ESTUDIOS DEFINITIVOS PARA LA EJECUCIÓN DE LAS OBRAS

MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES
PROVIAS NACIONAL
ADECUACIÓN DEL EXPEDIENTE TÉCNICO DE LA
CARRETERA: TINGO MARÍA – AGUAYTÍA
TRAMO 1.2: KM 15+200 – KM 51+551
VOLUMEN 2
MEMORIA DESCRIPTIVA (SECTORES CRITICOS)
INDICE
PAG
1.0
INTRODUCCION
004
2.0
CARACTERÍSTICAS GENERALES
005
3.0
GEOLOGIA
007
3.1 INTERPRETACIÓN FOTOGEOLÓGICA
007
3.2 ESTRATIGRAFÍA
008
3.3 SITUACIÓN ACTUAL DE LA EVALUACIÓN MORFOLÓGICA
012
HIDROLOGIA E HIDRÁULICA
015
4.1 METODOLOGÍA EMPLEADA
015
4.2 IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE DRENAJE
017
4.3 ANÁLISIS HIDROLÓGICO
021
4.4 ANÁLISIS DE EROSIONABILIDAD
025
4.5 OBRAS DE DRENAJE EN LAS VEGAS
031
EXPLORACION GEOFÍSICA
032
5.1 REFRACCIÓN SÍSMICA
032
5.2 PERFIL SÍSMICO
034
EXPLORACIÓN GEOTECNICA
038
6.1 CALICATAS Y TRINCHERAS
038
4.0
5.0
6.0
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CARRETERA TINGO MARÍA – AGUAYTÍA, TRAMO 1.2: Km. 15+200 – Km. 51+551
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7.0
8.0
9.0
6.2 PERFORACIONES DIAMANTINAS
039
6.3 MUESTREO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA
039
PELIGRO SISMICO
041
7.1 HISTORIA SÍSMICA DEL ÁREA DE INFLUENCIA
041
7.2 DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LOS SISMOS
042
7.3 TECTÓNICA Y SISMO TECTÓNICA
042
7.4 ESTUDIO SÍSMICO PROBABILÍSTICO
044
7.5 LEY DE ATENUACIÓN
046
7.6 DETERMINACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO
047
ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
050
8.1 PARÁMETROS GEOMECÁNICOS
050
8.2 ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
054
ALTERNATIVA DE ESTABILIZACIÓN SECTOR “LAS VEGAS”
059
9.1 LAS VEGAS
069
9.2 EL HUANUQUEÑO
064
9.3 DESLIZAMIENTO POTENCIAL
065
9.6 DEPÓSITO DE DESECHOS
10.0
IMPACTO AMBIENTAL
067
10.1
ASPECTOS GENERALES
067
10.2
MARCO LEGAL E INSTITUCIONAL
068
10.3
ACTIVIDADES DE LA OBRA
068
10.4
ÁREA DE INFLUENCIA AMBIENTAL
069
10.5
LÍNEA BASE AMBIENTAL
070
10.6
IDENTIFICACIÓN Y EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES
072
10.7
PLAN DE MANEJO AMBIENTAL
073
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11.0
RELACION DE METRADOS POR PARTIDAS
076
12.0
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
081
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1.0
INTRODUCCION
El Ministerio de Transportes y Comunicaciones, a través del Proyecto Especial de
Infraestructura de Transporte Nacional – PROVIAS NACIONAL – MTC, contrató los servicios
del Consorcio CES-HIDROENERGÍA
para desarrollar el Estudio Complementario de
Estabilidad de Taludes y Adecuación del Expediente Técnico de la Carretera Tingo María –
Aguaytía, tramo: Km. 15+200 – Km. 51+551.
El proyecto atraviesa varias zonas geológicamente inestables entre las cuales se encuentra
la de mayor relevancia que son los Sectores críticos Las Vegas, El Huanuqueño y El
Deslizamiento Potencial. Dentro de los alcances del presente estudio, está contemplado
evaluar desde el punto de vista técnico económico las alternativas de solución propuestas
para los tres sectores críticos. El consorcio CES- HIDROENERGIA presento las alternativas
de estabilización para los sectores críticos, las mismas que fueron evaluadas y revisadas
por Provias Nacional y el consultor del BID Ing. R. Hunt, llegando a definir las alternativas
de estabilización más viables para cada uno de los sectores críticos.
En el presente informe denominado Informe Final Sectores Críticos se presentan a nivel de
diseño definitivo la alternativa de estabilización seleccionada para cada sector Critico.
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2.0
CARACTERISTICAS GENERALES
La zona inestable Las Vegas se caracteriza por la presencia de un material de alta
susceptibilidad a la erosión por la acción de las aguas de escorrentía superficial y profunda.
La extensión aproximada de la las zonas inestables es de 30 Has distribuidas en 10
cárcavas denominadas Cárcava 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10. De éstas, las que afectan
directamente la estabilidad de la carretera son la Cárcava 2 la de mayor extensión, llegando
a alcanzar un área de 8.1 Has, la Cárcava 3 de 5.8 Has y la Cárcava 4 de 3.1 Has, ubicada
al lado derecho de la vía.
En este sector de la vía se observan tramos de cunetas colapsadas que vierten el caudal
colectado directamente hacia las cárcavas, aumentando el ámbito de éstas y reduciendo el
ancho de la vía. En algunos tramos la vía presenta, actualmente anchos entre 4 y 5 m. En la
zona del escarpe principal se encuentran los sitios mas afectados por la erosión, los cuales
llegan ha alcanzar alturas hasta de 25 m a causa de las deficientes entregas de las obras de
drenaje de la vía.
Cabe resaltar que los procesos de carcavamiento en el sitio crítico de “Las Vegas” tuvieron
su origen durante la apertura de la carretera y el poblamiento de la zona; estos factores han
contribuido a la destrucción paulatina del bosque.
El sitio crítico denominado “El Huanuqueño” se ubica en el segmento vial comprendido entre
las progresivas Km. 46+867 a Km. 47+100 del trazo actual de la carretera Tingo María –
Aguaytía, a una altitud del orden de 1,350 a 1,440 m.s.n.m. aproximadamente, sobre el
flanco izquierdo del valle del río Salado, afluente del río Chino por su margen derecha.
En este sector los cortes practicados en los taludes rocosos del lado izquierdo de la
carretera han creado inestabilidad involucrando rocas sedimentarias del Terciario
pertenecientes al Grupo Huayabamba (Ksp-h) constituido por arcillitas y limolitas de color
marrón rojizo, las que se encuentran en superficie bastante meteorizadas y fracturadas; en
la parte superior a unos 20 a 25 m. por encima de la plataforma de la carretera, estas rocas
se encuentran cubiertas por un potente depósito eluvial de tipo GC en estado muy húmedo
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de 2.40 m de espesor, situación que propicia inestabilidad en forma de flujos de lodo,
huaycos, etc. llegando en muchos casos a cubrir la carretera e interrumpiendo el tráfico vial
(ver registro de calicata CA-26, ejecutado en Diciembre de 1999).
Además, se encuentra el tramo critico denominado El Deslizamiento Potencial, que se ubica
entre las progresivas Km. 50+340 al Km. 50+430 del tramo de la carretera en estudio.
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3.0
GEOLOGIA
Geológicamente los materiales involucrados por los procesos de carcavamiento en el sitio
de “Las Vegas” pertenecen a la Formación Tulumayo (Qpl-tu); esta unidad litoestratigráfica
se encuentra expuesta a manera de una franja continua de dirección general NO-SE y
consiste en una secuencia de conglomerados polimícticos de gran espesor (de  100 m.). La
naturaleza de los materiales que componen los conglomerados y la escasa diagénesis a la
que han sido sometidos, no ha permitido el desarrollo de un buen cementante entre las
partículas, por tal razón presenta muy baja consolidación en los materiales que describen
esta formación. A continuación se describe las características geológicas de los sectores
criticos, la cual está basada en la interpretación fotogeológica y el levantamiento geológico
de campo realizados. La geología desarrollada en este proyecto se presenta en el Anexo G
de la presente Memoria Descriptiva.
3.1
INTERPRETACIÓN FOTOGEOLÓGICA
La tarea de la interpretación de fotografías aéreas es la identificación de los rasgos u objetos
exhibidos o reflejados por la superficie terrestre y fielmente reproducidos en la imagen
fotográfica. Así, la fotogeología nos capacita para obtener información geológica a través del
estudio y análisis de las fotografías aéreas.
Cabe resaltar que la fotogeología no sustituye al trabajo de campo sino que ambos deben
ser complementarios. Además, como ello refleja el conocimiento geológico y la experiencia
del intérprete, no se puede hacer una interpretación fotogeológica útil sin un entrenamiento
sólido en mapeo de campo y para obtener buenos resultados se requiere una integración
estrecha entre el levantamiento de campo y la fotointerpretación.
En la interpretación fotogeológica del sector crítico “Las Vegas” se han utilizado fotografías
aéreas verticales (ortofotos) a escala 1:8,000 de las siguientes líneas de vuelos:
Líneas de Vuelo 3,5
: Fotos del N° 171 al N° 175
Línea de Vuelo 4
: Fotos del N° 182 al N° 187
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Línea de Vuelo 6
: Fotos del N° 80 al N° 85
Línea de Vuelo 7
: Fotos del N° 11 al N° 16
En el caso de los sitios críticos “El Huanuqueño” (Km. 47+000) y el “Deslizamiento Potencial”
(Km. 50+375) se utilizaron las siguientes líneas de vuelos a escala 1:8000:
Línea de Vuelo L10
: Fotos del N° 68 al N° 79
Línea de Vuelo L11
: Fotos del N° 16 al N° 23
3.1.1 Carta de Interpretación Fotogeológica de las Cárcavas Las Vegas
Las interpretaciones fotogeológicas del sitio crítico: “Las Vegas”(Cárcava 2 y Cárcava 3), “El
Huanuqueño” y el “Deslizamiento Potencial se muestran en el Anexo G de la Memoria
Descriptiva.
3.2
ESTRATIGRAFÍA
A lo largo de la ruta de la carretera en estudio, que comprende desde el Km. 15+200 hasta el
Km. 51+551, aflora un conjunto de unidades litoestratigráficas cuyas edades van desde el
Triásico superior hasta el Pleistoceno y están representadas por el Grupo Pucará (Ts Ji-p),
Grupo Oriente (Ki-o), Grupo Chonta (Kis-ch), Formación Vivian (Ks-v), Grupo Huayabamba
(KsP-h) y Formación Tulumayo (Qpl-tu). Estas unidades en algunos casos se encuentran
parcialmente cubiertas por depósitos coluviales (Q-co), aluviales de quebradas (Q-al(q) y
fluviales (Q-fl).
3.2.1
Triásico – Jurásico
3.2.1.1 Grupo Pucará (Ts Ji-p)
Esta unidad aflora en el lado derecho de la carretera, a la altura del puente Pumahuasi,
sobre el río Tulumayo (Km. 15+000 aproximadamente). Consiste de una secuencia de
calizas grises y areniscas calcáreas negras.
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El Grupo Pucará en su parte basal consiste de calizas algo dolomíticas, bituminosas y
nodulares, con estratificación mediana a gruesa. En la parte intermedia consiste de
intercalaciones de lutitas y calizas. Hacia la parte superior la secuencia está compuesta por
un predominio de calizas en bancos delgados a muy gruesos.
Cabe indicar que los materiales a ser utilizados en la construcción de los diques o
pedraplenes de rocas para las obra de protección y estabilización de las Cárcavas 2 y 3 de
“Las Vegas”, serán obtenidos mayormente de esta unidad litoestratigráfica, particularmente
de los bancos de calizas, que afloran en el talud derecho de la carretera a la altura de la
progresiva km 14+760 a Km. 15+000 (cantera “Pumahuasi”); eventualmente se pueden
utilizar los afloramientos de rocas calizas de la cantera “Pozo Azul” ubicada a 2 Km. de
distancia (lado derecho) de la progresiva Km. 12+950.
3.2.2
Cretáceo – Paleógeno
3.2.2.1 Grupo Oriente (Ki-o)
Esta unidad aflora en forma muy restringida en la ruta de la carretera; solamente se le
observa en el sector del puente Chino (altura del Km. 51+000 aproximadamente) a manera
de una faja continua que se prolonga hacia aguas arriba del puente Bayley y se acuña
inmediatamente aguas abajo. El Grupo Oriente en este sector del puente Chino consiste en
una secuencia de lutitas grisáceas y rojizas intercaladas con areniscas blancas cuarzosas;
se encuentra en contacto fallado con rocas del Grupo Chonta (Kis-ch).
3.2.2.2 Grupo Chonta (Kis-ch)
Litológicamente consiste de areniscas de grano fino, de color mayormente rosados a
blancos, las que están parcialmente intercaladas con lutitas calcáreas rojas, grises o verdes.
En la ruta de la carretera, esta unidad aflora en las siguientes progresivas:
o Desde el Km. 47+500 hasta el Km. 49+750.
o Desde el Km. 50+000 hasta el Km. 51+600.
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Cabe resaltar que el denominado “Deslizamiento Potencial” (Km. 50+340 – Km 50+430)
involucra esta unidad litoestratigráfica (lutitas negras carbonosas y grises, friables, en franco
proceso de descomposición).
3.2.2.3 Formación Vivian (Ks-v)
Esta unidad consiste de areniscas cuarzosas de color blanco a marrón, de grano grueso a
fino, bien seleccionadas, forma bancos gruesos a medianos con estratificación cruzada; se
intercalan con algunas capas de lutitas de color verde claro.
En la ruta de la carretera la Formación Vivian atraviesa la vía en dos sitios a manera de
delgadas fajas de afloramientos con dirección general Norte-Sur. Aflora en las siguientes
progresivas:
Primera Faja:
-
Km. 46+350 - Km. 46+500.
-
Km. 46+700 – Km. 46+870
-
Km. 47+100 – Km. 47+200
Segunda Faja:
-
Entre el Km. 49+450 y el Km. 49+850
Los afloramientos de areniscas cuarzosas de la Formación Vivian pueden ser utilizados
como fuentes de materiales para la construcción.
3.2.2.4 Grupo Huayabamba (KsP-h)
Esta unidad está constituida por una secuencia de limolitas, lodolitas y areniscas limosas
rojas. Aflora ampliamente en el sitio crítico “El Huanuqueño” (Km. 46+867 – Km 47+100),
también aflora en las localidades de Sortilegio y San Isidro (Km. 25 al Km. 38
aproximadamente) y en las localidades de La Divisoria y Miguel Grau (Km. 38 al Km. 46
aproximadamente).
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3.2.3
Cuaternario
3.2.3.1 Formación Tulumayo (Qpl-tu)
Esta unidad aflora ampliamente en el sitio crítico “Las Vegas”. Las cárcavas que se
desarrollan a lo largo del talud izquierdo y derecho de la carretera (Km. 22+900 al Km.
25+100) involucran materiales de la Formación Tulumayo. Esta unidad está constituida por
conglomerados polimícticos con clastos descompuestos de roca intrusiva, areniscas
cuarzosas rojas y areniscas feldespáticas; presenta una matriz arcillo limosa de color
amarillo, los clastos tienen un tamaño que varía de 2 a 20 cm; hacia la parte superior, éstos
se hacen más angulosos, presenta lentes de limoarcillitas rojas. Esta formación tiene un
grosor aproximado de 100 m. La secuencia descansa sobre la Formación Chonta. Debido a
la ausencia de fósiles y por su posición estratigráfica y la poca consolidación se le considera
una edad correspondiente al Pleistoceno.
3.2.3.2 Depósitos Coluviales (Q-co)
Estos depósitos se encuentran distribuidos al pie de los taludes de los cerros y están
constituidos en general por bloques y fragmentos rocosos aglutinados en una matriz limoarenosa; presenta baja a mediana compacidad.
3.2.3.3 Depósitos Aluviales de Quebrada Q-al(q)
Estos depósitos se encuentran acumulados en el fondo de las quebradas tributarias,
litológicamente están constituidos por conglomerados retrabajados, polimícticos, poco
consolidados, con clastos de tamaño heterogéneo con matriz limo-arcillosa arenosa. Están
distribuidos en las quebradas Tigre, Del Aguila, Díaz, Aguilar y Huamancoto, tributarias del
río Tulumayo por su margen derecha.
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3.2.3.4 Depósitos Fluviales (Q-fl)
Estos depósitos se encuentran acumulados y depositados en las márgenes y cauce de los
ríos; consisten de gravas gruesas y finas, arenas inconsolidadas y limoarcillitas; se
encuentran distribuidos ampliamente en el río Tulumayo, río Azul, etc. conformando
potenciales canteras de agregados, como es el caso de la cantera “Río Azul” que por su
volumen, calidad y cercanía al área del proyecto, resulta ser la más adecuada para la obra
vial.
3.2.3.5 Depósitos Aluviales (Q-al)
Se encuentran acumulados constituyendo superficies planas a manera de terrazas, están
constituidos por bancos de conglomerados inconsolidados con cantos bien redondeados en
matriz areno-limosa.
3.2.4
Rocas Intrusivas
3.2.4.1 Monzonita (P-mz)
En la ruta de la carretera aflora solamente en la localidad de Sortilegio entre el Km. 25 y Km.
26. La ocurrencia de esta unidad litológica es en forma de pequeños stocks.
Son rocas de grano fino con plagioclasas, feldespatos y hornblenda, presenta además una
débil textura porfirítica. Estos cuerpos se encuentran intruyendo a las formaciones del
Cretáceo Superior y del Paleógeno. Los afloramientos que se observan en la ruta de la
carretera presentan en general un avanzado proceso de meteorización y alteración.
3.3
SITUACIÓN ACTUAL DE LA EVOLUCIÓN MORFOLÓGICA
3.3.1
Rasgos Geomorfológicos
Regionalmente, el área involucrada por el sitio crítico “Las Vegas” se encuentra controlada
morfoestructuralmente por la Cordillera Oriental de los Andes del Norte, que de acuerdo a
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las condiciones climáticas y la litología existente, ha dado lugar a la unidad geomorfológica
denominada Depresión Daniel Alomía Robles, cuyo origen es aparentemente tectónico,
limitado por fallas profundas que siguen una orientación NO-SE. Esta unidad se encuentra
rellenada por depósitos pleistocénicos de la Formación Tulumayo (conglomerados
polimícticos).
3.3.2
Condiciones Geomorfológicas Locales
Los procesos erosivos actuales que ocurren en las cárcavas “Las Vegas” son esencialmente
de tipo mecánico, cuyo principal agente modelador son las precipitaciones pluviales que
imperan en la zona. Las lluvias actúan con mayor intensidad en los lugares desprovistos de
vegetación, donde el bosque ha sido desbrozado, como es el caso del sitio crítico de “Las
Vegas”, cuyo resultado a lo largo del tiempo ha transformado la morfología de esta zona en
un paisaje de cárcavas que se caracteriza por presentar una topografía de “tierras malas”,
donde abundan los barrancos y éstos están separados por divisorias con declives que a
menudo alcanzan la categoría de muros verticales. El fenómeno de carcavamiento o
abarrancamiento se produce típicamente en zonas donde los materiales litológicos son de
naturaleza arcillosa y contienen granos y fragmentos clásticos dispersos como es el caso
específico de la Formación Tulumayo (Qpl-tu) y donde está en plena actividad la erosión por
parte de las precipitaciones lluviosas. De este modo, la superficie del terreno llega a alcanzar
un grado tal de seccionamiento que se hace casi intransitable.
El proceso acelerado de carcavamiento que ocurre en “Las Vegas” es tal que en los sectores
denominados Cárcava 2 y Cárcava 3, la plataforma de la carretera se encuentra seriamente
amenazada a tal punto de haberla reducido en algunos casos a un ancho de 6 m. como
ocurre en el Km. 23+203 (Cárcava 2).
A causa de la erosión acelerada, en la zona de las cárcavas se han depositado pendiente
abajo depósitos de acarreo a manera de flujos de barro conteniendo gravas, cantos, etc. Los
carcavamientos en “Las Vegas” son de diversos tamaños y grados de evolución, pero de
similares características. Los más desarrollados presentan alturas y longitudes del orden de
80 y 350 m. respectivamente y amplitudes máximas de 250 m.
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El perfil de una cárcava típica, en sentido transversal al eje de la carretera presenta las
siguientes partes:

Corona: Es la línea que limita el escarpe principal con el terreno aún no afectado pero
próximo a erodar. Es de forma semicircular, con radios de hasta 120 m. Las coronas de
las cárcavas se encuentran en varios segmentos de la vía, bordeando la plataforma de
la carretera.

Escarpe Principal: Es el frente erosivo de la cárcava, corresponde al área de mayor
pendiente o declive, los mayores escarpes en esta zona alcanzan alturas de hasta 25 m.
Sobre su superficie, el agua de lluvia alcanza su mayor poder erosivo. Cabe resaltar que
la superficie de varios escarpes que bordean la carretera están siendo afectados por las
aguas que proceden del desborde de las cunetas longitudinales, situación que ha
acelerado de manera notable el avance de los procesos erosivos hacia la plataforma de
la vía.

Zona de Transición: Es la parte media de la cárcava donde la actividad erosiva se
mantiene contínua. En esta zona se encuentran restos de la paleogeomorfología del
terreno en franco proceso de carcavamiento. Sobre el fondo de esta zona se encuentran
acumulados los materiales acarreados procedentes de la erosión y derrumbe que se
producen en los escarpes, estos materiales se presentan muy húmedos a saturados, de
baja compacidad y con un espesor de hasta 3 m. como máximo. Estos materiales
acarreados
previamente deberán ser completamente removidos durante la fase
constructiva para las obras de estabilización de las cárcavas.

Pie de la Cárcava: Corresponde a la parte más baja de la cárcava, es la zona de
contacto entre la parte activa del fenómeno geodinámico y el terreno no erosionable (insitu), donde se detuvo el proceso, para seguir su evolución retrogresiva hacia las partes
altas. Una cárcava evolucionada se caracteriza por ser un corredor de erosión, de
márgenes estrechas alrededor del eje del cauce central.
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4.0
HIDROLOGIA E HIDRAULICA
En este acápite se describe la metodología, criterios empleados y los resultados de los
estudios e investigaciones hidrológicas realizadas para determinar las crecientes de diseño,
estudio de erosionabilidad y el dimensionamiento de las obras hidráulicas en los tramos
críticos de la carretera Tingo Maria-Aguaytia.
4.1
METODOLOGÍA EMPLEADA
Con el fin de reunir los criterios adecuados para conocer el potencial erosionable, las
características hidráulicas, hidrológicas y de drenaje de las cárcavas consideradas, se
realizó el estudio en las siguientes etapas:

Recopilación de información.- Comprendió la recolección, evaluación y análisis de la
documentación existente como estudios anteriores, cartografía, fotografías aéreas y
pluviometría en el área de estudio.

Trabajo de campo.- Consistió en un recorrido del punto crítico para su evaluación y
observación de las características como, relieve, pendiente, estabilidad, tipo de suelo y
vegetación, cursos de agua superficiales y sub superficiales, así como características
hidráulicas de las cárcavas.

Fase de gabinete.- Consistió en el procesamiento, análisis, determinación de los
parámetros de diseño para evaluar la erosionabilidad del suelo
4.1.1
Recopilación de Información
La información que se utilizó se refiere a los siguientes aspectos:
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a)
Pluviometría
La escorrentía existente y producida en el área de estudio, proviene exclusivamente
de las precipitaciones pluviales caídas en la zona.
Para realizar el presente estudio se dispone de los registros de precipitaciones
máximas en 24 horas de duración en la estación pluviométrica Tingo María, que
puede ser considerada como representativa de la precipitación en la zona. Se
encuentra en operación desde el año 1951, siendo la estación con mayor número de
registros disponibles. Las otras estaciones localizadas en el área se encuentran
clausuradas hace varios años y no poseen mayor información.
Los registros de precipitación disponibles fueron suministrados por el Servicio
Nacional de Hidrología y Meteorología (SENAMHI).
Las características de esta estación son las siguientes:
Estación
Pluviométrica
Tingo María
b)
Ubicación
Latitud
Longitud
Sur
Oeste
09o 09’ S
75o 53’ W
Provincia
Altitud
msnm
Tingo María
660
Hidrometría
Las quebradas y cárcavas que cortan el trazo de la carretera en los puntos críticos
del sector Las Vegas, no cuentan con estaciones de medición de caudales.
c)
Cartografía
La longitud del tramo de la carretera se ubica íntegramente en el siguiente mapa del
Instituto Geográfico Nacional (IGN), carta nacional a escala 1:100,000:
Aguaytía
Hoja 19-L
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d)
Fotos aéreas
Se dispone de fotografías aéreas a escala 1: 8 000 tomadas el 27 de mayo del 2000,
proporcionadas por la entidad contratante y que tienen un cubrimiento del sector del eje vial.
4.1.2
Revisión de estudios existentes
El estudio más reciente lo constituye el realizado por el Consorcio Integral-Motlima (octubre
del 2001), “Actualización de los Estudios Definitivos de Ingeniería para el Mejoramiento Vial
de la Carretera Huánuco-Tingo María-Pucallpa, Sector Tingo María-Aguaytía, Tramo 1:
Tingo María-Puente Chino”, elaborado para el Proyecto Especial de Rehabilitación
Infraestructura de Transportes, PERT, del Ministerio de Transportes, Comunicaciones,
Vivienda y Construcción. En este estudio se presenta el estudio de Hidrología e Hidráulica,
para el diseño del sistema de drenaje de la vía anteriormente mencionada.
4.2.
IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE DRENAJE
Durante el trabajo de campo y con los planos topográficos levantados de la zona, se recorrió
las cárcavas, teniéndose una apreciación del problema, las mismas que se plasman en los
análisis siguientes.
4.2.1
Sector Las Vegas, Km.22+900 al 23+800
En este sector se han formado tres cárcavas en el lado izquierdo de la vía, identificadas
como Cárcavas 1, 2 y 3. Así también se ha formado una cuarta, identificada como Cárcava
4, en el lado derecho de la vía. En general los suelos se encuentran desnudos con mínima
cobertura vegetal y sin ninguna práctica de conservación.
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La plataforma de la carretera en este tramo pasa por la parte alta y las cárcavas se han
formado en ambos taludes hacia aguas abajo, formando un cuello de botella, no
permitiendo, las condiciones físicas existentes, plantear un trazo alternativo.
Entre el Km. 22+900 al Km.23+400, debido a la falta de obras de drenaje y principalmente
aquellas destinadas a la disipación de energía, se ha formado una serie de quebradas cuyo
origen es la plataforma y continúan hacia aguas abajo profundizando sus cauces hacia una
quebrada mayor. Toda la zona se encuentra totalmente desestabilizada y continúan los
deslizamientos, por cuanto las lluvias continúan profundizando los cauces de las quebradas.
Entre el Km. 23+400 al Km.23+800, igualmente, debido a la falta de obras de drenaje y
principalmente aquellas destinadas a la disipación de energía, se ha formado una serie de
quebraditas en el lado izquierdo, cuyo origen es la plataforma y continúan hacia aguas
abajo. Así también, se ha formado la Cárcava 4 en el Km.23+500, que está comprometiendo
la carretera, por la erosión regresiva que está ocurriendo en este punto.
Los ensayos de penetración estándar muestran de acuerdo al Sistema Unificado de
Clasificación de Suelos (SUCS), los siguientes tipos de suelo:
Calicata Sondaje Profundidad Ubicación Símbolo
(m)
(Km)
CV-2
M-1
0.30-1.10
23+115
CL
Descripción
Arcillas de baja a media plasticidad,
arcillas con grava, arcillas arenosas,
arcillas limosas, arcillas pobres
Arcillas de baja a media plasticidad,
CV-2
M-2
1.10-2.00
23+115
CL
arcillas con grava, arcillas arenosas,
arcillas limosas, arcillas pobres
Arcillas de baja a media plasticidad,
CV-3
M-1
0.20-3.00
23+220
CL
arcillas con grava, arcillas arenosas,
arcillas limosas, arcillas pobres
CV-4
CV-5
M-1
M-1
0.80-3.00
0.30-3.00
23+350
23+515
SC
Arenas arcillosas, mezclas de arena
GC
y arcilla
Gravas arcillosas, mezclas de grava,
arena y arcilla
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CV-6
CV-6
CV-7
M-1
M-2
M-1
0.20-2.10
2.10-3.00
0.10-3.00
23+570
23+570
23+740
CL
CL
GC
Arcillas de baja a media plasticidad,
arcillas con grava, arcillas arenosas,
arcillas limosas, arcillas pobres
Arcillas de baja a media plasticidad,
arcillas con grava, arcillas arenosas,
arcillas limosas, arcillas pobres
Gravas arcillosas, mezclas de grava,
arena y arcilla
Para este sector es necesaria la construcción de cunetas colectoras en los sectores en
corte y en la zona de los taludes hacia aguas abajo, así también se ha planteado la
construcción de 4 alcantarillas, cajas receptoras que colecten las aguas provenientes de las
cunetas para luego trasladar el agua mediante tuberías HDPE a zonas seguras de descarga.
Finalmente el agua será llevada a zonas alejadas de las cárcavas consideradas como
seguras y donde no se ocasione erosión. Todas estas obras estarán en concordancia con
los tratamiento planteados para el control de la estabilización de los taludes.
4.2.2
Sector El Huanuqueño, Km.46+817 al Km. 47+100
La zona comprendida entre las progresivas Km. 46+817 y Km. 47+100, conocida con el
nombre de El Huanuqueño, corresponde a una zona de inestabilidad antigua de los taludes
de corte localizados en el lado izquierdo de la vía.
La zona se caracteriza por la presencia abundante de aguas de escorrentía que fluyen
libremente a través de los taludes de corte generando periódicamente caídas de bloques y
desprendimientos de suelo residual y roca triturada que conforman el material predominante
en la zona. En la parte alta se encuentra una acequia sin revestimiento, que si bien recolecta
las aguas de escorrentía, también constituye una recarga de aguas por las filtraciones que
presenta.
Las investigaciones geotécnicas realizadas en el estudio elaborado por el consorcio IntegralMotlima, muestran, los siguientes tipos de suelo:
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Calicata
Profundidad
(m)
Ubicación
Símbolo
Descripción
CA-25
0.00-0.30
47+150
CL
Arcilla gravosa. Color marrón, húmeda, medianamente plástica.
CA-25
0.30-4.00
47+150
GM
Rocas Lutitas y Limonitas meteorizadas y muy descompuestas en
transición a suelo grava limosa. Color marrón.
CA-26
0.10-2.40
47+150
GC
Gravas arcillosas. Color marrón, húmeda. La matriz arcillosa es
medianamente plástica y compresible. Contiene mayor presencia de
grava y arena de grano fino.
CA-26
2.40+3.40
47+150
GC
Lutitas, arcillitas y limonitas descompuestas. Color marrón, húmeda.
CA-27
0.30-3.10
47+150
GC
Lutitas y limonitas meteorizadas y descompuestas. Color marrón. Se
encuentran muy fracturadas y fragmentadas.
CA-28
0.20-3.00
47+150
GC
Grava arcillosa. Color marrón a beige verdoso. Húmeda a muy
húmeda. La matriz arcillosa es medianamente plástica.
En este sector es necesario construir cunetas en los sectores en corte que desagüen cajas
de recepción y estos a su vez mediante tuberías descarguen sobre los badenes. En la parte
alta construir zanjas de coronación revestidas y que desagüen hacia las quebradas en
donde se deben construir obras de disipación de energía. Todas estas obras estarán en
concordancia con las medidas de estabilización.
4.2.3
Sector Deslizamiento Potencial, Km.50+350
La zona se caracteriza por la presencia abundante de aguas de escorrentía que fluyen
libremente a través de los taludes de corte generando caídas de bloques y desprendimientos
de suelo residual y roca que conforman el material predominante en la zona. En esta zona
se ha construido un badén por el que discurre las aguas de la quebrada, sin embargo antes
del badén existe otra quebrada en la que los deslizamientos se han vuelto activos.
En este sector es necesario ampliar el badén proyectado inicialmente por el consorcio
Integral Motlima y su ves proteger contra socavación la parte inferior de badén. Todas estas
obras estarán en concordancia con las medidas de estabilización para este sector crítico.
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4.3
ANÁLISIS HIDROLÓGICO
De acuerdo con la información pluviométrica estudiada se puede observar que la zona del
proyecto se caracteriza por la presencia de dos períodos lluviosos en el año, el primero en
los meses de febrero, marzo y abril y el segundo en los meses de octubre, noviembre y
diciembre, comportamiento característico de las zonas de latitudes bajas, adyacentes al
Ecuador y asociado al paso, en doble vía, del Frente Intertropical de Convergencia (FIC).
Este comportamiento no exceptúa la ocurrencia de grandes lluvias, aunque con menos
frecuencia, en el resto del año, ya que la ocurrencia de eventos extremos de lluvia está
asociado en mayor grado a los fenómenos atmosféricos de tipo convectivo y en menor grado
a convergencia de vientos (FIC).
Los resultados del análisis de intensidad-duración-frecuencia, confirman que la zona
corresponde a lluvias de alta intensidad y alta escorrentía superficial.
4.3.1
Precipitación Máxima en 24 Horas
Se cuenta con datos de precipitaciones máximas en 24 horas en la estación Tingo María
para el período 1973-1998. Los valores se muestran en el Cuadro N°1 del Anexo E , en
donde se observa que el valor máximo registrado es de 212.0 mm.
Los valores observados de precipitación máxima en 24 horas, fueron ajustados a la
distribuciones teóricas Pearson, Log Pearson Tipo III y Gumbel, comúnmente usadas en
estudios hidrológicos, como se muestra en los Cuadros N° 2, 3 y 4 del Anexo E. Para ello se
recurrió al software de cómputo, SMADA Versión 6.0. La distribución teórica de frecuencia
que mejor se ajustó a los datos fue la distribución Pearson Tipo III, por presentar menor error
cuadrático mínimo, como se muestra en el Cuadro N°5 del Anexo E.
Para los períodos de retorno de 5, 10 y 25 años, los valores son los siguientes:
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Precipitación máxima en 24 horas (mm)
4.3.2
Periodo de retorno
Estación
(años)
Tingo María
5
127.9
10
149.7
25
179.2
Intensidades de Lluvia
Se recurrió al principio conceptual, referente a que los valores extremos de lluvias de alta
intensidad y corta duración aparecen, en la mayor de los casos, marginalmente
dependientes de la localización geográfica, con base en el hecho de que estos eventos de
lluvia están asociados con celdas atmosféricas las cuales tienen propiedades físicas
similares en la mayor parte del mundo.
La estación de lluvia ubicada en la zona, no cuenta con registros pluviográficos que permitan
obtener las intensidades máximas. Sin embargo estas pueden ser calculadas a partir de las
lluvias máximas en base al modelo de Dick y Peschke (Guevara, 1991). Este modelo permite
calcular la lluvia máxima en función de la precipitación máxima en 24 horas. La expresión es
la siguiente:
 d 
Pd  P24 h 

 1440
0.25
Donde:
Pd
=
precipitación total (mm)
d
=
duración en minutos
P24h
=
precipitación máxima en 24 horas (mm)
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La intensidad se halla dividiendo la precipitación Pd entre la duración. El procedimiento se
presenta en los Cuadros N°6 y 7 del Anexo E.
Las curvas de intensidad-duración-frecuencia, se han calculado indirectamente, mediante la
siguiente relación:
I
KTm
tn
Donde:
I
=
intensidad máxima (mm/min)
K, m, n =
factores característicos de la zona de estudio
T
=
período de retorno en años
t
=
duración de la precipitación equivalente al tiempo de concentración (min)
Si se toman los logaritmos de la ecuación anterior se obtiene:
Log (I) = Log (K) + m Log (T) -n Log (t)
O bien:
Y
=
a0 + a1 X1 + a2 X2
Donde:
Y
= Log (I),
a0
= Log K
X1
= Log (T)
a1
=m
X2
= Log (t)
a2
= -n
Los factores de K, m, n, se obtienen a partir de los datos existentes. El procedimiento se
muestra en los Cuadros N° 8 y 9 del Anexo E y en la Figura N°1.
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4.3.3
Caudales Máximos
Como no se cuenta con datos de caudales, las descargas máximas para el diseño de los
canales de coronación serán estimadas en base a las precipitaciones y a las características
de las cuencas colectoras, tomando en cuenta el Método Racional
Este método que empezó a utilizarse alrededor de la mitad del siglo XIX, es probablemente
el método más ampliamente utilizado hoy en día para la estimación de caudales máximos en
cuencas de poca extensión; en el presente caso se ha aplicado para superficies menores a 3
km2.(1) A pesar de que han surgido críticas válidas acerca de lo adecuado de este método,
se sigue utilizando debido a su simplicidad.
La descarga máxima instantánea es
determinada sobre la base de la intensidad máxima de precipitación y según la relación:
Q
CIA
3 .6
Donde:
Q
=
Descarga pico en m3/seg.
C
=
Coeficiente de escorrentía
I
=
Intensidad de precipitación en mm/hora.
A
=
Area de cuenca en Km2.
Las premisas en que se basa este Método son las siguientes:
1
Linsley,1986
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
La magnitud de una descarga originada por cualquier intensidad de precipitación
alcanza su máximo cuando está tiene un tiempo de duración igual o mayor que el tiempo
de concentración.

La frecuencia de ocurrencia de la descarga máxima es igual a la de la
precipitación para el tiempo de concentración dado.

La relación entre la descarga máxima y tamaño de la cuenca es la misma que
entre la duración e intensidad de la precipitación.

El coeficiente de escorrentía es el mismo para todas las tormentas que se
produzcan en una cuenca dada.
Para efectos de la aplicabilidad de ésta formula el coeficiente de escorrentía "C" y la
intensidad de la precipitación varía de acuerdo a las características geomorfológicas de la
zona: topografía, naturaleza del suelo y vegetación de la cuenca. Los coeficientes de
escorrentía para su uso en el Método Racional, son los que se muestran en el Cuadro N° 10
del Anexo E.
Aplicando el Método Racional, se tienen las descargas máximas para las diferentes
estructuras de drenaje que se han considerado en las diferentes alternativas, éstas son
cunetas longitudinales de la vía, cuentas colectoras de las banquetas del relleno compactado,
rápida con amortiguador dentado, alcantarillas en el tramo y cajas de recepción, éstas se
muestran en el Cuadro N°11 del Anexo E.
4.4
ANÁLISIS DE EROSIONABILIDAD
La formación de cárcavas es un proceso complejo, unas veces ocurre por la acción del corte
vertical y lateral del flujo, ampliando y profundizando el cauce; otras son el resultado de la
concentración de la escorrentía de varios cauces formando uno de mayores dimensiones, el
que se convierte en cárcava al progresar el proceso hacia aguas abajo y como erosión
regresiva hacia aguas arriba del punto de origen. El desarrollo de una cárcava se debe a
procesos que ocurren simultáneamente durante un evento de tormenta o en períodos
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sucesivos.
Dichos procesos incluyen:

Erosión regresiva en la cabecera de la cárcava por la caída de agua.

Erosión por el flujo de agua a lo largo de la cárcava o por salpicadura debido a la acción
de las gotas de lluvia que caen en las áreas expuestas de la misma.

Deslizamientos o movimientos masivos de suelo hacia la cárcava.
El riesgo de erosión se define como el efecto combinado de los factores que lo originan
(lluvia, escurrimiento, suelo y topografía). La combinación de estos factores se incluyen en la
Ecuación Universal de Pérdida de Suelo: USLE (Wischmeier y Smith 1978). Este es un
modelo empírico que toma en cuenta: un factor R (potencial erosivo de la lluvia), un factor K
(erosionabilidad del suelo), un factor L (longitud de pendiente), un factor S (grado de
pendiente), un factor C (cobertura vegetal) y un factor P (prácticas de conservación de
suelos). Los cuatro primeros factores de la USLE determinan el riesgo de erosión en un área
determinada, la ecuación que estima la pérdida de suelo es la siguiente:
PS  R * K * LS * C * P
4.4.1
Índice R de Erosividad de la Lluvia
Como se puede notar, el procedimiento para estimar R requiere de información detallada
sobre registros pluviográficos continuos de lluvias diarias sobre períodos de varios años. En
la práctica, especialmente en países en desarrollo, dichos registros son escasos, cortos o
inexistentes, debido a la falta de presupuestos para la operación de las redes de
observación. Cuando no se dispone de registros pluviográficos lo suficientemente detallados
como para evaluar el valor medio de R, se suele utilizar la precipitación total anual.
En Venezuela se utilizan los siguientes rangos de valores como órdenes de magnitud para
apreciar el poder erosivo de las lluvias (R en t/ha-año) para áreas con las características de
precipitación y escorrentía indicadas.
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
Lluvias de gran intensidad y duración, y abundante escorrentía superficial, R = 750800.

Lluvias de gran intensidad y duración, y mediano o poco escurrimiento superficial,
R = 500 - 650.
4.4.2

Lluvias de mediana intensidad y, abundante escurrimiento superficial, R = 450-550.

Lluvias de mediana intensidad y, poco escurrimiento superficial, R = 200-350.
Factor K de Erosionabilidad del Suelo
El factor de erosionabilidad del suelo K es una medida de la vulnerabilidad del suelo; es una
característica propia que depende de la granulometría, porosidad, contenido de materia
orgánica y condiciones hidrológicas. Cuantifica la erosionabilidad de cada suelo mediante
una expresión deducida experimentalmente; representa la tasa de erosión del suelo por
cada unidad de índice de erosión R para condiciones de relieve y vegetación estándares y
valores de L, S, C y P iguales a la unidad.
Wischmeier y Smith (1978) estiman el valor de K en función de la textura, contenido de
materia orgánica, estructura y permeabilidad del suelo. Los suelos más erosionables
corresponden a las texturas intermedias (fracción de limos más abundantes); suelos con
más de 30 % de arcilla son poco erosionables. La disminución de la fracción de limos
aumenta la resistencia a la erosión, ya sea por el incremento de la cohesión debido al
aumento del porcentaje de elementos más finos (arcillas) o por una mejora de la infiltración y
la consiguiente disminución de la escorrentía debido al incremento del porcentaje de
elementos más gruesos (arenas).
El contenido de materia orgánica proporciona estabilidad a los agregados y mejora su
estructura y resistencia a la erosión; constituye el segundo factor más importante después
de la textura en relación con la erosionabilidad del suelo. La estructura y permeabilidad
también influyen sobre el factor K, conjuntamente con otras características químicas, como
el contenido de óxidos de Al y Fe en algunos suelos arcillosos.
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Wischmeier y Smith (1978) presentan el nomograma dado en la Figura N°2, para calcular el
valor de K, adaptado al sistema internacional de medidas por Foster et al., (1981). Sobre la
base de las características de textura y contenido de materia orgánica se obtiene un valor de
K en primera aproximación utilizando la parte izquierda de la Figura Nº 2. En muchos casos
esta primera aproximación se considera suficiente para estimar la pérdida del suelo por
erosión. Si se dispone de información sobre textura y permeabilidad, el valor preliminar de K
puede corregirse mediante la porción derecha de la Figura N°2.
Fig.N°2: Nomograma para calcular el factor K de erosionabilidad del suelo
4.4.3
Factor Topográfico LS
Tanto la longitud de la ladera L como su pendiente S, influyen considerablemente en las
tasas de erosión de un suelo, convirtiendo al relieve en uno de los principales factores que
determinan la emisión de sedimentos de las cuencas vertientes.
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Wischmeier y Smith (1978) definen la longitud de pendiente como la longitud que recorre la
escorrentía desde que se forma, en la divisoria, hasta que encuentra un cauce o una zona
de sedimentación. La influencia de esta longitud de ladera sobre la erosión se estima, en el
modelo USLE, mediante la siguiente expresión:
 l
L  
 lS



m
donde L es el factor de longitud de la pendiente, adimensional, definido como el cociente
entre la tasa de erosión anual de una parcela con una longitud de pendiente dada l (en m) y
la tasa de erosión de esa parcela con las mismas condiciones de clima (R), suelo (K),
pendiente (S) y vegetación (C, P) y de longitud de ladera estándar de l S = 22.1 m, donde L
es igual a la unidad; m es un exponente que depende de la pendiente de la ladera que oscila
entre 0.2 para pendientes suaves y homogéneas inferiores a l %, y 0.5 para pendientes
superiores al 5%.
Para pendientes mayores que 4%, asumiendo un valor de m = 0.5, el factor LS se puede
estimar como sigue:

LS  L1/ 2 0.0138 0.00974S  0.00138S2

Donde L es la longitud en m. desde el punto donde se origina la escorrentía hasta el punto
donde se inicia la deposición debido a la disminución de la pendiente o la escorrentía entra
a un cauce definido; S es la pendiente media de la ladera en porcentaje sobre la cual ocurre
la escorrentía.
4.4.4
Factor de Cobertura Vegetal C
La cobertura vegetal es el elemento natural de protección del suelo contra la fuerza erosiva
de la lluvia, controlando no sólo la energía de las gotas, sino la velocidad de la escorrentía
superficial. El factor C de USLE da cuenta por esta influencia, incluyendo el tipo de
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vegetación existente y el manejo y disposición de los residuos vegetales. En el Cuadro N°12
del Anexo E, se presentan los valores del factor C para diferentes tipos de uso de las tierras.
4.4.5
Factor de Prácticas de Conservación P
Este último factor recoge la influencia que tienen las prácticas de conservación de suelos
sobre las tasas de erosión de una parcela, realizando los trabajos culturales o cultivando en
curvas de nivel, en franjas o terrazas para cortar las líneas de escorrentía. En el Cuadro
N°13, del Anexo E, se dan los valores de P suministrados por Wischmeier y Smith (1978)
para diferentes prácticas de conservación. La disposición en terrazas crea escalones donde
se diferencian los taludes de la terraza con pendiente similar a la de la ladera pero con una
longitud de declive mucho menor y las áreas horizontales o terraza propiamente dicha donde
supuestamente la erosión es nula.
Con un diseño correcto de la terraza se consigue una sedimentación mayor que el 80% de
los materiales erosionados en los taludes que quedan por encima de cada zona horizontal,
de tal forma que sólo se pierde un 20% de la erosión total producida (P = 0.2). No obstante,
cuando en las terrazas se acumula mas cantidad de agua de la que puede infiltrar y no se ha
previsto convenientemente su desagüe, existe el riesgo de que la terraza falle y deje salir el
agua por la línea de máxima pendiente, dando origen a surcos o cárcavas que aumentan la
pérdida de suelo de forma considerable, en términos incluso superiores a los de las laderas
antes de la construcción de las terrazas.
Luego del análisis de las características hidrológicas, topográficas, tipos de suelo, coberturas
de
suelo y prácticas de conservación, de las cárcavas formadas en los sectores
involucrados, se presenta en los Cuadros N°14 y N°15 del Anexo E, los valores de
erosividad y producción de erosión, en la situación actual y considerando: 1º que se va a
recuperar la cobertura vegetal y 2º que se van a considerar prácticas de conservación.
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4.5
OBRAS DE DRENAJE EN LAS VEGAS
A partir de su nacimiento, los drenajes alcanzan rápidamente un nivel base, prosiguiendo su
recorrido con muy baja pendiente. El fondo de los cauces es amplio, cargado de arena,
grava, y guijarros entre los que se mueven hilos de agua en forma sinuosa. En el verano
estas aguas son rápidamente absorbidas por el lecho permeable, y en invierno se tornan
torrenciales, con muy alto poder de socavación de las márgenes. Los problemas de
inestabilidad objeto de este estudio se presentan en la zona de transición desde el filo hasta
el fondo, donde el cauce alcanza su gradiente sub-horizontal.
La naturaleza de los materiales que componen los conglomerados no ha permitido el
desarrollo de un cementante entre las partículas, por tal razón se presenta una muy baja
consolidación en los materiales que describen esta formación. Esta característica se traduce
en una muy alta susceptibilidad a los procesos morfodinámicos, y principalmente a los de
tipo erosivo.
Desde el punto de vista hidráulico se ha diseñado un sistema de canales colectores que
recogen las aguas de escorrentía que caen en la áreas actualmente desestabilizadas y las
encauza hacia las quebradas
Cabe resaltar que los diseños de cunetas laterales, alcantarillas, cunetas colectoras, zanjas
de coronación y cajas de recepción son las mismas para las alternativas 2 y 3, mientras que
el filtro y la rápida con amortiguador dentado son únicamente para la alternativa 3.
En base a la inspección de campo, evaluación geológica-geotécnica y resultados del estudio
de hidrología se considera la construcción de cunetas laterales al lado de la vía, cunetas
colectoras, rápida con amortiguador dentado, cajas de recepción y alcantarillas, y cuyos
detalles se presentan a presentan en el Anexo E de Hidrologia e Hidráulica.
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5.0
EXPLORACION GEOFÍSICA
5.1
REFRACCIÓN SÍSMICA
5.1.1
Las vegas
El objeto de la investigación geofísica mediante el ensayo de refracción sísmica fue estimar
la estratigrafía de la zona en estudio y complementar las investigaciones geotécnicas. Bajo
este concepto se ejecutaron 16 líneas sísmicas con un total 664 m en la Cárcava 2 y 575 m
en la Cárcava 3. En la siguiente Tabla se presenta un resumen de la investigación
ejecutada.
Tabla Nº 1: Distribución de las Líneas Geofísicas Ejecutadas en Las Vegas
SITIOS
CRÍTICOS
“Las Vegas”
LÍNEA
LONGITUD
UBICACIÓN
LG-01
100
Carretera
LG-02
100
Carretera
LG-03
100
Carretera
LG-04
52
Talud
físicas en profundidad de los
LG-05
60
Talud
materiales involucrados por las
LG-06
100
Talud
LG-07
52
Talud
LG-08
100
Carretera
LG-09
52
Carretera
LG-10
100
Carretera
LG-11
75
Carretera
físicas en profundidad de los
LG-12
75
Carretera
materiales involucrados por las
LG-13
75
Talud
LG-14
75
Talud
(Cárcava 2,
Km. 23+080)
“Las Vegas”
(Cárcava 3,
Km. 23+540)
OBJETIVO
Conocimiento de las características
cárcavas (Formación Tulumayo)
Conocimiento de las características
cárcavas (Formación Tulumayo)
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LG-15
75
Talud
LG-16
48
Talud
LONGITUD TOTAL
5.1.2
1239 m.
El Huanuqueño (250 m)
En la zona denominada El Huanuqueño se realizaron 250 metros de investigación geofísica
compuesta por las líneas sísmicas LG-19 de 100 metros, longitudinal al eje del deslizamiento
y las líneas LG-17 y LG-18 de 75 metros, transversales al eje del deslizamiento y ubicadas
una en la carretera y la otra en la primera banqueta (ver Tabla Nº 2 y Plano RS-02).
Tabla Nº 2
Distribución de las Líneas Geofísicas Ejecutadas en El Huanuqueño
SITIO CRÍTICO
“El Huanuqueño”
(Km. 47+000)
LÍNEA
LONGITUD
UBICACIÓN
LG-17
75
Carretera
LG-18
75
Talud
LG-19
100
Talud
LONGITUD TOTAL
5.1.3
OBJETIVO
Conocimiento de las características
físicas en profundidad de los
materiales suelo/roca involucrados
por el fenómeno de geodinámica
externa
250 m.
Deslizamiento Potencial (237.5 m)
En el Km 50+350 se encuentra la zona denominada Deslizamiento Potencial en donde se
ejecutaron 237.5 metros de investigación geofísica compuesta por las líneas sísmicas LG-20
de 62.5 metros transversal al eje del deslizamiento y las líneas LG-21 y LG-22 de 100 y 75
metros respectivamente, ubicadas en el talud paralelas al eje del deslizamiento.
La distribución de las líneas geofísicas se presenta en el Tabla N° 3 y la ubicación de estas
líneas se presenta en el Plano RS-02.
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Tabla Nº 3
Distribución de las Líneas Geofísicas Ejecutadas en el Deslizamiento Potencial
SITIO CRÍTICO
LÍNEA
LONGITUD
“Deslizamiento
potencial”
LG-20
62.5
LG-21
100
(Km. 50+350)
LG-22
75
LONGITUD TOTAL
5.2
PERFIL SÍSMICO
5.2.1
Las Vegas
UBICACIÓN
Carretera
Talud
Talud
OBJETIVO
Conocimiento en profundidad de las
características físicas de los
materiales suelo/roca involucrados
por el deslizamiento
237.5 m.
Cárcava 2
El perfil sísmico obtenido a partir de las líneas sísmicas realizadas en el borde de la
carretera presenta un perfil estratigráfico que está constituido por una capa superficial de
arcilla limosa con grava de hasta 10 metros de espesor con velocidades de ondas (Vp) entre
306 y 884 m/s. Por debajo se encuentra grava arcillosa medianamente compacta, con
espesores de hasta 25 metros y velocidades de ondas (Vp) entre 626 y 1500 m/s. A
continuación se encuentra grava arcillosa compacta de la Formación Tulumayo y
velocidades de onda P entre 1540 y 2500 m/s.
En el eje de esta cárcava el perfil sísmico indica la existencia una capa superficial de arena
arcillosa con grava, en estado suelto, de hasta 5 metros de espesor y velocidades de ondas
(Vp) entre 203 y 380 m/s. A continuación se encuentra una capa de grava arcillosa
medianamente compacta, con espesores de hasta 10 metros y velocidades de ondas (Vp)
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entre 980 y 2200 m/s. Por debajo subyace grava arcillosa compacta con bolones, de la
Formación Tulumayo y velocidades de onda entre 2000 y 2500 m/s.
El perfil sísmico de la parte inferior de la Cárcava 2 está constituido por una capa superficial
de arena arcillosa con grava húmeda de hasta 3 metros de espesor con velocidades de
ondas (Vp) entre 220 y 350 m/s. Por debajo existe grava arcillosa medianamente compacta,
con espesores de hasta 8 metros y velocidades de ondas (Vp) entre 960 y 1300 m/s. Por
debajo subyace grava arcillosa compacta con bolones de la Formación Tulumayo y
velocidades de onda entre 1432 y 2300 m/s.
Cárcava 3
Las líneas sísmicas ubicadas en el borde de la carretera (LG-09, LG-10, LG-11 y LG-12)
presentan un perfil estratigráfico que está constituido por una capa de arcilla limosa con
grava de hasta 15 metros de espesor con velocidades de ondas (Vp) entre 350 y 580 m/s.
Por debajo se encuentra grava arcillosa medianamente compacta, con espesores de hasta
15 metros y velocidades de ondas (Vp) entre 615 y 1150 m/s. Por debajo existe grava
arcillosa compacta de la Formación Tulumayo y velocidades de onda P entre 923 y 2200
m/s.
El perfil sísmico paralelo al eje de la Cárcava 3 está constituido por una capa superficial de
arena arcillosa con grava en estado suelto de hasta 8 metros de espesor con velocidades
de ondas (Vp) entre 150 y 350 m/s. Por debajo se encuentra grava arcillosa medianamente
compacta, con espesores de hasta 6 metros y velocidades de ondas (Vp) entre 350 y 1100
m/s. Por debajo subyace grava arcillosa compacta de la Formación Tulumayo y velocidades
de onda P entre 800 y 1500 m/s.
En la parte baja de la cárcava se presenta un perfil sísmico que está constituido por una
capa superficial de arena arcillosa con grava, húmeda, de hasta 4 metros de espesor con
velocidades de ondas (Vp) entre 180 y 350 m/s. Por debajo se encuentra una capa de grava
arcillosa medianamente compacta, con espesores de hasta 12 metros y velocidades de
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ondas (Vp) entre 717 y 1534 m/s. Por debajo subyace grava arcillosa compacta con bolones
de la Formación Tulumayo y velocidades de onda P entre 1714 y 2350 m/s.
El perfil sísmico de la parte superior de la cárcava está constituido por una capa superficial
de arena arcillosa con grava de hasta 4 metros de espesor con velocidades de ondas (Vp)
entre 214 y 350 m/s. Por debajo existe
grava arcillosa
medianamente compacta y
velocidades de ondas (Vp) entre 608 y 1231 m/s.
Los resultados de la exploración geofísica realizada en el sector critico se presenta en el
Anexo C de Refracción Sísmica de la presente Memoria Descriptiva.
5.2.2
El Huanuqueño
En el perfil sísmico LG-17 se puede diferenciar 3 estratos: el primero está constituido por
grava arcillosa, con espesores de hasta 4 m y velocidades Vp comprendidas entre 350 y 850
m/s. Debajo sigue un estrato de roca alterada y fracturada con espesores de hasta 13
metros y velocidades Vp entre 1357 y 2214 m/s. Por debajo se encuentra roca alterada con
velocidad de ondas Vp entre 2500 y 3512 m/s.
El perfil sísmico LG-18 indica la existencia de 3 estratos: el primero está constituido por
grava arcillosa con espesores de hasta 3 m y velocidades Vp comprendidas entre 250 y 630
m/s. Luego se encuentra una capa de roca muy alterada y fracturada con espesores de
hasta 15 metros y velocidades Vp entre 1130 y 2250 m/s. Por debajo se encuentra roca
alterada con velocidad de ondas Vp entre 2500 y 3850 m/s.
El perfil sísmico LG-19 indica la existencia de 3 estratos. El primero está constituido por
grava arcillosa con espesores entre 1 y 4 m, con velocidades de ondas Vp comprendidas
entre 220 y 650 m/s, luego sigue un estrato de roca muy alterada y fracturada con espesores
de hasta 12 metros y velocidades Vp entre 750 y 1350 m/s. Por debajo se encuentra roca
alterada con velocidad de ondas Vp entre 1563 y 2481 m/s.
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5.2.3
Deslizamiento Potencial
En el perfil sísmico LG-20 se indica la existencia de un material superficial constituido por
arena arcillosa con grava de hasta 3 metros de potencia y velocidad Vp entre 265 y 700 m/s.
Por debajo aparece roca descompuesta con espesores de hasta 12 m y velocidades Vp
comprendidas entre 1194 y 1450 m/s.
La roca
muy meteorizada se encuentra a
profundidades de hasta 15 metros con velocidades Vp entre 2000 y 2500 m/s.
Los perfiles sísmicos LG-21 y LG-22 indican la existencia de un material superficial
constituido por arena arcillosa con grava en estado suelto de hasta 4 metros de potencia y
velocidad Vp entre 220 y 556 m/s. Por debajo aparece roca descompuesta con espesores de
hasta 9 m y velocidades Vp comprendidas entre 650 y 1250 m/s. Por debajo se encuentra
roca muy meteorizada con velocidades Vp entre 2000 y 2500 m/s.
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6.0
EXPLORACION GEOTECNICA
6.1
CALICATAS Y TRINCHERAS
Para determinar las características del subsuelo de la zona en estudio se realizaron 7 calicatas
y 8 trincheras de las cuales se extrajeron muestras alteradas e inalteradas para ser ensayadas
en el laboratorio.
Tal como se puede observar en las Tablas Nº 4 y Nº 5 (muestras alteradas), el material
existente en la parte superior de las cárcavas (plataforma) es arcilloso de baja compresibilidad
cuyo contenido de humedad está comprendido entre 16 y 29% y presenta un índice de
plasticidad (IP) que varia de 10 a 19%. Con las muestras inalteradas se han ejecutado
ensayos de compresión no confinada que arrojaron valor promedio de resistencia a la
compresión de 5.6 kg/cm2. Además los ensayos de Pinhole, Doble Hidrómetro, Crumb y el
ensayo especial de contenido de cationes dan evidencia que el material del sector Las Vegas
es no dispersivo.
Con las muestras extraídas en las trincheras se realizaron 06 ensayos de compresión no
confinada que arrojaron valores de compresión no confinada es un rango de 2.80 a 2.10
Kg/cm2.
También se realizaron ensayos de corte directo cuyos resultados indican valores de ángulo de
fricción que van desde 16º a 28º de y una cohesión promedio de 0.13 kg/cm2. Cabe mencionar
que se realizaron 03 Ensayos de Compresión Triaxial (2 CU y 1 UU). El ensayo consolidado no
drenado (CU) dio como resultado un valor promedio de ø=16.1º y valores de cohesión entre
0.47 y 1.1 kg/cm2. Sin embargo el triaxial no consolidado no drenado (UU) arrojó resultados
menores.
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6.2
PERFORACIONES DIAMANTINAS
En las perforaciones diamantinas ubicadas en la plataforma (TB-01 y TB-04) indican la
presencia de una grava arcillosa (GC) hasta los 3 m de profundidad, seguida de arena
arcillosa de compacidad firme, de color rosado y contiene grava (32.71%), arena ( 34.9% ) y
finos ( 32.39%).
En las perforaciones ubicadas en las cárcavas (TB-02, TB-03 y TB-06) se aprecia arena
arcillosa (SC) hasta los 6.00 m, constituida por grava (32.71%),arena ( 34.9% ) y finos (
32.39%), debajo de la cual subyace material de grava arcillosa sub redondeada hasta los 20
metros de profundidad.
Los ensayos de SPT realizados en las perforaciones TB-1 y TB-04 indican valores de N
mayores a 32 en profundidades de 5 a 18m; sin embargo en la parte baja de la cárcava se
encuentra valores de N=16 para 4.95 m. lo cual correspondería al material removido.
Los resultados de los ensayos de laboratorio realizados con las muestras extraídas de las
perforaciones se presentan en la Tabla Nº6.
6.3
MUESTREO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA
Se extrajeron muestras de roca de las canteras La Chancadora, Pumahuasi, Pozo Azul,
Cantera de Roca 29+250 y Cantera de Roca 38+100. Los resultados de los ensayos se
presentan en la Tabla Nº5, donde se puede ver que los ensayos de carga puntual indican
valores que fluctúan entre 3 y 6 MPa y densidades que van desde 1.6 a 2.5 Ton/m3.
Además los ensayos de absorción y porosidad proporcionan valores muy bajos, lo que indica
que el material pétreo es adecuado para ser usado como material de construcción.
También se realizó el muestreo en las canteras Río Azul y Las Vegas, donde se realizaron
ensayos de clasificación, absorción, durabilidad abrasión, durabilidad y gravedad especifica.
El material de las canteras es clasificado como GP con un bajo contenido de finos y el
porcentaje de absorción es mayor en la cantera Las Vegas (7.9%). El ensayo de abrasión
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indica porcentajes de desgaste de 21.1 y 41.8% para las canteras Río Azul y Las Vegas
respectivamente. Además los ensayos de durabilidad con sulfato de sodio indican que los
materiales son resistentes al intemperismo(Ver Tabla Nº7).
También se tomaron muestras de agua en diferentes fuentes de agua dentro del ámbito del
proyecto, entre ellas Las Vegas (Cárcava 2) donde los ensayos químicos indican los
contenidos de Sales Solubles Totales (141 ppm), Cloruros (21.3 ppm), Sulfatos(3.9) no son
agresivos y pH (7.2) están por debajo de los valores permisibles.
Los resultados de la exploración geotécnica se presentan en el Anexo A de la Memoria
Descriptiva.
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7.0
PELIGRO SISMICO
El presente informe documenta los resultados de la revisión y el análisis de la sismicidad
histórica, sismicidad instrumental y neotectónica existente en el área de la carretera Tingo
María-Aguaytía, en los Departamentos de Huánuco y Ucayali.
En la evaluación del peligro sísmico de esta carretera se han efectuado los siguientes pasos: a)
Determinar la sismicidad regional, b) Identificar las características sismotectónicas, c) Estimar la
atenuación de los efectos sísmicos regionales y d) Estimar el sismo de diseño.
La evaluación del peligro sísmico se ha efectuado por medio del método probabilístico, para
finalmente proponer niveles sísmicos del movimiento máximo del suelo en el área del Proyecto.
Además, se proponen valores del coeficiente sísmico para el diseño de taludes y muros.
El estudio de peligro sísmico se presenta en el Anexo J de la Memoria Descriptiva.
7.1
HISTORIA SÍSMICA DEL ÁREA DE INFLUENCIA
La fuente básica de datos de intensidades sísmicas es el trabajo de Silgado (1969,1973, 1978 y
1992), que describe los principales eventos sísmicos ocurridos en el Perú. Un mapa de
distribución de máximas intensidades sísmicas observadas en el Perú ha sido propuesto por
Alva Hurtado et al (1984), ilustrándose en el Mapa Nº 1 del Anexo J la parte de aquél que es
relevante al proyecto. La confección de dicho mapa se ha basado en treinta isosistas de sismos
peruanos y datos de intensidades puntuales de sismos históricos y sismos recientes.
Se concluye que de acuerdo a la historia sísmica del área del Proyecto, han ocurrido en los
últimos 400 años intensidades de hasta VI MMI en Tingo María. Sin embargo, en áreas
vecinas cercanas han ocurrido intensidades mayores, tales como VII MMI en Chaglla y
Panao.
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7.2
DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LOS SISMOS
La ubicación de hipocentros ha mejorado en tiempos recientes, por lo que pueden
considerarse los siguientes períodos en la obtención de datos sismológicos:
1) Antes de 1900:datos históricos descriptivos de sismos destructores.
2) 1900 - 1963 : datos instrumentales aproximados.
3) 1963 - 1992 : datos instrumentales precisos.
La información sismológica utilizada ha sido obtenida del catálogo sísmico del Proyecto SISRA
(1982), actualizado hasta el año 1992 con los datos verificados publicados por el ISC
(Internacional Seismological Centre).
En el perfil transversal perpendicular a la costa, que pasa por el área del proyecto, se aprecia la
subducción de la Placa de Nazca y los sismos continentales.
7.3
TECTÓNICA Y SISMO TECTÓNICA
7.3.1
Tectonismo de los Andes Peruanos
El Perú está comprendido entre una de las regiones de más alta actividad sísmica que hay en la
Tierra, formando parte del Cinturón Circumpacífico.
Los principales rasgos tectónicos de la región occidental de Sudamérica, como son la
Cordillera de los Andes y la fosa oceánica Perú-Chile, están relacionados con la alta
actividad sísmica y otros fenómenos telúricos de la región, como una consecuencia de la
interacción de dos placas convergentes cuya resultante más notoria precisamente es el
proceso orogénico contemporáneo constituído por los Andes. La teoría que postula esta
relación es la Tectónica de Placas o Tectónica Global (Isacks et al, 1968). La idea básica de
la Tectónica de Placas es que la envoltura más superficial de la tierra sólida, llamada
Litósfera (100 km), está dividida en varias placas rígidas que crecen a lo largo de estrechas
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cadenas meso-oceánicas casi lineales; dichas placas son transportadas en otra envoltura
menos rígida, la Astenósfera, y son comprimidas o destruídas en los límites compresionales
de interacción, donde la corteza terrestre es comprimida en cadenas montañosas o donde
existen fosas marinas (Berrocal et al, 1975).
Los rasgos tectónicos superficiales más importantes en el área de estudio son: (Berrocal et al,
1975).
-
La Fosa Oceánica Perú-Chile.
-
La Dorsal de Nazca.
-
La porción hundida de la costa al norte de la Península de Paracas, asociada con un
zócalo continental más ancho.
7.3.2
-
La cadena de los Andes.
-
Las unidades de deformación y sus intrusiones magmáticas asociadas.
-
Sistemas regionales de fallas normales e inversas y de sobreescurrimientos.
Sismo-Tectónica Regional
El Mapa Nº 2 presentado en el Anexo J se presenta el mapa sismotectónico de la región en
estudio. En este mapa se presentan los rasgos neotectónicos indicados por Sebrier et al
(1982) para el Perú, así como los rasgos presentados para los países vecinos y los
hipocentros del Catálogo Sísmico del Proyecto SISRA 1963-1992, con representación de la
magnitud y la profundidad focal de los sismos.
Según el estudio sobre Observaciones acerca de la Neotectónica del Perú (Sebrier et al 1982),
en áreas relativamente cercanas al proyecto existen las fallas activas de la Cordillera Blanca y
la falla activa de Huaytapallana.
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Al considerar las fuentes de sismos que puedan ser significativas para las aceleraciones en el
área del Proyecto, es importante tener en cuenta las diferencias fundamentales en las
características de atenuación asociadas con los sismos de subducción y los sismos
superficiales. En general, los sismos superficiales se atenúan con mayor rapidez que los sismos
de subducción.
Consecuentemente, mientras es importante considerar las fuentes de sismos de subducción,
también es necesario tomar en consideración las fuentes más cercanas de sismos
continentales superficiales al área del Proyecto.
7.4
ESTUDIO SÍSMICO PROBABILÍSTICO
El peligro sísmico es una medida de la probabilidad que el sismo más fuerte que puede ocurrir
en una zona, en un cierto número de años, exceda (o no exceda) un determinado nivel de
magnitud (o aceleración, velocidad, etc).
La evaluación de este peligro puede hacerse probabilísticamente por el método desarrollado por
Cornell (1968). La primera parte del método consiste en una revisión de la actividad sísmica del
pasado para determinar las fuentes sismogénicas considerando las características tectónicas
de la región. Luego se determina la recurrencia de las zonas sismogénicas y con la atenuación
sísmica se determinan los valores probables de intensidades sísmicas.
7.4.1
Fundamentos del Análisis del Peligro Sísmico
Como se ha indicado en la introducción, el peligro sísmico se define por la probabilidad que en
un lugar determinado ocurra un movimiento sísmico de una intensidad igual o mayor que un
cierto valor fijado. En general, se hace extensivo el término intensidad a cualquier otra
característica de un sismo, tal como su magnitud, la aceleración máxima, el valor espectral de la
velocidad, el valor espectral del desplazamiento del suelo, el valor medio de la intensidad
Mercalli Modificada u otro parámetro.
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La generación de sismos está relacionada con los mecanismos geotectónicos. El tiempo,
intensidad y situación de la ocurrencia de futuros sismos no puede hasta la fecha ser
pronosticado en una forma determinística. En consecuencia, la generación de sismos y espacio
y tiempo, cae en la categoría general de procesos estocásticos.
Por lo expuesto, en base a datos pasados, la predicción de eventos futuros puede ser realizada
por medio de dos modelos estadísticos, los de Poisson y Markov. Estos modelos se usan para
simular la ocurrencia de sismos generados en el tiempo; ambas representaciones son procesos
estocásticos.
Actualmente el modelo más usado es el de Poisson, aunque algunos investigadores vienen
utilizando el modelo de Markov. El modelo de Markov difiere del modelo de Poisson en que
las ocurrencias de eventos nuevos dependen de eventos anteriores, mientras que en el
modelo de Poisson, estas ocurrencias son independientes de los eventos pasados.
7.4.2
Evaluación de Fuentes Sismogénicas
Se han utilizado las fuentes sismogénicas establecidas en el estudio de Evaluación del Peligro
Sísmico en el Perú (Castillo, 1993). La determinación de las fuentes sismogénicas se ha
basado en el mapa de distribución de epicentros, así como en las características tectónicas del
área de influencia. La actividad sísmica en el Perú es el resultado de la interacción de las
Placas de Nazca y Sudamericana y el proceso de reajustes tectónicos del aparato andino. Esto
permite agrupar a las fuentes en continentales y de subducción.
7.4.3
Análisis Estadístico de Recurrencia
El catálogo instrumental de sismos comienza a principios de siglo para la zona en referencia. La
información existente hasta el año 1963 es incompleta, ya que no se cuenta con valores de
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magnitud de ondas de cuerpo mb y profundidad focal. Se decidió utilizar la información a partir
de 1963 para la realización del análisis estadístico de recurrencia.
7.5
LEY DE ATENUACIÓN
Se han utilizado dos leyes de atenuación de aceleraciones, la primera es la propuesta por
Casaverde y Vargas (1980), y ha sido empleada para las fuentes asociadas al mecanismo de
subducción. Esta ley está basada en los registros de acelerógrafos de las componentes
horizontales de diez sismos peruanos registrados en Lima y alrededores. En la Figura Nº 4 se
presentan las curvas de esta ley de atenuación.
Es notoria la menor atenuación de los sismos peruanos en comparación con atenuaciones de
sismos en otras partes del mundo. Los sismos fueron registrados en acelerógrafos instalados
en el local del Instituto Geológico en la Plaza Habich, el Instituto Geofísico en la avenida
Arequipa, en Zárate, en la casa del Dr. Huaco en las Gardenias y en la Molina, la ley es:
Atenuación de Aceleraciones:
a = 68.7e0.8 M s (R + 25 )-1.0
donde:
a
=
es la aceleración en cm/seg2
Ms
=
es la magnitud de las ondas superficiales
R
=
es la distancia hipocentral en kms
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Es evidente que existe escasez de datos de registros de aceleraciones en el Perú. Los datos
que se tienen son de la ciudad de Lima.
La segunda ley de atenuación utilizada es la propuesta por McGuire (1974) para la costa Oeste
de los Estados Unidos (Figura Nº 5 del Anexo J) y ha sido empleada para las fuentes asociadas
a sismos continentales. Esta ley tiene la forma:
Atenuación de Aceleraciones:
a = 472* 100.28 M s (R + 25 )-1.3
que expresada en forma lograrítmica resulta:
ln a = 6.156 + 0.64 Ms – 1.30 ln (R+25)
donde:
7.6
a
=
es la aceleración en cm/seg2
Ms
=
es la magnitud de las ondas de superficie
R
=
es la distancia hipocentral en km
DETERMINACIÓN DEL PELIGRO SÍSMICO
Se ha determinado el peligro sísmico en distintos lugares del área en estudio utilizando
metodología e información pertinente disponibles en la literatura. Se ha utilizado el programa
de cómputo RISK desarrollado por McGuire (1976), con datos de la ley de atenuación de
aceleraciones de Casaverde y Vargas (1980) para los sismos de subducción y de McGuire
(1974) para los sismos continentales. Se ha utilizado las fuentes sismogénicas y parámetros
de recurrencia determinados por Castillo (1993). Se emplearon las siguientes coordenadas
geográficas para la carretera en estudio.
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CARRETERA TINGO MARÍA – AGUAYTÍA, TRAMO 1.2: Km. 15+200 – Km. 51+551
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LUGAR
COORDENADAS GEOGRAFICAS (º)
TINGO MARIA
-75.99
-9.29
LAS VEGAS
-75.89
-9.20
HUANUQUEÑO
-75.79
-9.17
PUENTE CHINO
-75.79
-9.14
Aguaytía
-75.51
-9.04
Las Figuras Nº 6 a 10 del Anexo J presentan los resultados de las aceleraciones sísmicas
para las distintas ubicaciones estudiadas de la carretera Tingo María-Aguaytía. El peligro
sísmico anual se presenta en el eje de abscisas de dichas figuras como la inversa del
período de retorno. La Tabla Nº 4 del Anexo J muestra las máximas aceleraciones
esperadas en la roca para períodos de retorno de 30, 50, 100, 200, 400, 475 y 1000 años.
La selección del movimiento sísmico de diseño depende del tipo de obra. Para las
estructuras de la carretera Tingo María - Aguaytía se considera períodos de retorno de 475
años para el sismo de diseño, que corresponde a estructuras con una vida útil de 50 años y
un nivel de excedencia del valor propuesto del 10%. Lo anterior significa que en las
localidades en estudio las aceleraciones máximas del sismo de diseño variarán de 0.27 a
0.28 g.
Es usual considerar una aceleración efectiva vez de instrumental pico, del valor del 25 al 30%
más baja. Por lo tanto, las aceleraciones efectivas variarán de 0.18 a 0.19 g. El coeficiente
sísmico para el diseño estará expresado en términos del período de la estructura y del período
predominante del suelo.
La respuesta estructural de las obras de ingeniería derivada por métodos espectrales deberá
considerar, a partir de los valores de aceleración propuestos, la amplificación estructural y las
reducciones por ductilidad, amortiguamiento y los coeficientes de seguridad de diseño. Los
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valores de aceleración de diseño corresponden a suelo firme y no reflejan la amplificación local
del suelo, en caso de existir.
En caso de utilizar en el diseño de los muros y taludes el método pseudo-estático, se
recomienda un valor de 0.14.
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8.0
ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
Para realizar la evaluación técnica de los taludes de diseño se ha realizado un análisis de
estabilidad de taludes. Para realizar los cálculos de estabilidad se ha empleado el programa
de cómputo SLOPE/W de GEOSLOPE Versión 5.0 el cual utiliza el método de equilibrio
límite para determinar los factores de seguridad.
8.1
PARÁMETROS GEOMECÁNICOS
Para definir los parámetros de los materiales se han tenido en cuenta el retroanalisis de
estabilidad, los resultados de los ensayos realizados por la empresa HOB Consultores y
Ejecutores en 1995, los parámetros utilizados por el consorcio Integral Motlima, los ensayos
de laboratorio realizados en este estudio, las recomendaciones del consultor del BID R.
Hunt. Además se ha tenido en cuenta la Norma DIN-1055 de 1991 la cual permite definir en
forma conservativa rangos de variación de parámetros de resistencia al esfuerzo cortante en
base a las curvas granulométricas y las propiedades índices de los suelos finos granulares.
8.1.1
Ensayos de Laboratorio HOB(1995)
Del Estudio de Rehabilitación de la Carretera Tingo Maria - Aguaytía. , realizado en 1995 por
la empresa HOB Consultores y Ejecutores se pudo extraer el resultado de los ensayos de
laboratorio realizados en el sector crítico Las Vegas.
Cuadro Nº1
Resultados de Laboratorio HOB
Km.
23+400
Ensayo
Corte directo
SUCS
L.L
(%)
SC
38
L.P
(%)
W
(%)
15.4
21.1
C
(KPa)
0.35
Ø
(º)
19
Observación
Inalterada
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23+400
8.1.2
Triaxial UU
SC
38
15.4
21.1
0.57
11
Inalterada
Ensayos de Laboratorio Consorcio Integral-Motlima(2001)
Del la actualización de los Estudios Definitivos de la Carretera Huanuco -Tingo Maria –
Pucallpa sector Tingo Maria –Aguaytia realizado en el 2001 por el Consorcio IntegralMotlima se pudo extraer el resultado de los ensayos realizados en los laboratorios de la
Pontificia Universidad Católica.
Cuadro Nº2
Resultados de Laboratorio Integral – Motlima
Km.
Ensayo
SUCS
C(KPa)
Ø(º)
observación
23+000
Triaxial CU
SC
0.30
25
Remoldeada
23+500
Triaxial CU
SC
0.06
25
Inalterada
23+800
Triaxial CU
SC
0.39
18
Inalterada
Cabe mencionar que el consorcio Integral-Motlima utilizó los siguientes parámetros para
realizar el análisis de estabilidad de taludes.
Cuadro Nº3
Parámetros Geotécnicos Integral – Motlima
Material
Suelo natural(GC sin bolones)
Material
de
Trasportado(GC
con

Ø
(kN/m3)
(º)
c
(KPa)
19
25
39
18
17
5
bolones)
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8.1.3
Resultados de Laboratorio Consorcio CES-Hidroenergia(2003)
El análisis regresivo de estabilidad de taludes realizado en las 10 secciones consideradas
las mas críticas se determinó que los taludes mas críticos ( 23+500 y 23+530) presentan una
cohesión de 30 kPa y un ángulo de fricción de 30º.
Los ensayos de Corte Directo y de Compresión Triaxial realizados en los laboratorios de la
Universidad Nacional de Ingeniería, se hicieron sobre las muestras inalteradas y
remoldeadas extraídas de las cárcavas (ver Cuadro Nº4)
Cuadro Nº4
Resultados de Laboratorio CES-Hidroenergia
Ubicación
Tipo de
ensayo
SUCS
%
Finos
W(%)
C(KPa)
Ø(º)
Observación
CV-2
Corte directo
CL
52.4
28.96
35
24
Inalterada
CV-3
Corte directo
CL
55.2
16.58
18
28
Inalterada
T-1/M3
Corte directo
CL
59.1
35.15
10
25
Inalterada
T-2/M2
Corte directo
CL
52.9
28.60
17
28
Inalterada
T-2/M3
Corte directo
CL
52.9
29.40
9
28
Inalterada
T-4/M2
Corte directo
CL
79.0
28.40
16
23
Remoldeada
T-5/M1
Corte directo
MH
98.8
27.80
11
20
Remoldeada
T-6/M1
Corte directo
ML
54.7
27.80
13
26
Remoldeada
T-1/M1
Triaxial UU
CH
89.9
28.3
76
6.9
Inalterada
T-2/M1
Triaxial CU
CL
58.4
23.00
29
31.8
Inalterada
T-8/M1
Triaxial CU
CL
58.2
23.2
23
28
Inalterada
Del cuadro anterior se obtiene un valor promedio para valor del ángulo de fricción Ø=26.2 y
cohesión efectiva promedio de 18 kPa para los ensayos de corte directo y para los ensayos
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triaxiales tenemos Ø =29.9 y c’=0.26 kPa. Sin embargo teniendo en cuenta que este sector
se encuentran taludes verticales de entre 10 a 20 m que se auto soportan se puede inferir
que presenta valores de cohesión y ángulo de fricción mayores a los promedios obtenidos.
Basado en este criterio y considerando los valores altos de SPT encontrados en las
perforaciones diamantinas se tomó como valor de diseño los valores máximos encontrados
en el Ensayo Triaxial CU(T2/M2).
Finalmente se ha definido los siguientes parámetros geotécnicos de diseño para ser
considerados en las alternativas de estabilización en el sector crítico Las Vegas.
Cuadro Nº5
Parámetros Geotécnicos CES-Hidroenergia

(kN/m )
Ø
(º)
c
(KPa)
Suelo Natural(GC sin bolones)
19
32
30
Material Transportado(GC con
bolones)
19
28
20
Material Natural(GC con bolones)
19
32
30
Relleno compactado
18
30
20
Enrocado
20
40
0
Material
3
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8.2
ANÁLISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES
8.2.1
Las Vegas
8.2.1.1 Método de Equilibrio Limite
El análisis de estabilidad de taludes se ha realizado con el método de equilibrio limite
propuesto por Bishop, el cual proporciona factores de seguridad muy cercanos a aquellos
que proporciona métodos mas riguroso y para dichos cálculos se ha utilizado el programa de
computo SLOPE/W. Para este análisis de estabilidad se han considerado condiciones de
flujo de agua en la parte inferior de los taludes, los mismos que se producirían en estaciones
lluviosas. Además, cabe mencionar que el coeficiente lateral sísmico utilizado en los análisis
pseudo estáticos es de 0.14g, el mismo que fue determinado en el estudio de peligro
sísmico y los parámetros geomecánicos de los materiales fueron determinados en el acápite
anterior.
En el siguiente cuadro se presenta los factores de seguridad correspondientes a las
secciones 23+300 y 23+500 de la alternativa 4 los mismos que fueron extraídos del Anexo
H de Estabilidad de Taludes.
Sección
FS(Profunda)
FS(Profunda)
FS (Superior)
FS(superior)
(a = 0.0g)
(a = 0.14g)
(a = 0.0g)
(a = 0.14g)
Cárcava 2 (23+300)
1.74
2.62
1.74
1.24
Cárcava 3 (23+500)
1.78
1.34
1.72
1.25
Del cuadro anterior se puede deducir que la estructura de estabilización propuesta cumple
con los requerimientos mínimos de estabilidad para las condiciones propuestas.
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También se han evaluado la estabilidad de los muros de suelo reforzado proyectados al
lado derecho de la vía. Se ha analizado la estabilidad interna y global de las estructuras
considerando superficies de fallas circulares, los mismos que presenta factores de seguridad
comprendidos entre 1.2 y 3.2 en condiciones pseudo estáticas. Además, se ha evaluado el
factor de seguridad por volteo que resulto satisfactorio.
También se han analizado los taludes de corte del lado derecho de la vía los que presentan
factores de seguridad de 1.32 y 1.09 para las condiciones estática y pseudo estática
respectivamente.
8.2.1.2 Deformaciones Permanentes
El método de análisis pseudo-estático, como todos los métodos de equilibrio límite,
proporciona un índice de la estabilidad dado por el factor de seguridad, pero ninguna
información sobre las deformaciones asociadas con la falla del talud. Sin embargo, la
condición de servicio de un talud luego de un sismo está controlada por las deformaciones;
de esta manera los métodos de análisis que predicen los desplazamientos del talud proveen
una mejor evaluación de la estabilidad sísmica del talud. Para determinar las deformaciones
inducidas por el sismo se ha utilizado el método planteado por Newmark y para el cálculo de
deformaciones se ha hecho uso de los registros sísmicos del sismo de Lima.
El análisis de los resultados de las condiciones pre-sismo nos indican que para una
condición de falla del talud natural, el sismo de Lima de 1974 amplificado a 0.28g es
consideró como el de mayor importancia por presentar una aceleración máxima y un
contenido de frecuencia mayor que los otros registros. Se pudo notar que este registro
inducía deformaciones permanentes menores a 51.31 cm en el talud para una amplificación
de 0.50g; mientras que para una amplificación de 0.75g se desarrollarían deformaciones
permanentes menores a 168.70 cm, Estos Valores de Deformación Permanente se dan el
caso donde los taludes no han sido estabilizados.
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Las deformaciones permanentes en los taludes estabilizados son menores de 2.92cm con
una amplificación de 0.50g y una deformación de 20.12cm para una amplificación de 0.75g
El detalle del análisis de estabilidad de taludes
y el cálculo de las deformaciones
permanentes se presentan en el Anexo H de Estabilidad de Taludes de la Memoria
Descriptiva.
8.2.2
El Huanuqueño
En la zona El Huanuqueño se ha realizado un análisis regresivo de estabilidad de taludes
con el objeto de determinar parámetros de resistencia de los materiales que conforman el
talud, estos parámetros fueron empleados en la evaluación de las alternativas de solución
propuestas. En el Anexo H de la Memoria Descriptiva se presenta el análisis de estabilidad
de taludes.
Los parámetros de los materiales obtenidos del análisis regresivo de estabilidad de taludes
se presentan en el siguiente cuadro.
γh
c´
ǿ
(Kpa)
(Kpa)
(º)
Roca Muy alterada
18.6
50
28
Roca alterada
19.6
10
35
MATERIAL
Tomando como base los parámetros obtenidos a partir del back analysis y las
investigaciones geotécnicas que consistieron en refracción sísmica, se ha establecido los
perfiles estratigráficos, parámetros geotécnicos y alternativas de estabilización.
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También se realizó un análisis de estabilidad de taludes en condiciones estáticas y
condiciones pseudo estáticas en dos secciones consideradas como las más críticas (Km.
46+920 y Km. 47+940). Los parámetros para el análisis han sido determinados en base al
análisis regresivo, la investigación geotécnica y los parámetros planteados por el Consorcio
Integral – Motlima.
Los resultados del análisis de estabilidad de taludes realizados en el talud existente indican
un talud estable tanto en condiciones estáticas y pseudo-estáticas. Se ha evaluado las
alternativas de solución propuestas por el Consorcio Integral Motlima, las soluciones
planteadas por R. Hunt y finalmente la alternativa que propone el Consorcio encargado del
presente estudio. Estas son las Alternativas 1, 2 y 3 donde se ha utilizado el método de
Bishop para superficies de fallas circulares que emergen por el pie del talud en la carretera
considerando el nuevo alineamiento de la vía.
Los resultados del análisis de estabilidad se arrojaron factores de seguridad apropiados
tanto en condiciones estáticas y pseudo-estáticas. Los resultados obtenidos en el análisis se
presentan en el Anexo H de estabilidad de taludes.
8.2.3
Deslizamiento Potencial
En la zona denominada deslizamiento potencial se ha realizado un análisis de estabilidad
regresivo con el objeto de determinar los parámetros para evaluar la estabilidad del talud en
dos secciones de análisis (Km. 50+363 y Km. 50+400).
Los factores de seguridad obtenidos del análisis regresivo se presentan en la Tabla N° 4 y
los resultados de este análisis se presentan en el Anexo H.
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En esta zona se han planteado superficies de falla en bloque, uno en la parte inferior que
emerge por el borde de la carretera y otro en la parte superior del talud. Para el análisis se
ha utilizado el método de Morgenstern-Price. Los resultados obtenidos en el análisis indican
un talud estable en la parte superior y en la parte inferior es inestable en condiciones pseudo
estáticas. El coeficiente sísmico considerado es de 0.14 g. Los resultados del análisis de
estabilidad se presentan en la Tabla N° 5 y en el Anexo I se presentan los reportes
obtenidos.
El coeficiente sísmico se determino del Estudio de Peligro Sísmico presentado en el Anexo J
de la memoria descriptiva.
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9.0
ALTERNATIVAS DE ESTABILIZACIÓN DE LOS SECTORES CRITICOS
9.1
SECTOR “LAS VEGAS”
La alternativa seleccionada es la denominada Alternativa 4(Consorcio CES-Hidroenergia). La
selección se ha realizado en base a un análisis comparativo técnico y económico con la
participación de PROVIAS NACIONAL y el Consultor del BID Roy E. Hunt. A continuación se
describe el esquema de estabilización propuesto para el sector crítico Las Vegas.
9.1.1
Características de la Vía
El alineamiento y la rasante de la vía es el mismo considerado en el estudio del Consorcio
Integral – Motlima, el cual involucra desplazar unos metros hacia la derecha el alineamiento
de la carretera, para alejarlo de la influencia de los escarpes y bajar la rasante de 2 a 3 m
con el objeto de obtener un mayor ancho de plataforma. El sector crítico comprende desde el
Km. 22+900 hasta el Km. 23+880.
La estructura del pavimento en dicho tramo será según lo proyectado en el estudio definitivo
de la carretera, el cual consiste en colocar una subbase granular de 25 cm, encima del
mismo se colocar una base granular de 15 cm y finalmente una carpeta asfáltica de 10cm.
El los planos TM-PTECH-GV-01 y TM-PTECH-GV-02 se presenta el trazo en planta y el
perfil longitudinal de la vía en el tramo del sector critico. Además, en los Planos TM-PTECHGV-06 al TM-PTECH-GV-09 se presenta las secciones transversales.
9.1.2
Rellenos de Conformación
Para disminuir las altas pendientes y estabilizar los escarpes de las cárcavas 2 y 3 se
consideran rellenos de conformación, compactados y colocados adecuadamente, según las
especificaciones técnicas(ver Plano TM-PTECH-GV-003).
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El sector de relleno compactado se extiende desde la cota 890 msnm hasta la cota 950 en la
cárcava 2 y desde la cota 885 hasta la 940 msnm en la cárcava 3, hasta alcanzar el nivel
definitivo de la rasante. Tiene taludes 1.75H:1V y banquetas de 5 m de ancho espaciadas
cada 10 m de altura. Además se propone realizar un corte con un talud 1.2H:1V en los
taludes verticales que quedan por encima del nivel máximo de los terraplenes (ver Planos
TM-PTECH-GV-01 y TM-PTECH-GV-06, 07, 08 y 09).
Del volumen de material proveniente del corte previsto en la carretera sin considerar el
sector crítico Las Vegas se tiene un volumen útil aproximado de 186, 134 m 3 compuesto de
material común y un volumen de material de desecho de 62, 045 m 3(no se considera roca
suelta y roca fija) cuyo costo de depósito ha sido considerado en el presupuesto de la
carretera. En el sector Las Vegas se cuentan con un volumen útil aproximado de 346, 534
m3. El volumen útil total disponible es de 532,667 m3. La estabilización propuesta en esta
alternativa requiere un volumen de 290, 740 m3 el cual implicaría un volumen excedente de
material útil el mismo que será utilizado en la construcción de los muros de suelo reforzado.
El volumen total a ser depositado en el botadero “Las Vegas” y que tiene incidencia en el
presupuesto de obra es de 165,663 m3.
Al lado derecho de la vía existen 04 sectores en donde el terraplén de la via atraviesa en
zonas de relleno, en donde se proyecta la construcción de rellenos conformados por
estructuras de suelo reforzado( sistema terramesh). El primer muro MSE se encuentra
emplazado entre las progresivas Km. 23+060 al Km.23+090 y tiene 5 metros de altura, el
segundo muro está emplazado desde el Km. 23+185 al Km. 23+220 y tiene 8 m de altura, el
tercer y cuarto son de 15 y 14 metros de altura cada uno y están emplazados en las
progresivas Km. 23+492 al Km. 23+517 y Km. 23+517 al Km. 23+577 respectivamente(ver
Plano TM-PTECH-GV-02).
Los muros de suelo reforzado forman un macizo estructural estabilizado frontalmente con
elementos terramesh y globalmente por geogrillas soldadas de alta resistencia. El sistema
reúne las ventajosas características de simplicidad constructiva, flexibilidad y la
permeabilidad del terramesh y la notable resistencia y durabilidad de las geogrillas
soldadas(ver Plano TM-PTECH-GV-04).
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9.1.3
Enrocado de Protección
En la base de ambos rellenos se ha dispuesto un dique de roca de 10 m de altura incluyendo
una profundidad mínima de anclaje en el terreno de 2m. Estos diques tendrán una
inclinación de 1H:1H en la cara expuesta al relleno y un talud de 13H:1V en la cara inferior.
La corona del enrocado es de 5 m y está en las cotas 890 y 885 para las cárcavas 2 y 3
respectivamente. El volumen total de enrocado es de 36, 300 m 3 el cual estará protegido por
un geotextil Clase 2 en la cara en contacto con el relleno. El material pétreo será explotado
de los cortes de la carretera de acceso al puente Pumahuasi. El objeto de esta estructura es
la de proveer al conjunto un contrapeso que ayude en la estabilidad, además de servir como
protección para el relleno compactado.
Adicionalmente debe anotarse que los diques de roca colocados en la base de los rellenos,
tanto en la cárcava 2 como en la cárcava 3, pueden ser útiles como material filtrante,
mediante un adecuado proceso de colocación del material rocoso, tal como se indica en las
especificaciones de construcción.
9.1.4
Sistema de Drenaje
9.1.4.1 Drenaje Superficial
El agua de escorrentía de la vía que constituye la principal causa de erosión, será
conducida mediante cunetas de concreto, las cuales entregarán sus aguas a alcantarillas
transversales, con cajas de recepción. El caudal colectado será evacuado mediante un
sistema de tuberías HDPE con disipadores de impacto ubicados convenientemente, como
se puede ver en los planos TM-PTECH-GV-01 y TM-PTECHI-GV-17. El destino final de la
escorrentía superficial será la parte baja de las cárcavas y fuera de la zona susceptible a la
erosión.
En el tramo que comprende el sector critico se proyectan 04 alcantarillas TMC de 36
pulgadas de diámetro y están ubicadas en las progresivas Km. 23+ 175, Km. 23+356, Km.
23+485 y Km. 23+815.
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El drenaje del terraplén será realizado mediante cunetas de coronación flexibles ubicadas en
cada banqueta, al pie del talud inclinado. Estas cunetas serán de sección triangular,
revestidas con una geomembrana rellenada con material granular con tamaños entre 2 y 4
pulgadas y una tubería perforada de 300 mm colocada longitudinalmente. El caudal
colectado por estas cunetas será entregado hacia rápidas de amortiguamiento dentado
ubicadas transversalmente a las cunetas, como se observa en los planos TM-PTECH-GV002.
Las rápidas serán construidas con celdas de geoweb de 75 mm de espesor y rellenadas con
concreto, el objeto del geoweb es el de proporcionarle cierto grado de flexibilidad, además
de servir como refuerzo del concreto. Estas rápidas vierten sus aguas al cauce natural
existente en la parte baja de los cárcavamientos(ver planos TM-PTECH-GV-010 y TMPTECH-GV-011).
Los taludes de corte de la vía(lado derecho) se proyectan con inclinaciones 0.5H:1V con
banquetas cada 10 m, cunetas revestidas con geomembrana rellena con material granular y
una tubería en el interior en cada cuneta y un canal de coronación de concreto emboquillado
para colectar el agua de escorrentía superficial. Estos canales entregarán su carga hacia
cajas colectoras, las mismas que serán conducidas mediante tuberías hacia las cunetas de
la vía.
9.1.4.2 Subdrenaje
Para el control de la erosión subsuperficial en los rellenos señalados anteriormente se
colocarán filtros de gravas envueltos en geotextil no tejido en forma de espina de pescado,
con un filtro colector con tubería de PVC de 8 pulgadas de diámetro. Este filtro será de
sección rectangular de 0.80 m de base y profundidad de 0.80 m. El material drenante será
grava con tamaños de los granos comprendidos entre 2” y 4”. El sistema de filtros estará
emplazado en los principales cursos de agua que han sido identificados en la zona de las
cárcavas. El sistema de subdrenaje se extiende por debajo del enrocado y el material de
desecho conformado, finalmente entrega su carga hacia el cause de la quebrada debajo del
segundo enrocado.
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En el plano TM-PTECH-GV-002 se indica la ubicación en planta de los filtros y los detalles
constructivos se presentan en el plano TM-PTECH-GV-10.
9.1.5
Control de Erosión
En el paramento expuesto de los terraplenes de estabilización se plantea el tendido para el
mantos de control de erosión(biomantas) con un gramage mínimo de 400 g/m2 con el objeto
proporcionar una protección permanente al talud para evitar la erosión superficial. Asimismo
de los taludes naturales y de cortes afectados por el proceso erosivo se también serán
protegidos mediante el mismo procedimiento(Ver Plano TM-PTECH-GV-001). Además
previo a la instalación de las biomantas se deberá realizar un tratamiento de bioingeniería
(sembrado de especies nativas de la zona) esto significa la preparación de la masa de suelo
vegetal incluyendo semillas .
La bimanita está formada por una matriz de fibra de coco 100% biodegradable, tiene un
espesor que es consistente con el espesor de la fibra de coco, este manto está tejido con
una red con un hilo totalmente biodegradable.
El control de erosión en los taludes 1H:2V al lado derecho de la vía serán protegidos
mediante geoceldas rellenadas con suelo vegetal con semillas como se indica en las
especificaciones técnicas.
9.1.6
Depósito de Desechos
El material excedente del corte en la carretera y el tramo critico Las Vegas será colocado en
los botaderos V2 y V3 ubicados en las cárcavas 2 y 3 respectivamente. El botadero V2 será
conformado detrás del relleno de la cárcava 2 con un talud 4H:1V hasta alcanzar la cota 900
msnm por encima del primer enrocado de protección. El botadero V3 proyectado en la parte
baja de la cárcava 3 será conformado con un talud 2.5H:1V hasta alcanzar la cota de 895
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msnm. Además, se proyecta la construcción de un segundo enrocado al pie de cada
botadero con el objeto de brindar protección a los depósitos). Para prevenir la erosión
superficial de los botaderos se protegerá mediante la instalación de biomantas.
Los detalles constructivos de presentan en los Planos TM-PTECH-GV-01 y TM-PTECH-GV02. Asimismo, la conformación de los depósitos de desecho será realizado según lo indicado
en las especificaciones técnicas.
9.2
EL HUANUQUEÑO
Después de evaluar las alternativas planteadas por el Consorcio Integral-Motlima y el
Consultor del BID Roy E. Hunt, el Consorcio CES-Hidroenergia consideró que la alternativa
más conveniente para estabilizar la zona en El Huanuqueño seria optar por mantener el
corte planteado en la Alternativa 1 e implementarle un sistema de drenaje y control de
erosión adecuado propuesto en la Alternativa 2.
Bajo este concepto, se plantea realizar un corte con un talud 0.5H:1V con banquetas cada
10 m de altura y cunetas de drenaje al pie de cada talud. Para drenar la escorrentía
superficial de los taludes de corte se propone la construcción de cunetas triangulares de
0.25 m de altura y talud Z=1 en cada banqueta, las cuales serán revestidas con geomanta,
gravilla y bitumen. Estas cunetas entregarán sus aguas a las cajas de recepción de concreto
localizadas de manera transversal a las mismas, este caudal será evacuado hacia las
cunetas de la carretera mediante tuberías HDPE de 200 mm de diámetro.(ver Planos TMPTECH-GH-004 y TM-TM-PTECH-HD-001).
A nivel de la vía se mantiene el badén propuesto por el consorcio Integral-Motlima y se ha
implementado un muro de concreto en el borde inferior de éste. El objeto de este muro es
encauzar el caudal hacia la zona de descarga (quebrada 4) .
El drenaje de escorrentía superficial de la parte superior del talud se realizará mediante dos
canales colectores denominados Canal Tipo 1 y Canal Tipo 2. Estos serán de sección
trapezoidal de 0.4 metros de base, talud Z=1 y alturas de 0.40 y 0.60 m. de altura para los
canales Tipo 1 y Tipo 2 respectivamente. Estos canales serán revestidos con una geomanta
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sobre la cual se colocará una capa gravilla con tamaños comprendidos entre 2 y 6 mm y
finalmente se colocara un revestimiento de bitúmen (emulsión asfáltica inestable con 60% de
asfalto). Estos canales descargarán el caudal colectado hacia la quebrada 2 mediante una
estructura compuesta por una caja de recepción de concreto, una tubería de conducción
(HDPE) la cual cuenta con un apoyo intermedio y finalmente un amortiguador de energía a
nivel de la quebrada que entrega el caudal recibido mediante un estructura denominada
vertedor(ver Plano TM-PTECH-HD-001).
Para disminuir el poder erosivo y de arrastre de las quebradas se plantea la construcción de
diques de gaviones en el sector talud aguas arriba de la vía. Para el sector talud abajo se
propone un sistema de protección para el badén y el encauzamiento de las quebradas
mediante canales de sección trapezoidal revestidas con colchones de gaviones. Debajo del
gavión se colocará una geomembrana de impermeabilización entre dos mantos geotextiles
no tejidos. Para el control de la erosión del talud abajo de la carretera se propone la
instalación de una geomanta para facilitar el proceso de revegetación con especies nativas
de la zona.
La distribución en planta y los detalles constructivos de la estabilización se presentan en los
Planos TM-PTECH-GH-003 TM-PTECH-HD-001.
9.3
DESLIZAMIENTO POTENCIAL
En base a los estudios topográficos presentados en el Anexo D e investigación
geofísica(Anexo C), geológica(Anexo G) y el análisis de estabilidad de taludes(Anexo H) se
ha llegado a proponer la siguiente alternativa de estabilización.
Para disminuir el poder erosivo y de arrastre de las quebradas se plantea la construcción de
5 diques de gaviones en el sector talud arriba de la vía. En esta alternativa también se
contempla la ampliación del badén existente de 46 m a 80 metros de ancho. Este badén se
inicia en la progresiva Km. 46+354 y termina en la progresiva Km. 46+435. Además, se
propone un sistema de protección para el badén mediante gaviones; debajo de los cuales se
colocará una geomembrana de impermeabilización entre dos mantos geotextiles no tejidos.
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Otra medida de mitigación importante es la de realizar un encauzamiento de la quebrada
para evitar la erosión.
Los detalles constructivos de la alternativa propuesta se presentan el Plano TM-PTECH-GP003.
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10.0
IMPACTO AMBIENTAL
10.1
ASPECTOS GENERALES
10.1.1 Objetivos
Los objetivos del presente EIA son:

Efectuar el diagnóstico de los componentes ambientales existentes en el área de
influencia ambiental directa, estos son: componente físico, biológico y socioeconómico.

Identificar, predecir, interpretar y evaluar los impactos ambientales directos e indirectos
para las distintas alternativas de solución del presente proyecto.

Elaborar el Plan de Manejo Ambiental (PMA) con la finalidad de definir las medidas de
prevención y mitigación de los efectos de los trabajos a realizar.
10.1.2 Metodología
La metodología seguida para la evaluación de los impactos ambientales fue planificada de la
siguiente manera:

Caracterización del Proyecto

Caracterización de la situación ambiental pre-operacional

Identificación de los impactos ambientales potenciales

Evaluación de los impactos ambientales potenciales

Análisis y descripción de los principales impactos ambientales potenciales

Plan de Manejo Ambiental
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10.2
MARCO LEGAL E INSTITUCIONAL
El presente EIA ha sido desarrollado teniendo como marco jurídico las normas legales de
protección ambiental vigentes en el país. También se tuvo en cuenta el Manual Ambiental
para el Diseño y Construcción de Vías del MTC, las Normas y Procedimientos del Banco
Interamericano de Desarrollo (BID) para evaluar impactos ambientales, las guías elaboradas
y aprobadas por PROVIAS NACIONAL y los Términos de Referencia para Estudios de
Impacto Ambiental en la Construcción Vial del MTC.
10.3
ACTIVIDADES DE LA OBRA
10.3.1 Movimiento de Tierra
En la implementación de medidas correctivas tales como: Estabilización de Taludes, Obras
de Drenaje y complementarias, se generará material excedente que debe ser correctamente
dispuesto.
En el sector crítico Las Vegas se plantea usar el material de corte en conformar los
terraplenes. El material pétreo necesario en la construcción de los diques de roca de 10 m
de alto, será explotado de los cortes de la carretera de acceso al puente Pumahuasi.
Además, la bajada de la rasante proporciona cierta cantidad de material, el cual no cubre la
demanda para conformar el relleno que es casi 406, 800 m3. Para completar el volumen
faltante se utilizará material proveniente de los cortes realizados para construir la vía.
10.3.2 Fuentes de material de préstamo
Inicialmente para la rehabilitación de la carretera Tingo María – Aguaytía, se investigaron de
manera preliminar seis posibles sitios para la extracción de materiales, tanto aluviales como
de cantera. Finalmente, y una vez evaluadas las necesidades del proyecto en este tramo,
así como las características de los materiales encontrados en las posibles fuentes
estudiadas, se encontró como la más adecuada, la cantera Río Azul (C-3), la cual además
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posee el mayor volumen de material disponible. Esta cantera servirá también para las
necesidades en los sectores críticos El Huanuqueño y Deslizamiento Potencial.
En esta cantera el contratista del sector podrá instalar los equipos necesarios para triturar y
procesar el material granular. De igual manera, para el empleo de materiales de relleno, se
estudió la cercanía de taludes de corte viales y será también posible realizar extracciones de
las pequeñas canteras en roca existentes, cuyos resultados de los ensayos de laboratorio
realizados, indicaron que son adecuados para materiales de relleno.
10.3.3 Fuentes de agua
En cuanto a las fuentes de agua, la cantera escogida es fluvial y el flujo de agua es
permanente todo el año. El agua tiene un pH de 7.1, una concentración de cloruros de
21 ppm y de sales solubles totales de 346 ppm. No contiene Sulfatos. El agua es apropiada
para los diferentes procesos constructivos o de lavado de material. Debe tenerse en cuenta
que la precipitación de la zona del proyecto es de 4,000 mm/año, por lo que existen
numerosas fuentes de agua a lo largo del proyecto.
10.4
ÁREA DE INFLUENCIA AMBIENTAL
El análisis de los diversos elementos que conforman el medio ambiente, requiere de una
delimitación de la zona en la que se necesita analizar sus características particulares. Así las
áreas de influencia tienen por objeto circunscribir una serie de aspectos ambientales a un
área geográfica específica; sin embargo, dado el gran número de variables involucradas en
un estudio ambiental y la complejidad de éstas, por cada aspecto o impacto analizado, sería
necesario definir una zona de influencia general, dentro de las cuales se considera que se
presentará la mayor parte de los impactos y/o beneficios generados por las actividades de
estabilización de taludes.
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Por lo tanto las áreas aledañas a los sectores críticos de la carretera –donde se efectuará la
estabilidad de taludes-, donde los impactos son por lo general directos y de mayor
intensidad, constituye el área de influencia directa. El resto del área, donde los efectos son
indirectos y de menor magnitud y donde se manifiestan otros tipos de impactos como los
socioambientales, constituyen el área de influencia indirecta.
10.4.2 Área de Influencia Directa (AID)
Está dada por una faja de 400 m de ancho (200 m a cada lado del área de trabajo
establecida para cada sector crítico). Generalizando el área de influencia ambiental directa
estará restringida a las zonas de obras civiles entre sus respectivas progresivas, depósitos
de materiales excedentes, canteras, el derecho de vía y las áreas necesarias para
instalación de campamentos y patio de maquinarias entre otras.
10.4.3. Área de Influencia Indirecta (AID)
Es la zona ubicada por fuera del Área de Influencia Directa, en ella se espera que ocurran
principalmente los impactos positivos (o beneficios del proyecto), tanto en la fase de
estabilización de taludes como en la de operación posterior de la vía. Se identificó como
Área de Influencia Indirecta a las provincias de Leoncio Prado, departamento de Huánuco y
Padre Abad, departamento de Ucayali. Ésta incluye los siguientes caseríos y centros
poblados: Mapresa, Naranjillo, Santa Rosa, Santa Rosa de Shapajilla, Pumahuasi, La
Victoria, Las Delicias, Las Vegas, Sortilegio, San Isidro, San Agustín, Río Azul, Miguel Grau,
La Divisoria, 3 de Octubre, Santa Rosa Carretera, Nuevo Mundo, La Chancadora, Previsto,
El Boquerón, Erika, La Libertad, Miraflores, Mariela, Pampa Yurac.
10.5
LÍNEA BASE AMBIENTAL
10.5.1 Medio Ambiente Físico
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El medio ambiente físico abarca aspectos referidos a Geología y geomorfología,
Clasificación de suelos por capacidad de uso mayor, Clima, Hidrologia e Hidráulica.
10.5.2 Medio Ambiente Biológico
Involucra temas referidos a: Zonas de vida, Aspectos Forestales,
y Biodiversidad,
Categorización de flora y fauna silvestre y por ultimo lo referido a Areas naturales y
protegidas.
10.5.3 Medio Social, Económico y Cultural
Geográficamente la carretera Tingo María – Aguaytía se inicia en la ciudad de Tingo María
en la intersección del Jr. Burga con la Av. Antonio Raymondi, distrito de Rupa Rupa,
provincia de Leoncio Prado, departamento de Huánuco; termina en la ciudad de Aguaytía,
distrito y provincia de Padre Abad, departamento de Ucayali.
Entre el punto de inicio y el punto final de la carretera se atraviesan los siguientes caseríos y
centros poblados: Mapresa, Naranjillo, Santa Rosa, Santa Rosa de Shapajilla, Pumahuasi,
La Victoria, Las Delicias, Las Vegas, Sortilegio, San Isidro, San Agustín, Río Azul, Miguel
Grau, La Divisoria, 3 de Octubre, Santa Rosa Carretera, Nuevo Mundo, La Chancadora,
Previsto, El Boquerón, Erika, La Libertad, Miraflores, Mariela, Pampa Yurac.
El sector crítico Las Vegas jurisdiccionalmente se encuentra en la provincia de Leoncio
Prado, departamento de Huánuco.
Estos tramos críticos están ubicados, de acuerdo a criterios de pobreza crítica en el país, en
una zona de ESTRATO IV o Grupo con Niveles de Vida intermedios
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10.6
IDENTIFICACIÓN Y EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES
La identificación de los impactos ambientales ha venido llevándose a cabo durante el
desarrollo de la mejor alternativa, para cada sector crítico. Tal es así que para cada
alternativa planteada se determinaba cual impacta menos en el ambiente durante su
ejecución. Para ello se eligieron criterios que son comunes para evaluar las diferentes
propuestas, como son: tiempo de ejecución, balance de masas, afectación ambiental (agua,
suelo, aire, flora, fauna y actividades humanas) y estética.

Tiempo de ejecución

Balance de masas

Afectación ambiental

Actividades humanas

Estética
10.6.1 Identificación de Impactos Ambientales
Para identificar los impactos ambientales se contó con la ayuda de la Matriz Causa-Efecto, con
la cual se interrelacionaron las principales actividades a desarrollar en cada sector crítico -sea
durante la construcción como durante su puesta en marcha- con los componentes del medio
ambiente. Asimismo esta identificación de impactos se hizo sobre los componentes ambientales
afectados por las diferentes actividades dentro del área de influencia directa.
Ver el Cuadro del Nº 7 del Anexo F en el que se detalla la identificación de los efectos
ambientales para cada Caso crítico en la Matriz causa-efecto, haciéndose notar que los
impactos no son similares o iguales para todas las zonas críticas.
10.6.2 Evaluación de Impactos Ambientales
En otra matriz denominada Matriz de evaluación de impactos ambientales, se realiza la
evaluación multicriterio de los principales impactos identificados para lo cual se emplearon
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los siguientes criterios: Tipo de efecto (positivo o negativo), Área de influencia (puntual, local
o zonal), Magnitud (baja, media o alta), Tendencia (decreciente, estable o creciente),
Duración (baja, moderada o permanente), Probabilidad de ocurrencia (baja, moderada o
alta), Mitigabilidad (baja, media, alta o no mitigable) y Significancia (baja, moderada o alta)

(1)Cambios en la calidad del aire por aumento en la emisión de particulas y gases de
combustión
10.7

(2)Incremento de niveles sonoros

(3)Aumento de la estabilidad de taludes

(4 y 5)Disminución de los procesos erosivos fluviales y pluviales

(6)Compactación del suelo por donde pasa la maquinaria

(7)Incremento de sólidos suspendidos en las aguas

(8)Mejoramiento del flujo del agua

(9)Ganancia de áreas de cobertura vegetal

(10)Alteración del hábitat de especies de fauna

(11, 12 y 13)Alteración del paisaje natural

(14)Incremento de la PEA.

(15)Reducción del riesgo de accidentes de tráfico entre Tingo María y Aguaytía.

(16)Seguridad de fluidez en el comercio y el turismo intra e interdepartamental
PLAN DE MANEJO AMBIENTAL
En base a los capítulos anteriores, especialmente al capítulo de Identificación y Evaluación
de Impactos Ambientales, se ha desarrollado el presente Plan de Manejo Ambiental (PMA),
orientado a lograr que el Estudio de la estabilidad de taludes en el sector crítico Las Vegas
cuente con las medidas necesarias de Protección Ambiental.
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10.7.1 Estrategias
El Plan de Manejo Ambiental se enmarca en la estrategia de protección y promoción
ambiental durante el desarrollo de las actividades de este proyecto. Éste se concibe para ser
llevado a cabo durante y después de los trabajos de estabilización de taludes de la carretera.
10.7.2 Responsabilidad Administrativa
El Ministerio de Transportes y Comunicaciones, a través de la Dirección General de Asuntos
Socio-Ambientales, será la entidad responsable de que se cumpla el presente PMA, para lo
cual deberá exigir su cumplimiento a la Empresa Contratista. Para ello licitará la Supervisión
de la Obra entre empresas que oferten sus servicios incluyendo al Supervisor Ambiental,
cuya responsabilidad principal será velar por el cumplimiento de este PMA. El Supervisor
tendrá la facultad de registrar sus observaciones y/o recomendaciones en el Cuaderno de
Obra.
10.7.3 Capacitación
El personal responsable de la ejecución del PMA y de cualquier aspecto relacionado a la
aplicación de la normatividad ambiental, deberá recibir la capacitación y entrenamiento
necesarios, de tal manera que les permita cumplir con éxito las labores encomendadas.
Esta tarea estará a cargo de un Supervisor Ambiental. Los temas estarán referidos a: Control
ambiental, Seguridad ambiental y Prácticas de prevención ambiental.
10.7.4 Instrumentos de la Estrategia
Se considera como instrumentos de la estrategia, a los Programas que permitan el
cumplimiento de los objetivos del PMA. y estos son los siguientes:

Programa de Capacitación Ambiental.

Programa de Mitigación y Prevención.
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
Programa de Abandono de Obra.

Programa de Seguimiento y/o Vigilancia.

Programa de Contingencias.
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11.0
RELACION DE METRADOS POR PARTIDAS
En el presente capitulo se ha incluido un resumen de todas las partidas existentes, la unidad
de medida y su respectivo metrado.
El siguiente cuadro nos da una idea del volumen de obra por ejecutar durante la
construcción de la alternativa de estabilización de los sitios críticos Las Vegas (cárcavas 2,
3, 4 y 10), El Huanuqueño y El Deslizamiento Potencial.
El análisis de costos unitarios se presenta en el Volumen de Presupuesto Referencial y
Análisis de Costos Unitarios. Además, la justificación de los metrados se presenta en el
Volumen de y Metrados.
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12.0
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
12.1
Las Vegas

Los parámetros de los materiales utilizados en el análisis de estabilidad han sido
estimados en base al retroanalsis de estabilidad, la exploración geotécnica y los valores
utilizados por el consorcio Integral Motlima. A continuación se presentan los parámetros
geomecánicos utilizados de los materiales en el sector Las Vegas.
Γ
(kN/m )
Ø
(º)
c
(KPa)
Suelo Natural(GC sin bolones)
19
32
30
Material Transportado(GC con
bolones)
19
28
20
Material Natural(GC con bolones)
19
32
30
Relleno compactado
18
30
20
Enrocado
20
40
0
Material
3

En el estudio de peligro sísmico se obtuvo un coeficiente lateral sísmico de 0.14g.

Para determinar el volumen útil de los materiales de corte se ha considerado un factor
de 0.75, el mismo que ha sido deducido considerando los perfiles estratigráficos de la
vía y los resultados de laboratorio, donde se considera 5% de material ML, 15% de
material CL y 5% por contaminación en proceso de corte.

El material de construcción para estabilizar las cárcavas será una parte el proveniente
del corte de la carretera y otra parte del corte en el sector Las Vegas.

El material de construcción de los enrocados serán los obtenidos en el corte de la
carretera en el acceso al puente Pumahuasi.
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
Para mejorar las condiciones de capacidad de carga y drenaje subsuperficial se
proyecta la construcción de una cama de grava de 0.90 m de espesor. Dicha cama de
grava será construida con material rocoso proveniente del corte de la carretera.

El drenaje superficial está conformado por un sistema de cunetas y alcantarillas, las
mismas que son evacuadas por un sistema de tuberías y disipadores de impacto hacia
la parte baja, fuera del área de influencia de las cárcavas..

Como práctica de conservación se recomienda en el Sector Las Vegas, la revegetación
mediante el uso de biomantas, las cuales serán colocadas en la zona del suelo
compactado, zona de corte y demás zonas expuestas a la erosión. Las biomantas
permitirán el crecimiento de la vegetación en un periodo corto y se degradan en
periodos que van desde los 18 a 36 meses.

Se recomienda que el sistema de protección de medio ambiente deberá ser una tarea
permanente durante todo el periodo de construcción de las obras.

Se recomienda la evaluación de las demás cárcavas ubicadas en el sector crítico Las
Vegas que en futuro podrían comprometer la estabilidad de la carretera.

Se recomienda tomar medidas de protección temporal inmediatas para evitar el avance
de las cárcavas mientras inicien las obras. Estas medidas se realizaran en los sectores
en las que estas afectan directamente el ancho de la vía.
12.2
El Huanuqueño

Los parámetros de los materiales utilizados en el análisis de estabilidad han sido
estimados en base al retroanálisis de estabilidad, la exploración geotécnica y los
valores utilizados por el consorcio Integral Motlima.

El coeficiente lateral sísmico utilizado para los análisis de estabilidad fue de 0.18 sin
embargo
cabe mencionar que en el estudio de peligro sísmico realizado por el
Consultor se determinó que este valor es de 0.14.

En base a la evaluación técnica económica de las alternativas propuestas para el sector
critico el huanuqueño se concluye que la alternativa mas adecuado es la alternativa 3
(CES-Hidroenergia) que considera el talud de corte propuesto en la alternativa
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1(Integral-Motlima), manteniendo el alineamiento del proyecto original. A ésta se le
implementado un sistema de drenaje adecuado. Se han tomado en consideración las
recomendaciones del Ing. Hunt. Esta alternativa de solución ha sido desarrollado en
estudio.

Drenaje superficial se realizará mediante dos canales colectores denominados Canal
Tipo 1 y Canal Tipo 2. Estos serán de sección trapezoidal de 0.4 metros de base, talud
Z=1 y alturas de 0.40 y 0.60 de altura para los canales Tipo 1 y Tipo 2 respectivamente.
Estos canales serán revestidos con una geomanta sobre la cual se colocará una capa
gravilla con tamaños comprendidos entre 2 y 6 mm y finalmente se colocará un
revestimiento de bitúmen (emulsión asfáltica inestable con 60% de asfalto).

Para disminuir el poder erosivo y de arrastre de las quebradas se plantea la
construcción de diques de gaviones en el sector talud arriba de la vía. Para el sector
talud abajo se propone un sistema de protección para el badén y el encauzamiento de
las quebradas mediante canales de sección trapezoidal revestidas con colchones reno.
Debajo del colchón se colocará una geomembrana de impermeabilización entre dos
mantos geotextiles no tejidos.

Para el control de la erosión del talud abajo de la carretera se propone la instalación de
una geomanta para facilitar el proceso de revegetación con especies nativas de la zona.
12.3
El Deslizamiento Potencial

La alternativa 1 propuesta por consorcio integral-Motlima ha sido descartada desde el
punto de vista técnico debido a que las condiciones topográficas y geológicas del sector
han variado considerablemente.

En el presente estudio se plantea mantener el alineamiento del proyecto original,
ampliar el badén proyectado, reforzar la parte talud abajo del badén mediante los
gaviones y la construcción de diques de gaviones para disipar el poder de arrastre de
las quebradas aguas arriba de la vía. En este sector no se presento recomendaciones
el Ing. Hunt.
ESTUDIO COMPLEMENTARIO DE ESTABILIDAD DE TALUDES Y ADECUACIÓN DEL EXPEDIENTE TÉCNICO DE LA
CARRETERA TINGO MARÍA – AGUAYTÍA, TRAMO 1.2: Km. 15+200 – Km. 51+551