MEMORIA DE CALCULODISEÑO DE SUBDRENKP 181+660 ‐ TRAMO 2

CONTENIDO:

‐CARACTERISTICAS GEOMORFOLOGICAS Y GEOTECNICAS.

‐CALCULO DE CAUDAL POR INFILTRACION.

‐CALCULO DE CAUDAL POR ABATIMIENTO DE NIVEL FREATICO.

‐ CALCULO DE CAUDAL DE TALUDES ALEDAÑOS.

‐ DIMENCIONAMIENTO DE LA SECCION TRANSVERSAL DEL FILTRO.

‐DETERMINACION DE LA SECCION DE LA TUBERIA A FLUJOLLENO.

‐ANALISIS DEL CRITERIO DE RETENCION (TAA)

‐ANALISIS DEL CRITERIO DE PERMEABILIDAD

‐CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

‐ANEXOS

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PROYECTO: MANTENIMIENTO DEL DERECHO DE VIA DEL OCP

OLEODUCTO DE CRUDOS PESADOS

CALCULO: RENE TIPAN

FECHA: 08/01/2015

560.15 50.00

LONGITUD DEL SUBDREN (m) = 85.00 0.125

PENDIENTE PROMEDIO DEL TERRENO (%)= 51.60 INFORME GEOLOGO NT 1600

ANCHO PROMEDIO AREA A DRENAR (m) = 45.00 INFORME GEOLOGO 0.46

PERMEABILIDAD DEL SUELO  Ks (cm/s) = 0.001 POF 3.10

PENDIENTE DE DRENAJE DEL SUBDREN% = 2.00 0.0034

SUBDREN # Ir (cm/s) B (cm) L (cm) Fi (cm/s) Fr qi (cm3/s)

1 0.0034 4500.00 8500.00 0.00022 0.33333 2833.34

SUBDREN # Nd (cm) Nf (cm) i Aa (cm2) Ks (cm/s) qNf (cm3/s)

1 269880.0000 269500.00 0.0844 3230000 0.00100 272.76

MEMORIA DE CALCULO DE DISEÑO DE SUBDREN KP 181+660

CARACTERISTICAS GEOMORFOLOGICAS Y GEOTECNICAS 

CALCULO DE CAUDAL POR INFILTRACION

AREA DRENANTE DE TALUD ALEDAÑO (m2) = TAMAÑO DEL AGREGADO PARA FILTRO (mm)=

D85 (mm)=

TIPO DE GEOTEXTIL

PERMEABILIDAD GEOTEXTIL Kg (cm/s)

PERMITIVIDAD GEOTEXTIL Ψ s^‐1

PRECIPITACION TR 5AÑOS ‐ 5 MIN ( cm/s)

El agua de infiltración proviene de aguas de lluvia, que 

se infiltra directamente a través del suelo aledaño al 

área a proteger en consideración. El caudal de 

infiltración está dado por la siguiente ecuación:

IR : Precipitación máxima para el TR de diseño

B: Ancho promedio del área a drenar.

L: Longitud del subdren.

Fi: Factor de infiltración

FR: Factor de retención 

El caudal por abatimiento del nivel freático, está dada 

por la siguiente ecuación:

K: Es el coeficiente de permeabilidad de los suelos 

adyacentes

I: Es el gradiente hidráulico

Nd: Cota inferior del subdrén

Nf: Cota superior del nivel freático. 

B: Ancho promedio del área a drenar

Aa: Es el área efectiva para el caso de abatimiento del 

nivel freático

L L it d d l t d d j

CALCULO DE CAUDAL POR ABATIMIENTO DE NIVEL FREATICO

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SUBDREN # A (ha) C I (mm/h) Q(m3/s) qta (cm3/s)

1 0.06 0.55000 121.00 0.0104 10354.995

QT (cm3/s) = 13461.09

QT (m3/s) = 0.0135

SUBDREN # V (m/s) Qt (m3/s) a(m) z (m) A (m2) h(m)

1 0.0146 0.0135 1.00 0.50 0.92 0.685

a h z t A

1.00 0.681 0.50 1.68 0.913

1.00 0.682 0.50 1.68 0.915

1.00 0.683 0.50 1.68 0.916

1.00 0.684 0.50 1.68 0.918

1.00 0.685 0.50 1.69 0.920

1.00 0.686 0.50 1.69 0.921

1.00 0.687 0.50 1.69 0.923

1.00 0.688 0.50 1.69 0.925

1.00 0.689 0.50 1.69 0.926

1.00 0.690 0.50 1.69 0.928

1.00 0.691 0.50 1.69 0.930

1.00 0.692 0.50 1.69 0.931

1.00 0.693 0.50 1.69 0.933

DETERMINACION DE LA SECCION DE LA TUBERIA A FLUJO LLENO

QT: Caudal total calculado.

n: Coeficiente de Manning, para tubería perforada usualmente es 

0.013

A: Área del tubo

R: AT/Pt (Área total/Perímetro total) a tubo lleno

S: Pendiente del subdren, promedio igual a 2%.

CALCULO DE CAUDAL DE TALUDES ALEDAÑOS

Q = Caudal máximo (m3/s)

C = Coeficiente de escorrentía según pendiente del terreno 

(Rázuri 1984).

A = Áreas drenantes  (Ha)

I = Intensidad de la Lluvia de Diseño, con duración igual a una 

tormenta de 5min  y con frecuencia igual al período de retorno 

seleccionado para el diseño TR= 5 años

DIMENCIONAMIENTO DE LA SECCION TRANSVERSAL DEL FILTRO

CALCULO DEL CAUDAL TOTAL

El caudal total, que se tomará en cuenta para el dimensionamiento del subdren vendrá dado por la siguiente expresión:

El caudal generado por la infiltración de agua 

de lluvia.

El caudal generado por el abatimiento del 

nivel de agua subterránea.

El caudal proveniente de taludes aledaños.

QT = C audal total

V = Velocidad de flujo, la cual depende de la pendiente 

longitudinal y del tamaño del

agregado usado en el subdrén.

i = G radiente hidráulico que para el caso de subdrenajes es = 

1.

A = Área de la sección transversal del subdrén, normalmente 

se fija el ancho y se despeja su altura.

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SUBDREN # n φ tubo (m) At (m2) Pt (m) R^2/3 S^1/2 Q (m3/s) Qt (m3/s) φ OPTIMO (m)

1 0.013 0.1251 0.01229 0.39 0.09927 0.14 0.01327 0.0135

1 0.013 0.1252 0.01231 0.39 0.09932 0.14 0.01330 0.0135

1 0.013 0.1253 0.01233 0.39 0.09937 0.14 0.01333 0.0135

1 0.013 0.1254 0.01235 0.39 0.09942 0.14 0.01336 0.0135

1 0.013 0.1255 0.01237 0.39 0.09948 0.14 0.01339 0.0135

1 0.013 0.1256 0.01239 0.39 0.09953 0.14 0.01342 0.0135

1 0.013 0.1257 0.01241 0.39 0.09958 0.14 0.01344 0.0135

1 0.013 0.1258 0.01243 0.40 0.09964 0.14 0.01347 0.0135

1 0.013 0.1259 0.01245 0.40 0.09969 0.14 0.01350 0.0135 OK

1 0.013 0.1260 0.01247 0.40 0.09974 0.14 0.01353 0.0135

1 0.013 0.1261 0.01249 0.40 0.09979 0.14 0.01356 0.0135

1 0.013 0.1262 0.01251 0.40 0.09985 0.14 0.01359 0.0135

125.9 mm 4.96 pulgadas

150.00 mm 6.00 pulgadas

TAA =  0.250 mm

D85 = 0.125 mm

B =  2.00

TAA =  0.180 mm

D85 = 0.125 mm

B =  2.00

Ks = 0.001 cm/s

kg = 0.410 cm/s

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. Se muestra que de acuerdo al calculo la pendiente en el fondo del subdren debe mantener condiciones geomorfológicas parecidas en cuanto a tipo 

de suelo y gradiente hidráulico con una pendiente del 2%.

2. De acuerdo al calculo se recomienda utilizar un geotextil con un tamaño de apertura aparente (TAA) de 0.180 mm correspondiente a una 

especificación NT 1800.

3. El calculo de la sección del filtro esta dado por un núcleo de material granular de 2" aproximadamente en forma trapezoidal, este puede ser variado 

a la combinación entre trapezoidal y un espaldón rectangular ubicado al lado drenante de la ladera procurando que se respete el área efectiva 

drenante Aa.

4. El traslape del geotextil debe estar entre 0.25m y 0.35 m para asegurar el anclaje del mismo, además este debe ser realizado en la parte superior del 

filtro de material granular.

5. De acuerdo al calculo se recomienda un diámetro de tubería flexible perforada PVC igual a 0.125 mm, en el mercado no se encuentra este tipo de 

diámetros, por lo que se recomienda utilizar un diámetro comercial de 6" correspondiente a 150mm.

NO CUMPLE

GEOTEXTIL NT 1800 PAVCO

D85*B = 0.250

DIAMETRO DE TUBERIA OPTIMO:

DIAMETRO COMERCIAL :

ANALISIS DEL CRITERIO DE RETENCION (TAA)

Este criterio asegura que las aberturas sean lo suficientemente pequeñas para evitar la migración del suelo hacia el medio drenante (filtro) o hacia donde se dirige el 

flujo.

10* ks 0.010 OK

OK

ANALISIS DEL CRITERIO DE PERMEABILIDAD

El coeficiente de permeabilidad es la propiedad hidráulica por medio de la cual el geotextil permite un adecuadopaso  de flujo perpendicular al plano del mismo, para 

revisar la permeabilidad del geotextil se debe tener en cuenta lo siguiente:

kg = Permeabilidad del geotextil

ks = Permeabilidad del suelo

Para condiciones de flujo crítico, altos gradientes hidráulicos 

y buscando un correcto desempeño a largo plazo  reduciendo 

riesgo, colmatación se recomienda usar el criterio de Carroll 

(1983); Chistopher y Holtz (1985):

En estas condiciones también se recomienda colocar una 

capa de arena media a gruesa

GEOTEXTIL NT 1800 PAVCO

TAA = T amaño de abertura aparente, dato suministrado por 

el fabricante. Corresponde a la abertura de los espacios libres 

(en milímetros). Se obtiene tamizando unas esferas de vidrio 

de diámetros conocidos, cuando el 5% de un tamaño 

determinado de

esferas pasa a través del geotextil, se define el TAA . Ensayo 

ASTM D4751, INV E‐907.

D85 = T amaño de partículas (en milímetros) que corresponde 

al 85% del suelo que pasa

al ser tamizado. Este dato se obtiene de la curva 

granulométrica del suelo en consideración.

B = Coeficiente que varía entre 1 y 3. Depende del tipo de 

suelo a filtrar, de las condiciones de flujo y del tipo del 

geotextil.

D85*B = 0.250

GEOTEXTIL NT 1600 PAVCO

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ANEXOS

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