PROYECTO: CONSTRUCCION DE LA CARRETERA COCHAPATA ALTA - YANAMANCHI, DISTRITO DE MARANURA - LA CONVENCION - CUSCO

GEOLOGIA Y ESTUDIO DE CANTERAS

1.0INTRODUCCIN

Este informe de Geologa y estudio de canteras abarca la margen derecha del rio Lucumayo y Vilcanota en la jurisdiccin del Distrito de Maranura. 1.1. Ubicacin.- El rea en estudio se encuentra localizado en la Provincia de La Convencin del Departamento del Cusco, extremo norte del Distrito de Maranura con una ubicacin geogrfica: Extremo Norte72 47' 24" Longitud Oeste

12 30' 36" Latitud Sur

ZONA DEL PROYECTO

1.2. Accesibilidad.- Desde la ciudad del Cusco para llegar hasta la localidad de Maranura, lugar donde se ubica el proyecto, es utilizando la carretera Cusco-Anta-Urubamba-Ollantaytambo-Alfamayo.1.3. Hidrografa.- Las principales redes de drenaje recorren paralelos a la va en estudio y estn conformadas por los ros Lucumayo y Vilcanota.Ro Lucumayo.- Este ro tiene sus nacientes en el Nevado Vernica, en el cuadrngulo de Urubamba, recibiendo los aportes hdricos por su margen derecha de una serie de quebradas los cuales son: Q. Alfamayo, Q. Huamanpata, Q. Cachimayo, Q. Incatambo, Q. Sirinayoc, Q. Sarasarayoc, Q. Choquehuanca, Q. Yanaraca, Q. Calaquina, Q. Aputinaya, Q. Quispicanchi, Q. Chuyamayo, Q. Mapamayo y otras quebradas de menor extensin.Ro Vilcanota.- Se forma de la unin de los ros Ahobamba y Sacsara, en el cuadrngulo de Machupichu. 2.0 OBJETIVOSLos objetivos del estudio han sido los siguientes: Caracterizacin Geolgica Geotcnica de los materiales a cortar Identificacin, evaluacin y anlisis de estabilidad de taludes en los sectores afectados por procesos de geodinmica externa y zonas inestables. Conocimiento de la Geologa y Geotecnia del sector en estudio.

3.0 METODOLOGAEl desarrollo del presente trabajo se realiz en dos etapas: 3.1. Etapa de GabineteEsta etapa de gabinete comprende 2 fases; uno al inicio antes de los trabajos de campo y otra posterior a los trabajos de campo.En la primera fase se efectu la recopilacin, seleccin y evaluacin cartogrfica y bibliogrfica de trabajos anteriores, con la finalidad de tomar conocimiento del rea a estudiar y poder efectuar el estudio con mayor facilidad. Se analizaron los siguientes informes: Boletines Ns 65 y 127 de la Serie A: Carta Geolgica Nacional, que comprende los cuadrngulos de Urubamba, Calca, Quillabamba y Machupicchu.Finalmente con todos los datos obtenidos de campo y gabinete se procedi a la redaccin del informe respectivo.3.2. Etapa de CampoPara la realizacin del estudio respectivo se efectu un recorrido a pie a lo largo del trazado de la va en proyecto.Se efectuaron las siguientes actividades: Toma de datos de los materiales a cortar valindose de las progresivas existentes en el campo. Determinacin de los Fenmenos de Geodinmica Externa mediante el anlisis geomorfolgico y geotcnico. Perfil geotcnico para el anlisis de estabilidad de taludes. Toma de datos estructurales de discontinuidades.

La consistencia de suelos y la resistencia de las rocas se determinaron en forma prctica con la Picota de Gelogo, correlacionndose con la tabla del libro de Mecnica de Suelos de K. Terzaghi y R. Peck y la clasificacin de I.S.R.M., respectivamente; los cuales se muestran a continuacin:

Tabla N 1Relacin entre consistencia de arcillas, nmero de golpes N, de la cuchara normal y resistencia a la compresin simpleConsistenciaMuy BlandaBlandaMedianamente compactaCompactaMuy CompactaDura

NQu (Kg/cm2)20.252 - 40.25 - 0.504 - 80.50 - 1.008 - 151.00 - 2.0015 - 302.00 - 4.00> 30> 4.00

Tabla N 2Densidad relativa de arenas, de acuerdo con los resultados de los Ensayos normales de penetracinN de golpesDensidad relativa

0 44 1010 3030 50Ms de 50Muy sueltaSueltaMedianamente densaDensaMuy densa

Nota: Para suelos gravosos se ha utilizado la terminologa de la tabla N 2.Tabla N 3Clasificacin de resistencia de roca (ISRM)GradoDescripcinMpa

R0Roca extremadamente blanda0.25 1.00

R1Roca muy blanda1.0 5.0

R2Roca blanda5.0 25.0

R3Roca medianamente dura25.0 50.0

R4Roca dura50.0 100.0

R5Roca muy dura100.0 250.0

R6Roca extremadamente dura> 250.0

Tabla N 4Tamao de fragmentos rocososTamao de los fragmentosLmites de tamao (mm)

Bolos y bloques> 256

Cantos64 a 256

Gravas2 a 64

Arenas1/16 a 2

Limos y arcillas< 1/16

4.0GEOLOGIA REGIONALEl primer paso para la identificacin de los problemas geolgicos que pueden incidir en el trazado de la va lo constituye el conocimiento de la geologa regional, lo cual nos dar las caractersticas de los terrenos en donde se emplaza el proyecto.Para el conocimiento de la geologa regional se han utilizado los boletines N 65 y N 127 de la Serie A de la Carta Geolgica Nacional, publicados por el Instituto Geolgico Minero y Metalrgico, habindose efectuado una comprobacin de campo. 4.1 ESTATIGRAFIAEn la va en estudio se han reconocido rocas paleozoicas y depsitos cuaternarios.

4.1.1. Rocas PaleozoicasA lo largo de todo el trayecto, desde Cochapata Alta Yanamanchi, la carretera se encuentra emplazada en su totalidad en rocas de la Formacin San Jos pertenecientes al Ordoviciano Inferior a Medio (INGEMMET) y estn compuestas por pizarras de color gris negruzco por sectores es notorio la exfoliacin, presentndose en muchos lugares muy fracturada, la resistencia de esta roca por lo general es medianamente dura (25 50 Mpa) a dura (50 100 Mpa). Otra de la roca a ser cortada lo conforma la arenisca que presenta color gris claro y de una incipiente metamorfizacin, con resistencia por lo general dura.

4.1.2. Depsitos cuaternariosEn el tramo de recorrido que corresponde al trazado del eje de la va en estudio Cochapata Alta - Yanamanchi se han mapeado depsitos aluviales, fluviales y de deslizamiento (INGEMMET).Los depsitos aluviales se localizan en sectores alejados de los ros Lucumayo y Vilcanota estando conformados por gravas, cantos y grandes bloques de roca que presentan formas redondeadas, envueltas en una matriz areno limosa.Los depsitos fluviales se encuentran localizados en el lecho de los ros Lucumayo y Vilcanota y estn conformados por bancos de gravas, cantos y arenas, siendo muy tiles como materiales de construccin. Los fragmentos rocosos presentan formas redondeadas.Los depsitos de deslizamientos estn conformados por los depsitos originados por fenmenos complejos y consisten de una mezcla de gravas, cantos y bloques englobados en matriz areno limosa o arcillosa. Los fragmentos rocosos presentan formas angulares y subangulares.4.2. GEOMORFOLOGIA La Unidad Geomorfolgica Regional, est representada por la Cordillera Oriental de los Andes, formada por la interaccin de la placa de Nazca con la Placa Continental, en donde como producto de la erosin y depositacin, se han formado localmente las siguientes Unidades Geomorfolgicas: Valle Fluvial, Abanicos Aluviales, Lomas Aluviales y Terrazas Aluviales; cuya descripcin y actividad se detallan a continuacin:

4.2.1. Valle FluvialEste valle es de tipo Maduro y est controlado principalmente por la tectnica en donde acta permanentemente la erosin fluvial. En su sector inferior se localiza el lecho del ro Vilcanota, que se encuentra en gran parte alejado del trazo de la carretera en estudio. El lecho ubicado en la parte inferior del valle, conforma reas planas de diferente amplitud, con ligera pendiente, destacndose umbrales con el material fluvial a la vista y que pueden servir como reas de canteras. La margen izquierda en donde se emplaza el trazado de la va, en el sector de Chaullay presenta laderas con pendientes de 40 a 55. En esta unidad geomorfolgica la ocurrencia de fenmenos de Geodinmica Externa, tales como derrumbes, deslizamientos, flujo de detritos, cada de bloques rocosos; pueden tener ocurrencia en cualquier sector, sobre todo en los lugares conformados por depsitos recientes sueltos y medianamente densos y rocas muy fracturadas. No se presentaran fenmenos de erosin de riveras ya que el curso de agua mayor se encuentra lejos del emplazamiento de la va.

Dentro del Valle Fluvial se considera a las quebradas afluentes al ro Vilcanota, en donde el huayco es otro de los fenmenos que pueden afectar a la va.

4.2.2.Abanicos AluvialesSe han formado por la depositacin de los materiales aluviales en la poca Pleistocnica, conformando superficies por lo general planas con ligeras sinuosidades y con inclinaciones hacia el ro Vilcanota con pendientes menores a los 10. Estos Abanicos Aluviales conforman por lo general reas estables y son los lugares en donde se han desarrollado los Centros Poblados, Tales como Maranura, Huyro Huayopata, etc. El trazado de la va en esta unidad geomorfolgica ocasionara cortes mnimos y sin cortes, no presentando ningn problema de carcter geolgico.

4.2.3. Lomas AluvialesSe les ubica en ambas mrgenes de las quebradas afluentes al ro Vilcanota, presentado en las mrgenes laderas con pendientes de 50 a 65. La cima de estas lomas constituyen superficies planas con ligera inclinacin, por lo general menores a los 10 de pendiente. En las laderas localizadas en las mrgenes de las quebradas por donde transcurren algunos tramos de la va en estudio, es posible la ocurrencia de derrumbes.Estas lomas se ubican en el tramo inicial de la va en estudio, en el sector de Yanamanchi.

4.2.4. Terrazas AluvialesSe encuentran conformando reas planas con ligera inclinacin hacia el ro Vilcanota. Estas reas se han aprovechado para el asentamiento de algunas viviendas, son de poca extensin y constituyen reas estables sin problemas de Geodinmica Externa. Estas terrazas se ubican en el tramo intermedio entre Cochapata y Yanamanchi.

4.3GEOLOGIA ESTRUCTURALEstructuralmente el rea en estudio en donde se emplaza el trazado de la va en estudio: Cochapata Yanamanchi, est dominado por fallas inversas kilomtricas y pliegues anticlinales y sinclinales.Las fallas inversas tienen rumbo general este-oeste. Esta falla entre las localidades de Yanayacu y Chaullay tiene rumbo Este-Oeste y se encuentra localizado en el lecho del ro Lucumayo y tampoco afecta a la va en estudio.La otra falla inversa se localiza en el extremo norte, tiene rumbo general Este-Oeste y atraviesa por la parte norte de la ciudad de Quillabamba, asimismo esta falla no presenta ninguna influencia negativa a la va en estudio.Los pliegues anticlinales y sinclinales se localizan entre las localidades de Chaullay y Quillabamba, presenta rumbo NE-SO, se encuentran atravesando oblicuamente a la va en estudio y en los sectores de las zonas axiales la roca debe encontrarse muy fracturada, lugares en donde pueden ocasionarse cadas de bloques rocosos y derrumbes.

5.0GEOLOGA GEOTECNIA DEL TRAZO 5.1DEL TRAZOEl sector estudiado entre las localidades de Cochapata (Progresiva Km 0+000) hasta Yanamanchi (Progresiva Km. 4+760) est representado por rocas del Paleozoico Inferior correspondientes a la Formacin San Jos del perodo Ordoviciano que aflora ampliamente en este sector, estando constituidas por pizarras, esquistos y cuarcitas; y por depsitos recientes conformados por los depsitos aluviales y coluviales.En la siguiente seccin se desarrolla la descripcin geotcnica del sector estudiado, la cual se desarrolla en el cuadro N 1 para facilitar el entendimiento.

Cuadro N 1Descripcin Geolgica Geotcnica

Progresivas deReplanteo(Km)Geologa GeotecniaOtros datosTalud recomendado (V : H)

00+000 02+000Suelo gravoso color marrn claro, en matriz areno limoso, ligeramente hmedo, mediana a alta plasticidad, denso. Fragmentos rocosos subangulares y subredondeados de esquistos duros, tambin esquistos medianamente duros. Se localizan bloques con t.m. 0.30 m.

-

3 : 1

02+000 04+000Suelo gravoso color marrn claro, en matriz areno arcilloso de grano muy fino, ligeramente hmedo, plasticidad alta, denso. Engloba cantos en ms o menos 15%. Fragmentos rocosos de esquistos medianamente duros.Loma aluvial.

3 : 1

04+000 04+760Suelo de gravas color marrn, en matriz arenoso de grano medio a fino, escasos finos, ligeramente hmedo, no plstico, denso. Fragmentos rocosos subangulares y subredondeados de esquistos duros.Localidad de Yanamanchi

3 : 1

6.0FENOMENOS DE GEODINAMICA EXTERNAEntre los Fenmenos de Geodinmica Externa que ocasionan daos continuos sobre vas de transporte o carretera se encuentran los derrumbes y huaycos que ocurren generalmente en la poca de lluvias, siendo necesario prever durante estos periodos la transitabilidad de la va en construccin. En el sector entre Chaullay a Maranura adems de los fenmenos mencionados, se localiza un sector crtico representado por un deslizamiento activo, el cual puede ocasionar desplazamientos del macizo, afectando indirectamente a la va en estudio. Este fenmeno si no se controla puede provocar el colapso de una parte de la ladera, desplazando grandes masas de tierras.

Entre los fenmenos que ocasionaran menores daos a la va en estudio y pueden ser solucionados rpidamente se encuentran los flujos de detritos y las cadas de bloques rocosos.Cuando se realicen los cortes para los trabajos de construccin de la va muchos sectores se desestabilizarn, estando sujetos a la ocurrencia de derrumbes, deslizamientos y cadas de bloques rocosos, hasta que recuperen su perfil de reposo. En la etapa de construccin, es necesaria la realizacin de ajustes de carcter geotcnico.

6.1DERRUMBESEste fenmeno es el que se presenta con mayor frecuencia en la etapa de construccin de la va y conforman por lo general desplazamientos superficiales de los taludes de corte involucrando en algunos lugares parte de la ladera. Pueden ocurrir en forma violenta durante o despus de lluvias intensas, ocasionando interrupciones de trnsito y posiblemente accidentes hasta con prdida de vidas.6.2.HUAYCOSOcasionado por fuertes lluvias en los lugares donde las quebradas atraviesan al mismo nivel de la plataforma de la carretera, arrastrando detritos de diferentes tamaos, que invaden la plataforma ocasionando interrupciones de trnsito. Pueden ocurrir en las diferentes quebradas que se tienen a lo largo del tramo, sin embargo no se han visto condiciones para su ocurrencia.6.3.DESLIZAMIENTOSSe denomina como deslizamiento al desplazamiento hacia abajo de grandes masas de suelo y/o roca, a travs de una superficie de rotura, que es notoria en el tiempo. Este desplazamiento se manifiesta por agrietamientos del terreno con desplazamientos horizontales y/o verticales. La masa de terreno se desplaza con velocidad lenta inicialmente hasta perder totalmente la resistencia al esfuerzo cortante, en donde la velocidad es muy rpida, causando el colapso de una parte de la ladera. En caso de grandes deslizamientos y no habiendo otras alternativas para el trazo o resultar demasiado onerosas, se convive con el fenmeno. En estos casos lo fundamental es evitar la presencia de agua y su infiltracin, con el cual se impedira humedecer la superficie de rotura y evitar los desplazamientos del terreno.6.4. EROSION DE RIVERASEste fenmeno es ocasionado por las fuerzas erosivas de cursos de agua en los sectores en donde la va se aproxima a los ros y quebradas y por aguas de escorrenta superficial que bajan por el talud inferior. No se ha identificado este fenmeno durante el recorrido de la va en estudio.6.5. FLUJO DE DETRITOSOcurren en los cortes de la carretera, en los lugares en donde se encuentran rocas fracturadas o depsitos recientes de consistencia suelta a medianamente densa, que al ser erosionadas por el agua de lluvias son arrastradas hacia la berma interna de la carretera pudiendo invadir la plataforma. En la etapa de construccin deber implementarse las acciones necesarias para el control de este fenmeno.6.6. Cada de bloques rocososPueden presentarse en los lugares de roca muy fracturada y consiste de cadas individuales de roca, no habindose observado lugares crticos.7.0CLASIFICACION DE MATERIALES A LO LARGO DEL TRAZOLos trabajos de excavacin en los materiales a lo largo del trazo se han clasificado de la siguiente manera:

7.1. Material SueltoSe define como el material que no requiere de explosivos para ser removido. Puede ser removido con equipo manual o equipo mecnico. Se considera como material suelto a los depsitos recientes tales como los depsitos aluviales, coluviales y regolito.

7.2. Roca SueltaEn esta clasificacin se encuentra el material que requiere de mnimas cantidades de explosivos para ser removido. Puede ser removido por equipo mecnico, pero muy difcil de remover con equipo manual.

7.3Roca FijaEn esta clasificacin se encuentra el material que requiere de explosivos para ser removido. Comprende tambin la excavacin de bloques con volumen individual mayor de un metro cbico (1 m3). Sera imposible de ser removido con equipo mecnico o manual.

Cuadro N 2.- Clasificacin de materiales

Progresivas de Replanteo Longitud (m)Material RocaRoca

(Km)SueltoSuelta Fija

(%)(%)(%)

00+000 01+0001000100--

01+000 02+0001000100--

02+000 03+000100010050-

03+000 04+000100065--

04+000 04+7601000100-15

8.0ESTUDIO DE CANTERASCon el propsito de asegurar la produccin de materiales necesarios para la construccin de las obras de terraplenado, rellenos y obras complementarias de concreto que se requieren en la Ampliacin y Mejoramiento de la trocha carrozable se han realizado el estudio de canteras que consisti en la ubicacin de las mismas, muestreo, determinacin del volumen y ejecucin de los ensayos de laboratorio, definiendo sobre la base de los resultados, el uso de dichas canteras. Adems de las caractersticas fsicas se tuvo en consideracin la parte econmica, teniendo en cuenta la ubicacin de las canteras y la accesibilidad a las mismas.

8.1CANTERAS DE AGREGADOS PARA OBRAS DE CONCRETO8.1.1Ubicacin En el rea de ejecucin del proyecto, existen zonas potenciales para la obtencin de agregados, habindose identificado la siguiente cantera: Nombre del Sector o Yacimiento: Santa Mara - Cdigo de ficha: RNM-LC-MAR-002 Ubicacin Poltica. Sector o zona: Santa Mara Ocurrencia: Se emplaza en toda su longitud aproximadamente de 1.5 km rio arriba en zonas de llanura de inundacin. Comunidad: Santa Mara Distrito: Maranura Provincia: La Convencin Coordenadas UTM: Datum: WGS 84, Zona 18L-S. 755754 m Este, 8560197 m Norte, Altitud: 1145 m Aspectos geolgicos: - Formacin Geolgica: Depsitos Cuaternarios - Tipo de Yacimiento del recurso: Depsitos Recientes. Depsitos fluvio- aluviales - Condicin de recurso: Yacimiento en actividad: no presenta ninguna actividad de extraccin del material. Ocurrencia del yacimiento: rea en 05 Has. (Aprox.) Denuncio Minero (uso actual): No presenta en catastro minero al 15 de abril del 2011 - Uso: Obras civiles - Aplicacin. Material de agregado como arena y hormign para construccin de obras de construccin de estructuras de obras civiles y lastrado para la dosificacin en lastrado de carreteras Observaciones en campo: Material agregado que se encuentra en la mayor parte del rio Vilcanota, en este punto se aprecia con una cantidad considerable de material el cual es aprovechado por su distancia y/o accesibilidad y alta demanda. Estas estn constituidas bsicamente de fragmentos subangulosos a subredondeados de rocas gneas (Granito, dioritas, etc) seguidos de elementos Pizarrosos del paleozoico; esta sedimentacin son principalmente las gravas, conglomerados y arenas que fueron depositados por el transporte del ro.

Zona Ocurrencia del Depsito fluvio - aluvial (agregados)8.2CANTERAS DE MATERIAL PARA RELLENO Y AFIRMADO.8.2.1Ubicacin.La ubicacin y caractersticas principales se indican a continuacin:Cantera 01Ubicacin: Cochapata Acceso: 0+500 (Del trazado de la va en estudio)Potencia: 6,500 M3Tratamiento: Zarandeo.Explotacin: Tractor, Cargador frontal.Usos: Afirmado.Rendimiento: 70%LL: 17.2IP: 7.1CBR: 39ABRASIN: 35%

8.2.2Ensayos de Laboratorio La toma de las muestras representativas y seleccin fue realizada en cantera; esta labor tambin permiti conocer la potencia, tratamiento y rendimiento indicado en el tem anterior. Con las muestras extradas de las canteras, se efectuaron ensayos: Anlisis granulomtrico ASTM D 421 Y D 422 Lmites de Atterberg. ASTM 4318 C.B.R. ASTM D-1883 Equivalente de arena. AASHO T-176 Abrasin. AASHO T-96Los resultados se muestran en el anexo correspondiente.

Cantera de Material para Afirmado