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ELABORACIÓN DE EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO:

“AMPLIACIÓN DE LA PRESA ANCASCOCHA Y

AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA

Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

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CONSORCIO PARINACOCHAS

INFORME 03. EST. BÁSICOS Y COMPLEMENTARIOS

ESTUDIO DE DISEÑOS – PRESA ANCASCOCHA

HOJA DE CONTROL DE CALIDAD

DOCUMENTO INFORME 03. EST. BASICOS Y COMPLEMENTARIOS – EST. DE DISEÑOS – PRESA ANCASCOCHA

PROYECTO ELABORACION DEL EXPEDIENTE TECNICO: “AMPLIACION DE LA PRESA ANCASCOCHA Y

AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA”

CÓDIGO OH1554-IN03-AX08.1-Ed01

AUTOR FIRMA RCB

FECHA 29/09/2014

VERIFICADO FIRMA FOT

FECHA 05/10/2014

DESTINATARIO GRA - PRIDER

NOTAS TERCER INFORME

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Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

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ÍNDICE

1. INTRODUCCION ........................................................................................................................................ 1

2. MEMORIA DE CÁLCULO ........................................................................................................................... 2

2.1. ANCHO DE CORONACION ................................................................................................................................................ 2

2.2. BORDE LIBRE O RESGUARDO ........................................................................................................................................... 2

2.3. ANALISIS DE ESTABILIDAD DE LA PRESA ..................................................................................................................... 5

2.3.1. METODOLOGIA .................................................................................................................................................... 5

2.3.2. PARÁMETROS GEOTECNICOS ........................................................................................................................ 7

2.3.3. MEMORIA DE CÁLCULO ................................................................................................................................... 8

2.3.4. CONCLUSIONES .................................................................................................................................................18

2.4. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE..................................................................................................................19

2.5. ANALISIS DE FILTRACIONES ............................................................................................................................................24

2.5.1. BASE DE CÁLCULOS .........................................................................................................................................24

2.5.2. METODOLOGÍA DE ANÁLISIS .......................................................................................................................24

2.5.3. RESULTADOS .......................................................................................................................................................27

2.5.4. CAUDAL DE INFILTRACIÓN ...........................................................................................................................39

2.5.5. CONCLUSIONES .................................................................................................................................................40

2.6. SIFONAMIENTO Y DISTRIBUCION DE LAS SUBPRESIONES EN LA CIMENTACION DE LA PRESA .......41

2.6.1. VERIFICACION DE SEGURIDAD AL SIFONAMIENTO ...........................................................................41

2.6.2. DISTRIBUCION DE LAS SUBPRESIONES EN LA CIMENTACION DE LA PRESA...........................44

2.7. DISEÑO DE LA DESCARGA DE FONDO .......................................................................................................................44

2.8. DISEÑO DEL ALIVIADERO DE DEMASÍAS ...................................................................................................................50

2.8.1. FUNCION ..............................................................................................................................................................50

2.8.2. CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO HIDRAULICO DEL ALIVIADERO ......................................50

2.8.3. MEMORIA DE CÁLCULO .................................................................................................................................50

3. CONCLUSIONES....................................................................................................................................... 58

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1. INTRODUCCION

Una de las primeras y principales actividades de la ingeniería es la construcción de obras de irrigación.

Todas las grandes civilizaciones se han caracterizado por la construcción de embalses de almacenamiento

y estructuras de conducción para suplir sus necesidades y satisfacer las demandas de irrigación surgidas

del desarrollo y expansión de la agricultura organizada. Al operar en las condiciones de restricción

impuestas por circunstancias locales, especialmente de clima y topografía, el poderío económico de las

civilizaciones sucesivas estaba ligado a la experiencia y conocimientos en materia de ingeniería de

recursos hidráulicos. La prosperidad, la salud y el progreso material se ligaron cada vez más a la habilidad

de almacenar y conducir el agua.

En un contexto nacional, la utilización apropiada y oportuna de los recursos hidráulicos, sigue siendo una

de las contribuciones más vitales de la ingeniería a la sociedad pero hay que tener en cuenta que en las

zonas áridas el agua es un recurso escaso, tiene que usarse inteligentemente. Cada vez es más urgente e

indispensable realizar un manejo racional del agua, pues la principal y primera fuente de agua es su buen

manejo. No basta ahorrar agua, sino que es necesario concebir el uso del agua en correspondencia con su

elevado costo y escasez.

No tendría ningún sentido gastar enormes cantidades de dinero para regular y conducir el agua hasta los

lugares de consumo, distribuirla y usarla con bajísima eficiencia. Es pues necesario recordar y tener

presente que por lo general, sólo comprendemos la importancia y el valor del agua cuando la perdemos.

Para que esto no ocurra, es indispensable reflexionar y, luego, actuar sobre el manejo del recurso e ir a

una gestión eficiente del agua.

El diseño de la presa responderá a una serie de factores que deben integrarse: los geotécnicos

(cimentación e impermeabilidad del vaso y disponibilidad de materiales), hidrológicos (capacidad de

regulación del embalse y las dimensiones de los órganos de desagüe), de aporte de sedimentos (volumen

de embalse muerto y localización de los desagües profundos), etc.

En ese contexto, a continuación detallamos los criterios hidráulicos y metodologías aplicadas al proyecto

“Ampliación de la Presa Ancascocha y Afianzamiento del Valle de Yauca” en las obras de regulación y

obras conexas así como en las de conducción y derivación.

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2. MEMORIA DE CÁLCULO

2.1. ANCHO DE CORONACION

El ancho de la corona de una presa depende de varias consideraciones, como son:

- Altura e importancia de la estructura.

- Requerimiento de ancho para proveer masa a la estructura para resistir a los efectos sísmicos y

contrarrestar las fuerzas de empuje.

- Requerimiento de tránsito vehicular.

- Practicidad de construcción

La fórmula, C = 0.6h, se aplica a presas de concreto, de altura mayor a 15.0 m. En este caso, resulta un

ancho mínimo de 3.71 m, considerando para ello una altura de 38.24 m .El ancho de corona adoptado es

de 5.0 m, distribuidos de la siguiente manera: 3.0 m de ancho de coronación efectivo y un metro a cada

lado de este en voladizo armado a fin de permitir la circulación vehicular y camiones grúa durante el

periodo constructivo.

Elevación del Terreno Natural (Cauce de río – Eje de Presa): 3394.00 m.s.n.m.

Elevación de la Corona de Presa: 3432.237 m.s.n.m.

Altura de Presa (desde su cimentación): 38.24 m

Coeficiente de Aceleración Máxima: 0.48g

2.2. BORDE LIBRE O RESGUARDO

El borde libre es la diferencia de cotas entre el nivel máximo de embalse (NAME) y el de la coronación.

Este borde se fija en función al oleaje debido al viento y sismos.

La altura máxima de olas generadas por movimientos sísmicos, estimada a partir de los conocimientos

actuales, generalmente resulta menor que la del oleaje producido por vientos fuertes, excepto en casos

de resonancia cuya probabilidad es siempre incierta. Por dichos motivos y particularmente en este caso

por la extensión del vaso y porque topográficamente no es abrigado, es válido estimar el bordo libre

suponiendo que la altura máxima del oleaje es la correspondiente al viento. Su valor se determina en

función del “fetch efectivo” y de la velocidad y dirección del mismo sobre las aguas del embalse. El valor

del “fetch” se obtiene de acuerdo con la expresión:

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Vista en Planta del Embalse Ancascocha

Donde Lx representa la longitud de los radios medidos a intervalos regulares de ángulos entre la

dirección del viento y un máximo de 5º a cada lado de éste. El resultado así obtenido da un valor Fe =

1567.04 m.

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1.-

LINEA N° L X (m) Ɵ (°) COS Ɵ L X .COSƟ

L 02 829.81 10 0.985 817.20

L 01 961.91 5 0.996 958.25

L C 1020.94 0 1.000 1020.94

L 01 1240.46 5 0.996 1235.74

L 02 2244.36 10 0.985 2210.27

L 03 2377.03 15 0.966 2296.03

L 04 2366.10 20 0.940 2223.40

Σ 6.868 10761.84

1567.04 m

Nota:

2.-

H= 0.89 m Altura de ola significante (Stevenson)

H= 1.34 m Altura de ola significante (Ibarren)

H= 1.12 m Altura de ola significante promedio

H 1 = 0.37 m

H 2 = 0.75 m

H 3 = 0.75 m

BL 1 = 1.86 m

BL 2 = 1.00 m

BL 3 = 1.98 m

BL 4 = 0.20 m

BL = 5.00 m

CALCULO DEL FETCH EFECTIVO

FETCH EFECTIVO =

Se han considerado radiales cada 5° de separación, suponiendo que la influencia del

viento se extiende solamente hasta 10° al lado izquierdo y 20° al lado derecho del

radial central.

CALCULO DE LA ALTURA DEL BORDE LIBRE

Altura de Impacto de la Ola Promedio

Borde libre con respecto al NAME

Máximo asentamiento esperado por la presa,

considerando la influencia sísmica.

Tirante generado por máximas avenidas.

Altura de Resguardo Ajustada

Borde Libre Asumido

Se tiene una ola de altura significativa H=1.12 m y una altura de ola de impacto sobre el talud de H3=0.75

m, generándose un borde libre de 1.86 metros con respecto al NAME, considerándose un asentamiento

promedio esperado de 1.00 m, lo que sumado al tirante originado por el vertedero de excedencias (1.98

m) y a una altura de resguardo de 0.20 m, finalmente se tendría un borde libre total de 5.00 m.

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2.3. ANALISIS DE ESTABILIDAD DE LA PRESA

2.3.1. METODOLOGIA

Para abordar el análisis de seguridad de una presa hay que evaluar distintos factores que influirán en la

selección de los parámetros de cálculo, entre los aspectos a tener en cuenta tenemos:

Clasificación de la presa en función del riesgo potencial

Las presas se clasifican según sus características físicas (altura y volumen de embalse) y en función de las

consecuencias potenciales asociadas a su fallo, que se pueden medir en términos de pérdidas de vidas

humanas y económicas.

Para determinar la clasificación de las presas, nos basaremos en la siguiente denominación según su

factor de riesgo:

CORRESPONDENCIA ENTRE CLASIFICACION

CLASIFICACION FACTOR DE RIESGO

A Extremo

B Moderado

C Bajo

Para la situación de la presa Ancascocha, considerando la ubicación, aspectos geotécnicos y sísmicos, se

asume una clasificación A, con un factor de riesgo extremo.

Parámetros sismicos de diseño

Para analizar la seguridad de la presa se definen dos sismos uno de proyecto (TP) y otro extremo (TE),

para los que se exigen diferentes niveles de seguridad. Para seleccionar estos parámetros se tiene en

cuenta la peligrosidad sísmica de la zona y la clasificación de la presa.

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Dos niveles de aceleración pueden ser definidos para el proyecto: el Operating Basic Earthquake - OBE (o

Design Basic Earthquake – DBE) y el Máximum Design Earthquake - MDE. El OBE representa el nivel de

movimiento del suelo relacionado con la probabilidad del 50% de que no será excedido en 100 años, la

condición es que la estructura durante este terremoto no debe sufrir ningún daño.

El MDE, genera el mayor nivel del movimiento del terreno para el cual hay que diseñar o analizar las

estructuras, la condición es que las estructuras durante este terremoto pueden sufrir ciertos daños, pero

que sea posible hacer el saneamiento de dichos daños de modo económico. En el proyecto se adoptó el

nivel de riesgo de 10%.

Los niveles permitidos del riesgo sísmico han sido determinados de acuerdo a las recomendaciones de

USCOLD (1985):

- Sismo de Diseño Normal – “Operating Basic Earthquake” (OBE), definido por el nivel de riesgo

sísmico del 50 %, con periodo de retorno de 100 años.

- Sismo de Diseño Máximo (ac)– “Maximum Designe Earthquake” (MDE), definido por el nivel de

riesgo sísmico del 10 %, con periodo de retorno de 1,000 años y magnitud de aceleración

promedio de 0.48g.

En el caso de utilizar el método pseudo-estático para el diseño de la presa, el efecto sísmico se considera

como unas fuerzas aplicadas en el centro de gravedad de la estructura, obtenido a partir de la aceleración

de cálculo considerada.

Para el caso de la presa Ancascocha, se estimaron tanto los coeficientes sísmicos extremos como los de

diseño:

COEFICIENTE SISMICO EXTREMO PROYECTO

HORIZONTAL 0.48 g 0.24 g

VERTICAL 0.32 g 0.16 g

Condiciones de cálculo

COMBINACIONES DE ANÁLISIS

CONDICION SITUACION PESO PROPIO EMPUJE

HIDROSTÁTICO

EFECTO

SISMICO (TP)

EFECTO

SISMICO (TE) OLA SISMICA

PRESION

INTRESTICIAL

CON DRENES

EFICACES

NORMAL

Embalse Vacío X

Embalse Lleno X X X

ACCIDENTAL

Embalse Vacío X X

Embalse Lleno X X X X X

EXTREMO

Embalse Vacío X X

Embalse Lleno X X X X X

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Coeficientes de Seguridad

En el caso del cálculo de estabilidad de la presa, se usan dos coeficientes que se introducen en el cálculo

para minorar los efectos de deslizamiento y de volteo, sin embargo en otros países, y en los manuales del

USACE en concreto, se usa el coeficiente de factor de seguridad como el cociente de las fuerzas

estabilizadoras y desestabilizadoras.

Los valores de los coeficientes de seguridad están en función de la clasificación de la presa y de la

combinación de análisis consideradas, sin embargo en los manuales del USACE se diferencian en primer

lugar por estructuras críticas (Categoría A) y estructuras normales (Categorías B y C) y posteriormente se

dan distintos valores según el nivel de caracterización del sitio de presa.

COEFICIENTES DE SEGURIDAD – DESLIZAMIENTO

SITUACIÓN

CLASIFICACION DE LA PRESA

A B C

MÁXIMO RESIDUAL MÁXIMO RESIDUAL MÁXIMO RESIDUAL

NORMAL 1.5 5.0 1.4 5.0 1.4 4.0

ACCIDENTAL 1.2 4.0 1.2 3.0 1.1 3.0

EXTREMO >1.0 3.0 >1.0 2.0 >1.0 >1.0

COEFICIENTES DE SEGURIDAD – VOLTEO

SITUACIÓN

CLASIFICACION DE LA PRESA

A B C

NORMAL 3.0 2.5 2.0

ACCIDENTAL 2.0 2.0 1.5

EXTREMO 1.5 1.5 1.2

2.3.2. PARÁMETROS GEOTECNICOS

Para el desarrollo del presente análisis se utilizaron los siguientes parámetros, recogidos del estudio de

geotecnia, haciendo énfasis a los resultados de laboratorio de la muestra extraída del sondeo diamantino

P-09, la cual se encuentra estratégicamente ubicada (punto más cercano al cauce del río), teniendo en

cuenta que lo recomendable es considerar lo información proveniente de métodos directos como lo son

los sondeos diamantinos.

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VISTA EN PLANTA DE LA UBICACIÓN DE LA EXTRACCION DE LA MUESTRA

PARÁMETROS GEOTECNICOS EMPLEADOS

PROCEDENCIA DE DATA PROFUNDIDAD

0.66 Kg/cm2 64.92 KPa CORTE DIRECTO (MSP9-M03) 14.35 - 14.65

1.50 Kg/cm2 147.10 KPa CORTE DIRECTO (MSP9-M03) 14.35 - 14.65

275000.00 Kg/cm2 26968.29 MPa BIBLIOGRAFIA

5200.00 Kg/cm2 509.95 MPa CONSTANTES ELASTICAS (MB-P9-2) 11.65 - 11.90

0.11 Kg/cm2 10.79 KPa CORTE DIRECTO (MSP9-M03) 14.35 - 14.65

20.20 ° CORTE DIRECTO (MSP9-M03) 14.35 - 14.65

PARÁMETRO

MODULO DE YOUNG - CONCRETO

COHESIÓN (CIMENTACION)

DESCRIPCION

ANGULO DE FRICCION (CIMENTACIÓN)

MODULO DE YOUNG - CIMENTACION

MÁXIMO ESFUERZO CORTANTE (CIMENTACION)

MÁXIMO ESFUERZO NORMAL (CIMENTACION)

2.3.3. MEMORIA DE CÁLCULO

Para el desarrollo del análisis de la presa Ancascocha se utilizó la ayuda del software CADAM, el cual se

basa en el método de gravedad (equilibrio cuerpo rígido), en el que se lleva a cabo el análisis de

estabilidad para cargas hidrostáticas y cargas sísmicas. El software permite utilizar varias opciones de

modelado asi como poder verificar el comportamiento estructural de la presa (geometría, presiones,

propagación de grietas y criterios de drenaje)

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CUADRO: FACTORES DE SEGURIDAD OBTENIDOS EN EL ANALISIS

SITUACION

FACTOR DE

SEGURIDAD DE

DESLIZAMIENTO

FACTOR DE

SEGURIDAD DE

DESLIZAMIENTO

RESIDUAL

FACTOR DE

SEGURIDAD

AL VOLTEO

(A. Arriba)

FACTOR DE

SEGURIDAD

AL VOLTEO

(A. Abajo)

FACTOR DE

SEGURIDAD

CONTRA LA

FLOTACIÓN

Normal

Embalse Vacío 0.792 1.902 3.255 1.829 2.585

Embalse Lleno 0.548 1.331 3.190 1.470 2.277

Extremo

Máximas

Aceleraciones 2.991 7.559 1.741 2.981 3.437

Aceleraciones

Continuas 3.125 7.760 2.195 2.405 3.011

MÍNIMOS FACTORES DE SEGURIDAD REQUERIDOS

Normal

Embalse Vacío

1.500 5.000 3.000 3.000 1.500

Embalse Lleno

Extremo

Máximas

Aceleraciones

(Sísmo) 1.000 3.000 1.500 1.500 1.300

Aceleraciones

Continuas

(Sísmo)

CONDICIONES DE ESTABILIDAD

Normal

Embalse Vacío Inestabilidad Inestabilidad Estable Inestabilidad Estable

Embalse Lleno Inestabilidad Inestabilidad Estable Inestabilidad Estable

Extremo

Máximas

Aceleraciones Estable Estable Estable Estable Estable

Aceleraciones

Continuas Estable Estable Estable Estable Estable

2.3.4. CONCLUSIONES

En atención a los resultados del cálculo puede concluirse que la estabilidad de la presa presenta

problemas, estableciéndose que:

- Para el presente análisis se ha considerado los resultados de métodos directos (sondeos

diamantinos) en lo que a caracterización geotécnica se refiere.

- La presa no es estable a deslizamiento debido a condiciones inadecuadas presentes respecto a

sus parámetros geotécnicos.

- La presa no es estable al Volteo Aguas Abajo, debido a las circunstancias descritas en la

conclusión anterior.

- La presa es estable a la Flotación generada por los esfuerzos de la subpresión ya que en el diseño

actual de la presa se ha considerado una estructura de drenaje adecuada para aliviar estos

efectos.

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- Se deberá de considerar realizar mayor investigación del subsuelo por métodos directos (sondeos

diamantinos) en lugares cercanos al eje propuesto en el estudio de factibilidad a fin de evaluar y

proyectar la ubicación de una nueva cerrada con las condiciones geotecnicas adecuadas.

2.4. CÁLCULO DE LA CAPACIDAD PORTANTE

Para el cálculo de la capacidad portante se ha realizado el análisis en la sección critica, es decir, en donde

la presa alcanza su mayor altura teniendo en cuenta el ancho efectivo de la corona de la misma (3.00

metros) y la longitud de la corona referenciada al cauce del río (39.08 metros).

Vista en planta de la presa proyectada.

Page 24: OH1554-IN03-AX08.1-Ed02 (1)

ELABORACIÓN DE EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO:

“AMPLIACIÓN DE LA PRESA ANCASCOCHA Y

AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA

Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 20

CONSORCIO PARINACOCHAS

Sección Tipo de la Presa Proyectada Referenciada a la Presa Existente

Los parámetros geotécnicos utilizados en el análisis son los resultados de los ensayos realizados a

testigos de los sondeos diamantinos, específicamente en el sondeo P-09 a profundidades entre 14.35 a

14.65 metros.

1813 Kg/m3 1.813 gr/cm3 CORTE DIRECTO (MSP9-M03) 14.35 - 14.65

0.11 Kg/cm2 10.79 KPa CORTE DIRECTO (MSP9-M03) 14.35 - 14.65

20.20 ° CORTE DIRECTO (MSP9-M03) 14.35 - 14.65ANGULO DE FRICCION (CIMENTACIÓN)

DENSIDAD

COHESIÓN (CIMENTACION)

Page 25: OH1554-IN03-AX08.1-Ed02 (1)

ELABORACIÓN DE EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO:

“AMPLIACIÓN DE LA PRESA ANCASCOCHA Y

AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA

Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 21

CONSORCIO PARINACOCHAS

CARGA TRASMITIDA POR EL CUERPO DE LA PRESA HACIA LA CIMENTACION

D A B h VP γ PA C γ CIM

γW H W Q T μ P o P´ o Q B Q NETA Q´ B Q´NETA

(m) (m) (m) (m) (m3

) (Tn/m3

) (m2

) (Tn/m3

) (Tn/m3

) (m) (Tn) (Tn/m2

) (Tn/m2

) (Tn/m2

) (Tn/m2

) (Tn/m2

) (Tn/m2

) (Tn/m2

) (MPa) (Kg/cm2

)

1.00 39.08 3.00 31.54 3697.75 2.40 117.24 1.81 1.00 2.30 8874.60 2.30 1.81 -0.49 75.70 73.89 73.40 73.89 0.72 7.39

2.00 39.08 3.00 32.54 3814.99 2.40 117.24 1.81 1.00 3.30 9155.98 3.30 3.62 0.32 78.10 74.48 74.80 74.48 0.73 7.45

3.00 39.08 3.00 33.54 3932.23 2.40 117.24 1.81 1.00 4.30 9437.35 4.30 5.43 1.13 80.50 75.07 76.20 75.07 0.74 7.51

4.00 39.08 3.00 34.54 4049.47 2.40 117.24 1.81 1.00 5.30 9718.73 5.30 7.24 1.94 82.90 75.66 77.60 75.66 0.74 7.57

5.00 39.08 3.00 35.54 4166.71 2.40 117.24 1.81 1.00 6.30 10000.10 6.30 9.05 2.75 85.30 76.25 79.00 76.25 0.75 7.62

6.00 39.08 3.00 36.54 4283.95 2.40 117.24 1.81 1.00 7.30 10281.48 7.30 10.86 3.56 87.70 76.84 80.40 76.84 0.75 7.68

7.00 39.08 3.00 37.54 4401.19 2.40 117.24 1.81 1.00 8.30 10562.86 8.30 12.67 4.37 90.10 77.43 81.80 77.43 0.76 7.74

8.00 39.08 3.00 38.54 4518.43 2.40 117.24 1.81 1.00 9.30 10844.23 9.30 14.48 5.18 92.50 78.02 83.20 78.02 0.77 7.80

9.00 39.08 3.00 39.54 4635.67 2.40 117.24 1.81 1.00 10.30 11125.61 10.30 16.29 5.99 94.90 78.61 84.60 78.61 0.77 7.86

10.00 39.08 3.00 40.54 4752.91 2.40 117.24 1.81 1.00 11.30 11406.98 11.30 18.10 6.80 97.30 79.20 86.00 79.20 0.78 7.92

11.00 39.08 3.00 41.54 4870.15 2.40 117.24 1.81 1.00 12.30 11688.36 12.30 19.91 7.61 99.70 79.79 87.40 79.79 0.78 7.98

12.00 39.08 3.00 42.54 4987.39 2.40 117.24 1.81 1.00 13.30 11969.74 13.30 21.72 8.42 102.10 80.38 88.80 80.38 0.79 8.04

13.00 39.08 3.00 43.54 5104.63 2.40 117.24 1.81 1.00 14.30 12251.11 14.30 23.53 9.23 104.50 80.97 90.20 80.97 0.79 8.10

14.00 39.08 3.00 44.54 5221.87 2.40 117.24 1.81 1.00 15.30 12532.49 15.30 25.34 10.04 106.90 81.56 91.60 81.56 0.80 8.16

15.00 39.08 3.00 45.54 5339.11 2.40 117.24 1.81 1.00 16.30 12813.86 16.30 27.15 10.85 109.30 82.15 93.00 82.15 0.81 8.21

16.00 39.08 3.00 46.54 5456.35 2.40 117.24 1.81 1.00 17.30 13095.24 17.30 28.96 11.66 111.70 82.74 94.40 82.74 0.81 8.27

17.00 39.08 3.00 47.54 5573.59 2.40 117.24 1.81 1.00 18.30 13376.62 18.30 30.77 12.47 114.10 83.33 95.80 83.33 0.82 8.33

18.00 39.08 3.00 48.54 5690.83 2.40 117.24 1.81 1.00 19.30 13657.99 19.30 32.58 13.28 116.50 83.92 97.20 83.92 0.82 8.39

19.00 39.08 3.00 49.54 5808.07 2.40 117.24 1.81 1.00 20.30 13939.37 20.30 34.39 14.09 118.90 84.51 98.60 84.51 0.83 8.45

20.00 39.08 3.00 50.54 5925.31 2.40 117.24 1.81 1.00 21.30 14220.74 21.30 36.20 14.90 121.30 85.10 100.00 85.10 0.83 8.51

21.00 39.08 3.00 51.54 6042.55 2.40 117.24 1.81 1.00 22.30 14502.12 22.30 38.01 15.71 123.70 85.69 101.40 85.69 0.84 8.57

22.00 39.08 3.00 52.54 6159.79 2.40 117.24 1.81 1.00 23.30 14783.50 23.30 39.82 16.52 126.10 86.28 102.80 86.28 0.85 8.63

23.00 39.08 3.00 53.54 6277.03 2.40 117.24 1.81 1.00 24.30 15064.87 24.30 41.63 17.33 128.50 86.87 104.20 86.87 0.85 8.69

24.00 39.08 3.00 54.54 6394.27 2.40 117.24 1.81 1.00 25.30 15346.25 25.30 43.44 18.14 130.90 87.46 105.60 87.46 0.86 8.75

25.00 39.08 3.00 55.54 6511.51 2.40 117.24 1.81 1.00 26.30 15627.62 26.30 45.25 18.95 133.30 88.05 107.00 88.05 0.86 8.80

26.00 39.08 3.00 56.54 6628.75 2.40 117.24 1.81 1.00 27.30 15909.00 27.30 47.06 19.76 135.70 88.64 108.40 88.64 0.87 8.86

27.00 39.08 3.00 57.54 6745.99 2.40 117.24 1.81 1.00 28.30 16190.38 28.30 48.87 20.57 138.10 89.23 109.80 89.23 0.88 8.92

28.00 39.08 3.00 58.54 6863.23 2.40 117.24 1.81 1.00 29.30 16471.75 29.30 50.68 21.38 140.50 89.82 111.20 89.82 0.88 8.98

29.00 39.08 3.00 59.54 6980.47 2.40 117.24 1.81 1.00 30.30 16753.13 30.30 52.49 22.19 142.90 90.41 112.60 90.41 0.89 9.04

30.00 39.08 3.00 60.54 7097.71 2.40 117.24 1.81 1.00 31.30 17034.50 31.30 54.30 23.00 145.30 91.00 114.00 91.00 0.89 9.10

31.00 39.08 3.00 61.54 7214.95 2.40 117.24 1.81 1.00 32.30 17315.88 32.30 56.11 23.81 147.70 91.59 115.40 91.59 0.90 9.16

32.00 39.08 3.00 62.54 7332.19 2.40 117.24 1.81 1.00 33.30 17597.26 33.30 57.92 24.62 150.10 92.18 116.80 92.18 0.90 9.22

33.00 39.08 3.00 63.54 7449.43 2.40 117.24 1.81 1.00 34.30 17878.63 34.30 59.73 25.43 152.50 92.77 118.20 92.77 0.91 9.28

34.00 39.08 3.00 64.54 7566.67 2.40 117.24 1.81 1.00 35.30 18160.01 35.30 61.54 26.24 154.90 93.36 119.60 93.36 0.92 9.34

35.00 39.08 3.00 65.54 7683.91 2.40 117.24 1.81 1.00 36.30 18441.38 36.30 63.35 27.05 157.30 93.95 121.00 93.95 0.92 9.39

36.00 39.08 3.00 66.54 7801.15 2.40 117.24 1.81 1.00 37.30 18722.76 37.30 65.16 27.86 159.70 94.54 122.40 94.54 0.93 9.45

37.00 39.08 3.00 67.54 7918.39 2.40 117.24 1.81 1.00 38.30 19004.14 38.30 66.97 28.67 162.10 95.13 123.80 95.13 0.93 9.51

38.00 39.08 3.00 68.54 8035.63 2.40 117.24 1.81 1.00 39.30 19285.51 39.30 68.78 29.48 164.50 95.72 125.20 95.72 0.94 9.57

39.00 39.08 3.00 69.54 8152.87 2.40 117.24 1.81 1.00 40.30 19566.89 40.30 70.59 30.29 166.90 96.31 126.60 96.31 0.94 9.63

40.00 39.08 3.00 70.54 8270.11 2.40 117.24 1.81 1.00 41.30 19848.26 41.30 72.40 31.10 169.30 96.90 128.00 96.90 0.95 9.69

41.00 39.08 3.00 71.54 8387.35 2.40 117.24 1.81 1.00 42.30 20129.64 42.30 74.21 31.91 171.70 97.49 129.40 97.49 0.96 9.75

42.00 39.08 3.00 72.54 8504.59 2.40 117.24 1.81 1.00 43.30 20411.02 43.30 76.02 32.72 174.10 98.08 130.80 98.08 0.96 9.81

43.00 39.08 3.00 73.54 8621.83 2.40 117.24 1.81 1.00 44.30 20692.39 44.30 77.83 33.53 176.50 98.67 132.20 98.67 0.97 9.87

44.00 39.08 3.00 74.54 8739.07 2.40 117.24 1.81 1.00 45.30 20973.77 45.30 79.64 34.34 178.90 99.26 133.60 99.26 0.97 9.93

45.00 39.08 3.00 75.54 8856.31 2.40 117.24 1.81 1.00 46.30 21255.14 46.30 81.45 35.15 181.30 99.85 135.00 99.85 0.98 9.98

46.00 39.08 3.00 76.54 8973.55 2.40 117.24 1.81 1.00 47.30 21536.52 47.30 83.26 35.96 183.70 100.44 136.40 100.44 0.99 10.04

47.00 39.08 3.00 77.54 9090.79 2.40 117.24 1.81 1.00 48.30 21817.90 48.30 85.07 36.77 186.10 101.03 137.80 101.03 0.99 10.10

48.00 39.08 3.00 78.54 9208.03 2.40 117.24 1.81 1.00 49.30 22099.27 49.30 86.88 37.58 188.50 101.62 139.20 101.62 1.00 10.16

49.00 39.08 3.00 79.54 9325.27 2.40 117.24 1.81 1.00 50.30 22380.65 50.30 88.69 38.39 190.90 102.21 140.60 102.21 1.00 10.22

50.00 39.08 3.00 80.54 9442.51 2.40 117.24 1.81 1.00 51.30 22662.02 51.30 90.50 39.20 193.30 102.80 142.00 102.80 1.01 10.28

Tensión en la

Cimentación

Page 26: OH1554-IN03-AX08.1-Ed02 (1)

ELABORACIÓN DE EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO:

“AMPLIACIÓN DE LA PRESA ANCASCOCHA Y

AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA

Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 22

CONSORCIO PARINACOCHAS

CAPACIDAD ADMISIBLE DE LA CIMENTACIÓN DE LA PRESA

Df g B c f N c N q N g g q qu qadm qadm

m kN/m3 m kN/m 2 º kN/m3 kN/m 2 kN/m 2 kN/m 2 kgf/cm2

1.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 17.75 425.47 141.82 1.45

2.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 35.50 541.33 180.44 1.84

3.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 53.25 657.20 219.07 2.23

4.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 71.00 773.07 257.69 2.63

5.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 88.75 888.94 296.31 3.02

6.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 106.50 1004.81 334.94 3.42

7.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 124.25 1120.68 373.56 3.81

8.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 142.00 1236.55 412.18 4.20

9.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 159.75 1352.42 450.81 4.60

10.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 177.50 1468.28 489.43 4.99

11.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 195.25 1584.15 528.05 5.39

12.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 213.00 1700.02 566.67 5.78

13.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 230.75 1815.89 605.30 6.17

14.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 248.50 1931.76 643.92 6.57

15.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 266.25 2047.63 682.54 6.96

16.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 284.00 2163.50 721.17 7.36

17.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 301.75 2279.36 759.79 7.75

18.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 319.50 2395.23 798.41 8.14

19.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 337.25 2511.10 837.03 8.54

20.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 355.00 2626.97 875.66 8.93

21.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 372.75 2742.84 914.28 9.33

22.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 390.50 2858.71 952.90 9.72

23.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 408.25 2974.58 991.53 10.11

24.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 426.00 3090.45 1030.15 10.51

25.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 443.75 3206.31 1068.77 10.90

26.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 461.50 3322.18 1107.39 11.30

27.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 479.25 3438.05 1146.02 11.69

28.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 497.00 3553.92 1184.64 12.08

29.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 514.75 3669.79 1223.26 12.48

30.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 532.50 3785.66 1261.89 12.87

31.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 550.25 3901.53 1300.51 13.27

32.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 568.00 4017.40 1339.13 13.66

33.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 585.75 4133.26 1377.75 14.05

34.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 603.50 4249.13 1416.38 14.45

35.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 621.25 4365.00 1455.00 14.84

36.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 639.00 4480.87 1493.62 15.23

37.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 656.75 4596.74 1532.25 15.63

38.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 674.50 4712.61 1570.87 16.02

39.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 692.25 4828.48 1609.49 16.42

40.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 710.00 4944.35 1648.12 16.81

41.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 727.75 5060.21 1686.74 17.20

42.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 745.50 5176.08 1725.36 17.60

43.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 763.25 5291.95 1763.98 17.99

44.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 781.00 5407.82 1802.61 18.39

45.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 798.75 5523.69 1841.23 18.78

46.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 816.50 5639.56 1879.85 19.17

47.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 834.25 5755.43 1918.48 19.57

48.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 852.00 5871.29 1957.10 19.96

49.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 869.75 5987.16 1995.72 20.36

50.00 17.75 3.00 10.79 20.20 15.02 6.53 5.54 17.75 887.50 6103.03 2034.34 20.75

CALCULO DE CAPACIDAD ADMISIBLE

DATOS DE CALCULO FALLA GENERAL POR CORTE

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CALCULO DE LA EXCENTRICIDAD

DATA EXTRAIDA DEL ANALISIS CON EL SOFTWARE CADAM

K= 0.50 Coeficiente de Subpresión

ɣa = 1000.00 Kg/m3 Peso Específico del Agua

h= 38.24 m Altura Efectiva de la Presa

B= 34.52 m Ancho de la Base de la Presa

S= 329963.40 Kg Subpresión del Agua

W = 1602421.83 Kg Peso Efectivo de la Presa

R N = 1272458.43 Kg Resultante Normal

X C= 12.66 m Centroide X

ɣaz = 1350.00 Kg/m3 Peso Específico del Azolve

F= 987050.88 Kg Fuerza de Empuje de los Sedimentos

Z= 11.67 m Espaciamiento Z

e X = 5.58 m Excentricidad

R= 97.08 % Factor de Seguridad

Según los resultados obtenidos, en las profundiades donde se fundara la presa (7 a 8 metros), se obtuvo

valores de carga trasmitida por el cuerpo de la presa hacia la cimentación en el orden de 7.74 a 7.80

Kg/cm2 y por contraparte también se obtuvieron valores de capacidad admisible de la cimentación en el

orden de 3.81 a 4.20 Kg/cm2, con lo cual se evidencia que en la zona en donde se fundara la presa, existe

baja capacidad portante, originándose con ello un alto incide de ocurrencia de asentamientos.

Para lograr obtener valores de capacidad portante aceptables, la presa se debería de fundar hasta los 19

metros de profundidad, situación inviable debido a la cercanía de la presa existente.

En relación al nivel de fundación de la presa (7 a 8 metros) la profundidad de excavación que se debiera

alcanzar para fundar la presa en el cauce del rio de manera segura pero que a su vez se encuentra

condicionado principalmente a la cercanía de la presa existente con la presa proyectada (alrededor de 60

metros), es decir, a mayor profundidad de excavación, los taludes de corte que se generarían para

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CONSORCIO PARINACOCHAS

estabilizar la zona de excavación afectarían considerablemente la cimentación de la presa existente

originándose consecuentemente la inestabilidad de esta.

2.5. ANALISIS DE FILTRACIONES

Con el objeto de estimar las pérdidas de agua del embalse se efectuaron cálculos de filtración a través de

la cimentación de la presa a gravedad Ancascocha. Se realizó el análisis de filtración mediante el método

de Elementos Finitos utilizando el programa Slide, Rocscience Inc., Canadá, con los parámetros hidráulicos

y permeabilidad, obtenidos en base de las investigaciones geotecnicas realizadas hasta la fecha.

2.5.1. BASE DE CÁLCULOS

Descripción Coeficiente de permeabilidad

K (m/s)

Material 01 1x10E-4

Material 02 1x10E-06

Material 03 1x10E-07

Material 04 1x10E-05

Cuerpo de Presa 1x10E-13

Inyecciones de

Impermeabilización

1x10E-09

Pantalla de Jet Grouting 1x10E-11

Cuadro 1. Coeficiente de permeabilidad empleados en el análisis

2.5.2. METODOLOGÍA DE ANÁLISIS

El análisis de las filtraciones se ha realizado a través del programa SLIDE, mediante modelo con elementos

finitos en 02 situaciones a embalse lleno sin tratamiento geotécnico (sin pantalla impermeable) y a

embalse lleno con tratamiento geotécnico (con pantalla impermeable).

Análisis de Filtración

El análisis de Filtración fue realizado utilizando 03 secciones transversales representativas de la presa

situadas en la margen izquierda, derecha y cauce de la desembocadura de la presa, considerando para

ello la carga hidrostática del Nivel Máximo Ordinario (N.A.M.O.) de 3427.237 m.s.n.m., el nivel de

desplante de la cimentación de la presa y los parámetros geotécnicos proporcionados (pruebas de

permeabilidad – sondeos diamantinos).

Asi mismo como complemento, se muestran los resultados obtenidos del análisis de redes de flujo,

velocidad de descarga y vectores de flujo.

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El análisis, se realizó para cada sección (0+035, 0+080 y 0+120) y con cada una en situación con

tratamiento geotécnico (impermeabilización) asi como sin tratamiento.

Las filtraciones a través de la presa y sus cimentaciones se han estimado en base de los resultados

obtenidos por metro lineal de la presa, longitud de la cimentación de la presa y distribución lineal de la

filtración en función de presión hidrostática a lo largo de la cimentación.

Figura. Ubicación de las Secciones Transversales de Análisis

0+120 0+080

0+035

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CONSORCIO PARINACOCHAS

5 .005

1

NAM O = 3,427.237 m.s.n.m.

NAM E = 3,429.21 m.s.n.m.

NIVEL ACTUAL = 3403.000 m.s.n .m.

SECCION TIPICA PRESA ANCASCOCHA CORTE A - AESC: 1/250

ESC HORZ 1/250

ESC VERT 1/250

3375

3395

3400

3420

3440

3450

3455

3460

3375

3390

3410

3415

3420

3425

3430

3435

3445

5 15 20 30-5-10-30-50-60-70

CT=3402.367

CR=3396.000

CUERPO DE PRESA

Concreto f 'c = 175 Kg/cm2

0.1

1.01.0

0.8

ALIVIADERO DE PRESAConcreto f 'c = 280 Kg/cm2

NIVEL ACTUAL

3403.000 m.s.n.m.

INYECCIONES DE JET GROUTING

CORONA = 3,432.240 m.s.n.m.

1.0

1.0

ENROCADO

4 .70

.50

4 .03

34.21

3390

3385

3405

3380

3425

3410

3415

3430

3445

3435

3465

3380

3385

3400

3405

3395

3450

3440

3455

3460

3465

100 25 40350-25 -15-20-40-55 -35-45-65

ALIVIADERO DE PRESA

Concreto f 'c = 280 Kg/cm2

CORONA = 3,415.100 m.s.n.m.

NAM O = 3412.300 m.s.n .m.

EMBALSE ACTUAL

CUERPO DE PRESA EXISTENTE

EMBALSE ADICIONAL

CORONA DE PRESA

CUENCO AM ORTIGUADOR

45 50 55 60 65 70

T UNEL DE DRENAJE Elev. 3409.779

Figura. Sección Tipo de la Presa

Figura. Perfil Geotecnico (Eje de Presa) - Permeabilidades

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2.5.3. RESULTADOS

DISGRESION DE ELEMENTOS FINITOS (PERFIL 0+035 – MARGEN IZQUIERDA)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

REDES DE FLUJO (PERFIL 0+035 – MARGEN IZQUIERDA)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

VELOCIDAD DE DESCARGA (PERFIL 0+035 – MARGEN IZQUIERDA)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

VECTORES DE FLUJO (PERFIL 0+035 – MARGEN IZQUIERDA)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

DISGRESION DE ELEMENTOS FINITOS (PERFIL 0+035 – MARGEN IZQUIERDA)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

REDES DE FLUJO (PERFIL 0+035 – MARGEN IZQUIERDA)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

VELOCIDAD DE DESCARGA (PERFIL 0+035 – MARGEN IZQUIERDA)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

VECTORES DE FLUJO (PERFIL 0+035 – MARGEN IZQUIERDA)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

DISGRESION DE ELEMENTOS FINITOS (PERFIL 0+080 – CAUCE)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

REDES DE FLUJO (PERFIL 0+080 – CAUCE)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

VELOCIDAD DE DESCARGA (PERFIL 0+080 – CAUCE)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

VECTORES DE FLUJO (PERFIL 0+080 – CAUCE)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

DISGRESION DE ELEMENTOS FINITOS (PERFIL 0+080 – CAUCE)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

REDES DE FLUJO (PERFIL 0+080 – CAUCE)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

VELOCIDAD DE DESCARGA (PERFIL 0+080 – CAUCE)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

VECTORES DE FLUJO (PERFIL 0+080 – CAUCE)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

DISGRESION DE ELEMENTOS FINITOS (PERFIL 0+120 – MARGEN DERECHA)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

REDES DE FLUJO (PERFIL 0+120 – MARGEN DERECHA)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

VELOCIDAD DE DESCARGA (PERFIL 0+120 – MARGEN DERECHA)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

VECTORES DE FLUJO (PERFIL 0+120 – MARGEN DERECHA)

SIN TRATAMIENTO GEOTECNICO

DISGRESION DE ELEMENTOS FINITOS (PERFIL 0+120 – MARGEN DERECHA)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

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CONSORCIO PARINACOCHAS

REDES DE FLUJO (PERFIL 0+120 – MARGEN DERECHA)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

VELOCIDAD DE DESCARGA (PERFIL 0+120 – MARGEN DERECHA)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

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ELABORACIÓN DE EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO:

“AMPLIACIÓN DE LA PRESA ANCASCOCHA Y

AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA

Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

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CONSORCIO PARINACOCHAS

VECTORES DE FLUJO (PERFIL 0+120 – MARGEN DERECHA)

CON TRATAMIENTO GEOTECNICO

2.5.4. CAUDAL DE INFILTRACIÓN

Para el cálculo del caudal de infiltración que se producirá en la cimentación de la presa, se utiliza los

caudales registrados por metro lineal al pie del talud aguas abajo para cada caso, asi mismo para poder

determinar la longitud de recorrido de las filtraciones se utiliza la longitud registrada que las líneas de

flujo realizan hasta el punto de análisis. A continuación se muestran los resultados obtenidos:

Condiciones Caudal Estimado Ancho de Análisis

Aguas Arriba 0.00028828 m3/seg/m 39.08 m 0.01126598 m3/seg 11.26566696 lt/seg 355284.02 m3/año 0.355284 MMC

Aguas Abajo 0.00083783 m3/seg/m 39.08 m 0.03274240 m3/seg 32.74147964 lt/seg 1032564.21 m3/año 1.032564 MMC

Condiciones Caudal Estimado Ancho de Análisis

Bajo las Inyecciones 0.00000170 m3/seg/m 39.08 m 0.00006652 m3/seg 0.06651621 lt/seg 2097.71 m3/año 0.002098 MMC

Despues de las Inyecciones 0.00000171 m3/seg/m 39.08 m 0.00006670 m3/seg 0.06669597 lt/seg 2103.38 m3/año 0.002103 MMC

Aguas Abajo 0.00000161 m3/seg/m 39.08 m 0.00006308 m3/seg 0.06308117 lt/seg 1989.38 m3/año 0.001989 MMC

CALCULO DE FILTRACIONES SIN TRATAMIENTO (PERFIL 0+080)

Caudal de Perdida Bajo la Presa Caudal de Perdida Anual

CALCULO DE FILTRACIONES CON TRATAMIENTO (PERFIL 0+080)

Caudal de Perdida Bajo la Presa Caudal de Perdida Anual

Condiciones Caudal Estimado Ancho de Análisis

Aguas Arriba 0.00086154 m3/seg/m 88.69 m 0.07640998 m3/seg 76.40784318 lt/seg 2409665.21 m3/año 2.409665 MMC

Aguas Abajo 0.00095290 m3/seg/m 88.69 m 0.08451270 m3/seg 84.51033471 lt/seg 2665192.54 m3/año 2.665193 MMC

Condiciones Caudal Estimado Ancho de Análisis

Bajo las Inyecciones 0.00000237 m3/seg/m 88.69 m 0.00021036 m3/seg 0.21035792 lt/seg 6634.03 m3/año 0.006634 MMC

Despues de las Inyecciones 0.00000522 m3/seg/m 88.69 m 0.00046325 m3/seg 0.46323264 lt/seg 14608.91 m3/año 0.014609 MMC

Aguas Abajo 0.00000957 m3/seg/m 88.69 m 0.00084914 m3/seg 0.84912089 lt/seg 26778.63 m3/año 0.026779 MMC

CALCULO DE FILTRACIONES SIN TRATAMIENTO (PERFIL 0+035)

Caudal de Perdida Bajo la Presa Caudal de Perdida Anual

CALCULO DE FILTRACIONES CON TRATAMIENTO (PERFIL 0+035)

Caudal de Perdida Bajo la Presa Caudal de Perdida Anual

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Condiciones Caudal Estimado Ancho de Análisis

Aguas Arriba 0.00053882 m3/seg/m 82.39 m 0.04439338 m3/seg 44.39213682 lt/seg 1399989.63 m3/año 1.399990 MMC

Aguas Abajo 0.00088155 m3/seg/m 82.39 m 0.07263090 m3/seg 72.62887089 lt/seg 2290488.20 m3/año 2.290488 MMC

Condiciones Caudal Estimado Ancho de Análisis

Bajo las Inyecciones 0.00000067 m3/seg/m 82.39 m 0.00005544 m3/seg 0.05543868 lt/seg 1748.36 m3/año 0.001748 MMC

Despues de las Inyecciones 0.00000258 m3/seg/m 82.39 m 0.00021294 m3/seg 0.21293099 lt/seg 6715.18 m3/año 0.006715 MMC

Aguas Abajo 0.00000197 m3/seg/m 82.39 m 0.00016229 m3/seg 0.16228728 lt/seg 5118.03 m3/año 0.005118 MMC

CALCULO DE FILTRACIONES SIN TRATAMIENTO (PERFIL 0+120)

Caudal de Perdida Bajo la Presa Caudal de Perdida Anual

CALCULO DE FILTRACIONES CON TRATAMIENTO (PERFIL 0+120)

Caudal de Perdida Bajo la Presa Caudal de Perdida Anual

RESULTADOS:

Condiciones

Aguas Arriba 0.13206934 m3/seg 132.06564696 lt/seg 4164938.86 m3/año 4.164939 MMC

Aguas Abajo 0.18988600 m3/seg 189.88068524 lt/seg 5988244.96 m3/año 5.988245 MMC

Condiciones

Bajo las Inyecciones 0.00033232 m3/seg 0.33231281 lt/seg 10480.11 m3/año 0.010480 MMC

Despues de las Inyecciones 0.00074288 m3/seg 0.74285960 lt/seg 23427.48 m3/año 0.023427 MMC

Aguas Abajo 0.00107452 m3/seg 1.07448934 lt/seg 33886.04 m3/año 0.033886 MMC

RESULTADO - CALCULO DE FILTRACIONES SIN TRATAMIENTO

Caudal de Perdida Bajo la Presa Caudal de Perdida Anual

RESULTADO - CALCULO DE FILTRACIONES CON TRATAMIENTO

Caudal de Perdida Bajo la Presa Caudal de Perdida Anual

2.5.5. CONCLUSIONES

Generales

Una presa es, en cierta forma, un impedimento interpuesto en la corriente para que el agua pase por

debajo de ella. La energía debe disiparse lo suficiente por fricción y otras pérdidas a través de esa

trayectoria, de forma de que salga (aguas abajo de la presa) sin provocar erosión (sifonamiento) que

ponga en riesgo la estructura.

Realizando una comparación general queda establecido que la situación más crítica se presenta en la

situación sin tratamiento, en donde las filtraciones tendrían un recorrido libre en toda la cimentación de la

presa y una longitud de sus líneas de flujo corta; originando de esta manera: perdida de agua y una carga

hidráulica elevada que podría provocar la erosión de los materiales finos en la cimentación de la presa.

Caso contrario ocurre en la situación con tratamiento, en donde se considera una pantalla impermeable

bajo la cimentación de la presa, con la cual se alarga el recorrido de las líneas de flujo, reduciendo de esta

manera el riesgo de sifonamiento y evitando la perdida de agua, garantizando la estanqueidad del

embalse.

Redes de Flujo:

En este análisis se muestra el desarrollo de la carga hidráulica a lo largo de la cimentación generada por

los máximos embalses; el análisis nos indica que la carga hidráulica disminuye a medida que se

profundiza cada vez más en la cimentación y también cuando las líneas de flujo alargan su recorrido,

ahora bien haciendo una comparación para cada situación se puede observar que en la situación con

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proyecto, se logra que el recorrido de estos flujos se alarguen y por ende el caudal de filtración

disminuya.

Velocidad de Descarga:

El recorrido del flujo de agua a través de los diferentes estratos de materiales encontrados bajo la

cimentación de la presa es mayor en las zonas donde existe permeabilidad debido a que el flujo sigue

una ruta sinuosa a través de los vacíos del estrato, caso contrario ocurre en las zonas semipermeables a

impermeables.

La velocidad de descarga también está relacionada con el recorrido de las filtraciones en la cimentación

de la presa, debido a ello al considerar una pantalla de impermeabilización en la cimentación de la presa,

queda establecido que al alargar las líneas de flujo, la velocidad de descarga será mucho menor.

Vectores de Flujo:

Los vectores de flujo generados por el programa Slide, nos muestran el recorrido de las corrientes de

filtraciones bajo la cimentación de la presa y una magnitud aproximada en que estas se desarrollan.

Caudales de Infiltración:

De los resultados obtenidos del análisis de caudal de infiltración, se puede determinar que las filtraciones

disminuyen considerablemente desde perdidas anuales de 5.99 MMC (sin tratamiento) a 0.034 MMC (con

tratamiento) si se considera un tratamiento adecuado de impermeabilización (profundidades de 50

metros) en el cauce de la presa.

2.6. SIFONAMIENTO Y DISTRIBUCION DE LAS SUBPRESIONES EN LA CIMENTACION DE LA PRESA

2.6.1. VERIFICACION DE SEGURIDAD AL SIFONAMIENTO

El fenómeno de tubificación (sifonamiento) se produce cuando se anulan las tensiones efectivas del suelo.

En estas condiciones, un suelo sin cohesión pierde completamente su resistencia al corte y pasa a

comportarse como un fluido.

La tubificación puede erosionar la cimentación de las presas, socavando estas, tanto desde aguas abajo

hacia aguas arriba como a la inversa.

El flujo tiende a ejercer presión sobre las partículas del suelo, y la fuerza de filtración actuante, definida

por unidad de volumen, puede arrastrarlas en el sentido de la corriente.

Las fuerzas que se oponen al arrastre del flujo es la trabazón entre las partículas (estructura) y su

cohesión, pero al emerger aguas abajo de la presa, es el peso sumergido del suelo la principal fuerza en

sentido opuesto, al menos en suelos sin cohesión.

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Levantamiento

En este tipo de tubificación se analizan los “reventones” donde la arena entraría en “ebullición”,

provocando el colapso de la obra si el peso del suelo resultaba insuficiente para contener el movimiento

ascendente del suelo bajo el efecto de la fuerza de filtración, en el momento de alcanzarse un

determinado gradiente, denominado “crítico”.

Se llama gradiente hidráulico crítico al que resulta del perfecto equilibrio entre estas fuerzas,

considerando el peso sumergido del suelo. El gradiente crítico es aproximadamente igual a 1, puesto que

el peso saturado de los suelos es aprox. el doble del peso específico del agua (γsumergido = γsaturado - γagua).

METODOLOGIA DE CÁLCULO

El flujo ascendente disminuye la tensión de las partículas sólidas. Si el gradiente que origina el flujo de

agua es suficientemente grande, puede darse el caso de que la tensión efectiva se anule.

En esta situación en la que se anula la tensión efectiva, la masa de suelo no es capaz de soportar ninguna

tensión vertical y se dice que se encuentra en estado de sifonamiento. En esta situación el agua arrastra

hacia arriba a las partículas sólidas que se encuentra a su paso. Un ejemplo son las arenas movedizas.

El gradiente a partir del que se produce sifonamiento es el gradiente hidráulico crítico.

El sifonamiento (ireal >ic) sólo ocurre en suelos granulares ya que en los finos, las fuerzas de cohesión

mantienen unidas a las partículas en grandes grumos, siendo muy difícil que se produzca este fenómeno.

Existe riesgo de que se produzca sifonamiento en determinadas estructuras hidráulicas como por ejemplo

en el pie del talud aguas abajo de una presa. Para evitar este fenómeno se debe establecer un factor de

seguridad F mayor de 2.

0.2. real

c

i

iF

Siendo ireal =h/L. Gradientes reales del orden de 0,6 - 0,7 no dan problemas pero sí pueden darlo entorno

a 1.

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CONDICION - CON TRATAMIENTO DE IMPERMEABILIZACION

CONDICION - SIN TRATAMIENTO DE IMPERMEABILIZACION

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CONDICION

DE ANÁLISIS

PROFUNDIDAD

DE

EXCAVACION

(m)

hA (m) hB (m) Δ H (m) nE Δ h L (m)

GRADIENTE

HIDRÁULICO

MEDIO

ɣSAT

(TN/m3)

GRADIENTE

HIDRAULICO

CRÍTICO IC

COEFICIENTE

DE

SEGURIDAD

CONDICION

DE

ESTABILIDAD

Sin

Tratamiento7.70 33.24 9.00 24.24 22.00 1.10 1.44 0.77 2.59 1.59 2.08 Aceptable

Con

Tratamiento7.70 33.24 9.00 24.24 23.00 1.05 30.93 0.03 2.59 1.59 46.66 Aceptable

2.6.2. DISTRIBUCION DE LAS SUBPRESIONES EN LA CIMENTACION DE LA PRESA.

En un punto del cimiento de la presa, se denomina “subpresión” a la presión intersticial existente en dicho

punto. En el presente análisis se realizara una “distribución” o ley que proporcione la presión intersticial

en cualquier punto del cimiento de la presa, pudiendo obtenerse matemáticamente valores de las

presiones intersticiales en algunos puntos del cimiento y se supondrá que la variación de presiones

intersticiales entre dos puntos consecutivos es lineal.

En los puntos de intersección de las equipotenciales con el cimiento (ver figuras anteriores), se

proporciona los siguientes valores de la subpresión:

SITUACIÓN

Sin

Tratamiento

Con

Tratamiento

332.40 - 10.n.Δh

UZ =(hA -nΔ h) ɣW

(KN/m2

)

332.40 - 10.n.Δh

Δ h

1.05

1.10

33.24

hA (m)

33.24

nE

23.00

Δ H (m)

24.24

22.00 24.24

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

1.50 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00

315.87 310.36 299.35 288.33 277.31 266.29 255.27 244.25 233.24 222.22 211.20 200.18 189.16 178.15 167.13 156.11 145.09 134.07 123.05 112.04 101.02 90.00

3.22 3.16 3.05 2.94 2.83 2.72 2.60 2.49 2.38 2.27 2.15 2.04 1.93 1.82 1.70 1.59 1.48 1.37 1.25 1.14 1.03 0.92

1.50 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 20.00 21.00 22.00 23.00

316.59 311.32 300.78 290.24 279.70 269.17 258.63 248.09 237.55 227.01 216.47 205.93 195.39 184.85 174.31 163.77 153.23 142.70 132.16 121.62 111.08 100.54 90.00

3.23 3.17 3.07 2.96 2.85 2.74 2.64 2.53 2.42 2.31 2.21 2.10 1.99 1.88 1.78 1.67 1.56 1.46 1.35 1.24 1.13 1.03 0.92

UZ (Kg/cm2

)

PUNTO

Sin

Tratamiento

Con

Tratamiento

n

UZ (KN/m2

)

UZ (Kg/cm2

)

UZ (KN/m2

)

n

2.7. DISEÑO DE LA DESCARGA DE FONDO

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1.0

Tubería: Tubería de Hierro Dúctil N.A.M.O. 3427.24 m.s.n.m.

Q= 4.50 m3/seg Ingreso: Km 0+000 3404.00 m.s.n.m.

Salida: Km 0+610 3398.85 m.s.n.m.

2.0

ΔH= 28.39 m

PN = 0.28 MPa

DN= 1200.00 mm

σ T = 420.00 MPa

FS= 3.00

e R = 1.19 mm

3.0

3.1

Q CAP = 4.50 m3/seg

C C = 0.62

H T = 23.24 m

C V = 0.96

Cd= 0.59

D I = 1.20 m

A= 1.13 m2

Q= 14.18 m3/seg

V 1 = 12.56 m/seg

Q CAP = 4.50 m3/seg

Cd= 0.97

D I = 1.20 m

H T = 22.64 m

A= 1.13 m2

Q= 23.07 m3/seg

V 1 = 20.44 m/seg

A= 1.13 m2

Q CAP = 4.50 m3/seg

V 1 = 3.99 m/seg

Velocidad Hidráulica en la Sección (1)

Parámetros Hidráulicos de Diseño Aceptables

ANÁLISIS EN LAS SECCIONES (0) Y (1)

Área de la Sección de la Tubería

Mínimo Caudal Requerido para el Sistema

Velocidad Hidráulica en la Sección (1)

DIMENSIONAMIENTO PRELIMINAR DE LA CONDUCCION

Resistencia Mínima a la Tracción

Diámetro Nominal Comercial

Factor de Seguridad de Diseño

Estableciendo Condiciones a Sección Llena

Área de la Sección de la Tubería

Considerandose como Orificio

Parámetros Hidráulicos de Diseño Aceptables

Mínimo Caudal Requerido para el Sistema

Coeficiente de Contracción

Carga Hidráulica Sobre el Ingreso de la Tubería

DISEÑO HIDRAULICO DE LA TUBERIA A PRESION - CORA CORA

CARACTERISTICAS DE LA LINEA DE CONDUCCION AGUAS ARRIBA:

DIMENSIONAMIENTO PRELIMINAR DE LA TUBERIA

Con la información topográfica del perfil del terreno y perfil de la linea de conducción, se procede con el dimensionamiento

previo y con ello cumplir lo requisitos hidraulicos necesarios

Mínimo Espesor Requerido

Desnivel de Caída Total

Presión Nominal de Trabajo

Área de la Sección de la Tubería

Coeficiente de Velocidad

Coeficiente de Descarga

Diámetro Interno de la Tubería

CALCULO HIDRAULICO DEL INGRESO A LA DESCARGA DE FONDO

Considerandose como Compuerta

Velocidad Hidráulica en la Sección (1)

Mínimo Caudal Requerido para el Sistema

Coeficiente de Descarga

Diámetro Interno de la Tubería

Carga Hidráulica Sobre el Ingreso de la TuberíaTgHCdAQ 2

TgHCdAQ 2

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3.2

Y= 1.00E-06 m2/seg

Re= 4.77E+06

ê = 1.00E-03 m

8.34E-04

f= 0.019

L= 609.62 m

hf= 7.769 m

C= 120

hf= 6.150 m

n= 0.012

hf= 6.965 m

hf= 7.769 m

A R = 3.40 m

H R = 3.25 m

A B = 11.05 m2

t= 0.025 m

SV

= 0.10 m

q 90.00 °

Cf= 2.42

Kr= 0.389

Vr= 0.41 m/seg

hR = 0.0033 m

t= 0.025 m

Vr= 0.41 m/seg

q 90.00 °

α 23.41 °

SV

= 0.10 m

hR = 0.017 m

SH= 0.80 m

N V = 27.00

N H = 3.06

A N = 8.56 m2

A B = 11.05 m2

Vr= 0.41 m/seg

Kr= 0.502 m

hR = 0.0042 m

hR = 0.008 m

h= 7.777 m

Pérdida por Fricción

Número de Barras Horizontales en la Rejilla

Ancho de la Estructura de Soporte de la Rejilla

Altura de la Estructura de Soporte de la Rejilla

Area Bruta de la Estructura de la Rejilla

Espesor de las Barras de Rejilla

Espaciamiento Vertical entre las Barras de la Rejilla

Angulo de Inclinación de la Rejilla con la horizontal

Método de Kirschmer (Para rejillas parcialmente sumergidas y flujo normal al plano)

CALCULO DE LA PERDIDA DE CARGA POR INGRESO AL BOCAL DE INGRESO A TUBERIA A PRESION (REJILLA):

Cálculo de la Pérdida de Carga Promedio por Rejilla

Viscosidad del Agua a 20°C de Temperatura

Número de Reynolds

DETERMINACION DE LAS PERDIDAS DE CARGA

PERDIDA DE CARGA POR FRICCION EN LA LINEA DE LA TUBERIA

Area Neta de Paso entre las Barras

Rugosidad Absoluta del Material del Tubo

Relación de Rugosidad Relativa

Asumiendo Factor de Fricción

Longitud de la Tubería

Pérdida por Fricción

Coeficiente de Pérdida de Hazen - W lliams

Pérdida por Fricción

Coeficiente de Pérdida de Manning

Espaciamiento Horizontal entre las Barras de la Rejilla

Número de Barras Verticales en la Rejilla

Método de Creager (Para Rejillas Completamente Sumergidas)

Pérdida de Carga por Rejilla Asumida

Velocidad de Llegada sobre la Rejilla Aceptable

Ángulo de Ingreso ó Desviación Frontal

Espaciamiento Vertical entre las Barras de la Rejilla

Pérdida de Carga por Rejilla Sumergida

Espesor de las Barras de Rejilla

Angulo de Inclinación de la Rejilla con la horizontal

Velocidad de Llegada sobre la Rejilla Aceptable

Método de Houk (U.S.B.R.)

Velocidad de Llegada sobre la Rejilla Aceptable

Según Darcy - W eibasch:

Según Hazen - W illiams:

Considerando el valor más crítico:

Según Chezy - Manning:

Coeficiente que Depende de la Forma de la Barra de la Rejilla

Coeficiente de Pérdida por Rejilla Parcialmente Sumergida

PERDIDA DE CARGA TOTAL

Pérdida de Carga Total

Pérdida de Carga por Rejilla Parcialmente Sumergida

Area Bruta de la Estructura de la Rejilla

Coeficiente de Pérdida por Rejilla Completamente Sumergida

Pérdida de Carga por Rejilla Sumergida

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Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 47

CONSORCIO PARINACOCHAS

3.3

ΔH= 28.39 m

h= 7.777 m

ΔH= 20.609 m

ΔH= 20.609 m.c.a.

ΔH= 2.02 bar

ΔH= 1.99 atm

ΔH= 202045.96 Pa

ΔH= 29.30 PSI

3.4

ELEVACIÓN

m.s.n.m. VELOCIDAD MAX. (m/seg) CAUDAL MÁX. (m3/seg) VELOCIDAD MAX. (m/seg) CAUDAL MÁX. (m3/seg)

3427.24 12.56 14.18 20.44 23.07

3427.00 12.50 14.11 20.34 22.95

3426.00 12.22 13.79 19.88 22.43

3425.00 11.93 13.46 19.41 21.90

3424.00 11.63 13.13 18.92 21.36

3423.00 11.33 12.79 18.43 20.80

3422.00 11.02 12.44 17.92 20.23

3421.00 10.70 12.08 17.40 19.64

3420.00 10.37 11.71 16.86 19.03

3419.00 10.03 11.32 16.30 18.40

3418.00 9.68 10.93 15.73 17.75

3417.00 9.32 10.51 15.13 17.08

3416.00 8.94 10.09 14.51 16.37

3415.00 8.54 9.64 13.86 15.64

3414.00 8.12 9.17 13.17 14.87

3413.00 7.68 8.67 12.45 14.06

3412.00 7.22 8.15 11.69 13.19

3411.00 6.73 7.59 10.87 12.27

3410.00 6.19 6.99 9.98 11.27

3409.00 5.61 6.33 9.01 10.17

3408.00 4.96 5.60 7.92 8.94

3407.00 4.22 4.77 6.66 7.51

3406.00 3.34 3.77 5.08 5.74

3405.00 2.19 2.48 2.72 3.07

3404.00 0.00 0.00 0.00 0.00

Carga Total Aplicable

CARGA APLICABLE A LA CONDUCCION A PRESION

COMPUERTA ORIFICIO

EVALUACION DE LA VELOCIDAD Y CAUDALES EN LAS SECCIONES (0), (1) Y (2)

Evaluación de la Velocidad y Caudales entre las Secciones (0) y (1)

Carga Total Disponible

Pérdida de Carga Total

Carga Total Aplicable

Carga Total Aplicable

Carga Total Aplicable

Carga Total Aplicable

Carga Total Aplicable

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ELABORACIÓN DE EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO:

“AMPLIACIÓN DE LA PRESA ANCASCOCHA Y

AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA

Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 48

CONSORCIO PARINACOCHAS

ELEVACIÓN

m.s.n.m. VELOCIDAD (m/seg) CAUDAL (m3/seg) VELOCIDAD (m/seg) CAUDAL (m3/seg)

3427.24 21.35 24.10 23.60 26.64

3427.00 21.24 23.98 23.50 26.53

3426.00 20.78 23.45 23.08 26.05

3425.00 20.30 22.91 22.65 25.57

3424.00 19.81 22.36 22.21 25.07

3423.00 19.31 21.79 21.77 24.57

3422.00 18.79 21.21 21.31 24.05

3421.00 18.26 20.61 20.85 23.53

3420.00 17.72 20.00 20.37 22.99

3419.00 17.16 19.36 19.88 22.44

3418.00 16.57 18.71 19.38 21.88

3417.00 15.97 18.03 18.87 21.30

3416.00 15.34 17.32 18.34 20.70

3415.00 14.69 16.58 17.80 20.09

3414.00 14.01 15.81 17.24 19.46

3413.00 13.29 15.00 16.66 18.81

3412.00 12.53 14.14 16.06 18.13

3411.00 11.72 13.23 15.44 17.43

3410.00 10.85 12.25 14.79 16.69

3409.00 9.90 11.18 14.11 15.93

3408.00 8.86 10.00 13.40 15.12

3407.00 7.67 8.66 12.64 14.27

3406.00 6.26 7.07 11.84 13.37

3405.00 4.43 5.00 10.98 12.40

3404.00 0.00 0.00 10.05 11.34

BERNOULLI (0) - (1) BERNOULLI (0) - (2)

CURVA VELOCIDAD / CAUDAL (SECCION 01)

Estableciendo Principio de la Conservación de la Energía - Bernoulli

Evaluación de la Velocidad y Caudales entre las Secciones (0), (1) y (2)

0.002.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.0022.0024.00

3,400.00

3,405.00

3,410.00

3,415.00

3,420.00

3,425.00

3,430.00

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00 20.00 22.00 24.00

CAUDAL (m3/seg)

ELEV

AC

N (m

.s.n.m

.)

VELOCIDAD (m/seg)

CAUDAL

VELOCIDAD

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ELABORACIÓN DE EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO:

“AMPLIACIÓN DE LA PRESA ANCASCOCHA Y

AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA

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Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 49

CONSORCIO PARINACOCHAS

3.4

ρ= 1000.00 Kg/m3

E L = 2050000000.00 N/m2

E M = 170000000000.00 N/m2

D I = 1.20 m

e R = 0.0012 m

a= 395.09 m/s

Δ V= 13.79 m/s

TC= 5.00 seg

TR = 3.09 seg

Considerar Sobrepresión Caso 02

Δ H1= 555.50 m.c.a.

Δ H2= 342.85 m.c.a.

Δ H= 342.85 m.c.a. =33.61 bar Sobrepresión para análisis

4.0

ΔH= 36.40 Bar

PN = 3.64 MPa

DN= 1200.00 mm

σ T = 420.00 MPa

FS= 3.00

e R = 15.40 mm

Celeridad de la Onda

Mínimo Espesor Requerido

CURVA VELOCIDAD / CAUDAL (SECCION 02)

Densidad del Líquido

Módulo de Elasticidad del Líquido

Módulo de Elasticidad del Material

Diámetro Interior de la Tubería

Presión Máxima frente la Presión Estática Normal (Sobrepresión) - Caso 01

Tiempo Crítico de Cierre de Válvulas

Considerando la variación rápida de la velocidad del caudal

Presión Máxima frente la Presión Estática Normal (Sobrepresión) - Caso 02

EVALUACION DE LA SOBRE PRESION (GOLPE DE ARIETE)

Valor Absoluto de la diferencia entre las velocidades antes y después del golpe de ariete

Mínimo Espesor Requerido

Considerando una variación lineal de la velocidad del caudal en función del tiempo.

Tiempo Requerido de Cierre de Válvulas

CALCULO DEL ESPESOR MINIMO DE TRABAJO EFECTIVO DE LA TUBERIA

Carga Total Incluyendo Sobrepresión

Presión de Trabajo Efectivo

Diámetro Nominal Comercial

Resistencia Mínima a la Tracción

Factor de Seguridad de Diseño

0.005.0010.0015.0020.0025.0030.00

3,400.00

3,405.00

3,410.00

3,415.00

3,420.00

3,425.00

3,430.00

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00

CAUDAL (m3/seg)

ELEV

AC

N (m

.s.n.m

.)

VELOCIDAD (m/seg)

CAUDAL

VELOCIDAD

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“AMPLIACIÓN DE LA PRESA ANCASCOCHA Y

AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA

Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 50

CONSORCIO PARINACOCHAS

2.8. DISEÑO DEL ALIVIADERO DE DEMASÍAS

2.8.1. FUNCION

La función de los aliviaderos en las presas es dejar pasar los caudales excedentes que puedan producirse

en las temporadas de lluvias, considerando para ello los periodos de retorno para máximas avenidas.

El cálculo de la capacidad de evacuación del aliviadero es de gran importancia en las presas de tierra y en

las de enrocado, que tienen el riesgo de ser destruidas si son rebasadas; mientras que, las presas de

concreto pueden soportar un rebasamiento moderado.

Además el aliviadero debe estar localizado de manera tal que las descargas no erosionen ni socaven el

talón aguas debajo de la presa. La superficie que forma el canal de descarga del vertedero debe ser

resistente a velocidades erosivas creadas por la caída desde la superficie del vaso a la del agua de

descarga, y generalmente, es necesario algún medio para la disipación de la energía al pie de la caída.

2.8.2. CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO HIDRAULICO DEL ALIVIADERO

Los tipos de aliviaderos se clasifican de acuerdo a sus características más importantes, ya sea con respecto

al sistema de control, al sistema de descarga, o a otro componente. Con frecuencia se clasifican en

controlados o sin control, según tengan o no compuertas. Comúnmente se clasifica como los de descarga

libre (caída recta), de canal lateral, de canal abierto (de poca o mucha pendiente), de conducto de túnel,

de boca de caída (pozo o embudo), de alcantarilla o de sifón. Para el caso que nos corresponde se ha

adoptado un aliviadero en su inicio con un vertedero tipo Creager, sin control y de descarga libre, de

sección rectangular en su rápida, considerándose asi mismo una poza disipadora con sus respectivos

cuencos amortiguadores.

2.8.3. MEMORIA DE CÁLCULO

Para el cálculo del Tirante Normal del vertedero, se consideró un caudal de máximas avenidas laminado

de 111.06 m3/seg, para un periodo de retorno de 10,000 años, el aliviadero constará de los siguientes

componentes: vertedero tipo Creager, rápida y una poza de disipadora con sus respectivos cuencos

amortiguadores.

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ELABORACIÓN DE EXPEDIENTE TÉCNICO DEL PROYECTO:

“AMPLIACIÓN DE LA PRESA ANCASCOCHA Y

AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA

Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 51

CONSORCIO PARINACOCHAS

1.0

L C= 20.00 m Longitud del Vertedero

P= 25.89 m Altura del Vertedero

Z= 0.00 Talud de los Muros Laterales en el Vertedero

H = 1.98 m Carga sobre el Vertedero

n= 0.00 Número de Contracciones

Cd= 2.00 Coeficiente de Descarga

Q C= 111.06 m3/seg Caudal que Fluye por el Vertedero

H MURO = 30.89 m Altura de los Muros de Encauzamiento en el Vertedero

BL V = 5.00 m Borde Libre en el Encauzamiento del Vertedero

N.A.M.O.= 3427.24 msnm Nivel de Agua Máximo Ordinario

N.A.M.E.= 3429.21 msnm Nivel de Agua Máxima Extraordinaria

EL. MURO= 3432.24 msnm Elevación del Muro de Encauzamiento en el vertedero

2.0 CALCULO DE LA CRESTA DEL AZUD

La sección de la Cresta del Azud, cuya forma se aproxima a la superficie inferior de la lámina vertiente que

sale por el vertedor, constituye la forma ideal para obtener óptimas descargas, dependiendo de la carga y de

la inclinación del paramento aguas arriba de la sección.

Ecuación para el gráfico de la curva aguas arriba:

En las que "K" y "n", son constantes.

DISEÑO HIDRAULICO DEL ALIVIADERO DE DEMASÍAS

CALCULO DEL TIRANTE SOBRE LA CRESTA DEL VERTEDERO

Se considera el vertedero como del tipo de Creager

n

oo H

XKx

H

Y

2

3

)1.0( HnHLCQ CdC

12

3

4

5

6

7

8

9

10

NAMO

P

yc

xc

Y

X

H

NAME

y1

B1

V

H

1.0

1.5

R

2.1

2.2

DETERMINACION DEL CAUDAL UNITARIO:

5.55 m3/s/m

0.20 m/seg

VELOCIDAD DE LLEGADA:

C

C

L

Qq

PH

qV

2.3

0.00 m.

CARGA DE VELOCIDAD:

g

VhV

2

2

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AFIANZAMIENTO DEL VALLE DE YAUCA

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Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 52

CONSORCIO PARINACOCHAS

2.4

1.97 m.

2.5

0.00 K= 0.5

Talud: Vertical n= 1.873

2.6

X (m) Y (m)

0.000 0.000

0.100 -0.004

0.300 -0.029

0.500 -0.075

0.700 -0.141

0.900 -0.227

1.100 -0.330

1.300 -0.451

1.500 -0.590

1.700 -0.746

1.900 -0.918

2.100 -1.108

2.300 -1.313

2.460 -1.519

2.620 -1.725

2.780 -1.931

0.800 1.000

0.200 0.206

0.160 0.206

2.7

Con la relación hv/H: 0.00 Ingresamos a los monogramas, de donde se obtiene:

X c /H= 0.284 X c = 0.56 m

Yc /H= 0.126 Y c = 0.25 m

R 1 /H= 0.530 R 1 = 1.05 m

R 2 /H= 0.233 R 2 = 0.46 m

Ajustando el Perfil con el talud de la caja del canal colector en el inicio de su trazado.

DETERMINACION DE "K" y "n":

UBICACIÓN DE LOS ELEMENTOS PARA EL DIBUJO DE LA CURVATURA AGUAS ARRIBA:

ALTURA DE AGUA ANTES DEL REMANSO DE DEPRESION (he):

VALORES PARA DIBUJAR EL PERFIL AGUAS ABAJO: PERFIL CREAGER

-2.00

-1.80

-1.60

-1.40

-1.20

-1.00

-0.80

-0.60

-0.40

-0.20

0.00

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50

PERFIL CREAGER

Ve hHh

H

hV

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Informe 3. Estudios Básicos y Complementarios

Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 53

CONSORCIO PARINACOCHAS

3.0

3.1

Q CAP = 111.06 m3/seg

dc= 1.46 m

B 4 = 20.00 m

Z= 0.00 m

A C= 29.30 m2

TC= 20.00 m

Q= 111.06 m3/seg

Q CAP = 111.06 m3/seg

A C= 29.30 m2

V C= 3.79 m/seg

dn= 1.98 m

An= 39.51 m2

Vn= 2.81 m/seg

dc= 1.46 m

V C= 3.79 m/seg

he= 0.066 m

2.38 m 2.26 m

Parámetros Hidráulicos de Diseño Aceptables

Calculando la Velocidad Crítica

Caudal a Evacuar por la Rápida

Método 01: Estableciendo la Fórmula de la Fuerza Específica.

Tirante Crítico en la Sección de Control

Ancho de la Base en la Sección de Control

Talud en la Sección de Control

Área Hidráulica en la Sección de Control

Espejo de Agua en la Sección de Control

Caudal a Evacuar por la Rápida

Área Hidráulica en la Sección de Control

Velocidad Crítica en la Sección de Control

DISEÑO DE LA SECCION DE CONTROL

Velocidad Crítica en la Sección de Control (0)

Tirante Normal en el Canal de Entrada (-1)

Velocidad en el Canal de Entrada (-1)

Método 02: Estableciendo Bernoulli entre la entrada del canal (-1) y la sección de control (0)

Área Hidráulica Normal en el Canal de Entrada (-1)

DISEÑO HIDRAULICO DE LA RAPIDA

Valores Aceptables

Tirante Crítico en la Sección de Control (0)

Suma de las pérdidas de carga

Comprobando Igualdad

hvn

dn

hvc

he

dcso

0-1

21

23

21

T

AgQ

C

CA

QV

heg

Vcdc

g

Vndn

22

22

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Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 54

CONSORCIO PARINACOCHAS

3.2

Q CAP = 111.06 m3/seg

B 3 = 20.00 m

Z= 0.00

n= 0.017

S= 1.2500 m/m

y3 = 0.23 m

A= 4.58 m2

T= 20.00 m

P= 20.46 m

R= 0.22 m

V= 24.25 m/seg

E= 30.20 m-Kg/Kg

Re= 5410539.38

Tipo de Flujo= Turbulento

F= 16.18

Estado Flujo= Supercrítico

Q CAP = 111.06 m3/seg

H MURO = 1.50 m

BL R = 1.27 m

Ancho del Canal de la Rápida

Talud del Canal

Coeficiente de Manning

Pendiente de la Rápida

Tirante Normal

Área Hidráulica

Altura del Muro de Encauzamiento de la Rápida

Espejo de Agua

Perímetro Mojado

Rádio Hidráulico

Velocidad Media

Energía de Continuidad

Número de Reynolds

Número de froude

Parámetros Hidráulicos de Diseño Aceptables

DISEÑO HIDRAULICO DE LA RÁPIDA

Caudal a Evacuar por la Rápida

Borde Libre

y4

1

Z

BLR

B4

SECCION TIPO

RAPIDA

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OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 55

CONSORCIO PARINACOCHAS

4.0 DISEÑO HIDRAULICO DE LA POZA DE AMORTIGUACION

0

dC

hvc

Z0

Z1

d1

d2

P

dNS

B3

1 2

HPOZA

L

4.1

COTA 1= 3427.24 msnm

COTA 2= 3394.00 msnm

dc= 1.46 m

hVC= 0.73 m

Z 0 = 33.24 m

P= 1.00 m

Q CAP = 111.06 m3/seg

B 4 = 20.00 m

Z= 0.00

d 1 = 0.21 m

d 1 = 0.21 m

COTA 1= 3427.24 msnm

COTA 2= 3394.00 msnm

dc= 1.46 m

hVC= 0.73 m

Z 0 = 33.24 m

P= 1.00 m

Z 1 = 36.23 m

V 1 = 26.66 m/seg

A 1 = 4.17 m2

0.00 = 0.00 d1 + 20.00 d1 - 4.17

d 1 = 0.21 m

Resolviendo la Ecuación (Solo si la Sección en Análisis es Rectangular):

Resultado Considerando una Sección Rectangular

Profundidad de la Poza de Amortiguación

Cota de Inicio de Caída

Cota de Fin de Caída

Altura Total de Caída en la Sección de Control (0)

Tirante Conjugado Menor

Tirante Crítico en la Sección de Control (0)

Carga de la Velocidad Crítica en la Sección de Control (0)

Altura Total de Caída en la Sección (1)

Ancho de la Base en la Sección de Control

Talud del Canal

Tirante Conjugado Menor

Cota de Inicio de Caída

Cota de Fin de Caída

Tirante Crítico en la Sección de Control (0)

Carga de la Velocidad Crítica en la Sección de Control (0)

Altura Total de Caída en la Sección de Control (0)

Profundidad de la Poza de Amortiguación

DETERMINACION DEL TIRANTE CONJUGADO MENOR "d1"

Método 01: Estableciendo el Principio de Conservación de la Energía. De acuerdo a este principio, la altura de energía total en

la sección (0) debe de ser igual a la altura de energía en la sección (1)

Método 02: Estableciendo Bernoulli entre la Sección (0) y la Sección (1)

Área Hidráulica en la Sección (1)

Estableciendo la siguiente ecuación:

Caudal a Evacuar por el canal colector

Velocidad en la Sección (1)

110 dZPZhvcdc

2114

2

10 AdBzd

2

2

102gA

QdPZdchvc

0

dC

hvc

Z0

Z1

d1

d2

P

dNS

B3

1 2

HPOZA

L

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Estudio de Diseños - Presa Ancascocha

OH1554-IN03-AX08.1-Ed01 56

CONSORCIO PARINACOCHAS

4.2

d 1 = 0.21 m

V 1 = 26.66 m/seg

d 2 = 5.39 m

d 2 = 5.69 m

A 1 = 4.17 m2

Q CAP = 111.06 m3/seg

Z 1 g 1 = 0.10

A 2 = 113.74 m2

Z 2 g 2 = 2.56

0.00

4.3

Q CAP = 111.06 m3/seg

B 3 = 20.00 m

Z= 0.00

n= 0.017

S= 0.0010 m/m

d NS= 2.08 m

A= 41.57 m2

T= 20.00 m

P= 24.16 m

R= 1.72 m

V= 2.67 m/seg

E= 2.44 m-Kg/Kg

Re= 4581952.79

Tipo de Flujo= Turbulento

F= 0.59

Estado Flujo= Subcrítico

Q CAP = 111.06 m3/seg

H POZA= 6.00 m

BL P = 3.92 m

Área Hidráulica en la Sección (1)

Caudal a Evacuar por el Sistema

Área Hidráulica en la Sección (2)

Tirante Conjugado Mayor

DETERMINACION DEL TIRANTE CONJUGADO MAYOR "d2"

Método 02: Estableciendo el método de la fuerza específica o función momentum (Sección Trapezoidal)

Método 01: Considerando una sección rectangular

Tirante Conjugado Menor

Velocidad en la Sección (1)

Tirante Conjugado Mayor

Centro de Gravedad de la Sección (1)

Centro de Gravedad de la Sección (2)

ESTIMANDO EL TIRANTE NORMAL DE SALIDA DE LA POZA DE AMORTIGUACION

Caudal en Entrega al Río

Ancho de la Poza de Amortiguación

Talud

Coeficiente de Manning

Pendiente de Entrega al Río

Tirante Normal Estimado

Área Hidráulica

Espejo de Agua

Perímetro Mojado

Rádio Hidráulico

Velocidad Media

Energía de Continuidad

Número de Reynolds

Número de froude

Parámetros Hidráulicos de Diseño Aceptables

Altura del Muro de Encauzamiento en la Poza de Amortiguación

Borde Libre

1

2

11

32 db

dbdZg

111

1

2

222

2

2

0 gZAgA

QgZA

gA

Q

1

2

112 811

2 gd

Vdd

4.4

F= 18.65

Se presenta un salto oscilante. Se producen ondas que causan daños a bancas de tierra y

enrocados de protección. Se Requiere un Tanque Amortiguador Tipo IV

VERIFICANDO CONDICIONES DEL SALTO

Si F = 1

Si 1 < F < 1.7

Si 1.7 < F < 2.5

Si 2.5 < F < 4.5

Si 4.5 < F < 9.0

Si F = 9.0 a mayor

Tipos de Salto Hidráulico según el Número de Froude:

El Flujo es crítico, no se forma ningún salto. No se Requiere Tanque Amortiguador.

La superficie del agua muestra ondulaciones y se presenta un salto ondulatorio. No se

Requiere Tanque Amortiguador.

Se presenta un salto débil. La velocidad se muestra uniforme y la pérdida de energía es

baja. Se Requiere un Tanque Amortiguador Tipo I

Se produce un salto permanente o estable. El resalto se encuentra bien balanceado y el

rendimiento en la disipación de energía es la mejor, variando entre 45% y el 70%. Se

Requiere un Tanque Amortiguador Tipo III

Se produce un salto fuerte. La acción del salto es brusca pero efectiva debido a que la

disipación de energía puede alcanzar el 85%. Se Requiere un Tanque Amortiguador Tipo II

Número de Froude

Considerar un Tanque Amortiguador Tipo II

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d 1 = 0.21 m

d 2 = 5.39 m.

d NS= 2.08 m.

Tirante Conjugado Menor

Tirante Conjugado Mayor

Tirante Normal en la Entrega al Río

Verificando el Resalto considerando 03 posibles casos:

Verificando Resultados, según la ubicación del salto:

Si dns = d 2

Se Produce un Salto Corrido, Considerar Cuencos Amortiguadores

Si dns > d 2

Salto Claro, el salto hidráulico se presentará al pie de la caída. Se requiere estructuras

para controlar su posición. Considerar cuencos amortiguadores.

Salto Corrido, la profundidad de la Poza es insuficiente para detener el agua, el salto

hidráulico se presentará aguas abajo de la corriente y no se elimina. No es recomendado.

Considerar cuencos amortiguadores.

Salto Ahogado, el resalto hidráulico se sumerge y se produce antes del pie de la caída.

Salto Ideal

Si dns < d 2

CUENCO AMORTIGUADOR TIPO II

Este tipo se desarrollo para cuencos disipadores de uso común en vertederos de presas altas y de presas de

tierra y para estructuras de canales grandes. El cuenco contiene bloques en la rápida del extremo aguas arriba y

un umbral dentado cerca del extremo aguas abajo. No se utilizan bloques de impacto debido a que las

velocidades relativamente altas que entran al resalto puedan causar cavitación en dichos bloques.

DESCRIPCION:

ANGULO DEL PERFIL DE PRESIONES PARA LA PROFUNDIDAD CONJUGADA

Para Froude= 18.65

4.10

d 2= 5.39 m

L= 22.10 m

d 1= 0.21 m d 2= 5.39 m

S 1= 0.21 m S 2= 0.81 m

W 1= 0.21 m W 2= 0.81 m

h1= 0.21 m h2= 1.08 m

L= 22.10 m Umbral= 0.11 m

Longitud del Resalto

DISEÑO DEL CUENCO AMORTIGUADOR

2d

L

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3. CONCLUSIONES

ESTABILIDAD

Habiendose revisado el estudio geotécnico y vistas las diferencias identificadas a partir del ensayo en

muestra producto del sondeo diamantino (que es muy puntual), y por la geofísica (que es más general

porque abarca mayor cantidad de terreno al tránsito de las ondas), y siendo esta información de la

cimentación de la presa muy importante y determinante en lo que a la estabilidad de la presa se refiere,

es que los valores asumidos en el diseño de la presa son los resultantes de laboratorio de las muestras

aplicadas a los testigos del sondeo diamantino P-09, ya que en estos habría todo el respaldo técnico

necesario (método directo) para poder ser asumidas en la memoria de calculo del diseño de la presa.

En atención a los resultados del cálculo puede concluirse que la estabilidad de la presa presenta

problemas, estableciéndose que:

- Para el presente análisis se ha considerado los resultados de métodos directos (sondeos

diamantinos) en lo que a caracterización geotécnica se refiere.

- La presa no es estable a deslizamiento debido a condiciones inadecuadas presentes respecto a

sus parámetros geotécnicos.

- La presa no es estable al Volteo Aguas Abajo, debido a las circunstancias descritas en la

conclusión anterior.

- La presa es estable a la Flotación generada por los esfuerzos de la subpresión ya que en el diseño

actual de la presa se ha considerado una estructura de drenaje adecuada para aliviar estos

efectos.

CAPACIDAD PORTANTE

Según los resultados obtenidos, en las profundiades donde se fundara la presa (7 a 8 metros), se obtuvo

valores de carga trasmitida por el cuerpo de la presa hacia la cimentación en el orden de 7.74 a 7.80

Kg/cm2 y por contraparte también se obtuvieron valores de capacidad admisible de la cimentación en el

orden de 3.81 a 4.20 Kg/cm2, con lo cual se evidencia que en la zona en donde se fundara la presa, existe

baja capacidad portante, originándose con ello un alto incide de ocurrencia de asentamientos.

Para lograr obtener valores de capacidad portante aceptables, la presa se debería de fundar hasta los 19

metros de profundidad, situación inviable debido a la cercanía de la presa existente.

En relación al nivel de fundación de la presa (7 a 8 metros) la profundidad de excavación que se debiera

alcanzar para fundar la presa en el cauce del rio de manera segura pero que a su vez se encuentra

condicionado principalmente a la cercanía de la presa existente con la presa proyectada (alrededor de 60

metros), es decir, a mayor profundidad de excavación, los taludes de corte que se generarían para

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estabilizar la zona de excavación afectarían considerablemente la cimentación de la presa existente

originándose consecuentemente la inestabilidad de esta.

FILTRACIONES:

Condiciones

Aguas Arriba 0.13206934 m3/seg 132.06564696 lt/seg 4164938.86 m3/año 4.164939 MMC

Aguas Abajo 0.18988600 m3/seg 189.88068524 lt/seg 5988244.96 m3/año 5.988245 MMC

Condiciones

Bajo las Inyecciones 0.00033232 m3/seg 0.33231281 lt/seg 10480.11 m3/año 0.010480 MMC

Despues de las Inyecciones 0.00074288 m3/seg 0.74285960 lt/seg 23427.48 m3/año 0.023427 MMC

Aguas Abajo 0.00107452 m3/seg 1.07448934 lt/seg 33886.04 m3/año 0.033886 MMC

RESULTADO - CALCULO DE FILTRACIONES SIN TRATAMIENTO

Caudal de Perdida Bajo la Presa Caudal de Perdida Anual

RESULTADO - CALCULO DE FILTRACIONES CON TRATAMIENTO

Caudal de Perdida Bajo la Presa Caudal de Perdida Anual

De los resultados obtenidos del análisis de caudal de infiltración, se puede determinar que las filtraciones

disminuyen considerablemente desde perdidas anuales de 5.99 MMC (sin tratamiento) a 0.034 MMC (con

tratamiento) si se considera un tratamiento adecuado de impermeabilización (profundidades de 50

metros) en el cauce de la presa.

PROCESO CONSTRUCTIVO:

Con respecto al proceso constructivo de esta se pudieron identificar los siguientes problemas potenciales:

La cimentación de la presa proyectada se encontrara 60 metros aguas abajo de la presa existente

y a los 7.70 metros en profundidad promedio (Eje de Presa), por tal motivo se estima que al iniciar

los trabajos de movimiento de materiales en la cimentación de la presa, se encontraran materiales

muy saturados, plásticos y alterados que aumentarían el riesgo de colapso de los taludes

perfilados en toda la cimentación de la presa proyectada y no solo eso, sino que se debilitaría las

propiedades de resistencia de la presa existente, lo que consecuentemente obligaría por

seguridad durante todo el proceso constructivo al vaciado de la presa existente antes de iniciar

con los respectivos trabajos.

De generarse por seguridad constructiva este vaciado de la presa, se tendría un serio problema

con los usuarios en la parte baja, ya que se les condicionaría la dotación de agua para sus

cultivos, que en muchos casos son para consumo propio.

Según lo que se pudo observar en campo, la cimentación de la presa en su sector bajo (cauce de

río), se encuentra muy saturado de agua proveniente no solo por las filtraciones originadas por el

fracturamiento y/o del cuerpo de la presa existente, sino que también los las filtraciones bajo la

misma presa, el cual es un indicador que se deberá de tener las previsiones del caso para atenuar

estas filtraciones durante el periodo constructivo de la presa proyectada.

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Se deberá de considerar realizar mayor investigación del subsuelo por métodos directos (sondeos

diamantinos) en lugares cercanos al eje propuesto en el estudio de factibilidad a fin de evaluar y

proyectar la ubicación de una nueva cerrada con las condiciones geotecnicas adecuadas.

DIMENSIONAMIENTO RESUMEN DE LA PRESA

Tipo de Presa Concreto a Gravedad

Altura Total con Respecto a su Cimentación (Eje de Presa) 38.24 m

Altura Total con Respecto al terreno Natural (Eje de Presa) 30.54 m

Resistencia del Concreto (Cuerpo de Presa) 175 Kg/cm2

Ancho de Corona 5.00 m

N.A.M.O. 3427.237 m.s.n.m.

N.A.M.E. 3429.21 m.s.n.m.

N.A.M.I. 3404 m.s.n.m.

Nivel de Corona 3432.237 m.s.n.m.

Borde Libre 5.00 m

Volumen Total 82.48 MMC

Volumen Util 59.98 MMC

Volumen Muerto 22.5 MMC

Talud Aguas Arriba 1.0V:0.1H

Talud Aguas Abajo 1.0V:0.8H

Coeficiente Sísmico Extremo (T=1000 años) 0.48g

Coeficiente Sísmico de Proyecto (T=1000 años) 0.24g

Tipo de Aliviadero Sin Control

Vertedero Lateral

Tipo de Material Concreto Armado f´c=280 Kg/cm2

Caudal de Diseño (laminado, T=10,000 años) 111.06 m3/seg

Ancho de Verdero 20.00 m

Componentes Vertedero, Rápida y Poza de Amortiguación

Tipo de Tubería Hierro Dúctil

Diámetro Nominal 1200 mm

Espesor Mínimo de Tubería 15.40 mm

Presión Nominal de Trabajo 2.78 Bar

Presión de Trabajo Efectivo (sobrepresión) 36.40 Bar

Longitud de Tubería 610.00 m

Mínimo Caudal Requerido 4.50 m3/seg (Cora Cora)

1.50 m3/seg (Chaviña), 4.52 m3/seg (Yauca)

Máximo Caudal de descarga (a presión) 26.64 m3/seg

Mínimo Caudal de Descarga (a presión) 11.34 m3/seg

DIM

EN

SIO

NA

MIEN

TO

D

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