LA ECUACIÓN DEL NÚMERO PI EN LOS JUEGOS OLÍMPICOS DE PARÍS. Por JAVIER SOLIS ...
Diseño presa Pillones
1. XIV CONGRESO NACIONAL
XIV DE ESTUDIANTES DE INGENIERÍA CIVIL
CONEIC Universidad Nacional
“Santiago Antunez de Mayolo”
HUARAZ 20006
21 al 26 de Agosto
DISEÑO E INSTRUMENTACIÓN GEOTÉCNICA
DE LA PRESA PILLONES - AREQUIPA
Dr. Jorge E. Alva Hurtado
FIC-UNI
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
Facultad de Ingeniería Civil
4. UBICACIÓN
La presa Pillones se encuentra ubicada en la cuenca del río
Sumbay, entre las cotas 4300 y 4500 msnm, en el distrito de
San Juan de Chuca, provincia de Caylloma, departamento de
Arequipa.
Esta presa ha sido construida por el Consorcio Colca integrado
por las empresas C. y M. Vizcarra, JACCSA, Constructora
Upaca y Obras de Ingeniería.
El diseño, análisis e instrumentación geotécnica de la presa
Pillones fue realizado por la Empresa Jorge E. Alva Hurtado
Ingenieros E.I.R.L.
5. 1 00 1 20 1 40 1 60 1 80 2 00 2 20 2 40 2 60 2 80 3 00 3 20
83 30 83 30
ECUADOR COLOMBIA
83 10 83 10
PRESA
CONDOROMA
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PRESA
ío
Co
EL PAÑE
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82 90 82 90
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BOCATOMA TUTI Sibaya
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CASTILLA BRASIL
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Lari CoporaqueY PAÑE- SUMBAY
82 70 l 82 70
Pichollo CAYLLOMA
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ADUCCION
Iray EMBALSE Arequipa
Ch
COLCA-SIGUAS Rìo Sumbay
PILLONES DERIVACION
SUMBAY-PILLONES
BOLIVIA
VALLE
82 30 DE Sumbay Pillones 82 30
MAJES
ay
UBICACIÓN DEL PROYECTO
s
mb
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APLAO SISTEMA DE REGULACION HIDRICA
g
Su
Si
DE LA CUENCA DEL RIO SUMBAY
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PRESA
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82 10 CENTRAL HIDROELECTRICA EL FRAYLE 82 10
Río Maj
BOCATOMA
DE PITAY CHARCANI V
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Yura Ch PRESA
Río AGUADA BLANCA
Pampa Alta de PAMPA DE SIGUAS
81 90 Majes Volcan Misti
81 90
C.
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CAMANA eric
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AREQUIPA
LEYENDA
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81 70 Río tera
Túnel y/o Canal Construido
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CAMANA Pana AREQUIPA
Río Vitor Embalse Existente
a
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Central Hidroeléctrica Existente
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81 50 81 50 Carretera Asfaltada
QUILCA
Vía Sin Asfaltar
Vía Férrea
ISLAY Limite Provincial
Ca
81 30 81 30
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Río
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MATARANI
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MOLLENDO
Río Tam
bo NOTA:
COPIA DEL PLANO HARZA C-01 OBRAS CIVILES
81 10 81 10
A TACNA ESCALA GRAFICA
0.0 20 40 60 80 100 Km
81 90 81 90
1 00 1 20 1 40 1 60 1 80 2 00 2 20 2 40 2 60 2 80 3 00 3 20
SUPERVISION CONTRATISTA
EMPRESA DE GENERACION ELECTRICA DE AREQUIPA S.A.
PRO-ENERGIA
APROBADO APROBADO APROBADO APROBADO " PROYECTO EJECUTIVO DEL SISTEMA DE REGULACION HIDRICA
DE LA CUENCA DEL RIO SUMBAY "
Plano N°:
PRESA " PILLONES" Y OBRAS CONEXAS
PG-01
Ing° EDGAR VELASCO VELASQUEZ Ing° ENRIQUE BERNARDO CANGAHUALA Ing° CESAR BAYRO ORELLANA Ing° JESUS VELA BELLIDO UBICACION DEL PROYECTO PILLONES Fecha: Escala:
REPRESENTANTE LEGAL JEFE DE SUPERVISION(E) REPRESENTANTE LEGAL RESIDENTE DE OBRA ABRIL 2006 INDICADA
6. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
El Sistema Pillones está conformado por la derivación Sumbay –
Pillones que permitirá derivar las aguas del río Sumbay hacia la
micro-cuenca Pillones para ser almacenadas en el embalse
Pillones de 80 MMC de capacidad total.
La derivación operará solamente en época de avenidas y estará
conformada por la Toma en el río Sumbay y el Túnel; ha sido
diseñado para una capacidad hidráulica de 40 m3/s. La obra
permitirá a EGASA aumentar en 18% su capacidad de generación
eléctrica.
8. PRESA Y RESERVORIO DE PILLONES
• Inagurada el 15 de agosto del 2006
• Inversión: US$23 Millones
• Pillones incrementará el caudal del Río Chili de 8.0 a 11.0 m3/s en
época de sequías
• El agua almacenada en la época de lluvias se regulará en época
de sequías para:
Generación adicional de 20 MW de energía eléctrica – EGASA
Agricultura
Concentradora Cerro Verde
• Importancia de Pillones
La regulación evitará:
Pérdida en el océano
Daños y pérdidas en época de avenidas
9. La presa tiene una altura de 26 metros y está constituida por un
relleno de material homogéneo, teniendo en su cara anterior un
filtro y pantalla de concreto impermeable, y en la cara posterior
enrocado de protección (Rip Rap) y berma de apoyo.
La cimentación de la presa en la parte anterior descansa sobre
lecho rocoso, anclada mediante un plinto de concreto, que es
apoyo de la losa de protección de concreto y desde donde se
ejecutó la cortina de inyecciones de impermeabilización y
consolidación.
14. El análisis de infiltraciones a través del cuerpo de la presa se ha
realizado mediante el programa SEEP/W, el cual utiliza el método
de elementos finitos para modelar el material, la geometría, el
movimiento y la distribución de la presión de poros dentro de los
materiales que constituyen el cuerpo de la presa y su fundación.
El análisis de infiltración se ha efectuado en la Sección 0+000,
considerada la más crítica debido a su altura.
El análisis se ha efectuado tomándose en cuenta el nivel del
embalse en el NAMO (Nivel de Agua Máximo de Operación) cuya
cota es 4374.30 m.s.n.m.
15. COEFICIENTES DE PERMEABILIDAD UTILIZADOS EN EL ANÁLISIS DE
INFILTRACIÓN
Material K (cm/s)
Cuerpo de la Presa 4.70 x 10-2
Aluvial de Cimentación 2.50 x 10-3
Cimentación Rocosa (<30m) 1.00 x 10-4
Cimentación Rocosa (>30m) 5.00 x 10-5
Relleno Impermeable 1.00 x 10-5
Apoyo de Relleno 1.00 x 10-2
Uña 4.37 x 10-2
Berma 4.93 x 10-2
Filtro 2.25 x 10-1
Dren 2.25 x 10-1
Enrocado 2.25 x 10-1
Cara de Concreto 1.00 x 10-9
Concreto Poroso 1.00 x 10-3
Cortina de Inyección 5.00 x 10-5
16. ANÁLISIS DE INFILTRACIÓN
MALLA DE ELEMENTOS FINITOS
120
110
Filtro
k = 2.25 X 10-1 cm/s
100
NAMO = 4374.30 m.s.n.m.
Enrocado
Cara de Concreto k = 2.25 X 10-1 cm/s
90
k = 1.0 X 10-9 cm/s
Relleno Impermeable Berma
80
k = 1.0 X 10-5 cm/s k = 4.7 X 10-2 cm/s k = 4.93 X 10-2 cm/s
Apoyo Relleno
k = 1.0 X 10-2 cm/s
70
k = 4.37 X 10-2 cm/s
Elevación (m)
k = 2.5 X 10-3 cm/s
60
Cortina de Inyección
50 k = 5.0 X 10-5 cm/s
k = 1.0 X 10-4 cm/s
40
30
20
k = 5.0 X 10-5cm/s
10
0
-10
-20
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320
Distancia (m)
MALLA DE ELEMENTOS FINITOS UTILIZADA EN EL ANÁLISIS DE INFILTRACIÓN DE LA PRESA
PILLONES - SECCIÓN 0 +000
17. 130
ANÁLISIS DE INFILTRACIÓN
120 CONTORNO DE GRADIENTE DE VELOCIDADES
110
100
NAMO = 4374.30 m.s.n.m.
90
80
Elevación (m)
70
60
50 0.6
0.5
0.4
40
0.3
30
0.1
0.1
20
0.2
0.2
10
0
-10
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320
Distancia (m)
ANÁLISIS DE INFILTRACIÓN – CONTORNO DE GRADIENTE DE VELOCIDADES
20. El caudal de infiltración total que pasa por el cuerpo de la
presa y su cimentación calculado en la sección aguas abajo
de la presa es de 2.6202-05 m3/s/m, equivalente a un caudal
de infiltración de 21.40 l/s, valor que está dentro de los rangos
de los caudales de filtraciones registrados en los aforos
realizados. De estos análisis se puede concluir que la presa se
está comportando adecuadamente, tal como se esperaba en
el diseño.
22. El análisis de estabilidad de la presa Pillones se realizó mediante
un análisis estático y pseudo-estático de los taludes aguas arriba y
abajo de la presa. El análisis de estabilidad estático se realizó
utilizando el método de equilibrio límite de Bishop (1955) en base a
la geometría existente, los parámetros de resistencia cortante y la
posición de nivel freático determinado por las mediciones
realizadas con los piezómetros. Para el análisis pseudo-estático se
utilizó un coeficiente lateral sísmico de 0.16.
El análisis de estabilidad de la presa se ejecutó en la Sección
0+000 para el estado de infiltración constante u operación y para
las distintas etapas del desembalse de la presa. Para realizar el
análisis de estabilidad se ha utilizado el programa de cómputo
SLOPE/W.
23. PARÁMETROS DE RESISTENCIA CORTANTE UTILIZADOS EN
EL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD
Parámetros de Resistencia Cortante
Material γ φ’
c’
(KN/m3) (KPa) (º)
Cuerpo de la Presa 20 0 40
Aluvial de Cimentación 18 0 33.5
Cimentación Rocosa 17.6 90 19.2
Relleno Impermeable 18 10 30
Apoyo Relleno 16 5 30
Uña 18 0 33
Berma 18 0 33
Filtro 19.6 34 0
Dren 19.6 34 0
Enrocado 23.5 0 40
Cara de Concreto 23.5 90 45
30. FACTORES DE SEGURIDAD OBTENIDOS EN EL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE
TALUDES ESTADO DE INFILTRACIÓN CONSTANTE (AGUAS ABAJO)
Factor de Seguridad
Condición
Estático Pseudoestático
Infiltración constante u operación 1.786 1.307
FACTORES DE SEGURIDAD OBTENIDOS EN EL ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE
TALUDES EN LAS DIFERENTES PARADAS DE DESEMBALSE (AGUAS ARRIBA)
Factor de Seguridad
Condición
Estático
Primera Parada de Desembalse 4.032
Segunda Parada de Desembalse 2.963
Tercera Parada de Desembalse 2.496
Ultima Parada de Desembalse 2.110
32. Para determinar las deformaciones generadas en el cuerpo de la
presa se ha hecho uso del programa de cómputo de SIGMA/W.
Este es un programa de elementos finitos que es utilizado para
determinar esfuerzos y deformaciones en estructuras de tierra,
pudiendo desarrollar análisis simples de modelo lineal elástico de
deformaciones y análisis de modelos elasto - plásticos.
El análisis de deformaciones se ha efectuado en la Sección
0+000, considerada la más crítica debido a su altura, empleando
parámetros de esfuerzo-deformación del suelo.
La evaluación de esfuerzos y deformaciones que se generarán en
la Presa Pillones se ha realizado mediante el modelo lineal
elástico.