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MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE COLCABAMBA SG-IDUR OFICINA DE ESTUDIOS Y PROYECTOS

PROYECTO: CONSTRUCCIÓN DE CARRETERA ANDAYMARCA PUERTO SAN ANTONIO---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2.5 GEOLOGIA2.5.1 Introducción

El estudio geológico tiene la finalidad de identificar las condiciones geológicas, Geomorfológicas y Geodinámicas, a lo largo del trazo de la carretera, de tal forma que se pueda definir las características constructivas de la misma; basándose en los tipos de depósitos recientes, aspectos litológicos, condiciones de estabilidad e inestabilidad de taludes y riesgos probables que se puedan presentar en la fase de construcción y vida útil de la carretera.

El proyecto se proyecta sobre terrenos accidentados, en depósitos mayormente tipo escombros de talud, y sobre rocas metamórficas del grupo Excélsior.

El régimen de precipitaciones pluviales en la zona es moderada teniendo un promedio de 450 mm/año. Sin embargo muy excepcionalmente se manifiestan tormentas aisladas que generan escurrimientos superficiales con abundante transporte de sedimentos. A lo largo de todo el tramo solo es posible identificar 2 sub-cuencas que alimentan al río Mantaro y se trata de los ríos Palca y San Antonio y conformada cada uno de ellos por tres micro cuencas, en el caso del río Palca las que conforman las micro cuencas que alimentan las quebradas de: Pumamachay, Padreccacca y Huarihuaycco; para el caso del río San Antonio las micro cuencas que alimentan las quebradas de: Reticucho, Ccarahuayuna y Manasamana, además la vía es atravesada por pequeños cursos de agua a lo largo del recorrido del trazo de carretera.

Se han proyectado las obras de arte que mejor se adaptan a las condiciones hidrogeológicas orientadas al drenaje longitudinal y transversal. Para el drenaje transversal se han proyectado alcantarillas TMC tipo ARMCO; Como drenaje longitudinal se han considerado las cunetas, que servirán para la captación y conducción de pequeños cursos de agua, como para las aguas de escorrentía

2.5.2 ObjetivosEl presente estudio como parte integrante del expediente técnico, tiene el propósito de establecer cualitativa y cuantitativamente el marco geológico, así como inferir el comportamiento de los taludes a la vibración producida por el corte para la conformación de plataforma de la vía al paso de vehículos entre Andaymarca y Accolloclla; los objetivos específicos son:

2.5.2.1 Determinar las características geológicas y geotécnicas de las unidades estratigráficas existentes.

2.5.2.2 Definir las unidades geomorfológicas del área y su comportamiento e influencia en relación al tramo en estudio.



2.5.2.3 Analizar los fenómenos de geodinámica externa que pudieran afectar la vía de conexión entre Colcabamba y Accolloclla, tratando de formular las soluciones más eficaces para contrarrestarlos.

2.5.2.4 Evaluar y analizar los taludes existentes y definir el tratamiento necesario en zonas de inestabilidad, así como determinar los taludes de corte más óptimos.

2.5.3 Metodología2.5.3.1 Fase de campo

Efectuado en dos etapas, previamente se recopiló, evaluó y seleccionó información bibliográfica y cartográfica, relacionada y vinculada al proyecto; luego se preparó de la documentación base para la ejecución de los trabajos de campo.

Con los datos obtenidos en la fase de campo e interpretación de las mismas se elaboró el presente informe.

Luego se efectuó el mapeo geológico, geotécnico de la franja de trazo, anotando los datos pertinentes que sirvieron para decidir por las zonas más apropiadas para la ubicación de campamentos, botaderos, canteras y otras estructuras.

2.5.3.2 Fase de gabineteEn base a la evaluación de campo se evaluó y seleccionó información bibliográfica y cartográfica, relacionada y vinculada con el proyecto, la que es relativamente escasa. Para luego proceder a la preparación de la documentación base para la ejecución de los trabajos de campo.

Con los datos obtenidos en la fase de campo y la primera etapa se procedió a la interpretación de las mismas y a la redacción del correspondiente informe.

2.5.4 GeomorfologíaLuego del de reconocimiento, por La zona del proyecto, encontramos que la topográfica es abrupta distinguiéndose cinco unidades Geomorfológicas, las que localmente recibe denominaciones del valle, zona de glaciares y altas cumbres, laderas, estribaciones de la Cordillera Occidental, colinas y el llano, estas unidades Geomorfológicas presentan geoformas, siguiendo el comportamiento litológico formacional y en otras de manera indistinta, siguiendo las secuencias de rocas plutónicas ígneas y metamórficas que afloran en la zona del proyecto.



2.5.4.1 VallesLos valles se han desarrollado a lo largo de los ríos que drenan la faja subandina con altitudes variable entre los 1500 y 3500 m.s.n.m. El rió principal que discurre en esta zona ha labrado el valle tipo cañón. se le reconoce de manera conspicua en el cuadrángulo de San José de Secce en un 90% del recorrido del río Mantaro y de manera menos marcada en el río Tullma.

La orientación de los valles en el área de estudio es SO - NE, los de mayor recorrido tienen una orientación SE - NO, que son los que reciben el aporte de material sedimentario en épocas de avenidas.

2.5.4.2 Relieve cordilleranoEl macizo de la cordillera Oriental se ve cortado por el río Mantaro, el cual lo cruza en dirección SE-NO en la esquina sur oriental para luego atravesar en forma diagonal en dirección NO-SE hacia el cuadrángulo de Canaire, formando un divortium acuarium

Este relieve conforma un alargado promontorio de dirección NNE-SSE. El terreno es abrupto, con elevadas cadenas de cerros y picos de altas pendientes que alcanzan los 4500 msnmRelieve cordillerano

2.5.4.3 El macizo de la cordillera Oriental se ve cortado por el río Mantaro, el cual lo cruza en dirección SE-NO en la esquina sur oriental para luego atravesar en forma diagonal en dirección NO-SE hacia el cuadrángulo de Canaire, formando un divortium acuarium

2.5.4.4 LaderasLas laderas se localizan en el sector central del cuadrángulo de San José de Secce, tomando una dirección NO-SE, igualmente con la misma dirección en el sector Este de la hoja de Pampas, comprende ambos flancos del valle del rió Mantaro, morfológicamente esta unidad está constituida por pendientes pronunciadas y topografía muy abrupta.

El control litológico de esta unidad está condicionado por las rocas metamórficas del Neoproterozoico y el Paleozoico del grupo Excelsior, así mismo a las rocas intrusivas del Neógeno.

2.5.4.5 Estribaciones de la cordilleraEsta unidad abarca la mayor extensión del área del estudio, se manifiesta en el sector oriental del cuadrángulo de Pampas con dirección NNO –SSE. Acuñándose a una delgada franja en el sector SE del cuadrángulo de San José de Secce.



2.5.5 FisiografíaLas características geológicas de la carretera corresponde a morfologías que varían de onduladas a agrestes representadas por la cordillera central y el valle del Mantaro principalmente la conformación litoestratigráfica está representada por unidades metamórficas así como también por los depósitos recientes en proceso de consolidación y remoción cuyo origen es; residual y aluvional.

2.5.6 EstratigrafíaEn la zona se encuentran rocas de edades que van del Paleozoico Inferior y posiblemente desde el Precambriano hasta el cuaternario moderno, pero con lagunas estratigráficas considerables como son:2.5.6.1 Depósitos Recientes

Depósitos morrénicos y fluvioglaciares: Restos de morrenas laterales y frontales, han sido observados en algunas localidades de las áreas alaciadas en las sierras de Yanacocha y Huishccana.

Las acumulaciones morrénicas consisten en una mezcla heterogénea de cantos detríticos y gravas angulosas con arenas y arcillas derivadas de las distintas rocas pizarrozas del grupo Excelsior, generalmente se encuentran arriba de los 3800 m.

La acción de las lluvias y aguas de escorrentía han desmantelado la mayor parte de estas morrenas, transportándolas a niveles inferiores, donde han sido depositadas en forma de mantos groseramente estratificados constituyendo acumulaciones fluvioglaciares.

Depósitos aluviales: Los depósitos aluviales cubren sólo una pequeña parte de la hoja de Pampas; generalmente se encuentran rellenando depresiones o formando terrazas de algunas decenas de metros de espesor en el fondo de algunos valles. El material aluvial está compuesto por rodados heterogéneos de dimensiones variables mezclados con gravas, arenas, arcillas de escasa consolidación. Hacia los flancos de los valles, las terrazas quedan cubiertas por coluvios y otros abanicos aluviales de los ríos subsidiarios.

Desde el punto de vista agrícola tienen importancia económica porque reúnen condiciones favorables para cultivos.



2.5.6.2 Depósitos coluvialesSe considera a todas las acumulaciones de talud y materiales de laderas que se han originado por procesos de intemperización y acción de la gravedad. Estos depósitos tienen formas irregulares y reposan sobre laderas de suave y moderada pendiente. Lo conforman fragmentos de tamaño variado con materiales finos, que generalmente quedan a escasa distancia de la roca madre.

Como estos depósitos no están consolidados, son fácilmente arrastrados por las aguas corrientes, produciendo en muchos casos cárcavas y barrancas que facilitan su deslizamiento, de efectos perjudiciales para la agricultura.

2.5.6.3 Rocas intrusitasLas rocas intrusivas surgen en diversos lugares de la hoja de pampas, ocupando alrededor del 20% de la superficie. El tamaño de los plutones varía desde pequeños stocks hasta dimensiones batolíticas; además se observan diques y apófisis que por sus reducidas dimensiones no están representadas en el mapa.

Por lo general los cuerpos intrusivos, presentan una forma alongada en dirección NW-SE que atraviesan rocas del Paleozoico, con desarrollo de aureolas de metamorfismo.

Los intrusitos predominantes son de composición son de composición granítica, en menor proporción se encuentran rocas dioríticas y dacíticas.

GranitoLos afloramientos de granito forman cerros prominentes con laderas escarpadas y destacan por sus tonos grises que pasan a blanco amarillentos por intemperismo.

El granito en fractura fresca es de color gris claro, equigranular y de grano medio a fino; entre sus componentes se distinguen a simple vista, cristales de ortoclasa, biotita y granos de cuarzo.

DioritaLos plutones de composición diorítica se encuentran en la parte central del cuadrángulo, el más importante es el stock de Huarmicocha entre Tintaypunco y Andaymarca.

Más al Este afloran dos apófisis de la misma roca, los cuales probablemente están conectados en profundidad con el plutón principal. Estos cuerpos se encuentran emplazados en las rocas del grupo Excélsior.



La diorita en fractura fresca es de color gris claro, de estructura maciza y de grano medio a fino. Con auxilio de la lupa se reconocen feldespatos, hornblenda, biotita y a veces cuarzo. En observaciones micropetrográficas de muestras roca indican una composición diorítica con variaciones a diorita cuarcífera.

Las relaciones entre la diorita y el granito no han podido ser establecidas debido a que sus afloramientos se presentan aislados y distantes unos de otros.

DacitaAfloramiento de dacita se encontró en ambos lados de la cordillera Sajuna, por donde pasa el trazo de carretera. La roca en fractura es de color gris verdoso de grano fino, en la que se distinguen escasos feldespatos y granos de cuarzo. Superficialmente intemperiza a color verde claro hasta blanquecino.

Rocas filonianasLos plutones filonianos están representados por numerosos diques de dacita, andesita y diorita, etc., que afloran en diversos lugares. Estas rocas son de textura afanítica a porfirítica, de colores gris, gris verdoso a verde.

Edad de las rocas intrusivasLas relaciones entre las diferentes rocas intrusivas del área de Pampas no han sido determinadas con seguridad. Por los reconocimientos en profundidad realizados por la Corporación del Mantaro se sabe que la diorita intruye al granito, de donde se infiere que el granito es más antiguo que la diorita y ésta probablemente es anterior a la dacita y a las otras rocas.

2.5.6.4 Grupo ExcelsiorSobre la base del grupo Excelsior se presentan esquistos cloritosos, sericíticos, micáceos, talcosos, anfibólicos y localmente gneis que hacia arriba pasan, aparentemente en forma gradacional a una secuencia de lutitas negras y gris oscuras con intercalaciones de areniscas grises. Todas estas rocas son descritas en este trabajo bajo la denominación general del grupo Excelsior. En esta unidad no se han encontrado fósiles, pero por su posición estratigráfica y correlación litológica con rocas similares del grupo Excelsior de otras partes del Perú central, se le ha asignado al paleozoico inferior; sin embargo, las rocas metamórficas inferiores pueden ser en parte Precambrianas.



Sobre el grupo Excelsior se encuentra con discordancia angular una gruesa secuencia de calizas grises del grupo Copacabana, del Permiano inferior. Los afloramientos de estas rocas dentro del cuadrángulo de pampas, abarcan áreas pequeñas aisladas.

El grupo Excelsior, en el Perú central describe Mc Laughlin con la denominación de Serie Excelsior a una potente secuencia de lutitas oscuras con intercalaciones de areniscas pizarrosas, que regionalmente se presentan alteradas y ligeramente metaforizadas.

En general toda la secuencia está fuertemente deformada, presentando plegamientos apretados que difícilmente pueden ser seguidos por distancias considerables.

Analizando la distribución de los afloramiento del grupo Excélsior dentro del cuadrángulo, se aprecia que los metamórficos ocupan la posición central con orientación NW, quedando a ambos lados fajas de lutitas normales a débilmente metaforizadas. Esta disposición de los afloramientos y la deformación en pliegues apretados, sugieren la presencia de una estructura mayor, probadamente un sinclinorio. Posteriormente el batolito granítico de Villa Azul se ha emplazado aproximadamente en la parte central de esta estructura.

2.5.6.5 Serie metamórficaEn la hoja existen dos áreas de afloramiento de rocas metamórficas, éstas gradúan de pizarras satinadas suaves al tacto, hasta filitas y esquistos sericíticos, cloritosos, talcosos, micáceos y localmente a gneis. Además existen pequeñas exposiciones de anfibolitas y esquistos anfibolíticos. La base es desconocida, hacia arriba pasa con graduaciones a las lutitas y areniscas normales de la parte superior del grupo, formaciones más jóvenes con discordancia angular.

EsquistosEstas rocas conjuntamente con las filitas forman el mayor volumen de las rocas metamórficas. Los esquistos predominantes son clóricos; cuarzosos y micáceos. Dentro de los esquistos es común la presencia de lentes de cuarzo.

Las rocas metamórficas que afloran en las áreas citadas gradúan de pizarras satinadas suaves al tacto, hasta filitas y esquistos sericíticos, cloritosos, talcosos, micáceos y localmente a gneis. En la primera área se han reconocido además pequeñas exposiciones de anfibolitas y esquistos anfibolíticos.



Anfibolitas hornbléndicasEstas rocas se encuentran asociadas en el gneis y se presentan como pequeños diques, la mayoría de las rocas estudiadas se encuentran asociaciones de minerales que corresponden a un metamorfismo de bajo y mediano grado, sólo en el caso de los gneis y los esquistos micáceos, la presencia de cordierita, sillimanita y estaurolita, indican un metamorfismo de alto grado.

Serie de lutitas y areniscasLas lutitas y areniscas del grupo Excélsior afloran en sector del Saguna. Esta serie está compuesta principalmente de lutitas gris oscuras, finamente estratificadas, que se intercalan con estratos delgados de areniscas grises a gris verdosas

Las areniscas por lo general ocurren en bancos de menos de un metro de grosor, son bien compactas, casi siempre de grano fino a medio y en ciertos horizontes presentan ripple marks.

Edad y Correlación del Grupo ExcélsiorMc. Laughlin hace referencia a una serie metamórfica compuesta por esquistos y gneis que aflora en el borde superior de a región selvática, señalándola como la formación basal en los Andes Centrales.

Heim (1947) describe a las rocas cristalinas metamórficas de Huaytapllana en la forma siguiente:

“A primera vista se reconoce que la parte alta nevada de la sierra de Huaytapallana consiste de una serie variable de rocas cristalinas metamórficas de tipo arcaico. Se puede contemplarla como espina dorsal de las cordilleras peruanas y una estribación de la enorme masa arcaica del Brasil. El rumbo es generalmente N25 a 35º W, la inclinación sub-vertical a vertical. Las rocas en gran parte son de origen sedimentario, como cuarcitas, micacitas y paragneis, a menudo más o menos inyectados por un magma granítico y transformado en gneis verdadero. También hay intercalaciones de anfibolita hasta de 20 m. de espesor o más, que parecen haberse originado de rocas ígneas básicas.

En la hoja de Pampas el contacto entre rocas metamórficas y las lutitas y areniscas superiores es gradacional. El contacto superior del grupo es siempre una discordancia angular con las calizas Copacabana o con los clásticos del grupo Mitu, del Permiano inferior y medio respectivamente.



En base a esta información y por tratarse de afloramientos continuos y esquistos, se supone que la edad de estas últimas rocas puede corresponder al Paleozoico más antiguo hasta Precambriano.



2.5.7 Geología estructuralLas rocas que floran han sido afectadas por dos orogénesis principales, la primera fue producida probablemente al final del Devoniano -comparable a la orogénesis Herciniana de Europa- durante al cual se plegaron y metamorfizaron los sedimentos del paleozoico inferior, los movimientos subsiguientes originaron levantamientos y arqueamientos de las rocas del Permiano inferior, los movimientos subsiguientes originaron levantamientos y arqueamientos de las rocas del Permiano inferior.

La segunda orogenia ocurrida entre fines del Cretáceo y el Terciario Inferior -orogénesis andina-, produjo el plegamiento y fallamiento de las rocas del Permiano Superior -grupo Mitu- y sedimentos del Mesozoico -grupo Pucará y formaciones cretáceas-, proceso que fue seguido por el emplazamiento de los plutones de granitos, dioritas y dacitas que aparecen en el cuadrángulo de Pampas.

En el Terciario superior –Plioceno- el movimiento epirogénico de los Andes determinó fallamientos y dislocación en bloques, que en cierta forma controlaron el desarrollo de la morfología y el drenaje de la región.

Todas las estructuras están orientadas en dirección Noroeste-Sudeste, coincidiendo con la dirección general de los Andes, este patrón también se manifiesta en la disposición que tienen los afloramientos de las diferentes unidades estratigráficas, destacándose claramente dos fajas longitudinales del grupo Excélsior separadas por una faja central de sedimentos de los grupos Mitu y Pucará. El batolito de Villa Azul también tiene elongaciones NW-SE.

En el área del proyecto las estructuras mas importantes consisten en plegamientos y fallamientos. Anticlinal de Quintao y Serie de anticlinales y sinclinales de la sierra de Huishccana.

2.5.8 TectónicaLa Tectónica está relacionada con los movimientos dinámicos, tanto en el interior como en el exterior de la tierra, los movimientos relacionados directamente con la Tectónica, son los movimientos epirogenéticos -movimientos muy lentos e imperceptibles- y los orogenéticos -formación de Montañas-, actualmente se viene estudiando la Tectónica de Placas.

Las rocas más antiguas que se encuentran en la zona son esquistos y filitas que hacia arriba pasan aparentemente en forma gradacional a una serie de lutitas ligeramente metamorfizadas, en conjunto corresponden a grupo Excélsior de edad paleozoica inferior a posiblemente Precambriana.



Después del plegamiento principal tuvo lugar una fase de intrusión durante la cual en el área de pampas, se emplazó el batolito granítico de Villa Azul y los demás cuerpos ígneos.

El proceso denudatorio que siguió a la formación de los Andes redujo esta cadena montañosa a una superficie relativamente llana y ondulada denominada “Superficie Puna”. Los remanentes de esta superficie se observan todavía en sectores aislados de Pampas. Este episodio de peneplanización, según la mayoría de los investigadores, se desarrolló después del Eoceno y antes del Plioceno, dejando toda la región andina a una altura modesta con respecto al nivel del mar.

2.5.9 Geodinámica InternaComúnmente la geodinámica interna se relaciona con fallamiento y el plegamiento, sin embargo estos fenómenos además están relacionados con las orogénias, movimientos diastróficos y el vulcanismo.

Las formaciones rocosas que floran en la zona de Estudio, probablemente han sido afectadas por dos orogénesis principales, la primera fue producida probablemente al final del Devoniano -comparable a la orogénesis Herciniana de Europa- durante al cual se plegaron y metamorfizaron los sedimentos del paleozoico inferior, los movimientos subsiguientes originaron levantamientos y arqueamientos de las rocas del Permiano Inferior.

En la segunda orogenia, se produjo el plegamiento y fallamiento de las rocas del Permiano superior -grupo Mitu- y sedimentos del Mesozoico, proceso que fue seguido por el emplazamiento de los plutones -granitos, dioritas y dacitas que aparecen en el cuadrángulo de Pampas-.

En el Terciario superior el movimiento epirogénico de los Andes determinó fallamientos y dislocación en bloques, que en cierta forma controlaron el desarrollo de la morfología y el drenaje de la región.

En el área del proyecto las estructuras mas importantes consisten en plegamientos y fallamientos. Anticlinal de Quintao, serie de anticlinales y sinclinales de la sierra de Huishccana.

2.5.10 Geodinámica ExternaEl trazo de la vía materia de evaluación, al encontrarse situado dentro de los Andes Centrales, durante la explanación de plataforma se presentarán zonas con taludes con pendiente casi verticales que podría originar desequilibrio, produciéndose desprendimiento de materiales y posiblemente algunos deslizamientos los primeros años de circulación de vehículos, debido a la gran presencia de humedad en los meses lluviosos, sin embargo la estabilidad de taludes irá mejorando con el paso de los años.



Los fenómenos de geodinámica externa que podrían generarse en la ruta estudiada, son desplazamientos temporales de materiales clásticos incosolidados, considerados como escombros de talud, existiendo también afloramientos rocosos. Entre los posibles eventos observados se ha establecido los siguientes fenómenos: Derrumbes, deslizamientos, hundimientos, estabilidad de taludes.

DerrumbesSon fenómenos producidos por los desplazamientos violentos en pendientes debajo de una masa de suelo, roca o mezcla de ambas provenientes del talud superior de la carretera -ladera de los cerros-, debida básicamente a la falta de competencia de los materiales.

Los derrumbes en la zona ocurren generalmente en los cortes de los depósitos coluviales y conglomerádicos de moderada a baja cohesión con alturas superiores a los 2.5 m., así mismo podría observarse la ocurrencia de estos desplazamientos en rocas muy fracturadas y/o disturbadas con materiales finos, producto de la penetración de agua a través de su interior.

Los derrumbes que se producen alcanzan generalmente, extensiones entre 20 a 30 m. afectando solo el talud superior y cuyas acumulaciones se producen en los terraplenes de la vía, ocasionando la interrupción de trafico, según su envergadura.

DeslizamientosEstos fenómenos serán producidos con menor frecuencia en la ruta de estudio donde se ha observado que las laderas de mediana pendiente -40º-, al presentarse grietas tensionadas, que a muy largo plazo podrían evolucionar como deslizamientos.

La causa de su ocurrencia se debe a la sobresaturación en épocas de lluvias, del material de cobertura, los mismos que se infiltran y rompen el equilibrio existente separando el terreno superficial de la superficie húmeda que sirve de plano de deslizamiento, generalmente constituido por lutitas o pizarras, lo cual es estimulado por la desintegración gradual y/o hidratación de los fragmentos rocosos.

El conocimiento de los problemas anteriormente señalado, y su implicancia en cuanto a la seguridad en la circulación vehicular, daños materiales, entre otros, permiten valorar el nivel cualitativo de riesgo y su magnitud.

Las rocas metamórficas del Grupo Excélsior, no están exentas de zonas críticas, por la conformación y el buzamiento de los estratos sin embargo, esto se podría amenguar con la supervisión atenta de un geólogo en el proceso constructivo, porque no sería ilustrativo poner todos los tramos con tendencia a generar estos inconvenientes ni el trabajo lo amerita.



Las soluciones planteadas en las zonas críticas han sido seleccionadas teniendo en cuenta tanto la geología, geotecnia, hidrología, ambiental y geometría. Las soluciones que se adopten incluyen: Losas de concreto, rellenos de suelo reforzado, muros de gaviones, instalación de sistema de subdrenaje, que en su momento serán construidas para reforzar la plataforma de circulación de vehículos.

HundimientosEn el tramo en estudio, no se encontró evidencias de hundimientos, en razón que las formaciones que afloran -grupo Excélsior y el Stock de diorita- no presentan este tipo de geodinámica externa.

2.5.11 Estabilidad de taludesEn este informe se presenta el análisis de la estabilidad de los Taludes proyectados a través del recorrido de la carretera, en los puntos críticos del tramo en estudio, llevado a cabo a partir de la información obtenida de las características de los materiales evaluadas durante la etapa de la exploración geomecánica y de los ensayos de laboratorio.

La metodología empleada para valorar los taludes de la vía en estudio, tiene como fundamento la caracterización de sectores homogéneos e identificación de puntos críticos.

La caracterización de taludes se ha realizado evaluando los taludes de la vía, por el tipo de material apreciado, luego se ha observado las características comunes para poder seleccionar una sección típica y hacer una evaluación de riesgo de inestabilidad de talud.

Para la evaluación de riesgo se ha revisado la bibliografía del Manual de Fomento de Obras Publicas de España, en este manual se evalúan cinco características y dan como resultado una evaluación integral del mismo, estas son:

Equilibrio actual Evolución Topografía Volumen Daños materiales.

Cada uno de ellos a su vez están subdivididos en varios niveles de severidad y a cada uno de ellos se la asigna un valor, la suma del total de valores asignados nos da una valoración Integral. La relación entre el nivel de riesgo y la valoración se indica en el siguiente cuadro:



Nivel de riesgo ValoraciónLeve

ModeradoCritico

Muy Critico

0 – 45 – 8

9 – 11 12

Así la evaluación de los taludes se ha realizado en toda la longitud del tramo identificándose los sectores de características homogéneas y evaluándolas de acuerdo a lo descrito anteriormente.

Los métodos de análisis de estabilidad que utilizan criterios de equilibrio límite, que se basan en la resistencia al deslizamiento de los taludes, tomando en cuenta ciertas hipótesis con relación al mecanismo de falla, condiciones estáticas de equilibrio, etc.

Para garantizar un comportamiento estable a largo plazo de los taludes proyectados, donde, seria lógico como medida de estabilización reducir la inclinación de los taludes, sin embargo, esta solución no es recomendada sin el drenaje adecuado de la aguas superficiales y freáticas que se presentan, lo que agravaría mas la inestabilidad. En general, de acuerdo a la problemática de cada caso, se plantean diferentes tipos de soluciones; como colocación de gaviones de protección tanto de taludes como de plataforma en algunos casos donde las condiciones no permiten la excavación de una plataforma ancha.

2.5.12 Hidrogeología Estructuralmente, la presencia de aguas subterráneas como manantiales se debe a las infiltraciones del agua de lluvia a través en primer lugar de la capa agrícola y superficial que cubre las formaciones rocosas y luego a la percolación del agua de lluvia a través de las fracturas, fallas, junturas, contactos y otras deficiencias que presentan las rocas, para aparecer o aflorar en lugares distantes de su origen.

ManantialesEn zonas donde se emplaza el trazo geométrico, atraviesa una quebrada de régimen permanente, originados por manantiales, aguas arriba, en este caso puede deberse a la filtración de la lagunas, a través de las fracturas que presenta el stock diorítico.

La quebrada de Accolloclla hace su recorrido sobre un espacio no muy representativo, en el contacto metamórfico intrusivo en la progresiva Km. 5+9325 ésta conduce una regular cantidad de agua a través de las laderas que ha moldeado la erosión del río Mantaro, con pendiente por encima de los 40º.



Cursos de aguaEn la progresiva 2+960, existe un pequeño brote de agua que no pasa de 0.02 Lt/seg., la cual puede deberse a la presencia de caliza, que aflora unos metros más arriba, esta franja, no atraviesa el trazo de carretera, pero tiene la particularidad que se prolonga desde las orillas del río Mantaro y cruza el camino de herradura que conduce a Pumamachay.

Sin embargo la presencia de humedad que genera este curso de agua, provocará el hundimiento de las llantas de los vehículos si no se le da el tratamiento respectivo, o sea encauzarlo y conducirlo hacia una quebrada que sirve como dren estable.

2.5.13 Geología del trazo geométricoA lo largo del recorrido del trazo de carretera, se ha podido determinar la existencia de tres tipos de roca, al inicio, desde Andaymarca en el Km. 0+000 afloran rocas lutáceas, muy susceptibles de ser alteradas, la alteración intensa da origen a arcillas amarillentas, algo rojizas. por la pendiente se aprovecha para la agricultura; a partir del Km. 4+500 la lutita pasa a pizarras, posiblemente por la presencia del stock de diorita; a partir de la progresiva 5+800 se hace evidente la presencia de arenas proveniente de la desintegración de la roca diorita, para luego aflorar la diorita en la progresiva 5+980, no obstante la erosión profunda en la quebrada Accolloclla, ha dejado al descubierto la roca diorita.

Descripción litológica

Km. 0+000 – Km. 0+060. En este sector encontramos la roca lutita (pizarrosa) alterada, a mayor grado de alteración encontramos arcillas amarillo rojizas.

Km. 0+060 – Km.1+300 Terrenos de cultivo, en superficie es notoria la presencia de materia orgánica, y donde es fácil determinar la existencia de escombros de talud, representados por grava y piedra pequeña, la coloración es mayormente amarillo rojizo.

Km. 1+200 – Km.1+ 900 Escombros de talud, con presencia de material gravoso y pedregoso, cuyos fragmentos pertenecen a la roca pizarra, coloración predominante es el oscuro en superficie, y amarillento por debajo del estrato agrícola.

Km. 1+900 – Km.2+ 500. Escombros de talud, con presencia de material gravoso y pedregoso, con mayor presencia de arcilla amarillenta



Km. 2+500 – Km. 3+ 800. El tramo se distingue por presencia de material gravoso y pedregoso cuyos fragmentos pertenecen a la roca lutita, en la calicata ejecutada en el Km. 3+500, se encontró la roca lutita alterada. Coloración predominante es el amarillo rojizo. En superficie se nota la presencia de material más oscuro por la existencia de materia orgánica.

Km. 3+800 – Km. 5+000. En este tramo encontramos material gravoso y pedregoso cuyos fragmentos pertenecen a la roca pizarra (por el acercamiento al contacto con el stock de diorita), coloración predominante es el oscuro. En superficie se nota presencia de material más oscuro por la existencia de materia orgánica.

Km. 5+000 – Km. 5+400. Presencia de roca pizarra, que en superficie presenta un cierto grado de alteración, la pendiente que soporta es alta, y ha sido surada por quebradas de régimen torrencial y temporal, que en la actualidad no conducen agua.

Km. 5+400 – Km. 5+800. En este tramo encontramos material gravoso y pedregoso cuyos fragmentos pertenecen a la roca pizarra, coloración predominante es el oscuro, a simple vista no se determina el contacto con las arenas de alteración de la diorita, por estar enmascarado por una cubierta agrícola.

Km. 5+800 – Km. 5+980. Arena gravosa, producto de alteración de la diorita, en la progresiva 5+932, es atravesada por la quebrada Accolloclla, donde por erosión producida por el agua de los torrentes a desenmascarado la roca. El badén propuesto, será excavado en un 80 % en roca viva, garantizando la seguridad de la obra.

Km. 5+980 – Km. 6+460.Tramo totalmente en afloramiento de la roca diorita, donde puede notarse que la alteración de la roca puede originar arena diorítica, como queda expuesto en la calicata excavada al costado de la roca en la progresiva 6+000.

Al final de ese tramo se encuentra la quebrada Padreccacca, en cuyo cauce se encuentra grandes bloques de roca diorita, y la quebrada se ha estabilizado, porque no se notan vestigios de erosión activa.



Clasificación de materiales para el cálculo de volumen de movimiento de Tierras:

PROGRESIVA TIERRAROCA

SUELTA ROCA FIJAKm. % % %

Km. 00+000 – Km. 00+060 40 40 20Km. 00+060 – Km. 01+300 80 20 0Km. 01+300 – Km. 01+900 70 30 0Km. 01+900 – Km. 02+500. 60 30 10Km. 02+500 – Km. 03+800. 70 30 0Km. 03+800 – Km. 05+000. 60 30 10Km. 05+000 – Km. 05+400. 20 50 30Km. 05+400 – Km. 05+800. 70 30 0Km. 05+800 – Km. 05+980. 60 25 15Km. 05+980 – Km. 06+460. 25 30 45

2.5.14 Sismicidad El territorio nacional se encuentra dividido en 3 zonas sísmicas, la zonificación propuesta se basa en la distribución espacial de la sismicidad observada, las características generales de los movimientos sísmicos y la atenuación de éstos con la distancia epicentral, así como la información Geofísica. Huancavelica, se encuentra dentro de la Zona 2.

Según los Mapas de José Alva Jorge Castillo -UNI 1993- las aceleraciones máximas con diferentes periodos de retorno, para la zona estudiada son:

50 años 0.30g. a 0.32g.

El mapa de distribución probabilística de intensidades del Perú -Casaverde y Vargas- para diferentes periodos de retorno es la siguiente:

50 años VI – VII

Considerando que según la escala de Mercalli:

Grado VI: Daños ligeros a las construcciones Grado VII: Daño a las construcciones

Esto es, de acuerdo a la teoría de B.K. Hough, Basic Soils Engineering.



2.5.15 Estabilización de TaludesPara garantizar un comportamiento estable a largo plazo de los taludes proyectados, donde, seria lo lógico como medida de estabilización reducir la inclinación de los taludes, sin embargo, esta solución no es recomendada sin el drenaje adecuado de la aguas superficiales y freáticas que se presentan, lo que agravaría mas la inestabilidad. En general, de acuerdo a la problemática de cada caso, se plantean diferentes tipos de soluciones. Banquetas drenantes que es la colocación de gaviones previa colocación de geodrenes y material filtrante.

También puede construirse zanjas de coronación en las partes altas de los taludes y que compromete directamente la estabilidad de los mismos.

Elementos condicionantesLos deslizamientos susceptibles a generarse a lo largo de la vía proyectada se circunscriben a la zona de farallones y ladera empinadas de los cerros, los cuales se deben a la presencia de zonas de debilitamiento: por fracturas, juntas, fallamientos, etc., pendientes fuertes y/o con excesiva altura de corte; por lo que se recomienda la presencia de un geólogo para efectuar las recomendaciones pertinentes durante la ejecución de obras.

2.5.16 CanterasCon la finalidad de ubicar volúmenes disponibles de material con características geotécnicas, en relación con el uso a dar, la finalidad del acceso, los procedimientos de exploración y la distancia de transporte, se efectuó el reconocimiento y estudio de los diversos tipos de materiales existentes en la zona.

Agregados para concretoEn el trayecto de la carretera Andaymarca Puerto San Antonio, en el tramo en estudio, no se han detectado canteras de agregados para concreto, por lo que se tiene que recurrir a la cantera de Chacapampa, ubicado en el trayecto hacia Andaymarca, pasando el río Mantaro.

Se trata de una cantera de escombros de talud, provenientes de la desintegración del granito, que aflora en ambos lados del río Mantaro, que actualmente es aprovechado como agregado para concreto en las diferentes obras.

Como la cantera se encuentra en la carretera que conduce a Andaymarca, es de fácil acceso, y puede ser utilizado, durante todo el año, y se requiere de zaranda para el cumplimiento de los requerimientos granulométricos. A continuación las características de la cantera:



Ubicación: Pasando el puente el Huayo a medio kilómetro de distancia, con dirección hacia Andaymarca en lado izquierdo.

Potencia: 20,000 m3Rendimiento: 80%Extracción: Todo el añoUsos: Agregados para concreto.

Materiales para tratamiento de superficie de rodaduraEl estudio de canteras comprende la ubicación, investigación y comprobación física y de calidad de materiales agregados inertes para las capas de rodadura o base granular.

Ubicados los depósitos se procedió a su investigación geotécnica mediante la ejecución de pozos exploratorios de profundidad 1.5 m. bajo el nivel de terreno natural en donde fue requerido. Del material extraído se separó el material mayor de 3”, material entre 2” y 3” y material menor de 2”. Se realizó la descripción de la calicata anotándose el espesor de las capas y se obtuvieron muestras representativas del material, las muestras representativas fueron remitidas al Laboratorio de Mecánica de Suelos con la finalidad de conocerse sus características índices, cuyos resultados se presentan en capítulo de Mecánica de Suelos.

En las exploraciones desarrolladas, no se encontraron napa freática.

Las canteras para relleno se encuentran en el eje del trazo geométrico de la vía, por lo que no significan mayores sobre costos en lo que respecta a los accesos.

El trazo de la carretera Andaymarca - Puerto San Antonio, pasa por materiales que generalmente se le conoce como escombros de talud, y en este caso tienen las características apropiadas, para el lastrado de la carretera, por lo que de requerirse este material para mejorar los tramos críticos, solamente se requiere de ensayos de laboratorio.

La cantera para tratamiento de superficie de rodadura, se ubica en la primera curva de volteo en la progresiva Km. 1+500 -zona determinada para el primer botadero por encontrarse una quebrada a 180 m de distancia por el estudio de Impacto Ambiental- en el lado izquierdo, y por otro lado facilitará la construcción de una curva amplia para la circulación de vehículos de carga y cuyo acceso es directo, por la carretera Andaymarca - Puerto San Antonio.

Se trata de una acumulación por gravedad, que proviene del transporte de fragmentos de pizarra producto de meteorización y cuya potencia es superior a los 10 000 m3 y teniendo en cuenta que el requerimiento del material para lastrado es menor.



Por las características físico-mecánicas de los materiales, puede utilizarse como material de lastrado. La extracción del material se puede efectuar durante todo el año, para lo cual requieren del uso de tractor oruga y eventualmente de explosivos. La selección de los materiales se efectuará mediante zaranda, para evitar los fragmentos superiores al tamaño de 2”, verificando el cumplimiento de requerimientos granulométricos.

Esta cantera servirá principalmente para mejorar las condiciones de circulación de los tramos arcillosos entre las progresivas 0+200 y 4+200, teniendo en cuenta que en este tramo existen pequeños subtramos entre 100 y 200 m. en material fino.

A continuación las características de la cantera:

Ubicación: En la primera curva de volteo KM 1 + 500, considerado en el trazo de la carretera Andaymarca - Puerto San Antonio, en el lado izquierdo.

Potencia: 12,000 m3.Rendimiento: 80%Extracción: Todo el añoUsos: Material para lastrado

2.5.17 Conclusiones2.5.17.1 Los taludes de corte proyectados estarán circunscritos

a los afloramientos rocosos del grupo Excélsior en mayor porcentaje que la roca diorita, que para este tramo Km. 0+000 al 6+000, el contacto con las dioritas ha provocado que las lutitas se metamorficen, originando pizarras de buena resistencia. Mientras que en el primer tramo del Km. 0+000 al Km. 4+200, las lutitas han sufrido, poco grado de metamorfismo, porque se encuentran más alejadas del plutón diorítico.

2.5.17.2 El trazo geométrico atraviesa las rocas dioríticas del Km. 5+800 al Km. 6+890, la que superficialmente se encuentra alterada y fracturada, en el cruce de la quebrada Accolloclla la superficie arenosa producto de alteración de la diorita, ha sido barrida por la erosión, quedando la roca al descubierto.

2.5.17.3 A lo largo del trazo de la vía carrozable, no se notan mayores inconvenientes para estabilidad de taludes, en lo posible se ha evitado zonas que puedan reactivar fenómenos de geodinámica externa, los fenómenos que puedan presentarse como huaycos o aluviones, están relacionados con el clima y la acción se evitará, dotando de obras de arte con funcionamiento óptimo mediante cunetas, badenes y alcantarilla.

2.5.17.4 Las unidades Geomorfológicas locales reportadas en el tramo, presentan una mínima actividad, lo cual confiere un comportamiento estable de los taludes y por consiguientemente la serviciabilidad de la vía.



2.5.17.5 El agua que fluye por las quebradas, se deben a manantiales que nacen en la parte alta a través de fracturas existentes en la roca diorita, sin embargo donde brota el agua no se nota aumento de temperatura, lo que indica que el agua se ha infiltrado a través de la roca, ya sea producto del agua de lluvia y de las lagunas de la parte alta.

2.5.17.6 Salvo uno que otra falla de carácter local, no se han detectado fallas de tipo regional, las que existen se encuentran estables y enmascaradas por material de relleno, por lo que en el trayecto, con un proceso adecuado del empleo de explosivos, impedirá que estas fallas se activen.

2.5.17.7 Los taludes de corte proyectados estarán circunscritos a los afloramientos rocosos del grupo Excélsior; en mayor porcentaje que la roca diorita, que para este tramo Km. 0+000 al 6+000, el contacto con las dioritas ha provocado que las lutitas se metamorficen, originando pizarras de buena resistencia. Mientras que en el primer tramo (del Km. 0+000 al Km. 4+200), las lutitas han sufrido, poco grado de metamorfismo, porque se encuentran más alejadas del plutón diorítico.

2.5.17.8 En el tramo se determinado dos botaderos, uno en el Km. 1+500, o sea en el primer volteo y el segundo en el Km. 5+687, en ambos casos, la zona es estable, y servirá para evitar que los materiales de eliminación, no causen destrozos en las propiedades que se encuentran inmediatamente debajo de la vía a construirse.

2.5.18 Recomendaciones2.5.18.1 Eliminación de fragmentos en sectores rocosos muy

fracturados, de las partes con tendencia a caerse. Construir zanjas de coronación para evitar que el agua de lluvia se infiltre en el terreno y genere inestabilidad de taludes, especialmente en las progresivas Km. 1+350 al 1+450 y Km. 1+570 al 1+670.

2.5.18.2 Para evitar que el agua de lluvia, como de los afloramientos de agua a lo largo del tramo, dañen la vía de tránsito de vehículos, será pertinente, que desde un inicio se construyan cunetas y alcantarillas de drenaje y establecer, cunetas de coronación en los lugares críticos. Para determinar los puntos críticos durante la construcción de la vía, será necesario el apoyo de un geólogo.



2.5.18.3 Construcción de zanjas de coronación en los sectores críticos, es el caso de los dos tramos donde se nota la presencia de deslizamientos que en la actualidad, aún cuando ya se han estabilizado, pero que al abrir la plataforma para la vía carrozable, se podrían generar nuevos deslizamientos, en los periodos de lluvias copiosas.

2.5.18.4 Para el caso de corte en roca, se recomienda efectuar voladuras controladas, evitando en lo posible hacer voladuras mediante calambucos, en todo caso contratar personal de reconocida experiencia en el uso de explosivos.

2.5.18.5 Luego de observar la pendiente de los tramos, por donde pasa la vía carrozable, se considera conveniente, contar con el auxilio de un Geólogo, para que oriente oportunamente a los encargados de la construcción, con la finalidad de evitar daños a la propiedad de las humildes familias de propietarias de pequeñas extensiones de terrenos agrícolas.

2.5.18.6 Se deben considerar los aspectos de medioambiente, como lo concerniente a botaderos y ubicación de campamentos, además tener en consideración la colocación de desechos en lugares apropiados.

geologÍa estracto

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