata C-CM-1 (actual Proyecto) Entre los 0.00 m y 0.50 m se encontr un depsito de suelo orgnico color beige con ligera humedad con restos raices y roca fragmentada.

Entre 0.50 m y 1.60 m se encuentra arena arcillosa a limosa (SC-SM), de color marrn rojizo, ligeramente hmeda, medianamente densa, las gravas son de tamao hasta de 3 y con boleos muy aislados de 4 de forma subredondeada. Se tiene bloques de roca mayor de 1.00 m. de manera aislada.


Calicata C-CM-2 (actual proyecto)

Entre los 0.00 m y 0.40 m se encontr un depsito de suelo orgnico color beige con ligera humedad con restos raices.

Entre 0.40 m y 1.80 m se encuentra arena arcillosa a limosa (SC-SM), color gris brunaceo, ligeramente hmeda, medianamente densa, las gravas son de tamao hasta de 3 y con boleos de 5 de forma subredondeada.

El ensayo de laboratorio indica que tiene LL=21.58%, LP=16.87% y IP=4.71%.


Zona de Cantera TrapicheCalicata C-CN-1 (actual proyecto)

Entre 0.00 m y 1.20 m se encuentra grava pobremente gradada (GP), con arena color marrn, hmeda y ligeramente compacto. Las gravas son subredondeadas a subangulosas.

Se encontr el nivel fretico a 1.00 m. de profundidad.

Calicata C-CN-2 (actual proyecto)

Entre 0.00 m y 0.80 m se encuentra grava pobremente gradada (GP), con arena color marrn, hmeda, ligeramente compacto. Las gravas son subredondeadas a subangulosas.

La densidad natural mediante el cono de arena fue de 2.246 gr/cm3.

La gravedad especifica del agregado grueso es 2.631gr/cc. y del agregado fino es 2.638 gr/cc.

La durabilidad del agregado grueso fue de 16.22 % de prdida y del agregado fino de 15.52 % de prdida. El desgaste por abrasin fue de 22.7%.

No se encontr impurezas orgnicas.

Se encontr el nivel fretico a los 0.70 m. de profundidad.

Calicata C-CN-3 (actual proyecto)






7.8 Aspectos Geolgicos - Geotcnicos de la P.C.H. Hercca

Las obras a ser consideradas para la nueva P.C.H. Hercca se efectuar sobre las actuales estructuras existentes siendo la cota de captacin actual de 3758.39 m.s.n.m.

En el caso del nuevo trazo se inicia con una captacin en la cota 3760.94 m.s.n.m. la cual se conecta con el trazo de canal actual teniendo una longitud aproximada de 1,441.44 m. para una pendiente de 0.001 y 0.002.

El trazo del nuevo canal llega a la zona de cmara de carga, la cual se ubicara en la cota 3757.24 m.s.n.m. de donde partira la tubera forzada hacia la casa de maquinas ubicada en la cota 3661 m.s.n.m., tenindose una cada bruta de 96.24 m.

7.8.1Bocatoma

La bocatoma actual en el ro Hercca en la cota 3758.39 m.s.n.m. presenta caractersticas de estribos estables, la cual en su estribo derecho se localiza roca limolitica medianamente fracturada a muy fracturada, de regular dureza a baja dureza con cobertura fluvioglaciar y coluvial conformando un talud de 25 a 30 de pendiente y el estribo izquierdo se localiza en afloramiento de roca de tipo arenisca y limolita, moderadamente fracturadas a alteradas, de buena dureza a baja dureza, con cobertura coluvial y parte de la terraza aluvial, conformando un talud de 35 a 45 semiestable, el cual tiene en el cauce del ro Hercca bloques de roca desprendidos.

La margen derecha presenta afloramiento de roca de tipo limolitica, moderadamente a muy fracturada, moderadamente alterada y de regular dureza, la estratificacin tiene rumbo y buzamiento de N 25 W 75 NE, siendo los sistemas de fracturamiento como sigue:

F1:N 50 W 45 NE

F2:N 30 E 30 SE

El sistema F1 tiene buzamiento de 45 contra talud lo cual no generara problemas al hacer los cortes de la roca, el sistema F2 con buzamiento de 30 es transversal al talud siendo esto favorable en la estabilidad del corte en roca.

Las caractersticas Geomecnicas del afloramiento rocoso para estabilidad en taludes es como sigue:

CLASIFICACION GEOMECANICA - RMR - Bieniawski, 1989

Parmetros de ClasificacinValoracin

1. Resistencia de la roca intacta7

2. Calidad de la roca - RQD10

3. Espaciamiento de discontinuidades10

4. Condicin de las discontinuidades15

5. Agua Subterrnea15

B. Ajuste de la valoracin por orientacin de las discontinuidades (para taludes)-7

RMR50

La Clasificacin Geomecnica de Bieniawsky da como resultado de RMR= 50 que indica ser una roca de Tipo III que es una roca regular. La limolita presenta regulares condiciones de resistencia a la compresin la cual se encuentra entre 50 Mpa y 100 Mpa.

La cobertura es de tipo coluvial y fluvioglaciar constituido por bloques de roca mayor de 0.10 m. a 0.30 m. subredondeados en matriz areno limoarcillosa.

El eje central de la Toma esta constituido por depsitos de tipo fluvial constituido mayormente por terrazas de arenas y gravas en matriz arenosa, donde las gravas son de 1/2 a 1, adems de bloques de roca subredondeada de 0.10 m. a 0.20 m. de manera aislada.

Las caractersticas del tipo de material donde se ubicar la toma se pueden apreciar en la foto 1.

Foto 1.- Vista aguas abajo de la Bocatoma de Hercca existente y el eje de la Bocatoma proyectada sobre depsitos fluviales y terrazas fluvioglaciares.

La margen izquierda presenta afloramiento de roca de tipo arenisca y limolitica, moderadamente, moderadamente alterada y de regular a buena dureza, la estratificacin tiene rumbo y buzamiento de N 22 W 80 NE, siendo los sistemas de fracturamiento como sigue:

F1:N 40 W 55 NE

F2:N 35 E 36 SE

El sistema F1 tiene buzamiento de 55 a favor de talud que generara posibles inestabilidades al hacer los cortes de la roca, el sistema F2 con buzamiento de 36 es contra talud siendo esto favorable en la estabilidad del corte en roca.

Las caractersticas Geomecnicas del afloramiento rocoso para estabilidad en taludes es como sigue:









RMR57

La Clasificacin Geomecnica de Bieniawsky da como resultado de RMR= 57 que indica ser una roca de Tipo III que es una roca regular a buena. La arenisca presenta regulares condiciones de resistencia a la compresin la cual se encuentra en100 Mpa.

7.8.2Desarenador y Lnea de Conduccin

El trazo del canal actual se desarrolla sobre afloramientos de roca de tipo arenisca, limolita y microconglomerados en condiciones de estabilidad moderada y adems corta depsitos de tipo fluvioglaciar y coluvial, los cuales estn en condiciones semiestables por la presencia de los depsitos coluviales en taludes de 40 a 45 donde el canal para evitar la cada de escombros dentro de la caja se encuentra protegido con tapa.

El tramo de afloramiento rocoso con talud de 75 a 80 se cruza con tnel corto, atravesando rocas areniscas y limolitas moderadamente fracturadas a fracturadas, medianamente alteradas, de regular dureza, donde el trazo pasa cortando una falla cerca al portal de salida y de condiciones moderadamente estables.

Desarenador

El trazo del desarenador se ubica sobre afloramientos de roca de tipo limolita y areniscas, de color gris rojizo, con estratificacin es N 40 W 80 NE.En la zona se ubica una de falla de 0.30 m. de espesor, transversal al trazo de conduccin, siendo subparalela a los planos de estratificacin. El rumbo y buzamiento de la falla es: N 10 W 70 NE.

El afloramiento rocoso tiene una cobertura de 0.20 m. de arena limosa y roca fragmentada.

Las caractersticas geolgicas se puede apreciar en la foto 1 y 2 adjunta.

Foto 2.- Vista del inicio del trazo de conduccin hacia el desarenador visto aguas arriba y donde se aprecia la Bocatoma de Hercca existente sobre depsitos fluviales y terrazas fluvioglaciares.

Foto 3.- Vista de la ubicacin del desarenador visto aguas abajo, sobre depsito fluvioglaciar y roca arenisca y limolita, de mediana dureza.

El desarenador se fundar sobre depsitos de poca cobertura fluvioglaciar y roca tipo arenisca y limolitica medianamente a muy fracturada, medianamente alterada, de regular a buena dureza, con talud de 10 a 30 de condiciones estables. La cobertura por partes puede estar del orden de 0.30 m. a 0.80 m. de tipo fluvioglaciar y coluvial con bloques de roca de 0.20 m. en matriz areno limosa.

La estratificacin de las areniscas es en capas de 0.20 m. a 1.00 m. de potencia, intercalado con estratos de limolita en capas de 0.30 m. medianamente fracturadas y alteradas, de regular dureza.

Estratificacin: N 30 W 70 NE

Sistemas de fracturas: F1: N 50 W 20 NE

F2: EW

80 S

F3: N 70 W 60 NE

El sistema F1 tiene buzamiento de 20 transversal al talud lo cual no generara problemas al hacer los cortes de la roca, el sistema F2 con buzamiento de 80 es contra talud y el F3 tiene buzamiento a favor del talud siendo esto poco favorable en la estabilidad del corte en roca.

Las caractersticas Geomecnicas del afloramiento rocoso para corte del talud es como sigue:









RMR57

La Clasificacin Geomecnica de Bieniawsky da como resultado de RMR= 57 que indica ser una roca de Tipo III que es una roca regular a buena. La arenisca presenta regulares a buenas condiciones de resistencia a la compresin la cual se encuentra en 100 Mpa.

Trazo de Lnea de conduccin

Km. 0+000 al Km. 0+140

El trazo de la lnea de conduccin atravesar por afloramientos de roca de tipo arenisca de color gris verdoso, medianamente fracturada, medianamente alterada, de regular a buena dureza en estratos de 0.50 m. a 1.00 m. Los afloramientos estn conformando taludes de 60 a 70 de moderada a buena estabilidad.


Sistemas de fracturas: F1: N 70 E 60 SE

F2: N 20 E 20 SE

En el Km. 0+020 al Km. 0+080 el trazo pasa cerca de afloramiento de roca de tipo arenisca conglomeradica con talud subvertical y de 40 a 45.

En el Km. 0+100 el afloramiento es de tipo conglomerado con estratos de 1.00 m. a 2.00 m., de buena dureza, conformando taludes de regular a buena estabilidad.



F2: N 80 E 80 NW

El sistema F1 tiene buzamiento de 30 contra talud lo cual es favorable para el corte de la roca, el sistema F2 con buzamiento de 80 es a favor del talud siendo esto poco favorable en la estabilidad del corte en roca.

Las caractersticas Geomecnicas del afloramiento rocoso para corte en roca es como sigue:









RMR67

La Clasificacin Geomecnica de Bieniawsky da como resultado de RMR= 67 que indica ser una roca de Tipo II que es una roca buena. El conglomerado presenta buenas condiciones de resistencia a la compresin la cual se encuentra entre 150 Mpa y 250 Mpa.

Del Km. 0+100 al Km. 0+140 el trazo tiene cobertura coluvial y fluvioglaciar de 0.20 a 0.50 m. de potencia, conformando un talud de 40 a 45 de moderadas a buenas condiciones de estabilidad.

Las caractersticas geolgicas del tramo de lnea de conduccin se puede apreciar en la foto 4 adjunta.

Foto 4.- Vista del tramo km. 0+100 al km. 0+140 donde la conduccin esta cerca del afloramiento de roca de tipo arenisca y conglomerado, de regular a buena dureza y parte de depsito fluvioglaciar en el canal existente.Km. 0+140 al km. 0+840El trazo de la lnea de conduccin atravesar por depsitos de tipo fluvioglaciar y coluvial constituido por bloques de roca suelta de 0.20 m. a 0.50 m. de forma subredondeada a subangulares en matriz limo areno arcilloso, de color rojizo, intercalado con depsitos de roca fragmentada de tipo coluvial cuya potencia es mayor de 2.00 m. conformando taludes de moderada a buena estabilidad.

En el tramo se ubica una quebradita en el km. 0+290 con un ancho de influencia de 30 m. El talud que corta el trazo es de 35 a 40, con boloneria constituido por areniscas y conglomerados.

Del km. 0+475 al km. 0+495 del trazo se ubica un afloramiento de roca de tipo arenisca conglomeradica, medianamente fracturado, medianamente alterado.



F2: N 70 E 70 NW

En el km. 0+625 al km. 0+645 se cruza una quebradita constituida por una boloneria mayor de 1.00 m.

Desde el km. 0+675 al km. 0+795 la cobertura fluvioglaciar tiene rboles (pinos) de 10 a 15 m. de altura espaciados cada 5 m., el depsito se constituye por roca fragmentada en matriz arenolimosa de color gris, cuya potencia es mayor de 2.00 m.

En km. 0+720 del trazo se ubica una quebradita con roca fragmentada de 0.10 m. y un ancho de influencia de 5 m. conformando un talud de 35.

Del km. 0+795 al km. 0+835 del trazo se encuentra depsito fluvioglaciar y coluvial constituido por fragmentos rocosos de 0.10 a 0.20 m., bloques de roca de 0.50 m. de manera aislada, en matriz areno limosa, conformando un talud de 35 a 40 de moderada a buena estabilidad.

Las caractersticas geolgicas del tramo se puede apreciar en las fotos 5 a la 9 adjuntas.

Foto 5.- Vista del trazo de canal existente y parte de trazo de Lnea de conduccin proyectada del km. 0+175 al km. 0+325 donde se encuentra una zona de rebose del canal actual.

Foto 6.- Vista del trazo de canal existente y los gaviones en el km. 0+325 y parte de trazo de Lnea de conduccin con depsitos fluvioglaciares y parte de un afloramiento de roca de arenisca conglomeradica.

Foto 7.- Vista del trazo aguas arriba de canal existente del km. 0+375 al km. 0+275 donde el trazo de Lnea de conduccin es sobre depsitos fluvioglaciares y roca suelta de arenisca conglomeradica de 0.50 a 1.00 m.

Foto 8.- Vista del trazo de canal existente del km. 0+725 al km. 0+625 donde el trazo de Lnea de conduccin es sobre depsitos fluvioglaciares y roca suelta de arenisca conglomeradica de 0.50 a 1.50 m.

Foto 9.- Vista del trazo de canal existente del km. 0+675 al km. 0+795 donde el trazo de Lnea de conduccin es sobre depsitos fluvioglaciares con rboles (pinos) de 10 a 15 m. de altura espaciados cada 5 m., el depsito se constituye por roca fragmentada en matriz arenolimosa de color gris, cuya potencia es mayor de 2.00 m.

Km. 0+840 al Km. 1+285

El trazo de la lnea de conduccin atravesar por afloramientos de roca tipo arenisca arcosica y conglomerado, de color gris verdoso , medianamente fracturados, medianamente alterados y de buena dureza, la estratificacin es en capas de 0.30 a 2.00 m.



F2: N 40 W 30 NE

Los afloramientos de roca estn conformando taludes de 35 a 80 de moderada a buena estabilidad.

El tramo presenta poca cobertura coluvial de 0.20 a 0.40 m. conformado por roca fragmentada.

El talud se presenta inestable por lo que se tiene acumulacin de materiales de tipo coluvial que estn cayendo a la parte baja del canal existente por lo que se encuentra tapado del Km. 0+835 al km. 0+875, tal como se puede apreciar en la foto 10 adjunta.

Foto 10.- Vista del trazo de canal existente del km. 0+835 al km. 0+875 donde el trazo de Lnea de conduccin es sobre coluvios por lo que se tiene el canal tapado.

Del km. 0+920 el talud cambia a 70 de inclinacin de regular a buenas condiciones de estabilidad. La roca es de tipo conglomerado, de color gris verdoso, medianamente fracturada, medianamente alterada, de buena dureza, conformando estratos de 0.50 a 1.00 m.

Estratificacin: N 10 W

75 NE

Sistemas de fracturas: F1: N 40 W 20 SE

F2: N 60 W 80 NW

F3: N 20 E

80 NW

F4: N 40 E

45 NW

Del km. 0+925 al km. 0+945 el trazo corta roca conglomeradica con taludes de 70 de inclinacin y alturas de corte de 5 a 10 m.

En el km. 0+965 la roca conglomeradica es medianamente fracturada, medianamente alterada, de buena dureza, estratificada en capas de 1.00 a 1.50 m.

Estratificacin: N 20 W

80 NE


F2: N 40 E

85 NW

F3: N 60 E 60 NW

El sistema F1 tiene buzamiento de 35 transversal al talud lo cual es favorable para hacer los cortes de la roca, el sistema F2 con buzamiento de 85 es a favor del talud y el F3 tiene buzamiento de 60 a favor del talud pudiendo ser poco favorable en la estabilidad del corte en roca.

Las caractersticas Geomecnicas del afloramiento rocoso para corte del talud como sigue:









RMR61

La Clasificacin Geomecnica de Bieniawsky da como resultado de RMR= 61 que indica ser una roca de Tipo II que es una roca buena. La roca conglomeradica presenta buenas condiciones de resistencia a la compresin la cual se encuentra entre 100 Mpa y 250 Mpa.

En el km. 1+035 el trazo entra en tnel para el caso del canal existente y se efectuar el corte respectivo para el trazo actual en la roca de arenisca microconglomeradica y conglomerado, medianamente fracturado, medianamente alterado, de buena dureza, estratificada en capas de 0.50 a 2.00 m.


Sistemas de fracturas: F1: N 20 W 25 NW

F2: N 60 E 65 SE

F3: N 40 E 70 NW

F4: NS 85 W

En el tramo en tnel cerca de la salida es controlado por un falla de rumbo N 70 W 85 NE la cual es subparalela a la estratificacin, cortando rocas conglomeradicas y limoliticas, medianamente a muy fracturadas, medianamente alteradas, siendo la estabilidad del talud moderada.

Las caractersticas del tramo en tnel del trazo existente se puede apreciar en las fotos 11 y 13 adjuntas

Foto 11.- Vista del trazo de canal existente que entra en tnel en el km. 1+035 en rocas del Grupo Puno de tipo conglomerado.

Foto 12.- Vista del trazo de canal existente que sale en tnel en el km. 1+075 en rocas del Grupo Puno de tipo conglomerado.

Foto 13.- Vista del trazo de canal existente en tnel del Km. 1+035 al km. 1+075 en rocas del Grupo Puno de tipo conglomerado, medianamente fracturado, medianamente alterado y de buena dureza.

Del km. 1+085 al km. 1+245 el talud tiene cobertura coluvial de 0.20 a 0.80 m. de espesor, conformando taludes de 45 a 50 de inclinacin de moderada a buena estabilidad.

Del km. 1+175 al km. 1+185 la roca es de tipo arenisca microconglomeradica y conglomerado, medianamente fracturado, medianamente alterado, de buena dureza, estratificada en capas de 0.50 a 2.00 m. de espesor, conformando taludes de buenas condiciones de estabilidad.


Sistemas de fracturas: F1: N S 15 W

F2: N 20 E 70 SE

El sistema F1 tiene buzamiento de 15 transversal no generando problemas al hacer los cortes de la roca, el sistema F2 con buzamiento de 70 es contra talud siendo esto favorable en la estabilidad del corte en roca.

Las caractersticas Geomecnicas del afloramiento rocoso para el corte del talud es como sigue:









RMR75

La Clasificacin Geomecnica de Bieniawsky da como resultado de RMR= 75 que indica ser una roca de Tipo II que es una roca buena. La arenisca conglomeradica y del conglomerado presenta buenas condiciones de resistencia a la compresin la cual se encuentra entre 200 Mpa y 250 Mpa.

Del km. 1+245 al km. 1+265 del trazo se encuentra roca de tipo arenisca arcosica de color gris, medianamente fracturada, medianamente alterada, de buena dureza, estratificada en capas de 0.30 m. a 0.50 m. la cual esta intercalada con estratos de conglomerados de 1.00 a 2.00 m. de potencia, conformando taludes de moderada a buena estabilidad.



F2: EW 65 N

F3: NS 75 W

Del km. 1+265 al km. 1+285 se encuentra cobertura fluvioglaciar con bloques de roca de 0.50 m. en matriz limoarenosa, teniendo una potencia de 0.50 m. hasta 1.00 m. sobre el afloramiento rocoso. Las caractersticas geolgicas se pueden apreciar en la foto 14 adjunta.

Foto 14.- Vista del tramo de canal del km. 1+175 al 1+285.

7.8.3 Cmara de carga

La estructura de la cmara de carga se ubica en el km. 1+285 sobre rocas estratificadas de tipo areniscas arcosicas intercalada con limolitas y conglomerados, medianamente fracturados, medianamente alterados, de regular a buena dureza, con corte de talud estable en la parte superior, conformando estratos de 0.30 m a 0.50 m. hacia la parte baja en la actual estructura de la cmara de carga existente el afloramiento de roca se encuentra conformando un talud de corte de 80 de condiciones estables.


Sistemas de fracturas: F1: N 20 E 10 NW

F2: N 60 E 75 NW

F3: EW 60 N

El sistema F1 tiene buzamiento de 10 a favor del talud lo cual no generara problemas al hacer los cortes de la roca, el sistema F2 con buzamiento de 75 es a favor del talud y el F3 tiene buzamiento a favor del talud siendo esto posiblemente poco favorable en la estabilidad del corte en roca.

El caso de la excavacin subterrnea de la chimenea de equilibrio esta presenta condiciones favorables de estabilidad.

Las caractersticas Geomecnicas del afloramiento rocoso para la excavacin subterrnea es como sigue:









RMR80

La Clasificacin Geomecnica de Bieniawsky da como resultado de RMR= 80 que indica ser una roca de Tipo II que es una roca buena. La arenisca presenta buenas condiciones de resistencia a la compresin la cual se encuentra entre 200 Mpa y 300 Mpa.

El talud conformado por los afloramientos de roca es de 40 de inclinacin de condiciones estables.

Los estratos estn conformados por la intercalacin de arenisca y conglomerados de 1.00 a 2.00 m. de potencia, los que estn cortando el talud transversalmente lo cual favorece para su estabilidad. Las caractersticas Geolgicas se pueden apreciar en la foto 15 adjunta.

Foto 15.- Vista del afloramiento rocoso en la zona de la cmara de carga existente sobre cuyo perfil se ubicar la Cmara de carga diseada para el trazo nuevo.

7.8.4Tubera forzada

La nueva estructura de ubicacin de la tubera forzada es sobre afloramientos de roca sedimentaria de tipo arenisca microconglomeradica y limolita de buenas a regulares condiciones de dureza, de buenas condiciones de estabilidad.

Las condiciones de estabilidad del talud rocoso influenciado por la estratificacin y los sistemas de fracturas, han sido evaluados mediante las estaciones microtctonicas.

La estacin Microtctonica N 1 en arenisca microconglomeradica, medianamente fracturada, medianamente alterada, de buena dureza, en estratos de 0.50 a 1.00 m., donde se encontr los siguientes sistemas de fracturas:

F1:N 75 E 80 SE

F2: E W 30 S

F3: NS 40 W

La Estacin Microtctonica N 2 en arenisca microconglomeradica, medianamente fracturada, medianamente alterada, de buena dureza, en estratos de 1.00 a 1.50 m., donde se encontr los siguientes sistemas de fracturas:

F1:N 80 E 82 NW

F2:N 10 W 20 SW

F3:N 60 W 50 NE

El sistema F1 tiene buzamiento de 82 a favor del talud lo cual podra generar cierta inestabilidad al hacer los cortes de la roca, el sistema F2 con buzamiento de 20 es transversal al talud, el sistema F3 con buzamiento de 50 transversal al talud, siendo esto favorable en la estabilidad del corte en roca.

Las caractersticas Geomecnicas del afloramiento rocoso para la cimentacin de la tubera forzada es como sigue:








B. Ajuste de la valoracin por orientacin de las discontinuidades (para cimentacin)-5

RMR86

La Clasificacin Geomecnica de Bieniawsky da como resultado de RMR= 86 que indica ser una roca de Tipo II a I que es una roca buena a muy buena. La arenisca microconglomeradica presenta buenas condiciones de resistencia a la compresin la cual se encuentra entre 200 Mpa y 300 Mpa.

La estacin Microtctonica N 3 en arenisca microconglomeradica, medianamente fracturada, medianamente alterada, de buena dureza, en estratos de 0.80 a 1.50 m., donde se encontr los siguientes sistemas de fracturas:

F1:N 30 E 45 NW

F2:N 40 E 20 SE

F3:E W 45 S

La estabilidad del talud en lneas generales se considera de moderadamente estable a estable.

Las caractersticas geolgicas se pueden apreciar en la foto 16 adjunta.

Foto 16.- Vista de la tubera forzada y los apoyos en afloramientos de roca.

7.8.5Casa de mquinas

La actual estructura y la nueva ubicacin de la casa de maquinas se ubica sobre la terraza aluvial y parte de los depsitos fluvioglaciares alternados con depsitos coluviales, cuyas potencias son mayores de 15 m., constituido por estratos de boloneria de 0.30 m a 0.50 m y gravas subredondeadas a subangulosas en matriz arenosa a arenolimosa, tambin esta se ubica en las cercanas de los afloramientos de rocas sedimentarias de tipo arenisca arcosica y limolitas, moderadamente fracturadas a fracturadas, regularmente alteradas, de regular a buena dureza y de moderada a buena estabilidad.

Las caractersticas de la Geologa en la zona de Casa de Maquinas se puede apreciar en la foto 17.

Foto 17.- Vista de la zona de Casa de mquinas ubicada sobre la terraza aluvial del ro Hercca.

7.8.6Subestacin

La ubicacin de la Subestacin es al costado de la casa de maquinas sobre la terraza aluvial y parte de los depsitos fluvioglaciares alternados con depsitos coluviales, cuyas potencias son mayores de 12 m., constituido por estratos de boloneria de 0.20 m a 0.50 m y gravas subredondeadas a subangulosas de a 2 en matriz arenosa a arenolimosa, tambin esta se ubica en las cercanas de los afloramientos de rocas sedimentarias de tipo arenisca arcosica y limolitas, moderadamente fracturadas a fracturadas, regularmente alteradas, de regular a buena dureza y de buena estabilidad.

7.8.7 Camino de acceso a la P.C.H. Hercca

El camino de acceso a las instalaciones de la Pequea Central Hidroelctrica de Hercca va a requerir de un mejoramiento, siendo las caractersticas geolgico geotcnicas del trazo actual como sigue:

Km. 0+000 al Km. 0+295

El trazo del acceso desde la casa de maquinas ubicado en la margen derecha del ro Hercca hacia el cruce con la carretera que va a Arequipa, esta constituido por cortes en material fluvioglaciar constituido por rocas sueltas de 0.50 m. en matriz areno limosa a arcillosa alternado con depsitos coluviales.

En el km. 0+040 se ubica bloques de roca en el depsito fluvioglaciar mayor de 2.00 m. de potencia.

En el km. 0+070 se ubica una quebradita de 5 m. de influencia, constituido por bolonera de roca conglomeradica.

En el talud se ubica rboles de eucalipto de 20 m. de altura, donde la inclinacin es de 40 a 45.

En el km. 0+095 al km.0+100 el talud fluvioglaciar esta erosionado con una altura de 5 m. y una inclinacin de 75 de condiciones semiestables.

En el km. 0+170 a 0+190 se encuentra una terraza con efectos de asentamiento conformando un talud de 30 de inclinacin.

En el km. 0+200 al km. 0+220 se encuentra una escarpa de erosin del deposito fluviglaciar, constituido por fragmentos de roca de 0.10 m. en matriz limo arcillosa, teniendo el talud una inclinacin de 80.

En el km. 0+220 al 0+295 el acceso se ubica al costado de una propiedad privada, la cual tiene el terreno se encuentra rodeado por un empircado de roca.

En km. 0+295 se encuentra un ojo de agua en el talud a unos 5m. del acceso.

Km. 0+295 al Km. 0+390

El trazo del acceso corta el talud que es parte de un depsito fluvioglaciar con pendiente de 40 a 45 constituido por boloneria mayor de un 1.00 m.

En km. 0+330 se ubica un afloramiento de roca limolitica y arenisca medianamente fracturada, medianamente alterada y de regular a baja dureza, conformando un talud de 45 a 50, de moderada a buenas condiciones de estabilidad.

En el km. 0+360 el talud es en roca con pendiente de 20 a 25.

En el km. 0+390 el talud esta conformado por un empircado de roca y deposito de cobertura fluvioglaciar y coluvial.

Km. 0+390 al Km. 0+450

El acceso esta cortando depsitos fluvioglaciar con bloques mayor de 1.00 m. en matriz limoarcillosa, conformando un talud de 50 a 60 de moderada estabilidad.

Km. 0+450 al Km. 0+510

El acceso esta cortando roca de tipo arenisca microconglomeradica, medianamente fracturada, medianamente alterada, de buena dureza, conformando taludes de 45 a 70, con presencia de ojos de agua a 2.00 m. y 1.00 m. de la carretera.

En el km. 0+500 la roca presenta las siguientes caractersticas:



F2: N 70 E 70 NW

Km. 0+510 al Km. 0+590

El acceso esta cortando depsitos fluvioglaciares y coluviales conformado por terrazas semiestables a estables, constituido por roca fragmentada y bloques mayor de 1.00 m. en matriz limoarcillosa.

Km. 0+590 al Km. 0+610

El acceso cruza por un puente de 3.00 m. de ancho y 20.00 m. de largo para pasar a la margen izquierda del ro Hercca, el cual deber ser renovado por uno de mayor capacidad.

Km. 0+610 al Km. 0+910

El acceso va por la margen izquierda cortando depsitos de tipo fluvioglaciar constituido por boloneria de 0.60 m. en matriz areno limoarcillosa, el talud tiene una altura de 5.00 m. y 60 de inclinacin de condiciones moderadas de estabilidad.

En el km. 0+650 del trazo se ubica una toma de irrigacin.

En el km. 0+670 al km. 0+675 se ubica un badn para cruzar una quebrada.

En km. 0+680 la terraza esta conformada por terrenos de cultivo con taludes de 20 a 30.

Del km. 0+720 al km. 0+730 el talud esta conformado por el 50% en roca y 50% en depsitos fluvioglaciares.

En km. 0+730 la terraza esta constituida por depsitos coluviales y fluvioglaciares, conformando un talud de 45 con bloques de 0.30 a 0.80 m. en matriz areno limoarcillosa.

Del km. 0+800 al km. 0+805 el acceso corta un afloramiento de roca de tipo arenisca microconglomeradica, medianamente fracturada, medianamente alterada, de buena dureza, conformando un talud de moderada a buena estabilidad.

En km. 0+910 del acceso es el final de la trocha en deposito fluviglaciar y coluvial.

7.8.8Cantera de materiales

Ubicacin y Acceso

La cantera Trapiche se ubica entre la interseccin del ro Hercca y el ro Vilcanota a una distancia de 10 Km. de la P.C.H. Hercca la cual se accede por la carretera asfaltada de Cuzco Sicuani y la carretera afirmada que va a Arequipa, la extensin de la zona de cantera es de 1.5 Km., el acceso en la misma zona de la cantera es a travs de una trocha carrozable.

Foto 18.- Vista de la Cantera Trapiche en el cauce del ro Vilcanota margen izquierda.

Geomorfologa

Esta constituida por la Unidad Geomorfolgica de valle del lecho del ro Vilcanota con el ro Hercca que presenta una pendiente suave, conformando terrazas de tipo aluvial, con potencia mayor de 10m.

Litologa

Esta conformado por un depsito aluvial que consiste de una intercalacin de suelos arenosos de grano fino a grueso, con cantos de tamao mximo de 0.20 m. y gravas.

Riesgo geolgico

No se localizan fenmenos de Geodinmica externa en la zona de la cantera Trapiche, sin embargo la explotacin del lecho del ro se debe efectuar de tal manera que no se afecte el cauce actual lo que podra originar cambios del curso del ro.

Evaluacin

La cantera Trapiche fue evaluada con la excavacin de 3 calicatas de 1.00 de profundidad en promedio, en las cuales se realizo la evaluacin en peso considerando una muestra integral, obtenindose el siguiente resultado.

Dimetro mximo de 10

254 mm.

Material para chancar de 2 a 5

12%

Agregado grueso de 2 a 3/8

25%

Agregado fino de 3/8 a N 100

50%

Los resultados de Laboratorio ha permitido determinar que el material tpico esta conformado por una grava pobremente gradada y arena pobremente gradada. No presentando impurezas orgnicas.

El material se clasifica como : Sistema SUCS grava pobremente gradada (GP) con arena.

Eficiencia y disponibilidad

La seccin para la explotacin de la cantera es de 65,000 m2 y una potencia de 2.00 m. obtenindose un volumen de 130,000 m3.

La eficiencia de la cantera se ha determinado de la curva acumulativa cuyo tamao mximo es el lmite de la curva y considerando un desbroce de la capa superficial en un profundidad estimada de 0.20 m. se obtiene una eficiencia de 90 % y una disponibilidad de cantera de 117,000 m3.

Propietario

Esta cantera de Trapiche viene siendo explotada por la Comunidad Campesina de Trapiche la cual ha sido denunciada por sectores.

Explotacin de la Cantera

Para la explotacin de la cantera se utilizar el siguiente equipo:

Tractor Neumtico

Cargador frontal

Retroexcavadora

Zarandas para arena y grava

El material de cantos y gravas previa seleccin deber ser triturado para agregados gruesos, encontrndose en cantidades aproximadas al 10%.

Resultados de Investigaciones de campo y de laboratorio

Las investigaciones de campo mediante la excavacin de 3 calicatas y resultados de ensayos de laboratorio efectuados en la Cantera Trapiche se muestran como sigue:

Calicata C-CN-1

Entre 0.00 m y 1.20 m se encuentra grava pobremente gradada (GP), con arena color marrn, hmeda y ligeramente compacto. Las gravas son subredondeadas a subangulosas.

Se encontr el nivel fretico a 1.00 m. de profundidad.

Calicata C-CN-2


La densidad natural mediante el cono de arena fue de 2.246 gr/cm3.





Se efectu el ensayo qumico del suelo para determinar las caractersticas de la cantidad de cloruros, sulfatos, carbonatos, sales solubles Totales y el pH. La muestra ensayada correspondi a la calicata C-CN-2 siendo el resultado mostrado en el cuadro adjunto:

Resultado de Ensayo Qumico

CalicataProfundidad (m)PhCO3Sales Solubles



Totales (%)

C-CN-20.40-0.807.2400.20800.04800.0497

El resultado de pH en la calicata C-CN-2 la cantera indica que el suelo es neutro a ligeramente alcalino.

Los sulfatos solubles y totales en la calicata C-CN-2 de la cantera Trapiche esta con valor de 0.0480% siendo considerado como No significativo o despreciable como ataque al concreto segn la tabla del Reglamento Nacional de Construcciones RNC y del United States Bureau of Reclamation USBR.

El resultado de impureza orgnica dio rasgos de trazas y ninguno en la calicata de la cantera Trapiche.

El resultado de la cantidad de cloruros solubles esta en 0.0497% y las sales solubles totales esta en 0.2080%, siendo considerado valor menor de 0.6% lo cual indica que es de la categora de No significativo o despreciable.

Calicata C-CN-3






Se efectu el ensayo qumico de la calicata C-CN-3, siendo los resultados mostrados en el cuadro adjunto:

Resultado de Ensayo Qumico

CalicataProfundidad (m)PhCO3Sales Solubles



Totales (%)

C-CN-30.50-1.006.7600.18420.03670.0341

El resultado de pH en la calicata C-CN-3 de la cantera indica que el suelo es neutro a ligeramente alcalino.

Los sulfatos solubles y totales en la calicata C-CN-3 de la cantera Trapiche esta con valor de 0.0367% siendo considerado como No significativo o despreciable como ataque al concreto segn la tabla del Reglamento Nacional de Construcciones RNC y del United States Bureau of Reclamation USBR.

El resultado de la cantidad de cloruros solubles esta en 0.0341% y las sales solubles totales esta en 0.1842%, siendo considerado valores menores de 0.6% lo cual indica que es de la categora de No significativo o despreciable.

P.C.H. HERCCA

Falla

Eje de Plegamiento

P.C.H. HERCCA

P.C.H. HERCCA

Ti-pui

Q-fg

Q-flu

Bocatoma Hercca

Q-fg

Ti-pui

Q-flu

Desarenador

Ti-pui

Q-fg

Q-flu

Ti-pui

Ti-pui

Q-fg

Ti-pui

Q-fg

Q-fg

Q-co

Ti-pui

Ti-pui

EMBED Word.Picture.8

Ti-pui

Ti-pui

Ti-pui

Ti-pui

Q-fg

Ti-pui

Ti-pui

LAHMEYER AGUA Y ENERGIA S.A.

COD. 096-A/E

C\\Servidor\C_H_Hercca\FACTIBILIDAD\CAP 07 - GEOLOGIA Y GEOTECNIA.2005 Rev 1.doc

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cap 07 - geologia y geotecnia.2005 rev 1

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