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.
