Estudios imprescindibles, para la posterior construcción de una presa de materiales sueltos sobre el río santanero en la región Cajamarca

Abstract

El presente trabajo de Investigación consiste en realizar los estudios imprescindibles, para la posterior construcción de una presa de materiales sueltos sobre el río Santanero, en la región Cajamarca. Se tiene conocimiento que la zona de la cuenca es semiárida, también con épocas largas de estiaje las cuales se vinculan con la agricultura, la cual es la fuente principal de ingresos de los pobladores. En esta tesis, se realizó el estudio de los parámetros geotécnicos. En primer lugar, logramos determinar que la presa en construcción debería ser de materiales sueltos, aprovechando las canteras cercanas que se encuentran. Tomando en cuenta las demandas y ofertas, llegamos a la conclusión que tendríamos un volumen útil de 1.8 MMC, lo cual era suficiente, ya que logra cumplir con un 80% la garantía anual. Con el volumen, la curva cota – volumen y con un pre diseño del desagüe, obtuvimos una cota de coronación del núcleo de 2288 msnm, y de 2259 msnm para la propia presa. Con esto se partió para realizar un análisis de filtraciones y estabilidad con software de GeoStudio©. En principio el estudio se realizó con el programa SEEP©, logrando un análisis estacionario y transitorio para el escenario de desembalse rápido. Las filtraciones de nos dieron como resultaron fueron pocas, debido a que solo se producen a lo largo de la presa, ya que el subsuelo tenía una capa superficial con muy baja permeabilidad. Con el segundo estudio utilizamos el programa GeoStudio©, en los diferentes escenarios que se requirió: las cuales fueron: final de la construcción, a largo plazo, tras desembalse rápido y con una combinación de sismo con las anteriores. Al finalizar el estudio, concluimos que la geometría optada en un principio no era la adecuada y esta debía reformularse para el talud aguas arriba, ya que se producía una falla en el desembalse rápido con sismo. Las soluciones propuestas eran los micro pilotes, las cuales de utilizarían como pantalla, una berma inferior con enrocado y/o una disminución de la pendiente del talud. Finalmente, al eliminar las dos primeras opciones de la propuesta, debido a que solo reducían en lo mínimo la inestabilidad. Se eligió aumentar el talud de 1H:1V a 1. 5H:1V ya que con esta última se pudo lograr una mayor estabilidad en comparación de que con las anteriores. Incluso las filtraciones disminuyeron. También se realizó un análisis a los desagües, en primera instancia se hizo el estudio de desagüe de fondo con entrada a 2259 msnm y salida a 2288msnm, de las cuales sus pérdidas no dan un problema para su funcionamiento. Se delimito la cuenca de disipación de energía, teniendo en cuenta que el cauce de rio se encuentra a 2260 msnm.The present work of Investigation consists in carrying out the essential studies, for the later construction of a dam of loose materials on the Santanero river, in the Cajamarca region. It is known that the area of the basin is arid, also with long periods of low water which are linked to agriculture, which is the main source of income for the inhabitants. In this thesis, the study of the geotechnical parameters was carried out. In the first place, we were able to determine that the dam under construction should be made of loose materials, taking advantage of the nearby quarries. Taking into account the demands and offers, we reached the conclusion that we would have a useful volume of 1.8 MMC, which was sufficient, since it manages to meet the annual guarantee by 80%. With the volume, the curve - volume and with a pre design of the drain, we obtained a crown coronation height of 2288 meters above sea level, and 2259 meters above sea level for the dam itself. This was used to perform a leak and stability analysis with GeoStudio © software. In principle, the study was carried out with the SEEP © program, achieving a stationary and transitory analysis for the rapid desembalse scenario. The filtrations we were given as result were few, because they only occur along the dam, since the subsoil had a surface layer with very low permeability. With the second study we used the program GeoStudio©, in the different scenarios that were required: which were: end of construction, long term, after rapid disbanding and with a combination of earthquake with the previous ones. At the end of the study, we concluded that the geometry chosen at the beginning was not adequate and this had to be reformulated for the slope upstream, since there was a failure in the rapid desembalse with earthquake. The proposed solutions were the micro piles, which would use as a screen, a lower berm with castling and / or a decrease in the slope of the slope. Finally, by eliminating the first two options of the proposal, because they only minimized instability. It was chosen to increase the slope from 2H: 1V to 1.5H: 1V. since with the latter it was possible to achieve greater stability compared to the previous ones. Even the leaks decreased. An analysis was also made to the drains, in the first instance the study of bottom drainage was made with an entrance to 2259 meters above sea level and an exit to 2288 meters above sea level, of which its losses do not give a problem for its operation. The energy dissipation basin was defined, taking into account that the river bed is at 2260 meters.Tesi