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GOBIERNO REGIONAL TACNAPROYECTO ESPECIAL TACNA
Gerencia de Estudios y Proyectos
Planeamiento y Diseño idr!ulico
DISEÑO DE LA INFRAESTRUCTURA DE LA PRESA
CAPÍTULO I GENERALIDADES
1.1. INTRODUCCIÓN
Uno de los problemas centrales de los Comités de Riego de Santa
Cruz y Patapatani concierne a la limitación del recurso hídrico y aguas
con alto contenido de boro, arsénico y hierro sobrepasando el limite
permisible tanto para consumo humano como para riego; en este
sentido el Proyecto represamiento Calientes-Santa Cruz tiene como
obeti!o incrementar la disponibilidad hídrica y a la !ez meorar la
calidad de agua, sobre la base de los picos en los meses h"medos #uediscurren por el río Calientes$
%l Proyecto embalse Calientes-Santa Cruz consiste en la construcción
de una presa de &' metros de altura con un !olumen "til de ($') **C$
%s una presa de enrocado con n"cleo impermeable zoni+icadas e
integradas con sus respecti!as obras coneas #ue se emplazar en el
cauce del río Calientes, adems de la construcción de dos di#ues
laterales de ' y ). metros de altura respecti!amente, ubicadas en lamargen derecha del embalse$
1.2. OBJETIVOS DEL PROYECTO
Regular las descargas del río Calientes a e+ecto de cubrir el dé+icit
hídrico en los comités de riego de Santa Cruz, Patapatani y
Calleraco$ *eorar la calidad de agua, incrementando así los rendimientos de
producción$
1.3. UBICACIÓN
/uestra zona de estudio se ubica políticamente en el sector de
0elahuta-Calientes, perteneciente al aneo de Santa Cruz, pro!incia de
Candara!e y región 1acna, altitudinalmente se ubica entre las cotas
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(6.. a (7.. m$s$n$m$
8eogr+icamente el rea de estudio se encuentra ubica entre las
siguientes coordenadas U1* 98S:3(2
3,))',3../ - &3',6..%
3,))(,6../ &3&,6..%
Fig Nº 01. Ubicación de la zona de Estudio
Foto Nº 01 Zona de emplazamiento de la Presa Calientes, vista aguas arriba
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ZONA DE ESTUDIO
CALIENTES
EJE DE PRESA
CALIENTES
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Imagen Satelital Nº 01 Vista panorámica Presa Calientes.
1.4. ACCESIBILIDAD.
4 la zona de estudio se accede a tra!és de la carretera as+altada
1acna-1arata-1icaco, continuando por la carretera a+irmada
Challaguaya hasta llegar al des!ío 1otora, de ahí se continua por la
trocha carrozable, pasando por poblado de Santa Cruz- 4neo
Calientes hasta llegar +inalmente a la zona de estudio 0elahuta-
Calientes$
Distancia desde Ciudad de Tacna hasta la represa Calientes
1acna 1arata 1icaco Carretera 4s+altada 36 <m$1icaco Challaguaya- =es!io a 1otora Carretera 4s+altada 6. <m$=es!io 1otora Poblado de Santa Cruz Carretera 4s+altada )' <m$Poblado de Santa Cruz >ona de estudio Carretera 4s+altada &. <m$
1otal )?? <m$
CAPITULO II
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PLANTEAMIENTO DEL PROYECTO
@a presa Calientes tendr una altura de &' m y una longitud de coronación,
de )(($'& m$, ser una estructura de materiales sueltos de tipo enrocado
con n"cleo impermeable con taludes de )$?.2) y )$?62), con+ormado por
arenas arcillosas de alta plasticidad, pro!eniente del pie de monte del cerro
Pallailla ubicado a 6.. m$ aguas arriba de la zona de cierre$ Se contempla
también la construcción de dos di#ues laterales de ' y ). metros de altura
ubicadas en la margen derecha del !aso Calientes, la con+ormación de las
estructuras es con n"cleo impermeable cuyos paramentos es '2) y &2)
aguas abao y aguas arriba respecti!amente, con un enrocado de protección
en ambos paramentos$Para la e!acuación de las aguas del río Calientes se contempla la eecución
de un t"nel de des!ío de )6?$7. m$ de longitud ubicado en la margen
derecha del río Calientes con un ancho total de )$&. m$ y )$6. m$ de alto,
una !ez concluido el terraplén de la presa, este t"nel ser habilitado como
descarga de +ondo$
1eniendo en cuenta las con+ormación mor+ológica de los estribos, el sistema
de descarga se ha proyectado a tra!és de un conducto enterrado constituidopor un canal cubierto de concreto armado, de )&)$.?? m$ de longitud de
sección rectangular con ancho .$?6 m$ y .$?. m$ de alto, diseAado para la
conducción de .$6 m&Bs, el conducto estar emplazado en el estribo dere-
cho, la entrada esta sobre la cota ( 63)$3. m$s$n$m$; las !l!ulas de control
se hallan ubicadas a la entrada del conducto aloadas en la torre de control$
%l ali!iadero de ecedencias se ubica en la margen derecha del =i#ue .', la
estructura es un canal !ertedor con per+il cimacio de tipo lateral de ))$6 m$de longitud, con un canal de e!acuador de )')$?6 m$ de longitud con
capacidad de e!acuación de 3 m&Bs$
2.1. TOPOGRAFIA
Para la elaboración de los diseAo de la Presa y bras Coneas, se ha
utilizado la in+ormación topogr+ica producto del le!antamiento
realizado por el P%1, en el presente aAo$
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2.2 ASPECTOS HIDROLOGICOS
Se e+ectuó la simulación hidrológica a ni!el mensual para un horizonte
de 6. aAos de operación$ %s importante indicar #ue se ha considerado
como ingreso al embalse, todo el escurrimiento super+icial del río
Calientes #ue abarca un rea de drenae de &&,& <m' hasta el sector
0elohuta, este ingreso super+icial sólo se ha pre!isto para los meses de
a!enidas es decir de enero a marzo$ %n los meses de estiae no se ha
considerado como aportes a la represa las aguas de mala calidad con
alto contenido de 5ierro debido a #ue sern e!acuadas por un canal de
deri!ación con una capacidad de '.. lBs, en términos generales la
descarga promedio multianual #ue ingresar a la represa Calientes
Santa Cruz ser de .,'.' m&Bs$ %n la +igura .& se presentan las
descargas de ingreso al embalse$
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Fi!"# $3
2.2.1. TR%NSITO DE M%&IMAS AVENIDAS EN REPRESA
CALIENTES SANTA CRU'
Se ha e+ectuado el anlisis de mimas a!enidas, considerando
modelos de tormenta de diseAo, debido a #ue no eisten
plu!iógra+os en el rea de estudio se ha empleado in+ormación
plu!iogr+ica de la estación de Puno #ue han sido debidamente
corregidos$C!#(") $1
Con la +inalidad de correlacionar los registros de la estación Puno con la
subcuenca Calientes, se ha considerado como +actor de corrección .,?.,
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cuyos resultados se presenta en el cuadro .'$
C!#(") $2P"*+i,i-#+i/ M0i# ,#"# S!+!*/+# C#i*/-*5
@a determinación de la descarga mima instantnea se ha calculado
con el *odelo 5ydrologic *odeling System 5%C-5*S$ Para e+ectos de
diseAo del !ertedero de demasías se ha considerado un periodo de
retorno de 6.. aAos con un caudal mimo instantneo de )?,&?' m &Bs
#ue ingresar a la represa Calientes, los cuales sern laminados y sern
e!acuados por el !ertedero de demasías se ha e+ectuado considerando
una tormenta de 6.. aAos y el caudal pico correspondiente dando como
resultado un rebose de ?,.(6 m&Bs$ @os clculos respecti!os han sido
implementados con el *odelo 5*S 0 &$)$. cuyos resultados se
presentan en las +iguras .(, .6 y .7 y en el cuadro .'$
Fi!"# $4M)(*) (* Mi+")+!*/+#56 R*,"*5# 7 C#,-#+i/ P")7*+-#(#
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Fi!"# $8T)"*/-# (* Di5*9) : Hi(")"## (* E5+)""*/-;# ,#"# R*,"*5# C#i*/-*5
Fi!"# $<T"0/5i-) (* M0i#5 A=*/i(#5 E-"#)"(i/#"i#5 R*,"*5# C#i*/-*5
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C!#(") $2R*5!-#()5 (* T"0/5i-) (* M0i#5 A=*/i(#5 E-"#)"(i/#"i#5
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2.2.2. C#,#+i(#( (* E#5*
@a capacidad "til de almacenamiento del proyecto represamiento
Calientes Santa Cruz, ubicado en la cota ( 66. m$s$n$m$$
emplazado sobre el Río Calientes, es de ($') **C$
2.2.3. V)!*/ M!*"-) (* E#5*
%l !olumen muerto del embalse Calientes es .$?6 **C$, !olumen
determinado en base al estudio de riesgo sedimentológico de la
microcuenca calientes$
2.2.4. C#!(# (* Di5*9) (* C)/(!+-) (* S*"=i+i) 7 Ai=i#(*")
D*#5;#5.
@a represa Calientes Santa Cruz almacenar las descargas del
periodo de a!enidas Denero a marzoE y sern reguladas durante
el periodo de estiae, el caudal de salida #ue entregar la presa
es .$6 m&Bs y el caudal de rebose calculado en el anlisis de
transito de mimas a!enidas es 3 m&Bs$
2.3. DESCRIPCIÓN T>CNICA DEL PROYECTO
2.3.1. DEFINICION DEL TIPO Y CARACTERISTICAS DE LA PRESA
Con el conocimiento del potencial de los recursos hídricos a
tratar se procedió a e!aluar el emplazamiento de una represa
tipo E/")+#() +)/ /?+*) i,*"*#*6 #ue est +ormada por
+ragmentos de roca de tamaAos !ariables, cuya +unción es dar
estabilidad, y por un n"cleo impermeable de arenas arcillosas
muy plsticas; entre el n"cleo y los +ragmentos de roca secolocar una transición con astillas de roca de & a 7F de dimetro
o gra!a de río y un +iltro de arena$
%l talud de aguas arriba es )$?62) con una ban#ueta en la parte
baa, el talud de aguas abao es )$?.2) con una ban#ueta a
media altura$
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@a ubicación de la presa es una zona estrecha con taludes
asimétricos de ''G y &.G estribo iz#uierdo y derecho
respecti!amente, emplazada en depósitos de colapso por
gra!itación con+ormado por aglomerados y blo#ues gigantescos
de roca andesítica, super+icialmente estn cubierto por depósitos
colu!iodelu!iales, tal como se corroboro con las .&
per+oraciones diamantinas S=CS-.),.' H .& con sus
respecti!as pruebas de permeabilidad de ?. m$ en promedio,
realizadas en el los estribos y cauce del río Calientes, también
se realizó re+racción sísmica y sondaes eléctricos !erticales,
todo ello permitió determinar #ue la cimentación en la presa ylos .' di#ues laterales ubicados en la margen derecha del !aso
re#uieren un tratamiento de inyecciones de consolidación con
lechada de cemento hasta los 6. m$ de pro+undidad y en el
cauce inyecciones de reemplazo Iet grounting a presiones altas
hasta pro+undidades de )6 y '3 m$ %n el diseAo de la presa se
considerara un dentellón de ($.. m$ de pro+undidad, debido a la
potencia de suelos sueltos y permeables$@a cantera para el enrocado de la presa est ubicado a 6.. m$
en dirección Sureste, margen iz#uierda de la presa, la roca se
obtendr del pie de monte y alrededores del cerro Pollailla, en
este lugar eiste !ol"menes ms #ue su+icientes en cantidad y
calidad para atender las necesidades del proyecto #ue asciende
a ).7 (.. m& $%l material impermeable, se encuentra a .$6 <m$
en dirección /oreste del ee de la presa, para acceder a estacantera se tendr #ue realizar un trocha$ %n este sector a+loran
arenas arcillosa muy plsticas DSCE, cuyo origen, es por la
alteración hidrotermal y a la !ez por un metamor+ismo de
contacto, estos suelos presentan buenas características de
impermeabilidad$ @a cantera de agregados +inos se ubica a )(
<m$ en dirección Suroeste de la zona de estudio, en el sector de
5uaychuAe-Pampa Chuseca y los agregados gruesos se traern
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del sector de 4ricota, ya #ue en nuestra zona no eisten
canteras con buenas características granulométricas y de
resistencia$
@a presa Calientes ha sido proyectada para almacenar ($J7
**C con un !olumen muerto de .$?6 **C, es decir el !olumen
"til del embalse ser ($') **C$
2.3.2. PRE@DISEÑO DE LA LOS DIUES LATERALES DE 2 Y 1$ M.
ALTURA.
Para embalsar los ($') **C$ es necesario realizar la
construcción de .' di#ues laterales, ubicados en la margen
derecha del embalse Calientes, topogr+icamente son dos abras,
si no se realiza la construcción de estos di#ues el agua del
embalse rebosaría a tra!és de esta$ 4 continuación se describe
las características geométricas de los di#ues$
Di!* $16 constituido por un n"cleo impermeable de '$. m$ de
altura, con talud de )$62) aguas abao y '$62) aguas arriba, el
ancho de la corona es &$. m$, con una longitud de corononación
de 7($'7 m$ %n los paramentos se colocar un enrocado de
protección +ormando taludes de '2) y &2) aguas abao y aguas
arriba respecti!amente$ Para un meor empotramiento de la
cimentación se ha contemplado realizar un dentellón de .$?. m$
de altura$ 0er +igura /G .?
@C
R K ( , 6
J ? $ 6
7
1 $ / $ K
( , 6
J 6 $ 6
J
Fig. Nº 07. Sección !"ima T#pica Di$ue 01 %&2 m.
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@C
R K ( , 6
J ? $ 6
.
1 $ / $ K
( , 6
3 ? $ '
&
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Di!* $26 4l igual #ue el anterior di#ue geométricamente est
constituido por un n"cleo impermeable de ). m$ de altura, con
talud de )$62) aguas abao y '$62) aguas arriba, el ancho de la
corona es 6$. m$, con una longitud de corononación de )6J$3.
m$ %n los paramentos se colocar un enrocado de protección
+ormando taludes de '2) y &2) aguas abao y aguas arriba
respecti!amente$
Para un meor empotramiento de la cimentación y para alargar
el camino del +luo de agua de la presa a tra!és de esta
estructura, se ha contemplado realizar un dentellón de & m$ de
altura$ 0er +igura /G .3
Fig. Nº 0'. Sección !"ima T#pica Di$ue 02 %&10 m.
2.3.3. PRE@DISEÑO DE LA PRESA TIPO ENROCADO H32 .
@a altura total de la presa es de &'$.. m$ en la cota (6J6$6.
m$s$n$m$, con una longitud de coronamiento de )(($'& m$ y 3$..
m$ el ancho de corona$
%n cuanto a los taludes de la Presa se ha considerado un talud
de )$?62) hacia aguas arriba y un talud de )$?.2) hacia aguas
abao con ban#uetas a media altura, los taludes +ueron
diseAados con el so+tLare 8%-S@P% international-Canada
07$.', en condiciones estticas y pseudoestticas, por razones
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de seguridad se utilizó un coe+iciente sísmico mucho mayor al de
diseAo, siendo este .$'7 g$
%l ni!el mínimo de operación de la Presa, esta sobre la cota
(63)$3) m$s$n$m, para un !olumen mínimo de .$?6 **C$
%l ni!el mimo de operación en el embalse D/4*E
corresponde a la cota (6J6$6. m$s$n$m$ para un !olumen de ($J7
**C$ y el ni!el de aguas mimos etraordinarios D/4*%E es de
(6J6$J' m$s$n$m$
M .$ ..N M .$ ..N
@C
R K ( , 6
J ? $ 6
.
1 $ /
$ K ( , 6
7 6 $ 7
'
Fig. Nº 0( Sección !"ima T#pica )resa Calientes tipo *nrocado %&+2 m.
)$ /"cleo material arena arcillosa
'$ Oiltro de arenas
&$ 1ransición Dastillas de roca de & a 7FE
($ %nrocado
6 lanQet
7$ 4renas medias
?$ 4+irmado
@as condiciones mor+ológicas de la bo#uilla así como las
características de los materiales #ue eisten en los alrededores
para con+ormar los rellenos, determinan la selección de una
presa de materiales sueltos$
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%l tipo de presa elegido corresponde a una sección zoni+icada
con un n"cleo central pro!isto de dentellón o uAa de
empotramiento y espaldones de roca$
E +!*",) (* # P"*5# *5-#"0 +)/)"#() ,)" )5 5i!i*/-*5
#-*"i#*5
" *aterial impermeable arenas arcillosas DSCE para el n"cleo$
" *aterial permeable arenas para los +iltros$
" *aterial permeable cantos y gra!as para zona de transición
D&F a 7F de E
" *aterial de enrocado para el cuerpo de la presa, tantoaguas arriba como aguas abao$
%l sustento de cada una de las partes #ue la constituyen, es el
siguiente2
a, N-cleo
Se ha pre!isto un n"cleo !ertical relati!amente esbelto debidoal uso de materiales #ue tienen una plasticidad alta, no dando
lugar para #ue se produzcan grietas, en caso de agrietarse el
material de +iltro permitir el autosellado antes de #ue se
constituya en una causa potencial de +alla$
%n principio, el talud elegido tanto para aguas arriba como
aguas abao, es de )2&$6.
Para lograr un buen contacto y empotramiento con la
cimentación se ha considerado un dentellón #ue es la
prolongación del n"cleo de ( m de alto; dado las
características permeables a lo largo y ancho del cauce del río
Calientes, se considero la colocación un blanQet impermeable
de ) m$ de espesor y )&7$6. m$ de largo, para alargar el
camino del +luo de agua a tra!és de esta estructura$
, *nrocado
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Como eiste roca de buena calidad en lugar cercano a la
presa, se ha dispuesto construir la presa de enrocado con un
talud aguas arriba de )$?62) y )$?.2) talud aguas abao, dicha
inclinación obedece a los clculos de estabilidad de taludes
en condiciones estticas y pseudoestticas$ %l dimetro
medio de la roca ser de .$7. m$ con un peso mínimo de 7.
Qg$
c, Filtros / preiltros
Por la constitución de los materiales #ue con+orman el cuerpo
de la presa es necesario la colocación de +iltros y pre+iltrospara el control de la migración de partículas entre el n"cleo y
el enrocado cuya consecuencia es la +alla de la estructura por
tubi+icación$
2.3.3.1 DIMENSIONES BASICAS.
A. A-!"# (* )"(* i"*
%l borde libre es la distancia !ertical entre la
coronación y el ni!el de aguas mimas
etraordinarias, es decir el ni!el del embalse cuando el
!ertedor trabaa a su mima capacidad$
%ste borde tiene por obeto e!itar el rebasamiento del
terraplén por e+ecto del oleae producido como
consecuencia de !ientos anormales o debido a sismos$
%l borde libre igualmente constituye un +actor deseguridad contra otras contingencias como por eemplo
#ue la presa se asiente ms de lo calculado y pre!isto
o #ue se presente una a!enida superior al caudal de
diseAo$
=e acuerdo con las recomendaciones del ureau o+
reclamation D)J3'E el borde libre es2
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=onde2
5bl 2 orde libre
5! 2 4mplitud de la onda generado por el !iento
5r 2 4ltura de rodadura de las ondas
5 24sentamiento *imo da corona
5s 2 *argen de seguridad D&N altura de la presaE
Resol!iendo la ecuación resulta2
5bl 2 )$37 m$ K '$.. m$ Q$
B. A/+) (* # C)")/#
%isten di!ersas epresiones empíricas #ue en +unción
de la altura T5T de la presa, permiten determinar el
ancho TT de su coronación$ 4sí para 5 K &' m$ se
tienen2
=e acuerdo con las recomendaciones del ureau o+
Reclamation D)J3'E, el borde libre est dado por las
siguientes +órmulas2
'%-#./* −= H B %
' += H B
=onde2
2 4ncho de la Corona
5 2 4ltura de la presa
%'%$+= B
KJ$( m$
'%-#.%$/* −= B
K'.$(. pies K 7$'. m$
@as normas aponesas DIapanese Code )J6?E
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"$,"
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recomiendan la +ormulación alternati!a2
%-#.%/0(1% −= H B
=onde2
2 4ncho de la Corona
5 2 4ltura de la presa
%-#.%%$/0(1% −= B
K )) m$
@a norma taliana
$-#.'1#/&1# −= H B
$-#.'1#%(/&1# −= B
K 3$'' m$
@a norma %spaAola
%-#.#'/'1#% −+= H C
%-#.#'%$/'1#% −+=C
=onde2
C2 4ncho de la Corona
5 2 4ltura de la presa
>onas con sismicidad media )$'6 C
>onas con sismicidad 4lta )$6 C
CK 7$37 m$ )$'6
CK 3$6. m$
Considerando #ue el dimensionamiento del ancho de
la corona deber tener en cuenta entre otras causas, la
sismicidad de la zona, la naturaleza de los materiales
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"$#"
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de relleno sobre todo del n"cleo$
Para la presa Calientes se adopto un ancho de 3 m$
2.3.3.2. E*=#+i/ 7 L)/i-!( (* C)")/#+i/
@as di+erentes ele!aciones en la presa sern2
@ /i!el de agua mínimo D/4*E ( 63),3) m$s$n$m$
@ /i!el de agua m$ ordinario D/4*E ( 6J6,6. m$s$n$m$
@ /i!el de agua m$ etraord$ D/4*%E ( 6J6,J' m$s$n$m$
@ ordo libre '$.. m
@ %le!ación de la coronación ( 6J?,6. m$s$n$m$@ %le!ación del cauce Dsitio de presaE ( 676,7' m$s$n$m$
@ 4ltura de la presa &',.. m
@ 0olumen "til de embalse (,') **C$
@ 0olumen muerto .$?6 **C$
@ @ongitud de coronación )(($'& m$
2.3.3.3. AN%LISIS DE ESTABILIDAD
Para el anlisis de estabilidad del di#ue de enrocado, se
empleo el método Spencer ya #ue es el ms
recomendado para este tipo de estructuras, para ello se
empleo el programa de cómputo 8%-S@P%
international-Canada 07$.', tomando en cuenta la
geometría y los materiales #ue lo con+orman la presa y
la cimentación$
Se ha analizado la estabilidad en condición esttica,
obteniendo un +actor de seguridad de )$J'6 OSV)$6 por
lo tanto es aceptable y bao e+ecto sísmico en +orma
pseudoesttica es decir con una carga horizontal
sísmica de .$'7, !alor determinado por el estudio de
riesgo sísmico, se obtiene un +actor de seguridad de
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"$$"
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)$.($, OS ≥ )$) por lo tanto es aceptable$
@as propiedades de los suelos #ue con+orman el cuerpo
y cimentación de la presa son2
/UC@%
Soil *odel *ohr-Coulomb
Unit 9eight )7 </Bm&
Cohesion ?6 </Bm'
Phi &'G
O@1R
Soil *odel *ohr-Coulomb
Unit 9eight )3 </Bm&
Cohesion .$J3 </Bm'
Phi &'G
PR% O@1R
Soil *odel *ohr-Coulomb
Unit 9eight )3 </Bm&
Cohesion . </Bm'
Phi &7G
%/RC4=
Soil *odel *ohr-Coulomb
Unit 9eight )J </Bm&
Cohesion . </Bm'
Phi (&
4OR*4=
Soil *odel *ohr-Coulomb
Unit 9eight )J </Bm&
Cohesion '3 </Bm'
Phi &&G
@4/<%1
Soil *odel *ohr-Coulomb
Unit 9eight )7 </Bm&
Cohesion ?6 </Bm'
Phi &'G
C*%/14CW/ SU%@
Soil *odel *ohr-Coulomb
Unit 9eight )? </Bm&
Cohesion . </Bm'
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Phi &&G
C*%/14CW/ RC4
Soil *odel *ohr-Coulomb
Unit 9eight '7 </Bm&
Cohesion '6 </Bm'
Phi ('G
P4/14@@4 =% /H%CC/%SSoil *odel *ohr-Coulomb
Unit 9eight '( </Bm&
Cohesion (. </Bm'
Phi (6G
Fig. 01 Estabilidad de Talud aguas abajo de la presa en condición estática sin
carga sísmica ori!ontal" el #actor de seguridad es1.$%&" F'(1.& por lo tanto
es aceptable.
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"$&"
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Fig. 0% Estabilidad de Talud aguas abajo de la presa en condición
pseudoestática utili!ando 0.%) de carga sísmica ori!ontal el #actor de
seguridad es 1.10*" F' ≥ 1.1 por lo tanto es aceptable.
2.3.3.4. TNEL DE DESVIOPara el des!ío del río Calientes durante la construcción
de la Presa se ha proyectado un t"nel de )6?$7. m$ de
longitud con una pendiente de .$.)7, la sección es tipo
ba"l con )$.. m$ de ancho por )$'. m$ de altura, el
re!estimiento en todo su contorno incluido el piso es
.$)6 m$
@a entrada del t"nel se ubica en la margen derecha delcauce del río Calientes a )J m$ aguas arriba del ee de
Presa, la cota de la rasante esta sobre (67?$.& m$s$n$m$
Para empalmar con el t"nel se debe realizar un canal de
aproimación de &)$.. m$ de longitud$
una !ez concluido el terraplén de la presa, este t"nel
ser habilitado como descarga de +ondo, para ello se
colocara un tubo de acero shedule de '3F D?.. mm$E
Ø ubicado en la salida del t"nel, con su respecti!a
!l!ula 5oLell ungerd '3F Ø $ Para el sellado del
t"nel se colocara un tapón de concreto con una
resistencia no menor a '?. <gBcm' $
2.3.3.8. ALIVIADERO DE DEMASIAS
%l ali!iadero de demasías proyectado es del tipo
ali!iadero lateral cimacio y se encuentra ubicado en el
estribo iz#uierdo del di#ue lateral /G .', ubicado en la
margen derecha del !aso de la presa, su dimensionado
se ha proyectado para un caudal de una a!enida
mima probable de 3$.. m&Bs, para un período de
retorno de 6.. aAos$ %l labio del !ertedero corresponde
a un per+il del tipo Creager de concreto ciclópeo y su
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ubicación se encuentra al ni!el de aguas mimo de
operación del embalse D/4*E de (6J6$6. m$s$n$m$ %l
ali!iadero lateral se considera de ))$6. m de longitud y 6
m$ de ancho y .$(. m$ de espesor de concreto en la losa
y pared lateral y una pendiente de .$.)$
@a descarga sobre la cresta de cimacio se obtiene por
medio de la siguiente +órmula2
$-%C+He, =
%l tramo inicial del canal colector en la progresi!a
.M.)?$.., tiene pendiente de .$.)6 con un canal de
sección rectangular de )$7. m$ de ancho y una altura
#ue !aría de '$&. a '$'6 m$ ; de .M.'&$3& continua por
un canal cubierto de sección rectangular de ancho y alto
)$7. m$, la losa, techo y paredes laterales son de
concreto armado de .$&. m de espesor, este tramo
atra!iesa el cuerpo de la presa; de .M.(?$&. el canal es
rectangular con ancho y alto de )$7. m$ #ue !a en una
pendiente de .$.)6, hasta entregar al disipador de
energía en la progresi!a .M)')$?6, de ).,. m de longitud
con un ancho y alto de ( m, siendo sus paredes de
concreto armado de .$&. m$ de espesor, la cota de +ondo
de la poza disipadora es de (633$&'$
Para las subpresiones producidas por el agua in+iltrada, se
ha considerado a lo largo del canal un drenae longitudinal
y un drenae !ertical u horizontal en el disipador de energía
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constituido por tubos de P0C de &F per+orados y
en!ueltos con material de +iltro$
2.3.3.<. CONDUCTO DE SERVICIO
Con la +inalidad de atender la demanda de agua para
riego, el embalse Calientes entregara un caudal mínimo
de .$6. m&Bs cuyas aguas de buena calidad$
%l sistema de captación es de tipo 1orre, estando pro!ista
de dos una compuertas !agón con sistemas de izae tipo
pedestal, una de las compuertas es de ser!icio y la otra de
emergencia$
@a ubicación de la toma al conducto de ser!icio seencuentra ubicada en la margen derecha en la cota
(63)$3. m$ cabe mencionar #ue todo el conducto de
ser!icio es un canal cerrado de sección rectangular de
concreto armado de ancho .$?6 m$ y .$?. m$ de alto, con
paredes laterales de concreto de .$'. m; de la
progresi!a .M..?$3) a .M.?' el conducto atra!iesa el
cuerpo de la presa con una pendiente de .$..', de la
progresi!a .M.3. se inicia la rpida de las mismas
características geométricas #ue la anterior con
pendientes #ue !arían de .$)& a .$(( hasta la progresi!a
.M)&)$.3, de allí entrega a la poza disipadora de energía
de ($6. m$ de largo, )$). m$ de ancho y )$(. m$ de alto$
Para las subpresiones producidas por el agua in+iltrada en
el canal del conducto de ser!icio, se ha considerado un
drenae longitudinal y un drenae !ertical u horizontal en los
disipadores de energía constituidos por tubos de P0C de
'F, per+orados y en!ueltos con material de +iltro$
Para tener acceso a la torre de captación y maniobras, se
ha pre!isto un puente de concreto armado, de &) m de
longitud y )$)6 m de ancho, apoyado en columnas
distanciadas cada 3,. m$
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2.3.4. TRATAMIENTO DE LA CIMENTACION
=e acuerdo con los estudios geológicos-geotécnicos y losresultados de los sondaes diamantinos y las pruebas de
permeabilidad tipo lugeon, nos indica #ue es necesario realizar un
tratamiento de la cimentación con inyecciones de consolidación
constituidas por lechadas de cemento, para meorar las
características geomecnicas y de de+ormabilidad de los blo#ues
de roca, las inyecciones se realizaran en ambos estribos, cauce y a
lo largo de los ees de los di#ues laterales ubicados en la margen
derecha del embalse, con pro+undidades #ue !arían de )6 a 6. m$,
pre!iamente se debe realizar los huecos de per+oración con una
inclinación de )6G, se eecutaran tres líneas de per+oración
denomina primaria, secundaria y terciaria con separación de '$6 m$
entre sondae y sondae$ Cabe mencionar #ue las per+oraciones
para la inyección de consolidación en el cauce, se debe colocar un
casing hasta los '3 m$ de pro+undidad, pre!ia per+oración con una
broca de mayor dimetro 5X DJ)$J6 mm$E, las inyeccionesconsolidantes se realizaran a partir de '3 hasta 6. m$ de
pro+undidad$ 0er aneo plano disposición de taladros de inyección
%s necesario también realizar un tratamiento de la cimentación en
el cauce del ee de presa y un tramo de )63 m$ en la margen
derecha, por estar constituido por suelos muy permeables de
gra!as, arenas, arcillas arenosas tal como se muestra en el sondae
diamantino S=CS-.'$
=ado las características de materiales sueltos y muy permeables,
se deber realizar inyecciones de reemplazo Iet 8routing, las
columnas son eecutadas en huecos de per+oración con dimetro
?7$' mm$ a tra!és de la cual se introduce hacia el interior del suelo,
un +luo de lechada de alta !elocidad y presión, con una energía
cinética su+iciente para desintegrar la estructura del subsuelo en un
cierto radio de acción, permitiendo la +ormación de una columna
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consolidada a lo largo de la zona inyección$
0er aneo plano disposición de taladros de inyección
=ebido a los materiales sueltos, en el cauce de la presa y una
meor integración y empotramiento entre la cimentación y el cuerpode la presa, adems de la eca!ación y limpieza del rea sobre la
cual se asientan los rellenos, se ha considerado un dentellón #ue
alcanza una pro+undidad mima de ($. m$
%l ancho de la zana o trinchera del dentellón en la sección mima
es de )'$6. m$
Para e!itar #ue la eposición a la intemperie pro!o#ue una rpida
meteorización, se re#uiere #ue tan pronto se termine con la labor
de limpieza y eca!ación, se protea la super+icie con una lechada
de cemento$ =icha acción impedir cambios de humedad hasta la
colocación de los rellenos$
2.3.8. OBRAS ELECTROMEC%NICAS Y ELECTRICAS
E!i,) Hi(")*+0/i+) (* # P"*5#
Para el adecuado +uncionamiento y operación de la presa Calientes
Se ha pre!isto la instalación de dos compuertas una para
ser!icio y otra de emergencia, las #ue se describen a
continuación2
• Compuerta de ser!icio permitir e+ectuar la regulación y
control del agua a ser descargada del embalse al canal de
descarga, seg"n las necesidades$
=ebido a la carga de agua y para +acilitar la operación deregulación se ha considerado #ue esta compuerta ser del
tipo !agón con ruedas$ @a operación de regulación y cierre se
e+ectuar en aguas en circulación, mientras #ue la apertura
se e+ectuar con una presión hidrosttica unilateral desde
aguas arriba, correspondiente al ni!el del agua en la presa$
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• Compuerta para *antenimiento o %mergencia, la misma #ue
permitir interrumpir el ingreso de agua al conducto de
descarga, a+ín de e+ectuar trabaos de mantenimiento en la
compuerta de ser!icio$
%sta compuerta se localizar delante de la compuerta de
ser!icio con el mismo ni!el y sometido a la misma carga de
agua$ =ebido a sus condiciones de carga se ha considerado
#ue ser del tipo 0agón Dcon ruedasE$
Si5-*# (* S!i/i5-") E+-"i+) # # P"*5#
%l sistema de suministro eléctrico a la presa Calientes tienen por obeti!o dotar de la energía eléctrica re#uerida a los motores
eléctricos de accionamiento de las compuertas y para la
iluminación interior y eterior normal y de emergencia tanto de
la caseta de control de compuertas como de la zona de la presa$
Para dotar de energía eléctrica, se traer una línea de
transmisión de ). Q0 desde la central 5idroeléctrica de 4ricota
hasta la presa Calientes haciendo una distancia de &6 <m$ 4dems se instalara una Subestación aérea de ). Q0$ montada
en un biposte de concreto, la misma #ue incluir el tablero de
distribución en baa tensión para distribución al sistema de
+uerza y de iluminación$
@a alimentación eléctrica a la Caseta de Control de compuertas
se e+ectuar desde el tablero de distribución indicado
anteriormente, por medio de cables secos ubicados en tuberíasmetlicas conduit las #ue se dispondrn colgados bao las tapas
del puente$
@a puesta a tierra de la subestación y de la Caseta de Control se
e+ectuar en pozos de tierra ubicados a &m de las estructuras de
la subestación aérea, para lo cual los conductos consideran un
cable de tierra desde cada tablero ubicado en la caseta de
control de las compuertas$
*eta2 ..3''( %studio de Pre+actibilidad Construcción Sistema de 4lmacenamiento y Regulación de los Recursos5ídricos y Regulación %mbalse Calientes Santa Cruz-Candara!e
"%,"
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Para los cables de seAales de ni!eles de agua Ddel canal de
descarga y de la misma presaE así como de del sistema de
comunicaciones, se ha pre!isto una tubería metlica conduit de
)Fφ ubicado en el mismo colgador de cables de potencia$
@as instalaciones eléctricas eteriores de las presas comprende
desde la salida del tablero de distribución general ubicado en la
subestación para el circuito de alimentación a la iluminación
eterior, los cables, conductores, postes, pastorales y luminarias,
+arolas, re+lectores, aisladores y accesorios para la iluminación del
puente de acceso a cada Caseta de Control, la zona de acceso
!ehicular y la cresta de la presa$
%l accionamiento normal de ambas compuertas ser por medio
de motor eléctricoDmoto-reductorE; pero para casos de
emergencia se dispondr de un mecanismo manual$ %l mando y
accionamiento de las compuertas se e+ectuar desde la caseta
de control ubicado en el ni!el superior de la torre$
se re#uiere por un lado el suministro e instalación de las
compuertas y elementos coneos y por otro lado de las
instalaciones eléctricas de alimentación de +uerza y la iluminación
de la Caseta de Control de las compuertas y las zonas de acceso y
puntos principales de la presa$
%n el caso de las obras hidromecnicas de la presa, se ha
contemplado la instalación de dos compuertas, una de ser!icio y la
otra de emergencia Do mantenimientoE las mismas #ue sern
controladas en +orma local tanto manual o automtica desde la
correspondiente Caseta de Control de Compuertas localizado en la
parte superior de la torre$
2.3.<. INSTRUMENTACION Y CONTROL DE LA PRESA
%n el diseAo de una presa, se asumen ciertas hipótesis #ue es
*eta2 ..3''( %studio de Pre+actibilidad Construcción Sistema de 4lmacenamiento y Regulación de los Recursos5ídricos y Regulación %mbalse Calientes Santa Cruz-Candara!e
"%#"
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necesario comprobar si estas se cumplen, tanto durante la
construcción como en el periodo de operación$ Oundamentalmente,
estas son2
• Subpresión, !alor #ue uega papel importante en la estabilidad y
#ue permanentemente debe ser e!aluado a +in de con+irmar las
hipótesis, cuidando #ue su intensidad no sobrepase los
supuestos$
Para obtener in+ormación de la subpresión, se instalarn dos
D.'E piezómetros de tipo hidrulico y neumtico distribuidos
con!enientemente en la cimentación$
Si la subpresión resulta mayor #ue la supuesta o, la distribución
es ms des+a!orable #ue la asumida hipotéticamente, habr
necesidad de re!isar los clculos para !er si son o no admisibles
esos !alores de subpresión y, si lo +uese, tomar las
correspondientes medidas correcti!as para disminuirlas$ %stas
medidas pueden consistir en re+orzar la pantalla
impermeabilizadora de de inyecciones o la de per+orar nue!os
drenes o pro+undizar los anteriores$
• Comportamiento estructural, para cuyo e+ecto se suponen ciertas
condiciones de resistencia, de+ormabilidad, etc$ tanto de la
cimentación como de la estructura$
@as obser!aciones sobre el comportamiento estructural se hacen
normalmente correlacionando las de+ormaciones o corrimientos,
los cuales pueden e+ectuarse desde el interior de la presa coninstrumentos internos o desde el eterior por métodos
geodésicos$ %n ambos casos se trata de mediciones de alta
precisión$
Para la presa Calientes se ha pre!isto controlar el
comportamiento a tra!és de un D.)E asentímetro y para
determinar las aceleraciones mimas #ue se puedan producir
en la cresta de la presa con la ocurrencia de un sismo, se ha
*eta2 ..3''( %studio de Pre+actibilidad Construcción Sistema de 4lmacenamiento y Regulación de los Recursos5ídricos y Regulación %mbalse Calientes Santa Cruz-Candara!e
"%$"
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pre!isto instalar dos D.'E acelerógra+os$
2.3.. CONSTRUCCION DE CAMPAMENTO=urante el periodo #ue dure la eecución de las obras
programadas, se ha considerado la construcción de
campamentos pro!isionales de ?&6 m', para !i!ienda, talleres,
almacenes y otras in+raestructuras para el desarrollo de las
di+erentes acti!idades netos de obra$
2.3.. CONSTRUCCION Y MANTENIMIENTO DE CAMINOS DE
ACCESO
Se ha proyectado la construcción de nue!os Caminos de 4cceso
D)$'. <m$E y el mantenimiento de caminos ya construidos una
longitud de )$.. <m$ @os mencionados accesos ser!irn para el
abastecimiento de materiales de construcción, e#uipamiento,
ma#uinarias y de agregados para las obras de re!estimiento y
material permeable e impermeable seleccionado para la
construcción de la Presa$
CAPÍTULO III COSTOS Y PRESUPUESTOS
Para la estimación de los costos se ha tomado en cuenta las siguientes
consideraciones en +unción de la clasi+icación de los costos2
3.1. COSTOS DIRECTOS
3.1.1. M#/) (* O"#
%l Costo de la mano de bra se determina teniendo en cuenta la
Remuneración sica !igente, oni+icación Uni+icada por
Construcción DUCE, ene+icio y @eyes sociales en el Régimen
de Construcción Ci!il !igente al &)B.7B'.).$
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3.1.2. M#-*"i#*5
@os precios de los materiales de construcción consideran el
Costo de ad#uisición en +brica yBo centro de abastecimiento sin
considerar el 80 en el anlisis de costos de cada partida$
%stas cantidades se establecen de acuerdo a condiciones pre-
establecidas +ísicas o geométricas dadas de acuerdo al estudio
técnico, los insumos de materiales son epresados en unidades
de comercialización$ @os precios de materiales, herramientas,
al#uileres yBo ser!icios son re+eridos a los mercados de 1acna y
a obras eecutadas en proyectos similares$ @os costos de e#uipo
incluyendo tuberías, compuertas, accesorios, etc$, se estimaron
basados en datos de anteriores eperiencias en obras$
3.1.3. E!i,)5 7 #!i/#"i#
%l Costo horario de al#uiler de ma#uinaria y e#uipos utilizados
en la construcción son los !igentes en promedio a la +echa de la
elaboración de los costos, teniendo en consideración los
rendimientos en la zona de trabao$ @os costos de e#uipos
incluyen el Costo de posesión y los Costos de operación$
@os costos de ma#uinaria en 5ora *a#uina con mayor
incidencia en el presupuesto se han etraído de la re!ista Costos
DIunio '.).E de publicación nacional$
3.1.4. H*""#i*/-#5.
%l Costo directo de herramientas corresponde al consumo o
desgaste #ue estas su+ren al ser utilizadas durante la eecución
de las di!ersas partidas del proyecto, y se establecen en
porcentae de la *ano de bra$
3.1.8. F*-*5
%l costo por transporte de materiales, herramientas, e#uipos y
ma#uinaria estn incluidos en la partida de 1ransporte y retiro de
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e#uipos y materiales en bras preliminares$
3.2. COSTOS INDIRECTOS
@os costos indirectos, son costos #ue tienen una rele!ancia relati!a
+rente a los directos, #ue incluyen los gastos generales propios de la
construcción este rubro incluye los costos de los sueldos, en la
gerencia y monitoreo de la construcción, administración, almacén,
compras, personal de seguridad, primeros auilios, gastos de o+icina
#ue incluye todos los gastos para operar y mantener las o+icinas del
Proyecto tales como costos de al#uiler, "tiles de o+icina, +otocopias,
gastos de correo y comunicaciones, y cobros por aporte a la o+icina
matriz, etc$ Seg"n los clculos para este rubro se estimó en )6N y 6N
de utilidad #ue debe percibirse por la construcción del proyecto$ %stas
cantidades se estiman como un porcentae del costo directo$
3.3. PRESUPUESTO DEL PROYECTO
%l presupuesto de la represa Calientes es el siguiente2
COSTO DIRECTO SK. 1$$368<.8
• 8astos 8enerales D)6 NE SB$ 'Y66.,6&6$((
• Utilidades D6NE SB$ 36.,)?3$(3
SUB TOTAL SK. 2$4$4623.8$
• mpuesto 8eneral 0entas D)JNE SB$ &Y3?7,3)&$3?
TOTAL PRESUPUESTO SK. 24216$.3
%l presupuesto total asciende a 2 0einticuatro *illones =oscientos
chentiun *il /o!entisiete y &?B).. /ue!os Soles
%l presupuesto detallado de obra, anlisis de costo unitario y lista de
insumos se muestra en el 4neo siguiente$
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CONCLUSIONES
%l Planteamiento 5idrulico del Proyecto de Represamiento Calientes
est diseAado para un !olumen total de ($J7 **C$
@a Presa proyectada es del tipo enrocado con n"cleo impermeable de
arenas arcillosas de &' m$ de altura alcanzando la cota de (6J?$6.
m$s$n$m$ en la corona de la presa, en cuanto a los taludes de la Presa
se ha considerado un talud de )$?62) hacia aguas arriba y un talud de
)$?.2) hacia aguas abao con ban#uetas a media altura$
• /i!el de agua mínimo D/4*E ( 63),3) m$s$n$m$
• /i!el de agua m$ ordinario D/4*E ( 6J6,6. m$s$n$m$
• /i!el de agua m$ etraord$ D/4*%E ( 6J6,J' m$s$n$m$
• ordo libre '$.. m
• %le!ación de la coronación ( 6J?,6. m$s$n$m$
• %le!ación del cauce Dsitio de presaE ( 676,7' m$s$n$m$
• 4ltura de la presa &',.. m
• 0olumen "til de embalse (,') **C$
• 0olumen muerto .$?6 **C$
• @ongitud de coronación )(($'& m$
@a presa Calientes de &'$. m$ de altura, se ubica en una zona
estrecha con taludes asimétricos de ''G y &.G estribo iz#uierdo yderecho respecti!amente y en blo#ues gigantescos de roca andesítica
de los depósitos de colapso$
@os =i#ues .) y .' tienen una altura de '$. m$ y ). m$
respecti!amente, estn constituidos por un n"cleo impermeable con
talud de )$62) aguas abao y '$62) aguas arriba, en los paramentos
se colocar un enrocado de protección +ormando taludes de '2) y &2)
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=e acuerdo a las in!estigaciones geológicas-geotécnicas y para
meorar las características geomecnicas y de de+ormabilidad es
necesario realizar un tratamiento de la cimentación con inyecciones de
consolidación constituidas por lechadas de cemento en los blo#ues de
roca e inyecciones de reemplazo Iet 8rounting en suelos con
pro+undidades #ue !arían de )6 a 6. m$ de pro+undidad$
%l presupuesto total asciende a 0einticuatro *illones =oscientos
chentiun *il /o!entisiete y &?B).. /ue!os Soles$
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