5
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%.
No se encontr el nivel fretico.
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%.
No se encontr el nivel fretico.
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.
No se encontr el nivel fretico.
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%.
No se encontr el nivel fretico.
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)
Entre 0.00 m y 1.20 m se encuentra grava pobremente gradada
(GP), con arena color marrn, hmeda, ligeramente compacto. Las
gravas son subredondeadas a subangulosas.
La gravedad especifica del agregado grueso es 2.601gr/cc. y del
agregado fino es 2.617 gr/cc.
La durabilidad del agregado grueso fue de 8.83 % de prdida y del
agregado fino de 13.83 % de prdida. El desgaste por abrasin fue de
29.5%.
No se encontr impurezas orgnicas.
Se encontr el nivel fretico a los 0.80 m. de profundidad.
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:
CLASIFICACION GEOMECANICA - RMR - Bieniawski, 1989
Parmetros de ClasificacinValoracin
1. Resistencia de la roca intacta12
2. Calidad de la roca - RQD13
3. Espaciamiento de discontinuidades12
4. Condicin de las discontinuidades20
5. Agua Subterrnea15
B. Ajuste de la valoracin por orientacin de las discontinuidades
(para taludes)-15
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:
CLASIFICACION GEOMECANICA - RMR - Bieniawski, 1989
Parmetros de ClasificacinValoracin
1. Resistencia de la roca intacta10
2. Calidad de la roca - RQD12
3. Espaciamiento de discontinuidades10
4. Condicin de las discontinuidades20
5. Agua Subterrnea15
B. Ajuste de la valoracin por orientacin de las discontinuidades
(para taludes)-10
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.
Estratificacin: N 10 W 80 NE
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.
Estratificacin: N 40 W 70 NE
Sistemas de fracturas: F1: N 60 E 30 SE
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:
CLASIFICACION GEOMECANICA - RMR - Bieniawski, 1989
Parmetros de ClasificacinValoracin
1. Resistencia de la roca intacta15
2. Calidad de la roca - RQD15
3. Espaciamiento de discontinuidades12
4. Condicin de las discontinuidades20
5. Agua Subterrnea15
B. Ajuste de la valoracin por orientacin de las discontinuidades
(para taludes)-10
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.
Estratificacin: N 30 W 70 NE
Sistemas de fracturas: F1: N 50 E 30 SE
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.
Estratificacin: N 30 W 55 NE
Sistemas de fracturas: F1: N 80 W 80 NE
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
Sistemas de fracturas: F1: N 70 W 35 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:
CLASIFICACION GEOMECANICA - RMR - Bieniawski, 1989
Parmetros de ClasificacinValoracin
1. Resistencia de la roca intacta12
2. Calidad de la roca - RQD12
3. Espaciamiento de discontinuidades12
4. Condicin de las discontinuidades20
5. Agua Subterrnea15
B. Ajuste de la valoracin por orientacin de las discontinuidades
(para taludes)-10
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.
Estratificacin: N 10 W 75 NE
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.
Estratificacin: N 40 W 70 NE
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:
CLASIFICACION GEOMECANICA - RMR - Bieniawski, 1989
Parmetros de ClasificacinValoracin
1. Resistencia de la roca intacta15
2. Calidad de la roca - RQD20
3. Espaciamiento de discontinuidades15
4. Condicin de las discontinuidades20
5. Agua Subterrnea15
B. Ajuste de la valoracin por orientacin de las discontinuidades
(para taludes)-10
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.
Estratificacin: N 10 W 80 NE
Sistemas de fracturas: F1: N 20 E 25 SE
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.
Estratificacin: N 20 W 75 NE
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:
CLASIFICACION GEOMECANICA - RMR - Bieniawski, 1989
Parmetros de ClasificacinValoracin
1. Resistencia de la roca intacta15
2. Calidad de la roca - RQD20
3. Espaciamiento de discontinuidades15
4. Condicin de las discontinuidades20
5. Agua Subterrnea15
B. Ajuste de la valoracin por orientacin de las discontinuidades
(para taludes)-5
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:
CLASIFICACION GEOMECANICA - RMR - Bieniawski, 1989
Parmetros de ClasificacinValoracin
1. Resistencia de la roca intacta20
2. Calidad de la roca - RQD20
3. Espaciamiento de discontinuidades16
4. Condicin de las discontinuidades20
5. Agua Subterrnea15
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:
Estratificacin: N 30 W 70 NE
Sistemas de fracturas: F1: N 30 E 15 SE
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
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.
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 (%)Sulfatos Solubles
Totales (%)Cloruros 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
Entre 0.00 m y 1.20 m se encuentra grava pobremente gradada
(GP), con arena color marrn, hmeda, ligeramente compacto. Las
gravas son subredondeadas a subangulosas.
La gravedad especifica del agregado grueso es 2.601gr/cc. y del
agregado fino es 2.617 gr/cc.
La durabilidad del agregado grueso fue de 8.83 % de prdida y del
agregado fino de 13.83 % de prdida. El desgaste por abrasin fue de
29.5%.
No se encontr impurezas orgnicas.
Se encontr el nivel fretico a los 0.80 m. de profundidad.
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 (%)Sulfatos Solubles
Totales (%)Cloruros 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
_1177948556.doc