DISEÑO DE LA PRESA DE EMBALSE YAUCAN

MEMORIA DESCRIPTIVA:

1. Introducción:

En el Perú, existen distintas obras hidráulicas que cubren una amplia gama de propósitos específicos y, por eso mismo pueden agruparse del modo que correspondan al orden como se ubican entre la fuente de agua a aprovechar y el punto terminal donde se quiere utilizarla. Una de las más representativas obras hidráulicas son las Presas de Embalse, que se construyen con fines de almacenamiento y posterior aprovechamiento de agua para diferentes usos. Además tenemos las Obras de captación, Aliviaderos de demasías en los embalses, Estructuras para la descarga regulada en los embalses, Túneles (de desvió, de conducción, intercuencas, de trasvase), Canales de conducción, Obras de arte (conductos cubiertos, desarenadores, puentes acueducto, sifones, rápidas, partidores, etc.).

La presa Yaucán, a construirse un tramo estrecho del valle, entre Bamba y la desembocadura del Río Poma, creará un embalse de un volumen de 180 millones de m3 para ser usado para la agricultura, uso doméstico y generación de energía eléctrica en una Central Hidroeléctrica. En el Embalse Yaucán se acumularán las avenidas, teniendo así las reservas de agua para el mejoramiento de los caudales en el río en el tiempo de estiaje.

La obra consta de los siguientes elementos: la Presa de Escollera, el Aliviadero de Crecidas que consta de un Vertedero Lateral, Canal Colector, Canal de Transición y Rápida, y el Túnel de Desvío y Servicio.

2. Generalidades:

Este proyecto contempla la captación, almacenamiento, conducción y aprovechamiento hidroenergético de las aguas del río Yaucán, los cuales serán aprovechados y regulados por el embalse Yuncán, que constituye la principal estructura del proyecto con una capacidad de 165 MMC.

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, SISTEMAS Y ARQUITECTURA

Lambayeque, 24 de Febrero de l 2015

CURSO:

DISEÑO DE OBRAS HIDRAULICAS

DOCENTE:

ING. Msc. JOSE ARBULÚ RAMOS

ALUMNOS:

Guerrero Yrene, William James (101868-G)

Portocarrero Alarcón, Luz Edith (102140-G)

PROYECTO INTEGRADOR

PRESA EMBALSE YAUCAN

El proyecto también ejecuta un Aliviadero de Crecidas con una carga hidráulica de 3.09 m. y una longitud de 35 m., aquí tenemos a un Vertedero Lateral, Canal Colector de características, Canal de Transición y Rápida.

Además el Túnel de Desvío tiene una longitud de 1975 m., un diámetro de 5.985 m., un caudal de 380 m3/seg. y el Túnel de Servicio Desvío tiene una longitud de 75 m., un diámetro de 1.80 m., un caudal de 20 m3/seg.

3. Importancia del Proyecto:

Optimizar el manejo del agua para cubrir la demanda para el uso agrícola, uso doméstico y uso hidroenergético a través de una Central Hidroeléctrica.

En el Embalse Yaucán se acumularán las avenidas, teniendo así las reservas de agua para el mejoramiento de los caudales en el río en el tiempo de estiaje.

4. Objetivos:

4.1. Objetivo General:

Aprovechamiento del recurso hídrico del Río Yaucán.

4.2. Objetivos Específicos:

Almacenar y asegurar dotaciones de agua mínimas, para uso agrícola, uso doméstico.

Garantizar el afianzamiento hídrico para la Central Hidroeléctrica.

5. Descripción de la Zona del Proyecto

5.1. Ubicación y Acceso

La Presa de Embalse Yaucán se ubica en un tramo estrecho del valle, entre Bamba y la desembocadura del Río Poma, en la provincia de Chota, del departamento de Cajamarca.

El Río Lambayeque, Río La Leche, Río de Chota y Río Yaucán y la Gran Cordillera Real son los límites y afluentes de Huambos (distrito de Chota) a una altitud de 2 482 m.s.n.m., una Latitud de 06°27’08’’ y una Longitud de 78° 57’50’’.

Para llegar hasta este lugar podemos ir por vía terrestre, tomando la Carretera 6A Chiclayo – Chota (carretera asfaltada), la distancia es aproximadamente 160 km, demorando un

tiempo aproximado de 2 horas 20 min desde la ciudad de Chiclayo.

5.2. Características Socioeconómicas

La región Cajamarca se caracteriza por tener una economía de subsistencia basada principalmente en la función agropecuaria, siendo la actividad ganadera la de mayor importancia económica para la zona, en tanto que en la agricultura se siembra tubérculos como: papa, cereales como el maíz, legumbres como: la arveja y hortalizas; Cereales: cebada, trigo, linaza, maíz amiláceo; leguminosas: arveja, tarwi blanco y quinua.

La producción económica de la Región Cajamarca es mayoritariamente primaria, y la transformación y formación de valor agregado se da en muchos casos fuera de la región. Las actividades que más contribuyen al PBI regional son Agricultura, Ganadería, Servicios y Minería, en cifra superior al 90% del total de Producto Bruto Interno Regional. La presencia de la actividad minera en el PBI de Cajamarca se hace significativa desde mediados de los noventa con las explotaciones de oro de Minera Yanacocha. El sector agrario muestra tasas de crecimiento promedio de 5% anual y los servicios de 2% anual. Consecuencia de estas dinámicas diferenciadas la estructura productiva regional se modifica. La minería se convierte en el sector más importante de la economía (su aporte pasa de 19% a 39%), la agricultura disminuye ligeramente su importancia (de 17% a 14%) y los servicios pierden importancia (de 55% a 38%).

6. Obras Propuestas

El proyecto comprende fundamentalmente, el diseño de las

siguientes obras:

6.1. PRESA DE ALMACENAMIENTO:

Se debe considerar la Presa Yaucán en un tramo estrecho del valle, Bamba y la desembocadura del Río Poma.

PARÁMETROS COMPOMENTES

PRESA DE ALMACENAMIENTO

Volumen total: 200 MMC

Volumen útil: 165MMC

Volumen muerto: 20 MMC

Cota máxima: 2,546.5 msnm

Altura hidráulica: 82.8 m

Altura estructural: 91.5 m

Talud aguas arriba:1:3

Talud aguas abajo: 1:2.5

6.2. ALIVIADERO DE CRECIDAS:

PARÁMETROS COMPOMENTESALIVIADERO DE

CRECIDAS

Qmáx = 380 m3/seg

Longitud de la cresta del vertedero 35 m.

Carga Hidráulica 3.09 m.

Radio de curvatura al pie del talud: 4.50 m.

POZA DISIPADORA:

Longitud de la poza disipadora 24 m.

Longitud del solado delantero 15.50 m.

Longitud de los muros de encauzamiento

47.5 m.

Altura de los muros de encauzamiento 9 m.

Espesor del muro de encauzamiento 0.25 m.

RAPIDA:

Longitud de Transición 36 m.

Longitud de la rápida 365 m.

6.3. TÚNEL DE DESVIO Y SERVICIO

PARÁMETROS COMPOMENTES

TUNEL DE DESVIO

Qdiseño = 380 m3/seg

Diámetro 5.985 m.

Área 28.131 m2

Velocidad 13.508 m/s

Pendiente 2.09 %

Longitud 1 975 m

Espesor 0.50 m.

PARÁMETROS COMPOMENTESTUNEL DE SERVICIO

Qdiseño = 20 m3/seg

Diámetro 1.80 m.

Área 2.55 m2

Velocidad 7.86 m/s

Pendiente 86 %

Longitud 75 m

Espesor 0.30 m.

PARTIDAS:

PRESA DE EMBALSE:

1. Movimiento de Tierras1.1. Excavaciones en Material Aluvial1.2. Excavaciones en Material Suelto1.3. Excavaciones en Roca Suelta1.4. Excavaciones en Roca Fija

2. Rellenos2.1. Capa Material Impermeable

En esta partida tenemos los trabajos de preparación, carguío y traslado de material fino y granular, y la preparación y relleno del material impermeable.

2.2. Delantal del Material Impermeable y su UñaEn esta partida tenemos los trabajos de preparación, carguío y traslado tanto para el material fino como para el granular y luego la preparación y relleno del material impermeable.

2.3. Filtro sobre DelantalEn esta partida se tienen los trabajos de preparación, carguío, traslado y colocación del material filtro.

2.4. Relleno del Cuerpo de la Presa2.4.1. Relleno de Material areno-gravoso

Preparación, carguío, traslado y relleno de material gravo arenoso.

2.4.2. Filtro debajo de Pantalla Impermeable

Preparación, carguío, traslado y colocación de Material de Filtro.

2.4.3. Relleno con Material Impermeable - Pantalla en Talud y su Dentellón

Preparación, carguío, traslado del material fino y granular y luego la preparación y relleno con material impermeable.

2.4.4. Filtros (Talud Aguas Arriba y en Prisma de Enrocado)

Preparación, carguío, traslado y colocación del material filtro.

2.4.5. Prisma de Enrocado y Drenes2.4.5.1. Prisma de Enrocado en Pie de Talud Aguas Abajo

Selección y acopio de piedra, carguío traslado y colocación y acomodo de piedra seleccionada.

2.4.5.2. Protección de Talud2.4.5.2.1. Capa de Protección Talud Aguas Arriba

Selección y acopio de piedra, carguío, traslado y colocación, y acomodo de piedra seleccionada.

2.4.5.2.2. Capa de Protección Talud Aguas Abajo

Selección y acopio de piedra, carguío, traslado y colocación, y acomodo de piedra seleccionada.

TÚNEL DE DESVIO Y SERVICIO:

1. Ejecución De Accesos

En algunos casos la realización del acceso al túnel conlleva la

excavación a cielo abierto mediante la utilización de diversa

maquinaria específica para movimientos de tierras.

1.1. Excavación A Cielo Abierto – Medios Mecánicos

1.2. Excavación A Cielo Abierto Explosivos

1.3. Pozo De Ataque

En esta partida se desarrollan las diferentes técnicas para la

ejecución de los pozos de ataque, entendiendo como tal los

trabajos de excavación en vertical para resolver el acceso a la

boquilla del túnel.

2. Excavación Y Avance Del Túnel

2.1. Emboquille

Fase inicial para la ejecución del túnel en la cual se ejecuta,

habitualmente, un paraguas de micropilotes o bulones con

zuncho hormigonado de longitud variable, dependiendo del

terreno. Comprende las fases: perforación de micropilotes,

descabezado y el hormigonado de la viga de atado. En la

mayoría de los casos la viga de atado se ejecutará mediante la

colocación de cerchas y gunitado.

2.2. Avance Con Retroexcavadora

La ejecución de estos trabajos se realiza habitualmente con

retroexcavadoras provistas de martillo, y en ocasiones y si la

dureza de la roca lo permite, se puede usar directamente la

cuchara o cazo de la retroexcavadora.

2.3. Uso De Rozadora

Las rozadoras o minadores son máquinas excavadoras que

realizan su trabajo mediante una cabeza o cabezas rotatorias

provistas de herramientas de corte y que van montadas sobre

un brazo monobloque o articulado, todo ello sobre un chasis

móvil de orugas y, completando el conjunto, un sistema de

recogida y transporte del escombro.

2.4. Uso De Explosivos

Las partes o trabajos elementales de que consta esta partida

son las siguientes:

Replanteo en el frente del esquema de tiro.

Perforación de los taladros.

Carga de los taladros con explosivo (barrenos).

Voladura y ventilación.

Retirada del escombro y saneo del frente, bóveda y

hastiales.

3. Instalaciones Del Túnel

3.1. Ventilación

La necesidad de mantener dentro de los túneles una atmósfera

respirable, no tóxica, y en unas condiciones ambientales

óptimas, obliga a renovar el aire de éstos mediante sistemas

de ventilación, para así impedir que los gases y humos

generados por vehículos de motor, y por las distintas labores

de construcción, alcancen unas concentraciones límite

predeterminadas.

3.2. Instalación Eléctrica

La ejecución de túneles requiere la utilización de maquinaria y

equipos eléctricos específicos, los cuales requerirán de unas

instalaciones para su correcto funcionamiento. Estos medios

deben disponer de fuentes de alimentación y por ello se

diseñará una red de distribución que acerque los puntos de

toma al frente de trabajo, garantizando su disponibilidad para

los diferentes niveles de servicio. La red eléctrica a instalar en

el túnel dependerá fundamentalmente de dos factores:

Los equipos que previsiblemente estén en

funcionamiento de manera simultánea.

La longitud de líneas.

La red eléctrica de interior se abastecerá generalmente de una

red de suministro, que deberá ser transformada a tensión

necesaria, dependiendo del equipo del que se trate, para su

empleo directo por la maquinaria o equipos.

3.3. Instalación De Aire Comprimido

Para ejecutar determinadas labores de obra, como puedan ser

las realizadas por el robot de gunitado y el jumbo de

perforación, es necesaria la colocación de una instalación de

aire comprimido, que estará compuesta por un compresor de

aire situado en el exterior del túnel y una tubería.

4. Sostenimiento Del Túnel

4.1. Bulones

Los bulones son elementos lineales de refuerzo que se colocan

dentro de un taladro efectuado en la pared de roca y se

adhieren a ésta por un procedimiento mecánico o por medio de

una sustancia adherente.

4.2. Hormigón Proyectado

Hormigón que se coloca mediante proyección del mismo contra

la superficie que se desea proteger, de forma que queda

adherido a ésta. Existen tres procesos para el hormigón

proyectado: por vía seca, por vía semihúmeda y por vía

húmeda. Para una mejora del sostenimiento se emplean fibras

de acero o mallazo.

4.3. Cerchas

Las cerchas son elementos de acero que tienen una función

resistente de por sí y, generalmente, en unión con hormigón

proyectado. Hacen referencia a las operaciones de

manipulación, montaje y colocación de cerchas. Las citadas

operaciones consisten en la descarga de las mismas en

paquetes desde el camión de transporte, el acopio en zona

habilitada, transporte de las unidades hasta la zona de

sostenimiento próxima al frente y la colocación de las mismas.

4.4. Tratamientos Especiales

Son tratamientos puntuales de consolidación y/o estabilización

de partes del túnel (clave, frente o solera) y/o consolidación del

terreno mediante:

Inyecciones convencionales

Jet grouting

Paraguas de presostenimiento

Congelación (ice boring)

Refuerzo armado a sección completa (presencia de

anhidritas)

5. Revestimiento Y Falsos Túneles

Una vez realizado el sostenimiento del túnel, se finaliza la

construcción del mismo ejecutando la impermeabilización, drenaje

y, en ocasiones, se completa con un revestimiento.

5.1. Impermeabilización

El objeto de la impermeabilización es evitar que las aguas de

filtración provenientes del terreno (trasdós) del túnel, entren

en el interior del mismo. Habitualmente la tarea consiste en la

colocación de malla geotextil, en su caso membrana drenante

y láminas impermeabilizantes, todas ellas con diferentes

procedimientos y ancladas al terreno.

5.2. Hormigón In Situ

El hormigonado es el conjunto de operaciones necesarias para

el vertido del hormigón en el interior del encofrado, realizado

habitualmente por bombeo. Queda incluida la operación de

vibrado durante el vertido del hormigón así como la ejecución y

retirada de los encofrados laterales (tapes). Ocasionalmente se

introducen armaduras sin carácter estructural (antirretracción).

5.3. Elementos Prefabricados

El hormigonado de la puesta es el conjunto de operaciones

necesarias para el vertido del hormigón en el interior del

encofrado, realizado habitualmente por bombeo. Queda

incluida la operación de vibrado durante el vertido del

hormigón así como la ejecución y retirada de los encofrados

laterales (tapes). Ocasionalmente se introducen armaduras sin

carácter estructural (antirretracción), cuyo proceso es similar al

que se lleva a efecto durante la ejecución de falso túnel.