OBRAS DE DRENAJE PROYECTADAS " PROYECTO LAS BAMBAS "

OBRAS DE DRENAJE PROYECTADAS  " PROYECTO LAS BAMBAS "

TRAZO FUERABAMBA

I Introducción

Las obras de drenaje proyectadas están conformadas por estructuras transversales, las mismas que han sido diseñadas considerando ciertos criterios.

Las estructuras proyectadas se han concebido sobre la evaluación y análisis del escenario correspondiente a la vía Nuevo Trazo Fuerabamba.

En este escenario, las obras de drenaje transversal, se han proyectado teniendo en cuenta las alcantarillas existentes en los últimos kilómetros del camino existente y los cursos naturales que interceptarán el eje del proyecto vial.

Las obras propuestas en el tramo de la vía de Nuevo Trazo Fuerabamba están constituidas por estructuras tipo marco de concreto y tipo tubería metálica corrugada cuya ubicación y características de las alcantarillas tipo marco presenta a continuación y las alcantarillas tipo TMC se muestran en el Anexo I sumando un total de 206 alcantarillas proyectadas:

II Alcantarillas

II.A  Criterios de diseño

El dimensionamiento de las obras nuevas estará en función al requerimiento hidrológico de la zona de estudio, tales como precipitaciones y adicionalmente en función al comportamiento hidráulico de las estructuras existentes que cruzan drenes y/o acequias de riego.

El tipo de material empleado en la construcción de las alcantarillas debe ser resistente a las condiciones climáticas de la zona, ya que el proyecto vial se desarrollará cercano a bofedales por lo tanto es importante prevenir procesos corrosivos.

El tiempo de retorno utilizado para el diseño hidráulico de las alcantarillas con descarga de escurrimiento superficial proveniente de precipitaciones pluviales será igual a 50 años.

II.B  Diseño hidráulico

El diseño hidráulico se realizará de acuerdo a la siguiente metodología:

El dimensionamiento de alcantarillas se efectuó utilizando el Método de la Federal Highway Administration (FHWA) que permite calcular la carga de entrada de la alcantarilla en función de las condiciones de borde de la entrada y geometría de la sección transversal, para ello, se requiere de datos del caudal Q que se desea conducir, la gradiente o pendiente, coeficiente de rugosidad “n” del conducto y tipo de revestimiento de la alcantarilla. En el ingreso, la contracción de los filetes líquidos origina un abatimiento del perfil de la superficie libre en cuyo punto de inflexión se presenta el tirante crítico, sección de control que relaciona el tirante con el caudal de descarga y donde se presenta las características del flujo crítico. La FHWA ha generado mediante modelos de regresión una expresión polinómica que da lugar a la obtención de la carga hidráulica a la entrada de la alcantarilla y propone la siguiente ecuación:

 He=(a+bzF+c(zF)^2+d(zF)^3+e(zF)^4+f(zF)^5-0.5i)D

Donde:

He: Carga de entrada (m)

a…f: Coeficientes de regresión

Q: Caudal (m3/s)

D: Altura de la alcantarilla (m)

B: Ancho de la alcantarilla (m)

i: Pendiente longitudinal (m/m)

z: Factor de conversión de unidades métricas (1.81130889)

F: Factor en función del caudal y dimensiones de la alcantarilla Q/ (BD^1.5).

Las pendientes longitudinales adoptadas estarán en función a pendientes que no produzcan fenómenos de erosión regresiva a la salida de las alcantarillas, recomendándose una pendiente 1% para evitar dichos procesos erosivos.

II.C.1 Tipo de alcantarillas propuestas

Para establecer el tipo de alcantarilla, se ha tenido en cuenta las condiciones agresivas del suelo y del clima donde se ubican las alcantarillas propuestas, y de acuerdo a la función que cumplirá cada alcantarilla proyectada dentro del Proyecto Vial, ya sea como elementos que cumplen función de pases de agua de riego en zonas de cultivo ó pases de flujos en quebradas y para descarga de cunetas, en todos los casos se ha adoptado alcantarillas tipo marco de concreto de secciones variables con pendiente longitudinal recomendada de 1% y alcantarillas tipo TMC Tubería Metálica Corrugada con dimensiones mínimas de 36”.

II.C.2  Estructuras de entrada de alcantarillas

Las estructuras de entrada de las alcantarillas nuevas serán tipo aleros inclinados, se ha considerado conveniente colocar este tipo de entrada ya que las alcantarillas se ubican en zonas donde la carretera va en relleno y requiere el ingreso del agua de las zonas que quedan por debajo de la rasante de la carretera. Se tendrá la precaución de colocar un sistema de protección de los taludes del terraplén al ingreso de la alcantarilla, lo cual se propone para evitar, en cualquier caso, la erosión del terraplén de la carretera, más aún si especialmente se encuentran en los casos en los que los taludes están directamente expuestos al paso del flujo de agua al ingreso.

II.C.3 Estructuras de salida de alcantarillas

Asimismo, se indica que todas las estructuras proyectadas tendrán salida tipo aleros inclinados para contener el relleno del terraplén.

II.C.4 Estructuras de protección a la entrada y salida de alcantarillas

Las estructuras de protección al ingreso y salida de las alcantarillas se instalan con la finalidad de evitar cualquier acción erosiva del flujo que perjudique su estabilidad, además de brindar protección a la zona adyacente al terraplén de la carretera.

El estudio ha considerado proteger el ingreso y salida de alcantarillas mediante emboquillado de piedra de 0.15 m de tamaño nominal.

                                  

II.D  Obras complementarias

Las obras complementarias propuestas corresponden a elevar la actual subrasante en los sectores donde se ubicarán las obras de drenaje transversal para dar pase a los flujos de las descargas pluviales y las que cumplen función de pases de agua de riego.

II.D.1  Elevación de subrasante

La elevación de la actual subrasante será necesaria para que puedan encajar las obras de drenaje transversal que estarán constituidas principalmente por alcantarillas tipo marco de concreto, las cuales ofrecen alturas variables entre 1.0 m y 3.0 m. Asimismo se deberá elevar la subrasante en las zonas con nivel freático superficial principalmente las que están ubicadas cerca a zonas de bofedales.

II.D.2  Cuneta lateral Tipo C-I.

A lo largo del recorrido de la calzada proyectada, se ha identificado algunos sectores donde el nivel de la rasante se ubica por debajo del nivel de las laderas adyacentes, en ese sentido, se ha previsto proyectar cunetas laterales revestidas que permitan la recolección de la escorrentía superficial proveniente de dichas laderas y de la plataforma. Las características geométricas de las cunetas laterales muestran a continuación.

                  

II.D.3  Cuneta lateral Tipo C-II.

A lo largo del recorrido de la calzada proyectada, se ha identificado algunos sectores donde se han proyectado banquetas en las zonas de corte, por lo que se han proyectado cunetas en baquetas revestidas que permitan la recolección de la escorrentía superficial proveniente de dichas laderas y de la plataforma de la banqueta. Las características geométricas de las cunetas tipo II se muestran a continuación.

                      

II.D.4  Sub Dren Tipo I.

A lo largo del eje proyectado, hay algunos sectores donde se han identificado zonas de taludes húmedos por lo que es necesario proyectar estructuras que permitan captar el flujo sub superficial y evitar que entren en contacto con el pavimento, para dicho fin se proyectaron sub drenes laterales los cuales están constituidos por un material filtrante recubiertos por un geotextil. Los cuales descargan por medio de una tubería hacia el talud inferior.

                     

II.D.5 Gaviones.

De acuerdo a la evaluación de campo se han detectado ciertos tramos donde son necesarios proyectar gaviones debido en gran parte a la inestabilidad que se podría generar en el talud superior. La planilla de gaviones proyectados se muestra en el informe de Geología.

II.D.6 Zanjas Coronación.

En ciertos tramos se han proyectado zanjas de coronación en talud superior con fines de captar el flujo proveniente del talud superior y evitar erosiones y derrumbes.