relatório da escombrera 6- ecuuación rdp - rev a2

CÓDIGO:

RDP-CO-MEM-GDI-1106

TÍTULO:

SUBDRENAJE ESCOMBRERA N° 6NIVEL: ESPECÍFICO DEL CONTRATO CORPORATIVO

CONTRATO:

023 – RDP - 2012FECHA DE EMISIÓN:

23/11/2012ACCESO:

IRRESTRICTOREVISÓN:

AHOJA N°/ TOTAL DE HOJAS:

1 de 10

INDICE DE REVISIONES

REV. FECHA DESCRIPCIÓN DE LA REVISIÓN

A 23/11/2012 Para aprobación

ELABORACION

Nombre y Firma:

Jorge Delgado

RP - Ingeniería

Fecha:

VERIFICACION

Nombre y Firma:

José Leonardo Ferreira

Gerente de Ingeniería

Fecha:

APROBACION

Nombre y Firma:

Antonio Celso da Costa Paiva

Director de Construcción

Fecha:

DOCUMENTO PARA USO INTERNO – REPRODUCCIÓN PROHIBIDA SIN PREVIA AUTORIZACIÓN. CUANDO SE NECESITEN COPIAS SOLICITAR AL ÁREA DE QA/QC. ORIGINAL SE ENCUENTRA FIRMADO BAJO CONTROL DEL GERENTE QA/QC

http://www.worleyparsons.com/

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DIMENSIONAMIENTO DE SUBDRENAJE

1. Caudal a escoger

Normalmente este caudal es la suma de tres fases, caudal de infiltración, caudal efluente de consolidación de suelos blandos, y caudal de las aguas subterráneas remanentes.

Luego QT = Q1+Q2+Q3

En nuestro caso no hay los caudales de suelos blandos y de las aguas subterráneas remanentes.

Entonces QT = Caudal de las aguas de infiltración

QT=Q1 (ec.1)

2. Análisis de aportación

Para el cálculo del caudal de infiltración se admite la contribución por un 1m de extensión, considerándose el ancho del relleno de escombrera con “faja de impluvium”.

En este cálculo se utilizó el Método Racional, partiéndose de las siguientes premisas:

TR (tiempo de retorno) = 1 año Tc (tiempo de duración = tiempo de concentración) = 60 min C ( coeficiente de infiltración) = 0,5

Las “fajas de impluvium” consideradas fueran así explicitadas, considerándose el sentido de la escorrentía. (Ver planta RDP-CO-PLA-GDI-1400).

Tramo Fajas de impluvium (medianas) (m)

E-D 134

D-C 169

C-B 194

B1-B 65

B-A 96

Para el cálculo de la ecuación IDF, se utilizó la ecuación IDF presentada en el documento RDP-IB-000-CS-DB-001.

I=51,584×IdTR

t 0,3842



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I

T



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Para la elaboración del gráfico se utilizaran los valores de la planilla anterior, relacionándose los valores de recurrencia con los de intensidad de 24h.



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El valor de I24h 1 año = 1.6576 mm/h fue sacado de la ecuación del gráfico

0 50 100 150 200 2500

2

4

6

8

10f(x) = 1.46204705392633 ln(x) + 1.65756064392647R² = 0.999770971275338

Intensidad de 24h x Período de retorno

Series2Logarithmic (Series2)

Período de retorno - Años

Inte

nsid

ad e

m m

m/h

3. Cálculos de las contribuciones por metro.

El cuadro abajo presenta los resultados de la aplicación del Método Racional para una faja de 1m de terreno en el sentido del escurrimiento.

Tramo Impluvium

C I Q

Inicio Final m mm/h m3/s/m

F E 238 0,5 17.74 0.000587

E D 405 0,5 17.74 0.000990

D C 184 0,5 17.74 0.000454

C B 99 0,5 17.74 0.000244

B A 72 0.5 17.74 0.000178

4. Cálculo de la capacidad de escurrimiento del subdren de quebrada



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4.1.Pendiente de asentamiento del dren

Para la obtención de los valores de las pendientes, se utilizó el levantamiento topográfico, con curvas de nivel espaciadas a 1m. Estos son:

Tramo Pendiente

Inicio Final (m/m)

F E 0.023215

E D 0.016886

D C 0.015263

C B 0.040829

B A 0.051607

Los valores obtenidos como gradiente hidráulico son medianos, debido a la amplitud de pendientes por tramos.

5. Velocidad del agua en medios porosos

La velocidad en medio poroso fue calculada por la fórmula:

V= KIne

Dónde:

K = permeabilidad del suelo o del material del drenante (m/s)

ne = porosidad del suelo o del dren (%)

Se utilizó la tabla de valores estimados de porosidad (%), según Sanders (1998)

Para el relleno - se adoptó una porosidad en forma de 10 % - terreno permeable. Para el dren – se adoptó una porosidad de 30% – material granular entre 7.5cm y 10

cm.

Los resultados obtenidos son:



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Velocidad da agua en el suelo, en el sentido de nivel de la escombrera hasta el dren.

K I ne V

(m/s) (m/m) (%) (m/s)

0.0001 1.00 0.10 0.001

Cuadro de velocidades en los drenes

TramoK I ne V

(m/s) (m/m) (%) (m/s)

FE 1.00 0.023215 0.30 0.077383

ED 1.00 0.016886 0.30 0.056287

DC 1.00 0.015263 0.30 0.050877

CB 1.00 0.040829 0.30 0.136097

BA 1.00 0.051607 0.30 0.172023

La altura media de relleno entre los tramos es de 15m

En los tramos que no tienen drenes el tiempo de escurrimiento es mucho mayor que en los tramos que tienen drenes. Y cuando sus contribuciones llegan al dren, las demandas de aguas abajo ya habrán pasado.

Tiempo de escurrimiento del agua en el suelo desde el topo de la escombrera hasta el dren:

Para H=15m el tiempo es 4.17h, (K=0.0001 m/s)

Los tiempos de escurrimiento en los drenes son:



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Tiempo de escurrimiento en 100m de dren:

Cuadro de velocidades en los drenes

Tramo

K I ne V Tiempo de escurrimiento para

100m de dren

(m/s) (m/m) (%) (m/s) (h)

ED 1.00 0.023215 0.30 0.07738 0.35

DC 1.00 0.016886 0.30 0.05629 0.49

CB 1.00 0.015263 0.30 0.05088 0.55

B1B 1.00 0.040829 0.30 0.13610 0.20

BA 1.00 0.051607 0.30 0.17202 0.16

El tiempo medio de escurrimiento es de 0,35h.

Los tramos FE, ED, DC, CB y BA y el dren están localizados en el plano RDP-CO-PLA-GDI-1400.

6. Dimensionamiento de subdrenes:

Como tenemos el tiempo de escurrimientos en cada tramo y la media del tiempo de escurrimiento del drene para 100 metros de extensión, se elaboró los siguientes cuadros, que definen los caudales máximos que van a pasar por los tramos del dren.


Tiempo de escurrimiento del agua en suelo, más en los drenes

Tramo

Extensión de los drenes

V t (en el dren)

t (en el suelo) Tiempo total

(m) (m/s) (h) (h) (h)

FE 298 0.07738 1.06 4.17 5.23

ED 206 0.05629 1.02 4.17 5.19

DC 390 0.05088 2.13 4.17 6.30

CB 154 0.13610 0.31 4.17 4.48

BA 215 0.17202 0.35 4.17 4.52


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9 de 10

0,000178 100 0,017754 0,000244 100 0,024412 0,000454 100 0,045372 0,000592 100 0,05920 0,000587 100 0,0586870,000178 100 0,017754 0,000244 54 0,013182 0,000454 100 0,045372 0,000592 106 0,06275 0,000587 100 0,0586870,000178 15 0,002663 0,000454 100 0,045372 0,000587 98 0,057514

0,000454 90 0,040835

AB BC CDCaudales por cada 100m

EFDE

CALCULO DEL CAUDAL MÁXIMO EN LOS TRAMOS (m3/s)Tiempo Tramos

Início Final(h) (h) FE ED DC CB AB TOTAL (EF) TOTAL (DE) TOTAL (CD) TOTAL( BC) TOTAL (AB)

0,00 1,50 0,017754 0,00000 0,00000 0,000000 0,00000 0,0177541,50 3,00 0,045372 0,024412 0,017754 0,00000 0,00000 0,045372 0,06978 0,0875383,00 4,50 0,04537 0,013182 0,002663 0,00000 0,00000 0,045372 0,05855 0,0612174,50 6,00 0,058687 0,05920 0,045372 0,05869 0,11789 0,16326 0,16326 0,1632596,00 7,50 0,058687 0,06275 0,040835 0,05869 0,12144 0,162274 0,16227 0,1622747,50 9,00 0,057514 0,05751 0,05751 0,057514 0,05751 0,057514

En la tabla siguiente se utilizó la Ley de Darcy para determinación de las dimensiones del dren. El procedimiento fue considerar el caudal total en la ecuación.

Qtotal=K ×I ×(a×h)

Dónde:

Qtotal = Caudal de proyecto en m3/s

K=Coeficiente de permeabilidad

I=Gradiente hidráulicoa=base del dreneh=Alturadel drene

k a h Extensión Pendiente QtotalInicio Final (m/s) (m) (m) (m) (m/m) (m3/s)

F E 1 2,5281 1 238 0,02322 0,05869E D 1 7,1918 1 405 0,01689 0,12144D C 1 10,6965 1 184 0,01526 0,16326C B 2 1,9993 1 99 0,04083 0,16326B A 3 1,0545 1 72 0,05161 0,16326

Dimensiones finales Cálculo da capacidade de los drenes

Tramo

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DE QA/QC. ORIGINAL SE ENCUENTRA FIRMADO BAJO CONTROL DEL GERENTE QA/QC


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10 de 10

base alturaInicio Fianal a h

F E 2,50 1,00E D 2,50 1,00D C 2,50 1,00C B 2,50 1,00B A 2,50 1,00

Dren adoptadoTramo

7. Conclusiones

El dren debe ser posicionado en el terreno después de la limpieza y desbroce. Se debe proteger el dren con una camada de relleno para impedir daños al mismo. Las dimensiones del dren están presentadas en el cuadro arriba. Los tramos ED e DC, deberían tener mayores dimensiones, pero por sus pequeñas

pendientes los valores de estas, se quedaran fuera de la moda, por eso se optó en mantener una dimensión mínima en estos tramos y hacer una concesión, permitiendo que el agua permanezca un tiempo mayor en la escombrera, pero teniendo por donde escoger.



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