Ingenieria Del Proyecto_carquin

8/6/2019 Ingenieria Del Proyecto_carquin

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EXPEDIENTE TECNICO

MEJORAMIENTO DEL CANAL DERIVADOR DE RIEGO CARQUIN; TRAMO KM 1+080

AL KM 2+190; PROVINCIA DE HUAURA - LIMA

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4.0 INGENIERA DEL PROYECTO:

4.1. CONSIDERACIONES Y CRITERIOS DE DISEO

El sistema actual de riego es por gravedad y por rotacin o turnos, laComisin de Regantes del Sector de Riego Carquin; es la encargada derealizar los repartos de agua a los usuarios que la solicitan. El servicio dereparto de agua de riego se realiza por hora y el pago es contra entrega.

Las bases de diseo estn conformadas por los planos en planta delcauce del canal derivador, comprendido entre las progresivas ubicadasen el Km 1+080 y la progresiva en el Km 2+190; comprendido en un

tramo de 1110.00 ml, el perfil longitudinal ha permitido disear lapendiente necesaria que evite alta sedimentacin y baja eficiencia, ascomo los planos de las secciones transversales para efectuar elmovimiento de tierras correspondiente.

Definidos los canales como conductos abiertos en los cuales fluye aguadebido al efecto de la gravedad sin presin alguna.

El diseo hidrulico se har en funcin de los elementos geomtricos,cinticos y dinmicos del escurrimiento, definiendo la forma del canal,

las condiciones del flujo y la movilidad.

Una consideracin muy importante que se ha tomado en cuenta en elpresente expediente tcnico, es que el canal revestido a proyectar, se leest considerando para que trabaje con una seccin hidrulica ptima,es decir bajo la condicin de mxima eficiencia hidrulica y MnimaInfiltracin, en nuestro caso se est considerando trabajar con taludesde Z = 0.5:1, de acuerdo al tipo de suelo.

JUNTA DE USUARIOS DEL DISTRITO DE RIEGO HUAURA Pgina 1


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Tabla 4.1. Relacin b/y para mxima eficiencia y mnima infiltracin

Talud Angulo Mx.Eficiencia

Mn.Infiltracin

Promedio

vertical 90 2.000 4.000 3.000

1/4:1 7558' 1.562 3.123 2.342

1/2:2 6326' 1.236 2.472 1.854

4/7:1 6015' 1.161 2.321 1.741

3/4:1 5308' 1.000 2.000 1.500

1:1 4500' 0.828 1.657 1.243

1 1/4:1 3840' 0.702 1.403 1.053

1 1/2:1 3341' 0.605 1.211 0.908

2:1 2634' 0.472 0.944 0.7083:1 1826' 0.325 0.649 0.487

Fuente: Manual de Diseo Hidrulico de Canales y Obras de Arte, CONCYTEC,Ingeniero Elmer Garca Rico, Abril 1987

As mismo, como nuestro caudal mximo registrado oscila alrededor de0.60 m3/seg, se considerar un borde libre de 0.20 m, de acuerdo a supendiente de diseo para canales revestidos (Secretaria de RecursosHidrulicos de Mxico citado por Ministerio de Agricultura Boletn N07, pg 2).

4.1.1 Elementos GeomtricosSon: El tirante en m. = y Ancho en el fondo en m. = b rea mojada en m2 = A Relacin fondo tirante. = X= b/y Espejo de Agua = B = b+2zy Talud de escarpas = Z Borde libre en m. = B.L. Profundidad Total = H

Ancho de corona en m. = C Tirante crtico = Yc Pendiente en m/m = S

4.1.2 Elementos Cinticos:Segn Manning:

Caudal o gasto en m3/s... Q = A R2/3 S / n



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Velocidad media m/s V = Q/A = 1/n R2/3 S

4.1.3 Elementos Dinmicos: Coeficiente de rugosidad = n Pendiente hidrulica S = hf / L

4.1.4 Criterios de Diseo:Citaremos como principales los siguientes:

A. Caudal (Q).El canal Derivador Carqun, cubre un rea de riego correspondiente a227.32 has; segn el registro PUA, en todo su recorrido. As mismo el

caudal mximo utilizado para el diseo es de 0.6 m3/seg.

Caudal de diseo = 0.60 m3/s

B. Pendiente (S)Aplicando el diseo de la rasante sobre la pendiente del perfiltopogrfico del canal existente, obtuvimos diferentes pendientes derasantes debido a que se tuvo que priorizar lo ms posible elmovimiento de tierra, por lo que se tienen las siguientes pendientes:

Cuadro N 4.1: Tramo N01 Km 0+000 al Km 0+400

Fuente: Elaboracin Propia.

Cuadro N 4.1: Tramo N02 Km 0+400 al Km 1+110


C. Velocidad Mnima de Sedimentacin:La velocidad del flujo no debe descender de cierto lmite inferiorequivalente a la velocidad de deposicin del material en suspensin queacarrea el agua en el canal.Segn Robert Kennedy


DE A

0+000 0+400 0.00200

PROGRESIVASPendiente

DE A

0+400 1+110 0.00500

PROGRESIVASPendiente


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U = b x d 0.64

Donde: U: Velocidad lmite que no produce sedimentacin.

b : Coeficiente de sedimentacin. d : Tirante de agua.

D. Velocidad Mxima de Erosin:Un flujo de agua excesivamente rpido erosionar las paredes del canaldaando los revestimientos o modificando el contorno de los caucesnaturales.

De acuerdo al material de revestimiento, algunas velocidades mximasson:

Arena suelta: 0.45 m/s Suelo con grava: 1.50 m/s Concreto: 4.40 m/s Planchas de acero: 12.0 m/s

Cuadro N 4.1: Tramo N 01 Km 0+000 al Km 0+400


E. Coeficiente de Rugosidad (n):Es la resistencia al flujo de agua que presentan los revestimientos de loscanales artificiales y la naturaleza de los cauces naturales y uno de losvalores para esta alternativa es concreto (0.014).

Algunos valores son:

Ladrillo vitrificado: 0.012 Acabado de cemento liso: 0.011 Madera cepillada: 0.012 Concreto: 0.013* - 0.014 Mampostera: 0.020


DE A

0+000 0+400 1.2955

PROGRESIVAS V

(m/s)

DE A

0+400 1+110 1.8266

PROGRESIVAS V

(m/s)


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Metal liso: 0.012

En nuestro caso asumimos n = 0.014 para el diseo.

F. Taludes recomendados:La inclinacin de las paredes de los canales depende de la geologa delos materiales de excavacin y relleno por los que atraviese.Segn sea el material los taludes sern:

Conglomerado: 1: 1 Suelos arcillosos: 1: 1 Suelos areno - limosos: 1.5 : 1 Suelos arenosos: 2: 1 Suelos de Arena suelta: 3: 1

Roca alterada: 0.5 : 1 Roca sana: : 1 Concreto: 0.58 :1

Utilizaremos un talud 0.5:1, el mismo que evitar cambios continuos deseccin (Z=0.25); siendo este talud el adecuado ya que el suelo es losuficientemente resistente para usar este talud.

G. Tirantes recomendados:Uno de los elementos ms importantes en el diseo de los canales es eltirante o altura de agua del canal. Para determinar la seccin ptima es

necesario efectuar un anlisis del costo del canal para diferentestirantes, tomando como base la seccin de mxima eficiencia hidrulica.Molesword recomienda para canales con caudales menores de 5 m3/sun tirante de:

Y = A / 1.732 Y = Tirante hidrulica (m) A = rea de la seccin transversal (m2)

H. Radios de curvaturas Mnimos:Para el replanteo de las curvas horizontales el radio de curvaturamnimo ser:

Rc = 10Y a 15Y Rc = 3B a 5B

Donde: Y = Tirante en m. B = Ancho de espejo de agua



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Rc = Radio de curvatura

Fuente: Manual de Diseo Hidrulico de Canales y Obras de Arte, CONCITEC,Ingeniero Elmer Garca Rico, Abril 1987.

I. Bordes LibresNo existe ninguna regla fija que se pueda aceptar universalmente parael clculo del borde libre, debido a que la fluctuacin de la superficie delagua en un canal, se puede originar por causas incontrolables.

Tabla 4.2. Borde Libre en funcin del caudal.GASTO m3/seg REVESTIDO (cm) SIN REVESTIR (cm)

0.05 7.50 10.00

0.05 0.25 10.00 20.00

0.25 0.50 20.00 40.00

0.50 1.00 25.00 50.00

> 1.00 30.00 60.00

Secretaria de Recursos hidrulicos de Mxico, citado Agricultura (10) Pag. 2.

Tabla 4.3. Bordo libre en funcin de la plantilla del canal

Ancho de la plantilla(m)

Bordo libre(m)

Hasta 0.8 0.4

0.8 1.5 0.5

1.5 3.0 0.6

3.0 20.0 1.0Fuente: Villn Bjar, Mximo; Hidrulica de canales, Depto. De Ingeniera Agrcola

Instituto Tecnolgico de Costa Rica, Editorial Hozlo, Lima, 1981

Asumimos que B.L.: De 0.20 m

J. Ancho de Solera (b):El ancho de la solera se ha calculado tomando la plantilla promedio delclculo de mxima eficiencia hidrulica y Mnima infiltracin (Ver calculoH canales). Utilizaremos en nuestro caso 2 tipos de ancho de solera en eltrayecto del canal, el cual estn incluidas las progresivas con sus obrasde arte, siendo las siguientes:



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Cuadro N 4.2

TIPOPROGRESI

VA b

I

0+000 -

0+400 0.60II

0+400 -1+110 0.50


K. rea Hidrulica:Una vez calculado el ancho de solera, talud y el tirante, se obtieneusando la ecuacin de continuidad y las relaciones geomtricas.

A = Q / V A = (b +zy) y

L. Profundidad Total (H):Conocido el tirante y el borde libre tenemos:

H = y + B. L.

M. Ancho de Corona (c):En canales pequeos el ancho superior de la corona puede disearseaproximadamente igual al tirante del canal. En funcin del caudal se

considera un ancho de 0.60 para caudales menores de 0.50 m3/s y 1.00m para caudales mayores.

N. Clculos para el Diseo del Canal:De acuerdo a los criterios de diseo se tomaron en cuenta la mximaeficiencia hidrulica y la mnima infiltracin en donde resultaron anchosde plantilla de 0.6384 m en el primer tramo, y de 0.5377 m en elsegundo tramo; respectivamente por lo que se asumi un anchos deb=0.60 para el primer y b= 0.50 en el segundo tramo.

Del perfil longitudinal del eje del canal y teniendo en cuenta el nivel de

las estructuras; As como el nivel de fondo existente, se ha definido laspendientes del cauce en el tramo a revestir. Analizando las diferentespendientes de los tramos se ha efectuado el diseo hidrulico delproyecto para cada tramo proyectado; entonces las caractersticashidrulicas empleando la Frmula de Manning son:




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________________________________________________________________________________Q(m3/s) S(m/m) n y(m) p (m) R(m) v(m/s) E(m-kg/kg) b (m) A (m2) T(m) F Flujo

0+000 0+400 0.6 0.002 0.014 0.5165 1.7934 0.2583 1.2955 0.602 0.6384 0.4632 1.155 0.6531 Subcrtico

PROGRESIVASKM

CUADRO:CARACTERES HIDRULICOS DECANAL DERIVADORCARQUIN

Cuadro N 4.1: Tramo N 02 Km 0+400 al Km 1+110Q(m3/s) S(m/m) n y(m) p(m) R(m) v(m/s) E(m-kg/kg) b (m) A (m2) T(m) F Flujo

0+400 1+100 0.6 0.005 0.014 0.435 1.5103 0.2175 1.8266 0.605 0.5377 0.3285 0.9726 1.0036 Supercrtico

PROGRESIVASKM

CUADRO:CARACTERES HIDRULICOS DECANAL DERIVADORCARQUIN

O. CRITERIO ESTRUCTURALLos principales criterios estructurales que se han tomado enconsideracin, son los siguientes:

El diseo estructural se ha determinado para las condiciones msdesfavorables de funcionamiento, emplendose para ladeterminacin de las reas de acero de refuerzo el mtodo de lacarga a la rotura.

Para el uso del concreto se han establecido las siguientesresistencias cilndricas a los 28 das.Concreto Ciclpeo: fc = 175 kg/cm2. + 30% P.G.Concreto Simple: fc = 175 kg/cm2.

Concreto Armado: fc = 210 kg/cm2.Solado: fc = 100 kg/cm2.

El acero de refuerzo a emplearse ser de grado 60 y lmite defluencia de fy= 4,200 kg/cm2.

El recubrimiento considerado ser:Losas: 3 cm.Muros: 5 cm.

Espaciamiento mximo de armaduras ser: 0.45 m. El acero de temperatura en losas ser: Ast. = 0.0020 bh. El acero de temperatura en muros ser: Ast. = 0.0025 bh. El acero de reparticin ser: Asr. = (0.55Asp)/(A) El acero principal ser: Asp. = Mt/0.90fy((d (a/2))

4.2. DESCRIPCIN DE LAS OBRAS A REALIZARSe revestir 1,110 metros de canal, de los cuales se tienen dos tipos deseccin, siendo el tipo I de seccin trapezoidal, con un ancho de plantilla



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________________________________________________________________________________de 0.60 m y una altura de 0.70 m; el de tipo II es de seccin trapezoidalcon ancho de plantilla de 0.50 m, y altura de 0.60 m; ambas seccionescon talud de 0.50:1; con capacidad mxima de conduccin de 0.60 m3/s,empleando para su construccin concreto simple fc = 175 kg/cm2 y con

un espesor de 0.075m para fondo y taludes.

Adems en su recorrido presenta zonas cerradas por la vegetacin yrboles, los cuales se ha previsto eliminarlos.

A) CONSTRUCCION DE UNA (01) TOMA LATERAL (VER PLANO)El establecimiento de una red de Riego trae consigo la planificacinparalela de tomas laterales, para el buen desplazamiento del recursohdrico hacia las parcelas, siendo necesario para el presente estudioproyectar una toma lateral, cuya finalidad es la de conducir agua para

irrigar la zona beneficiada en forma directa y en tiempo oportuno.

La toma lateral, se localizar en la progresiva ubicada en el Km 1+104,siendo considerada una (01) compuerta metlica de hoja deslizable, conmarco metlico y vstago de izaje de 0.80x0.65x1.30 m para cada una,la obra de arte ser construido con concreto de fc=100 kg/cm2 yfc=210 kg/cm2.

Cuadro: Ubicacin de TomaDescripci

nProg.Km

TomaLateral 1+104

B) CONSTRUCCION DE UNA (01) TOMA DIRECTA. (VER PLANO)

El establecimiento de una red de Riego trae consigo la planificacinparalela de tomas directas, para el buen desplazamiento del recursohdrico hacia la parcela, siendo necesario para el presente estudioproyectar tomas laterales, cuya finalidad es la de conducir agua parairrigar la zona beneficiada en forma directa y en tiempo oportuno.

La estructura est diseada con concreto de fc=100Kg/cm2 yfc=210Kg/cm2, segn lo especificado en los planos.

En el caso de las compuertas, se encuentran en estado avejentado,siendo necesario su suministro e instalacin respectiva, en condicionesactas para su funcionamiento.



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________________________________________________________________________________A continuacin en el cuadro adjunto se muestra la progresiva de latoma:

Cuadro: Ubicacin de Toma.

Descripcin Prog.KmTomaDirecta 0+800

C) REVESTIMIENTO DEL CANAL (VER SECCIONES TIPICAS -PLANOS PLANTA Y PERFIL)El Canal proyectado Derivador Carquin, cuyos tramos hacen un total de

1,110 m de largo, el cual ser de seccin trapezoidal destinado para uncaudal mximo de 0.60 m3/seg. El canal presenta las siguientescaractersticas:

1 Canal de dos tipos, siendo de seccin trapezoidal, revestido deconcreto simple fc=175 Kg/cm con espesor para el fondo de 0.075 m ytalud de 1/2:1, adems tendr una berma de 0.20 m de ancho a amboslados de la seccin.

2 El canal tendr talud de 1/2:1, una altura de 0.70m y ancho deplantilla de 0.60m en el tipo I; una altura de 0.60m y una plantilla de

0.50m para el tipo II.3 El canal ser limpiado en su tramo considerado, teniendo unalongitud de 1,110.00 metros, luego en estado de excavacin serrellenado y compactado a lo largo del canal con la finalidad de generarel talud proyectado y apoyar las losas laterales.

4 Las dimensiones y forma se pueden ver en los planos de planta yperfil longitudinal con sus respectivas progresivas de inicio y final dependientes.

5 Todo el canal poseer un alero a la altura de la corona de 0.20 m. y laplantilla seguir la pendiente asignada en el plano de perfil longitudinal.

6 Las juntas de contraccin sern cada 3m y las juntas de dilatacinsern cada 9m, las cuales sern rellenadas con asfalto RC-250.



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Cuadro resumen de Obras de ArteTRAMO : PROGRESIVAS 0+000 A1+110

1. Construccin de Canal en un Tramo de 1,110.00 ml.2. Toma Directa (km 0+800).3. Toma Lateral (Km 1+104).

4.3. LISTA DE CANTIDADES (Cuadro de metrados por partida de

obra).Permiten cuantificar la magnitud de los trabajos de construccin aejecutar. Para su clculo se tomaron en cuenta el trabajo de topografarealizado, a fin de obtener los detalles de la zona donde se ejecutarnlos trabajos de la obra MEJORAMIENTO DEL CANAL DERIVADOR DERIEGO CARQUIN; PROVINCIA DE HUAURA - LIMA; esta informacin hapermitido la elaboracin de planos y planillas, para determinar elvolumen de material necesario para ejecucin de las diferentes partidas.


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