IRRIGACIÓN Y DRENAJE

INTEGRANTES :

I ACUÑA LLEMPEN DARWIN 200813040

I ALVA VELASQUEZ GIANPABLO 200813021

I CARDENAS VEGA ALIN 200813043

I MEJIA LLONTOP ELDER 200813001

I VÁSQUEZ HERNANDEZ LUIS 200813048

DOCENTE:

ING. HUGO ROJAS RUBIO

CICLO:

IX – 2012 - I

NUEVO CHIMBOTE, JULIO DEL 2012.

SOLUCION AL PROBLEMA DE INFILTRACION DE LAS AGUAS

PLUVIALES EN LA CARRETERA: JUANJUI – TOCACHE

Sub-Tramo II: Campanilla – Pizarrón

POR EL MÉTODO: SUB DRENES DE ZANJA LONGITUDINAL

GRANULOMETRIA DEL FILTRO

Condiciones que debe cumplir el material filtro

a) Para facilitar el flujo del agua hacia el tubo perforado

D15F ≥5 (0.3 )

D15F ≥1.5mm

b) Para evitar la migración de partículas finas del material por proteger

hacia los huecos del material filtrante

D15F ≤5 (1.25 )≤6.25mm

D50F ≤25 (0.80 )≤20mm

c) Para evitar la obstrucción de las perforaciones de la tubería y la fuga de

los finos del material filtrante.

D85F ≥1.5(10)≥15mm

Tomando como base la Tabla 6-1 de limites granulométricos para material

filtrante único. (Del Tomo III de Mecanica de Suelos de Juárez Badillo)

Se tomara:

D85F =24mm

D50F =10mm

D15F =2mm

0.010.1110100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100CURVA GRANULOMETRICA

ABERTURA (mm)

%

QU

E

PA

SA

Como se observa en la curva granulométrica nuestro material de filtro es

semejante a la curva inferior de la tabla 6-1, entonces se asumirá esa

granulometría para el material filtrante.

Para estar dentro del rango granulométrico de la tabla

De los criterios del manual de hidrologia, hidraulica y drenaje. Se debe considerar en primer lugar la distancia de inicio y descarga de los subdrenes, dado que a mayor distancia de recorrido, su capacidad de transporte deberá incrementarse debido al aporte de caudales a lo largo de su recorrido.

Los posibles caudales de aporte, que conforman el caudal total, los cuales pueden afectar la estructura del pavimento son:

El caudal generado por la infiltración de las aguas provenientes de precipitaciones pluviales y de sectores con régimen de riego permanente que discurren sobre el talud superior adyacente a la carretera.

El caudal generado por el abatimiento del nivel de agua subterránea, en lugares donde el nivel freático alcance una altura tal, que supere el nivel de subrasante afectando la estructura del pavimento.

Se tomara como caudal de diseño el generado porla infiltracion de las aguas provenientes de precipitaciones pluviales, por ser el predominante en el departamento de San Martin, especificamente en el sub-tramo II de la carretera: Juanui- Tocache.

Qf=Qinfiltracion pluvial

Hallando Q infiltracion pluvial:

Q=0.278xCxAxi….. Metodo Racional

Donde:

C: Coeficiente de escorrentia.

A: Area de drenaje de la cuenca en km2

I: Intensidad de la lluvia en diseño en mm/hora.

Q:caudal pico en m3/seg.

Ademas sabemos que el ancho de la via para una carretera de 3° nivel es 20 m (min. Deseable)

TABLA 303.03

ANCHO MÍNIMO DE FAJA DE DOMINIO

Tipo de CarreteraMínimo Deseable 

(m)Mínimo Absoluto 

(m)

Autopistas 50 30

Multicarriles o Duales 30 24

Dos Carriles (1ra. y 2da. Clase) 24 20

Dos Carriles (3ra. Clase) 20 15

Por Resolución Ministerial el MTC, especificará el ancho del derecho de Vía para cada

carretera.

Hallando el área de drenaje:

L=13+220−13+080=140m

a=20m

A=axl=140 (20 )=2800m2≠0.0028km2

Hallando la intensidad de lluvia de diseño:

SEGÚN LA NORMA O.S. 060:

De:

Para t<3 horas

La carretera se encuentra ubicada en San Martin

i=a∗(1+k∗logT )∗(t+b)n−1

i=intensidad de lluvia( mmhora )a=parametrode intensidad (mm )

k=parametrode frecuencia (adimensional )

b=parametro (hora)

n=parametro deduracion (adimensional )

t=duracion(hora)

T=tiempo deretorno

SEGÚN LA TABLA 3.a SE OBTUVO LOS SIGUIENTES DATOS:

SAN MARTIN SE ENCUENTRA EN LA ZONA 123, ESPECÍFICAMENTE EN LA SUBZONA 1231

ɛg= 85 ; Kg´ =0.553 = K

SEGÚN LA TABLA 3.b SE OBTUVO LOS SIGUIENTES DATOS:

n = 0.357 ; a= 32.2

T = tiempo de retorno (asumimos T=10)

b = 0.4 horas (sierra)

tc=t= tiempo de concentración (horas)

donde:

L = 83 km

S = 2.8 % …………………… t c=10∗(832 /2.8)1 /3

tc=135.0 minutos = 2.25 horas

Reemplazando:

Hallando el “C” Coeficiente de escorrentia:

t c=10∗(L2/S )1 /3L=km

S=pendiente mediad elalluvia

tc=tiempode concentracion enmin.

i=32.2∗(1+0.553∗log 10 )∗(2.25+0.4)0.357−1

i=26.722mm/hora

De la vista N°03:

Tomamos Bosques, con pendiente pronunciada y con tipo de suelo limo arcilloso.

Reemplazando en el metodo racional:

Del manual de Hidrologia, Hidraulica y Drenaje:

Determinación de las dimensiones de la sección transversal

Teniendo el caudal final Qf, el cual es la suma de los caudales calculados, se realiza el siguiente procedimiento:

Q=0.278xCxAxi

C=0.50

Q=0.278x 0.5 x0.0028 x 26.722

Q=0.0104m3/s

Qf=VxixA

Donde :Qf=Caudal final

V=Velocidad de flujo ,la cual dependede la pendiente

longitudinal y del tamañodel agregadousadoenel subdrén.

(Ver Figura Adjunta)

i=Gradiente hidráulico

A=Área de la sección transversaldel subdrén ,normalmente

se fijael ancho y se despeja su altura .

Del Abaco se obtiene:

Se tomara:

Reemplazando:

Fijando una Área de zanja

V=0.5cm /seg

i=3.5% siguiendola pendiente de lacarretera

10400.2 cm3/s=(0.5 x3.5 xA)

A=5942.97cm2

a = 60 cmA= 60xh

A=5942.97=60xhh = 99.05 cm h= 1.00 m

Hallando el diámetro del tubo:

QF=Caudal final calculado

n =0.013

Resolviendod = 0.19 m 8” <> 200 mm

Se usara una tubería perforada de 8”

QF = 1n(A )X(RH )

23 (S )1 /2

0.01=1

0.013(A )XA

5 /3

P2 /3(0.035)1/2

0.01=2.692XA5 /3

P2 /3 0.01

2.692x P2 /3=A5 /3

0.012.692x (πd)2 /3=( π

4x (d )2)

5 /3

Acumulaciones de escurrimiento superficial en la plataforma vial por carencia de sistemas de drenaje (cunetas laterales y alcantarillas).

Km 13+080 – km 13+220, tramo crítico con talud inestable con alta presencia de afloramiento de agua.

Buzón De RegistroSe Colocan Las Cajas De Registro cada 140 mm, según el cálculo del caudal realizado.Además se colocara una caja de registro en la siguiente curva vertical ,para evacuar rápidamente las aguas captadas.

CARRETERA: JUANJUI – TOCACHESub-Tramo II : Campanilla – Pizarrón

Vista 6

Vista 4

Profundos ahuellamientos (huecos) de la plataforma por falta de drenaje y materiales de baja capacidad portante.

Vista 6

Con independencia a lo anterior, deberán colocarse cajas de registro o buzones en todos los cambios de alineación de la tubería de drenaje.