informe final defensa ribereña

7/26/2019 Informe Final Defensa Riberea

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MEJORAMIENTO Y AMPLIACION DE LOS SISTEMAS DE ALCANTARILLADO Y

DISPOSICION FINAL DE LOS DESAGUES EN EL DISTRITO DE CIENEGUILLA.

ESTUDIO DE DEFENSA RIBEREA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO

1.0 GENERALIDADES

La zona donde est proyectada la planta de Tratamiento de Desages de Cieneguilla se ubica

sobre depsitos coluviales en la margen derecha del Ro Lurn. La margen izuierda de este

ro! se encuentra protegida por un diue con"ormado por material del cauce! sin embargo la

margen derecha donde se proyecta la planta de desages de Cieneguilla! se encuentra en una

zona vulnerable a los embates de las avenidas del ro Lurn.

#or esta razn es necesario dise$ar un sistema de de"ensa ribere$a sobre la margen derecha en

una e%tensin apro%imada de &''' metros para mantener estable la seccin y proteger la

margen izuierda del ro Lurn.

1.1 Objeto del Et!d"o

(l propsito del estudio es el dise$o de la de"ensa ribere$a de la margen derecha del ro Lurn!

para proteger la planta de Desages de Cieneguilla.

1.# Ub"$%$"&' del t(%)o e' et!d"o

La zona de estudio se encuentra ubicado en el Distrito de Cieneguilla! en un tramo de

apro%imadamente &''' metros sobre la margen derecha del Ro Lurn.

#.0 METODOLOG*A DEL ESTUDIO

Con el "in de reunir los criterios adecuados para conocer las caractersticas hidrulicas del ro

Lurn! se realizar el estudio en las siguientes etapas)

#.1 Re$o+"l%$"&' de I',o()%$"&'

La in"ormacin utilizada se re"iere a los siguientes aspectos)

%- C%(to(%,/%

*e cuenta con la siguiente in"ormacin topogr"ica)

#lano topogr"ico en planta a escala &+&''' ue abarca toda la "ran,a del ro Lurn en

una e%tensin apro%imada de &''' metros.

#lano de secciones transversales! margen derecha del ro.


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b- Et!d"o e"te'te

(studio -idrolgico del Ro Lurn! elaborado por el ng. /ayoso

#.# Re$o'o$")"e'to de $%)+o

(l reconocimiento de campo ha permitido contar con una apreciacin de la situacin actual de

las caractersticas hidrulicas del ro Lurn en el tramo de estudio.

Durante esta etapa se observaron las caractersticas hidrulicas del cauce! as como el arrastre

de piedras ue trae el ro. (n la 0poca de la visita el ro transportaba solo un caudal de

"iltraciones! sin embrago por versin de los pobladores en 0pocas de avenidas se ha visto

caudales e%traordinarios ue desbordaron por la margen izuierda del ro. #or esta razn se ha

construido sobre la margen izuierda! un diue de proteccin constituido por material de

cauce! con"ormando un terrapl0n a todo lo largo del ro ,usto en el tramo en estudio.

#. F%e de %b"'ete

Comprende la seleccin y dise$o hidrulico de la de"ensa ribere$a! sobre la base del estudio

hidrolgico e%istente! e"ectuado con anterioridad.

.0 2IDROLOGIA DEL RIO LURIN

(l estudio hidrolgico indica una avenida para el ro Lurn! el valor de &'1.2 m3+s!

correspondiente a un perodo de retorno de &'' a$os.

(n el mismo estudio se calcula para las condiciones del cauce! los siguientes parmetros

hidrulicos)

Coe"iciente de rugosidad de 4anning de n5 '.'6'.

7ncho estable) 36 m.

Tirante m%imo) &.&8 m.

3.0 CONSIDERACIONES TECNICAS EN EL DISEO DE LA DEFENSA RIBEREA

Dadas las condiciones del dise$o de la planta de tratamiento! e%iste un camino interno! paralelo

a la margen derecha del ro Lurn! a partir de este camino se construir el diue de tierra

revestido de roca. *e adopta el revestimiento de roca para la de"ensa ribere$a en vez de


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gaviones! por cuanto garantiza mayor estabilidad y seguridad ante la presencia de avenidas

torrentosas con transporte de piedras propias del ro Lurn. Las mallas de gaviones pueden

"allar ante el golpe de las rocas haciendo peligrar el diue de tierra. *e ha observado cerca al

lugar gaviones ue han "allado por esta causa! as como ue los diues de enrocado

permanecen sin haber su"rido da$os.

M%te("%l del d"4!e

La plata"orma ser construida con material del ro! grava levemente redondeada! con peso

espec"ico &2'' 9g+m3! debidamente compactado y de buena con"ormacin granulom0trica!

donde debe predominar un 8': de material grueso o cantos rodados! con dimensiones y

caractersticas de talud! en "uncin al ngulo de reposo. La cara h;meda '?

#ara los siguientes taludes! se tienen los siguientes ngulos.

Talud 7ngulo

@ertical -orizontal A

& B B8.8? >'& &.6 33.1? >'

7mbas inclinaciones de talud cumplen ue < ! luego se escoge &@)B-! para la cara e%terna

y &@) &.6-! para la cara interna.

A'$5o de $o(o'% del d"4!e.

#ara un caudal de avenida menor a 6'' m3+s! se recomienda un ancho de 3.' m y para

caudales de avenida entre 6'' y B''' m3+s! se recomienda un ancho de >.' m.

Alt!(% del d"4!e


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Depende del nivel m%imo del agua y el bordo libre a considerar. (l nivel m%imo del agua

para la avenida de &'' a$os de retorno es de &.&8 m. (ste tirante m%imo ha sido corroborado

con el trnsito del caudal m%imo para "lu,o gradualmente variado! haciendo uso del -(C

R7* @ersin 3. (ste tirante se alcanza solamente si la margen izuierda se retira como mnimo

B' m y se construye un diue a la margen izuierda. (n la situacin actual! es decir si se

mantiene la margen izuierda en su ubicacin actual! el tirante de agua se eleva y cubre la

altura de ambas mrgenes! por consiguiente la altura del diue proyectado en la margen

derecha sera insu"iciente.

#ara caudales de avenida menores a B'' m3+s! se recomienda un bordo libre de '.8 m! con lo

cual se tendra una altura de &.18 m! sin embargo por razones de seguridad se va a considerar

un bordo libre de &.3> m.! con lo cual la altura del diue ser de B.6' m.

Et%b"l"d%d del D"4!e

(l "actor de seguridad en la estabilidad del talud! se de"ine como el cociente de la suma de las

"uerzas resistentes entre el la suma de las "uerzas deslizantes. La "uerza resistente est dada

principalmente por el peso del diue! mientras ue la "uerza deslizante est dada por el empu,e

del agua.

=D

RF

WtgR=

B

BH

D w=

Donde)

E5 "actor de seguridad! ue debe ser mayor de &.6

F5 peso del material

tgA5 "actor de "riccin

GH5 peso espec"ico del agua

-5 tirante m%imo del agua

Considerando solo el diue de tierra y dando valores se tienen los siguientes resultados)

R5 33!&22 Ig+m


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D5 &8&8.'> Ig+m

E5B'.6>J&.6

Lo ue signi"ica ue el diue es lo su"icientemente estable a la presin del agua.

P(o,!'d"d%d de o$%6%$"&'

(l m0todo propuesto por LisschtvanLebediev para determinar la socavacin! se basa en

determinar la condicin de euilibrio entre la velocidad media de la corriente y la velocidad

media del "lu,o ue se reuiere para erosionar el material del lecho del cauce para un dimetro

y peso espec"ico conocido! aplicable para cualuier material del subsuelo.

La socavacin para suelos granulares es la siguiente)

( )x

m

sD

dd

+

=

&

&

B2.'

3+6

'

82.'

em

d

Bd

Q3+6

=

Donde)

ds5 #ro"undidad despu0s de producirse la socavacin del "ondo. *e mide desde el nivel del

agua durante la avenida hasta el nivel del "ondo erosionado! en m.

d'5 tirante m%imo

5 Coe"iciente ue toma en cuenta el perodo de retorno con ue se presenta el caudal de

dise$o.

K5 e%ponente variable ue tiene di"erente valor en cada una de las "rmulas.

e 5 7ncho e"ectivo de la seccin en metros! descontando obstculos.

dm5 tirante medio de la seccin! en m.

Dm5 Dimetro medio! en mm

5 Coe"iciente ue toma en cuenta el e"ecto de contraccin producido por los pilares!

depende de la velocidad media de la seccin y la longitud libre entre pilares.

La pro"undidad de socavacin est dada por -s5dsd'

Considerando un dimetro medio Dm5 6 mm y los valores dados en tablas! se tiene una

pro"undidad de socavacin de &.&> m.

P(o,!'d"d%d de !7%


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Determinada la pro"undidad de socavacin! esta nos indica a ue pro"undidad socava el ro!

por tanto la pro"undidad de cimentacin debe ser mayor.

#ara el caso de la de"ensa ribere$a tipo longitudinal! la socavacin se da al pie de la cara

h;meda.

*e asume ue el material de "ondo del ro ser reemplazado por roca suelta con un dimetro

entre &''' a &6'' mm.

#ara esta condicin! en tablas se tiene K5'.2>! M5 B.6N! y un valor de socavacin de '.2B m.

Considerando un "actor de seguridad se dar una pro"undidad de u$a de &.6' m! (l ancho de la

u$a ser de 3.' m! desde el Im.'O''' al Im.'O&B' y de B.' m desde el Im.'O&>' al

Im.'O1''. con una transicin de 3 a B metros del Im. 'O&B' al Im. 'O&>'

C8l$!lo del d"8)et(o )ed"o de (o$%

Ermula de 4aynord)

La estabilidad de la roca es "uncin de su tama$o! e%presada ya sea en t0rminos de su peso o

dimetro euivalente.

3

&

6' FCy

d= P

gy

VCF

B=

Donde) d6'es el dimetro medio de las rocas! los valores recomendados para C&y CBson)

Talud &@) B-! C&5 '.3B

Tramo recto! CB5&.B6

Con lo cual se tiene d6'5 '.36 m.

Ermula de sbash)

gdV = 1.& Pw

wr

=

Donde)d 5 dimetro de la rocaQr5densidad de las rocasQH5densidad del agua

reemplazando valores! se tiene) d5 '.&6 m

Ermula de Levi.


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B.'

>.&

=

dy

gd

V

reemplazando valores! se tiene) d5 '.11 m.

*acando un promedio de los tres valores se tiene) d6'5'.>B m! se adopta un valor de d6'5 6' m.

*imon y *etur9 recomiendan ue el espesor del enrocado debe ser lo su"iciente para acomodar

la roca de mayor tama$o. 7s tambi0n indican ue la relacin tama$o m%imo de la roca entre

el dimetro d6'! debe ser apro%imadamente BP y la relacin entre d 6' y dB'debe ser tambi0n

apro%imadamente B.

F"lt(o

La estabilidad del revestimiento del diue! depende no solamente del tipo y construccin de

enrocado! sino ue depende en gran medida del tipo y composicin del "iltro. (l "iltro protege

al suelo de la erosin debido a la corriente de agua! ataue de olas y "lu,os subterrneos!

evitando el movimiento de las partculas "inas ue con"orman el diue. #ara el presente caso se

adopta "iltro de geote%til.

E+e$","$%$"o'e t9$'"$% del eotet"l:

Descripcin. (sta especi"icacin es aplicable al uso del geote%til entre sistemas armados de

absorcin de energa y el suelo insitu para prevenir las p0rdidas de suelo resultantes de un

escurrimiento e%cesivo y para prevenir supresiones hidrulicas ue causen una inestabilidad del

sistema de control permanente de erosin. (sta especi"icacin no aplica para otro tipo de

materiales geosint0ticos para el control de erosin del suelo tales como los mantos de re"uerzo

para el c0sped.

La "uncin principal del geote%til en los sistemas de control permanente de erosin es la

"iltracin. Las propiedades de "iltracin de los geote%tiles estn en "uncin de las condiciones)

hidrulicas! la gradacin del suelo insitu! la densidad y la plasticidad.


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Reuerimientos para el /eote%til. (l geote%til debe cumplir con los reuerimientos

de la Tabla B. Los geote%tiles te,idos de pelcula cortada '' N'' &&'' 1'' 2'' 6''

Re"te'$"% de l%Cot!(% ;3-

7*T4D >83B

&B8' 2&' NN' 83' 1B' >6'

Re"te'$"% %lR%%do

7*T4D >633 6'' 36' >'' ;=- B6' 3'' &2'

Re"te'$"% %lP!'>o'%do

7*T4D >233 6'' 36' >'' B6' 3'' &2'

Pe()""6"d%d 7*T4D >>N& s

&

T%)%7o deAbe(t!(% A+%(e'te 7*T4

D >16&mm

Los valores mnimos de las propiedades para la #ermitividad! T77 y(stabilidad @ estn basados en la aplicacin para el geote%til. Re"i0rase ala Tabla B para el drena,e subsuper"icial! la Tabla 3 para la *eparacin! laTabla > para la (stabilizacin y la Tabla 6 para el Control de (rosin#ermanente.


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Et%b"l"d%dUlt(%6"olet%

7*T4D >366 :

;1- La clase reuerida de geote%til esta designada en las Tablas B! 3! > o 6! para las aplicaciones indicadas. La severidad de las condiciones deinstalacin para la aplicacin generalmente reuiere una clase de geote%til. Clase & esta especi"icada para las condiciones de instalacin mssevera! donde e%iste un gran potencial de da$o del geote%til ! y clases B y &! son especi"icadas para condiciones menos severas.;#- Todos los valores num0ricos representan el @4#R >N& s& '.1 '.B '.&

T%)%7o de Abe(t!(% A+%(e'te ;3- 7*T4 D >16& mm '.>3@alores m%.

prom. por rollo

'.B6valores m%.

prom. porrollo

'.BB ;=-

valores m%.

prom. por rollo

Et%b"l"d%d Ult(%6"olet%;Re"te'$"% M%'te'"d%-

7*T4 D >366 : 6': despu0s de 6'' horas de e%posicin

;1- asado en el anlisis granulom0trico del suelo insitu de acuerdo con la 77*-TS T 22;#- Como regla general! la seleccin por omisin del geote%til es apropiada para condiciones iguales o menos severas ue las siguientes)

a= La piedra del blinda,e pesa mas de &'' Ig.! la altura de cada de las piedras no es mayor a & mt.! y el geote%til es protegido por unacama de agregados de &6' mm! dise$ado para ser compatible con la capa de blinda,e. 7plicaciones ms severas reuieren unaevaluacin de la supervivencia del geote%til! basada en ensayos de campo! y podran reuerir un geote%til con propiedades deresistencia mayores.

;- (stos valores por omisin para las propiedades en "iltracin estn basados en los tama$os de las partculas predominantes de un suelo insitu.7dicionalmente al valor por omisin para la permitividad! el ngeniero puede reuerir de la permeabilidad del geote%til y+o ensayos de desempe$obasado en la ingeniera de dise$o para sistemas de drena,e en ambientes de suelos problemticos.;3- %.Debera e"ectuarse un dise$o del geote%til para un sitio espec"ico especialmente si uno o ms de los siguientes suelos problemticos son

encontrados) suelos inestables o altamente erosionables tales como los limos no cohesivosP suelos de gradacin abiertaP suelos laminadosalternando arenas y limosP arcillas dispersivas y+o polvo de roca.;=- b.#ara los suelos cohesivos con un ndice de plasticidad mayor a 1! el valor m%imo promedio por rollo


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NOTA 1 (n ciertas aplicaciones! para acelerar la construccin! han sido usadas con 0%ito! estacas de ancla,e de >6' mm colocadas cada 8''mm a &!2'' mm! dependiendo de la pendiente del rea a cubrir.

(l geote%til ser colocado con su direccin de muina


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n buen contacto entre el geote%til y el suelo es esencial. #or esta razn la super"icie del diue

debe ser una super"icie lisa! libre de protuberancias! depresiones y lentes de material suelto.

Debe ser colocado sin pliegues de arriba hacia aba,o. (ntre la capa de roca y la super"icie del

geote%til! se debe colocar una capa de transicin de grava arena tama$o m%imo de 1.8 cm! en

un espesor de '.&6 m..

E+e$","$%$"o'e t9$'"$% del D"4!e.

(star construido por materiales de pr0stamo lateral empu,ados con tractor! cargado y

transportado.

(l material se colocar en capas de espesor uni"orme hasta de & m! rocindolo y esparci0ndolo

seg;n los alineamientos y cotas establecidas. Las capas sern horizontales y uni"ormes.

*e espera ue slo sea necesaria la compactacin con euipo de arrastre y dispersin con >

pasadas mnimas de tractor de oruga y no se establece ning;n reuisito especial en lo ue se

re"iere a la densidad de estos rellenos.

E+e$","$%$"o'e t9$'"$% de l% (o$%La roca para la de"ensa debe provenir de cantera! ser de arista viva y colocada al volteo. La

graduacin de las piedras del enrocado a"ecta su resistencia a la erosin. Cada carga del

enrocado debe ser razonablemente bien graduada desde el tama$o ms peue$o hasta el

tama$o ms grande. (l *. Department o" Transportation! recomienda la siguiente graduacin.

Rango del tama$o de roca

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