Memoria Hidrologica

ESTUDIO DE HIDROLOGA Y DRENAJE MEJORAMIENTO DE CARRETERA4.0 ESTUDIO DE HIDROLOGA Y DRENAJE 4.1 INTRODUCCIN 4.1.1 GENERALIDADES

El presente documento, corresponde al tem de Hidrologa y Drenaje, del Estudio de Definitivo de la carretera Carhuamayo Paucartambo Oxapampa, Tramo: Carhuamayo Paucartambo (18+705 30+000), Pasco, 2005, que tiene como ente ejecutor a Provas Departamental del ministerio de Transportes y Comunicaciones MTC, en convenio con el Gobierno Regional de Pasco. El Informe se ha estructurado en 5 tems: (1) Introduccin; (2) Caracterizacin General del rea de Estudio: (3) Hidrologa; (4) Conclusiones y Recomendaciones; informacin complementaria se adjunta en la seccin Anexos. 4.1.2 OBJETIVOS Calcular los caudales de diseo de las obras de drenaje transversal y longitudinal, para el estudio definitivo de la carretera Carhuamayo Paucartambo (Km. 18+705 Km. 30+000). Evaluar el sistema de drenaje existente y plantear una mejor propuesta tcnica para controlar el agua superficial y subsuperficial. ANTECEDENTES

4.1.3

Se tiene como antecedente el estudio de factibilidad del proyecto: Mejoramiento de la carretera Carhuamayo Paucartambo El Milagro Llaupi Oxapampa (2005), elaborado por Provas Departamental por encargo del Gobierno Regional de Pasco. 4.2 CARACTERIZACIN DEL REA DEL PROYECTO 4.2.1 UBICACIN

La carretera CP, en el centro del pas, se ubica polticamente en los departamentos de Pasco y Junn, provincias de Pasco y Junn; el inicio de la carretera se encuentra en el distrito de Carhuamayo, provincia de Junn. Geogrficamente se ubica entre las coordenadas: 385320E-409625E, 8792986N8807469N. Hidrogrficamente, en la vertiente del Atlntico, y siguiendo una direccin Sur Oeste a Nor Este, se desarrolla de la siguiente manera; Tramo: Carhuamayo Paucartambo, mayoritariamente por la margen derecha del ro Paucartambo. 4.2.2 CARACTERIZACIN METEOROLGICA Generalidades

4.2.2.1

Los tres principales parmetros meteorolgicos de mayor importancia para el proyecto de la carretera CP (valores medios mensuales Temperatura: Tx, Humedad Relativa: HRx y Precipitacin: Px), y en funcin de informacin disponible, se puede caracterizarse la estacin Cerro de Pasco, para el Tramo I.

ESTUDIO DEFINITIVO PARA EL MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA CARHUAMAYO PAUCARTAMBO TRAMO: CAPILLAYOG (KM. 18+705) AL KM, 30+000

Se resume informacin general las estaciones Cerro de Pasco: tipo y cdigo, ubicacin geogrfica y poltica, altitud y entidad operante:INFORMACIN GENERAL ESTACIN DE CERRO DE PASCO ESTACIN TIPO/CDIGO UBICACIN GEOGRFICA LAT.S LONG.W 1 Cerro de Pasco CO - 593 1041 7615 DPTO. Pasco POLTICA PROV. Pasco DIST. Chaupi marca 4 260 SENAMHI ALTITUD (m.s.n.m.) ENTIDAD OPERANTE

CO: Climatologa Ordinaria FUENTE: SENAMHI 4.2.2.2 Temperatura, Estacin Cerro de Pasco

La temperatura media anual promedio, registrada en la estacin Cerro de Pasco, para el perodo 1949 1985, y asumida para los Tramos I y II, es de Tx = 4,1 C, distribuyndose mensualmente as:ESTACIN CERRO DE PASCO TEMPERATURA MEDIA MENSUAL (C) AG MAY JUN JUL SET O 4,3 4,0 3,5 3,8 4,3

ENE 5,0

FEB 4,8

MAR 4,8

ABR 4,5

OCT 4,8

NOV 4,8

DIC 5,1

MEDIA 4,1

FUENTE: SENAMHI El valor promedio como puede apreciarse vara entre un mximo de 5,1 C en diciembre, y en un mnimo de 3,5 C. La humedad relativa media anual promedio, en la estacin Cerro de Pasco, perodo 1949 1985, asumida para los Tramos I, la HR = 76,1%, mensualmente distribuida como sigue:ESTACIN CERRO DE PASCO HUMEDAD RELATIVA MEDIA MENSUAL (%) AG SET ABR MAY JUN JUL O 79,1 76,0 73,7 71,5 73,1 77,1

ENE 79,7

FEB 83,6

MAR 82,3

OCT 77,2

NOV 76,7

DIC 78,5

MEDIA 76,1

FUENTE: SENAMHI La variacin del promedio se da entre un mnimo de 71,5 % en julio, y un mximo de 83,6% en febrero. 4.2.2.4 Precipitacin, Estacin Cerro de Pasco La precipitacin total anual promedio, registrada en la estacin Cerro de Pasco (que se tiene para el Tramo I), para el perodo 1949 2004, es de Px = 1023 mm, variando entre un mnimo de 184, mm (julio) y un mximo de 143,8 mm (febrero), y que se distribuye por mes del siguiente modo:


ENE 134,0

FEB 143,8

MAR 141,5

ABR 75,7

ESTACIN CERRO DE PASCO PRECIPITACIN TOTAL MENSUAL (mm) AG MAY JUN JUL SET O 48,3 25,9 18,4 29,6 60,7

OCT 103,2

NOV 102,8

DIC 131,4

MEDIA 1022,8

FUENTE: SENAMHI Es posible distinguir la temporada lluviosa de octubre a abril, en que ocurre el 81% de la lluvia total anual, y otra relativamente ms seca de mayo a septiembre (19% del total anual precipitado) 4.3 HIDROLOGA 4.3.1 GENERALIDADES

En el presente captulo , se desarrolla a la par del marco terico metodolgico, la estimacin de los caudales mximos de diseo de la infraestructura de drenaje proyectada, a partir del anlisis de la precipitacin mxima en 24 horas (PM24hr), las caractersticas geomorfolgicos de las sub cuencas involucradas, y complementariamente, con la informacin del trabajo de campo efectuado.

4.3.2

INFORMACIN CARTOGRFICA METEOROLGICA DISPONIBLE

4.3.2.1

Informacin Cartogrfica

Del Instituto Geogrfico Nacional, IGN, la informacin cartogrfica disponible fue la siguiente: Descripcin -*Mapa Fsico Poltico del Per -*Mapa Vial del Per -*Mapa Departamental de Pasco -*Cartas Nacionales, Hojas: Cerro de Pasco, Ulcumayo Escala 1 / 1 000 000 1 / 2 000 000 1 / 1 000 000 1 / 100 000

4.3.2.2

Informacin Meteorolgica ESTACIN Cerro de Pasco Milpo PERIODO 1949 1968 1985 2004 1963 - 1975

PARAMETRO Precipitacin Mx. 24 Horas

4.3.3

TRABAJO DE CAMPO

En el trabajo de campo se efectu el reconocimiento del eje vial de proyecto (en lo fisiogrfico, hidrolgico y de drenaje, entre otros aspectos), y el inventario y evaluacin de las estructuras de cruce existentes y proyectadas.


4.3.4 ANLISIS DE FRECUENCIA HORAS

DE LA PRECIPITACIN MXIMA EN 24

La PM24hr base, de las series Cerro de Pasco Milpo (1949 2004, 45 valores) y Oxapampa (1971 2004, 28 valores), fue sometida a un Anlisis de Frecuencia, A. de F., con el objeto de determinar los valores para diferentes perodos de retorno (P.R.) de inters. A partir de la PM24 hr, se obtuvieron las intensidades de precipitacin (Curvas IDF), para duraciones de hasta 1 hora, y menores de 1 hora. 4.3.4.1 Anlisis de Frecuencia de la Precipitacin Mxima en 24 Horas

Con el Modelo EXTREM, se efecto el A. de F. de las Series Cerro de Pasco Milpo, respectivamente. El mejor ajuste R = 1, para las series Cerro de Pasco Milpo, correspondi a la distribucin terica de eventos extremos Log Normal 3. El resumen del A. de F. de la PM24hr de las series referidas, para diferentes P.R., de las 3 primeras distribuciones en orden de mejor ajuste (R) es el siguiente: Series Cerro de Pasco Milpo:ANLISIS DE FRECUENCIA PRECIPITACIN MXIMA EN 24 HORAS DISTRIBUCIN PERIODO DE RETORNO (AOS) 5 10 20 50 (mm) 39,3 39,3 39,3 42,5 42,5 42,5 46,1 46,1 45,7 100 200 500 1 000

SERIE CERRO DE PASCO MILPO 1.Log Normal 3 35,5 2.Pearson 3 35,5 3.Normal 35,6

48,5 48,5 48,0

50,8 50,8 50,1

53,5 53,5 52,7

55,4 55,4 54,4

FUENTE: Cuadros N 3.4 Volumen V, Estudios Bsicos, Estudio de Hidrologa 4.3.4.2 Precipitacin Mxima en 24 Horas y Tiempos de Duracin de Hasta 1 Hora Siendo en su mayora, reas pequeas las que aportan la escorrenta a evacuar con el drenaje en carreteras, los tiempos de concentracin seran menores a 24 horas; luego entonces se requiere disponer de precipitaciones mximas menores a 24 horas, y transformadas a intensidades de lluvia, lo que se consigue con las curvas Intensidad Duracin y Frecuencia (Curvas IDF). La PM 24 hr, de tipo convencional, segn Hershfield (WMO), puede descomponerse en tiempos de duracin de duracin menos hasta de 1 hora, en base a factores de duracin y de rea. 4.3.4.3 Intensidades de Precipitacin para Duraciones de Hasta 1 Curvas IDF Hora,

Efectuada la descomposicin de la PM24hr, en perodos de duracin de t horas, P.R. (1 hr < t < 24 hr), en donde no hubiera pluvigrafos, se puede aproximar el clculo de la intensidad de precipitacin, dividiendo la PM para valores menores de 24 hr (de hasta de 1 hr), entre su duracin, para diferentes P.R.


Aprciese en el Cuadro N 3.6 (del Volumen V, Estudios Bsicos, Estudio de Hidrologa), los valores de la intensidad de precipitacin de las series Cerro de Pasco Milpo, para duraciones entre 24 y 1 hora; sta es la informacin base para elaborar las curvas de Intensidad duracin frecuencia (Curvas IDF), para duraciones de 24 a 1 hora.

4.3.4.4

Precipitacin Mxima para Tiempos de Duracin Menores de 1 Hora

El procedimiento para obtener las curvas IDF de las series Cerro de Pasco Milpo, consisti en la aplicacin de la frmula de Bell, tomando para ello como base, la precipitacin de 1 hora de duracin (t = 60 minutos) y perodo de retorno, P.R. : t = 10 aos (pTt Cerro). El primer valor para las series de Cerro sera, entrando con: Duracin = 1 hora y P.R. = 10 aos, segn Hershfield : p1060 Cerro = 13,2 mm Esto hace tambin posible, el obtener la lluvia p1060, que entra en la frmula de Bell, a partir de las lluvias mximas diarias cuyos registros son ms frecuentes, obtenindose consecuentemente un segundo valor: 39,3 / 4,04: p1060 Cerro Espldora = 10 mm Para la series Cerro de Pasco Milpo, se empleara el valor de p1060 Espldora = 10 mm en la frmula de Bell para valores de precipitacin mxima, PM, con duraciones menores a 1 hora.

4.3.4.5 Intensidades de Precipitacin para Tiempos de Duracin Menores a 1 Hora A continuacin, las PM para duraciones menores de 1 hora (del tem 5.3.4.4), fueron convertidas a intensidades de precipitacin (referidas a 1 hora), con una regla de 3 simple (precipitacin a convertir, multiplicada por 60 minutos, entre su duracin en minutos). Para la serie Cerro, se presenta la conversin correspondiente, en el Cuadro N 3.8 (del Volumen V, estudios Bsico, estudio de Hidrologa). Las Curvas IDF obtenidas para duraciones menores de 1 hora se visualizan en el Grfico 3.3 (del Volumen V, estudios Bsico, estudio de Hidrologa). Tales intensidades en mm/hr, y al 75% de su valor (para I 5, I 10, I 15, I 30 e I 60 minutos, en los P.R. elegidos) se emplearon en el clculo de los caudales mximos de diseo para el sistema de drenaje previsto en el proyecto de la carretera Carhuamayo Paucartambo. 4.3.5 ESTIMACIN DE LOS CAUDALES MXIMOS DE DISEO

Para el dimensionamiento hidrulico de las estructuras de drenaje superficial, transversal (alcantarillas, badenes, puentes y pontones), y longitudinal (cunetas), de la carretera Carhuamayo Paucartambo (CP), se estimaron los Caudales Mximos de diseo, en base a la precipitacin (Curvas IDF) de las estaciones Cerro de Pasco Milpo. Al respecto, se asume la serie Cerro como representativa de las condiciones de pluviosidad tpica de la sierra que corresponde al tramo en estudio.


Los caudales mximos de diseo para las estructuras de cruce, comparativamente, se obtuvieron por 2 mtodos: (1) Mtodo del hidrograma Triangular Unitario Sinttico del U.S. Soil Conservation Service o Mtodo SCS o del Nmero de Curva CN, y (2) Mtodo Racional. Se exponen dichos mtodos y a la vez, se hacen los clculos correspondientes; los resultados obtenidos, tienen un carcter preliminar, como primeros valores que definen el orden de magnitud de las estructuras de cruce. En los casos de subcuencas donde no es posible la aplicacin del Mtodo Racional por el tamao de rea (A > 13 km2), se utiliz la relacin de caudales mximos y reas aportantes, planteada por Remenieras. 4.3.5.1 Obtencin de los Caudales Mx. de Diseo para las estructuras de Cruce Con el mtodo del Hidrograma Triangular Unitario Sinttico del U.S. Soil Conservation Service o mtodo SCS o el Nmero de Curva, CN, se pueden determinar los caudales mximos de diseo, con las caractersticas geomorfolgicos de las cuencas de inters y la PM24hr. A. Procedimiento La aplicacin del mtodo SCS, sigue - en general - los siguientes pasos: (1) Anlisis de frecuencia de la precipitacin mxima en 24 Horas, PM24hr; (2) Eleccin de curva nmero, CN; (3) Eleccin del periodo de retorno, P.R; y (4) Clculo de las avenidas e hidrogramas de diseo para diversos P.R. A.1.Anlisis de la Precipitacin en 24 Horas Para el Tramo: Carhuamayo - Paucartambo (18 + 705 - 30 + 000 km), se consider el anlisis de la PM24hr correspondiente a la serie Cerro de Pasco - Milpo (Cuadro N 3.2), efectuada en el tem 5.3.4.1. Se resumen los resultados obtenidos para la distribucin Log Normal - 3 (la de mejor ajuste, R), para diferentes periodos de retorno:TRAMO: CARHUAMAYO PAUCARTAMBO SERIE CERRO DE PASCO- MILPO ANLISIS DE FRECUENCIAS DE LA PRECIPITACIN MXIMA EN 24 HORAS

DISTRIBUCIN DE MEJOR AJUSTE R=1

5

10

PERIODO DE RETORNO (AOS) 20 50 100 200 (mm)

500

1000

Log Normal -3

35,50

39,30

42,50

46,10

48,50

50,80

53,50

55,40

FUENTE: Cuadro N 3.3( del volumen V, Estudio Bsicos, estudio de Hidrologa) A.2. Seleccin de la Curva Nmero CN Se dispuso de 2 estudios hidrolgicos anteriores en cuencas vecinas, a efectos referenciales para la seleccin de la Curva Nmero, CN. En el anlisis de mximas avenidas (AMA) del ro Paucartambo Tulumayo, estacin Yuncn (Estudio Hidrolgico de las Cuencas de los Ros Tarma y Tulumayo, 1 96), se calibr la Curva Nmero, CN, para un perodo de retorno de P.R. = 20 aos, utilizando la PpM24hr de la serie Cerro de Pasco - Milpo. Los datos del Paucartambo - Yuncn para la calibracin de eN, fueron los siguientes:


rea Longitud Cauce Principal Pendiente Pp Mxima 24 Horas, P.R. 2 aos Caudal Mximo Medio, P.R. 2 Aos Caudal Mximo Instantneo, P.R. 2 Ao

: : : : : :

1 516 km2 77 km 4,45 % 28,4 mm Qmm2 = 173 m3/s Qmm2 = 173 m3/s

Fuente: Estudio Hidrolgico Ros Tarma y Tulumayo,1996 Luego de sucesivas aproximaciones de CN, con un valor inicial de 78 hasta 90, se encontr con el modelo SCS, que con CN = 86, el cual mximo instantneo es de 222,9 m3/s, prcticamente igual a Qmi2 = 224 m3/s. LAGESA, EN EL ESTUDIO DE Obras de Encauzamiento y Defensas Ribereas en las provincias de Oxapampa y Villarrica, 1988, opt por un valor de CN = 80. PEPP WOL, en el Estudio de Mximas Avenidas para el Diseo de Puentes y Defensas Ribereas en la provincia de Oxapampa, 1999, se utiliz una CN = 78. ELECTROPER, refiere que valores de CN = 80 o mayores, corresponderan en el Per, a cuencas de las regiones de Sierra y Costa, respectivamente. Por las anteriores consideraciones, para las cuencas del Tramo Carhuamayo Paucartambo, a partir de las tablas del mtodo SCS, considerando: (1) Cubierta Vegetal: Pradera o Pastizal; (2) Condicin Hidrolgica: Regular (50-75% del rea); y (3) Grupo Hidrolgico de Suel: C D (moderado alto a alto potencial de escorrenta), les correspondera un valor de CN = 80.

A3.- Eleccin del Perodo de Retorno En base a las recomendaciones del MOPU y la OAT MTC (en funcin de la vida til de las obras a proyectarse: para alcantarillas , pontones, badenes), se opt por un perodo de retorno: P.R. = 20 aos. A.4.- Avenidas e Hidrogramas de Diseo En el Tramo: Carhuamayo Paucartambo (18+705 30+000 km), con CN = 80, se aplic el Mtodo SCS para 12 cuencas: (1) Pequeas Cuencas Tributarias Tipo I Carhuamayo Paucartambo; (2) Quebrada Huicusmachay (23 + 180 km); (3) Quebrada Rayochosa (24 + 542.40 km); (4) Quebrada Esmunagacha 1 (24 +983 km); y (5) Quebrada Huesca (27 + 006.50), respectivamente. Es importante indicar que en la cartografa disponible (IGN, 1 / 100 000), no figuran todas las Pequeas cuencas Tributarias Tipo I Carhuamayo Paucartambo (1); sin embargo, sus parmetros geomorfolgicos (especialmente en el tamao de la cuenca aportante: A < 1 km2), se hizo el clculo para la cuenca promedio; las cuenca (12), figura en el plano.


Los valores de los parmetros geomorfolgicos determinados en la cartografa IGN, para las cuencas colectoras de inters referidas (1) a (12), para el Tramo: Carhuamayo Paucartambo: rea, longitud del cauce principal y pendiente media, son los siguientes:TRAMO I: CARHUAMAYO PAUCARTAMBO PARAMETROS GEOMORFOLOGICOS DE SUB CUENCAS SUB CUENCA QUEBRADA PRO GRESIVA AREA HASTA EL CRUCE CON EL TRAZO A (KM2) 1,00 2,50 2,00 2,00 6,00 LONGITUD CAUCE PRINCIPAL Lcp (km) 2,50 2,50 2,50 2,00 4,50 PENDIENTE MEDIA PROMEDIO S (%)

1.2.3.4.5.-

Tipo I Carhuamayo Pauc. Huicusmachay Rayochosa Esmunagachia 1 Huesca

Varias 23 + 180 24 + 544 24+ 986 27 + 009

10,00 10,00 10,00 10,00 10,00

Aplicndose el mtodo SCS con PM24hr, para P.R. = 20 aos, con los parmetros geomorfolgicos indicados, y CN = 80, se obtuvieron los caudales mximos instantneos o picos para las cuencas (1) a (12). B. Resumen de los Resultados El resumen de los caudales mximos de diseo obtenidos por el mtodo SCS (CN =80) es el siguiente:TRAMO I: CARHUAMAYO PAUCARTAMBO CAUDALES MXIMOS DE DISEO, Q20 MTODO SCS SUB CUENCA QUEBRADA 1.2.3.4.5.Tipo I Carhuamayo Pauc. Huicusmachay Rayochosa Esmunagachia 1 Huesca PROGRESIVA Varias 23 + 180 24 + 544 24+ 986 27 + 009 AREA A (km2) 1,00 2,50 2,00 2,00 6,00 Q20 P.R. = 20 AOS (m3/s) 1,30 3,30 2,70 2,70 5,80

4.3.5.2 A.

Obtencin de los Caudales Mximos de Diseo por el Mtodo Racional El Mtodo Racional El Mtodo Racional (M.R.), y todos los mtodos empricos derivados de l, se usan para disear drenes de tormenta, alcantarillas y otras estructuras conductoras de aguas de escurrimiento de pequeas reas (Linsley) pero pueden involucrar grandes errores, ya que el proceso de escurriendo, es muy complejo como para resumirlo en una frmula de tipo directo, en ka que solo intervienen el rea de l cuenca y un coeficiente de escurrimiento (Villn). El tiempo necesario para llegar a este equilibrio es el tiempo de concentracin, Tc, y para pequeas reas impermeables o permeables, se puede considerar que si la lluvia persiste con un ritmo uniforme durante un perodo como mnimo de una duracin de Tc, el mximo del escurrimiento ser igual al ritmo de la lluvia. Esta es la base de la frmula del Mtodo Racional, M.R.:


Q=CIA Donde: Q es el ritmo mximo del escurrimiento (L3/T), C es un coeficiente de escurrimiento (se obtiene de tablas o se calcula), e I es la intensidad de la lluvia (L/T). A.1.Secuencia de aplicacin del Mtodo Racional

Para aplicar el M.R., es necesario determinar cada uno de los factores que interviene en la frmula, y para lograrlo, se siguen los siguientes pasos: 1 2 Se determina el coeficiente de escorrenta, C. Se determina el tiempo de concentracin (Tc) de la subcuenca que aporta escurrimiento, desde las nacientes, hasta la interseccin con la carretera (punto 1). Se obtiene la intensidad mxima de la lluvia, tem 3.4.5, Cuadro N 3.8 y Grfico N 3.3 (al 75% de su valor). Se obtiene el rea de la subcuenca aportante (en ha). Con esta informacin se calcula el escurrimiento.

3 4 5

A2. Clculo del Escurrimiento por el Mtodo Racional para las Quebradas Carhuamayo - Paucartambo 1 El coeficiente de escurrimiento o escorrenta, C. Para las quebradas Tipo I Carhuamayo Paucartambo, con una vegetacin considerada como Pradera y una Textura Franco arcillo limosa franco limosa, y con una pendiente promedio de S (%) = 10,00, se ha considerado C igual a 0.35. 2 El tiempo de concentracin, Tc. Para las cuencas Tipo I Carhuamayo Paucartambo, se tiene los siguientes parmetros geomorfolgicos, se asume: Tc = Td = 20 min. 3 Tomar la intensidad de lluvia con Tc = Td = 20 min,, para un perodo de retorno, P.R. = 20 aos. I2020 = 22 mm/hr Ajustada al 75% de su valor (0,75 * 22) : 4 5 I2020 = 16,50 mm/hr

El rea de la cuenca aportante de las quebradas Tipo I Carhuamayo Paucartambo: A = 1,00 km2. Aplicando la frmula del mtodo racional para obtener el escurrimiento mximo para las quebradas Tipo I Carhuamayo Paucartambo: Q = C * I * A / 3,6 Q = 0,35 * 16,50 * 1,00 / 3,6 Q = 1,60 m3/s


El resumen del clculo en formato de cuadro es el siguiente:QUEBRADAS TIPO I CARHUAMAYO PAUCARTAMBO CAUDAL MAXIMO DE DISEO POR EL MTODO RACIONAL DESCRIPCIN 1.- Longitud Cauce Principal 2.- Pendiente 3.- Tiempo de Concentracin 4.5.6.7.Intensidad de Lluvia Coeficiente Escorrenta rea Caudal Mximo FORMULA / VALOR Lcp S Tc I2020 C A Q20 Tc = 0,01947 * L 0,77 * S -0,385 (asumir) Cuadro 3.12/ Grfico 3.5 Ajustada al 75% C * I * A / 3,6 2500 0,10 19,53 20,00 22,00 16,50 0,35 1,00 1,60 m m/m min. mm/hr km2 m3/s

B.

Resumen de los Resultados Los caudales mximos de diseo obtenidos por el mtodo racional, en el proyecto carretera Carhuamayo Paucartambo se resumen del siguiente modo:

TRAMO : CARHUAMAYO PAUCARTAMBO CAUDALES MXIMOS DE DISEO, Q20 MTODO RACIONAL SUB CUENCA QUEBRADA 1.2.3.4.5.Tipo I Carhuamayo Paucartambo Huicusmachay Rayochosa Esmunagachia 1 Huesca PROGRESIVA Varias 23 + 180 24 + 544 24+ 986 27 + 009 AREA A (km2) 1,00 2,50 2,00 2,00 6,00 Q20 P.R. = 20 AOS (m3/s) 1,60 4,01 3,21 3,77 7,68

Se optara, de manera referencial, por los caudales mximos de diseo obtenidos Mtodo SCS, para dimensionar las estructuras de cruce en el proyecto Carhuamayo Paucartambo - Oxapampa, Tramo: Carhuamayo - Paucartambo. 4.3.5.3 Estimacin de los Caudales Mximos de Diseo para las Estructuras de Cruce Calculados los caudales mximos de diseo por los mtodos SCS y racional, para las estructuras de cruce de proyecto carretera Carhuamayo Paucartambo se muestran, comparativamente, en resumen los resultados obtenidos:TRAMO : CARHUAMAYO PAUCARTAMBO CAUDALES MXIMOS DE DISEO, Q20 MTODO SCS Y RACIONAL SUB CUENCA QUEBRADA PROGRESIVA AREA A (km2) METODO SCS Q20 (m3/s) 1,30 3,30 2,70 2,70 5,80 RACIONAL 1,60 4,01 3,21 3,77 7,68

1.2.3.4.5.-

Tipo I Carhuamayo Paucartambo Huicusmachay Rayochosa Esmunagachia 1 Huesca

Varias 23 + 180 24 + 544 24+ 986 27 + 009

1,00 2,50 2,00 2,00 6,00


Se optara, de manera referencial, por los caudales mximos de diseo obtenidos con el mtodo SCS, para dimensionar las estructuras de cruce en el proyecto carretera Carhuamayo Paucartambo Oxapampa, Tramo: Carhuamayo Paucartambo. A. Propuesta de estructuras de cruce en el proyecto carretera Carhuamayo Paucartambo - Oxapampa, Tramo: Carhuamayo Paucartambo (18 +705 - 30+000 km) Obtenidos y seleccionados los caudales de diseo (Mtodo SCS), se procedi al correspondiente dimensionamiento de las estructuras de cruce para el presente siendo la propuesta la siguiente: A1 Propuesta de estructuras de cruce para las quebradas pequeas Carhuamayo-Paucartambo Para las quebradas pequeas Tipo I Carhuamayo - Paucartambo, se propone como estructuras de cruce, alcantarillas en base a Tuberas Metlicas Corrugadas (TMC), con los siguientes dimetros: * Evacuacin de escorrenta proveniente de cunetas: 36" * Evacuacin de escorrenta de pequeas quebradas y cunetas; 48" A2 Propuesta de estructuras de cruce para otras quebradas especficas Para las quebradas: Quitiyacruz, Caucacocha y Hueca, se propone como estructuras de cruce los pontones y para las quebradas: Huicusmachay, Rayochosa y Esmunagacha 1, se proponen alcantarillas. En el Cuadro N 3.1 se presenta el Resumen del Inventario de quebradas y la propuesta de 196 estructuras de cruce (existentes y propuestas) para el Tramo: Carhuamayo Paucartambo, con la siguiente informacin: Descripcin, Progresiva, Caudal de Diseo, Tipo de Estructura y Material, Dimensiones y Detalles. En lo que concierne a alcantarillas para el tramo en estudio se ha considerado los siguientes tipos y medidas: * * * * * Evacuacin de escorrenta proveniente de cunetas : 36" Evacuacin de escorrenta de pequeas quebradas y cunetas: Evacuacin de escorrenta de pequeas quebradas y cunetas: Evacuacin de escorrenta de pequeas quebradas y cunetas: Multiplate 16 PA3-7 48" 60" 72"

4.3.6 Determinacin del caudal mximo para el diseo de cunetas por el mtodo racional 4.3.6.1 Aplicacin del Mtodo Racional

La estimacin de los caudales mximos de diseo para las cunetas en el Tramo: Carhuamayo Paucartambo, se hizo con el mtodo Racional. 1 El coeficiente de escurrimiento o escorrenta, C. Para el sistema de drenaje fluvial de la carretera Carhuamayo Paucartambo, se estim un valor para el coeficiente de escorrenta de C = 0,40. El tiempo de concentracin, Tc. Para la cuenca aportante promedio a la cuneta, se asume entonces:

2


Tc = Td = 10 min. 3 Tomar la intensidad de lluvia con Tc = Td = 10 min, para un perodo de retorno de P.R. = 20 aos, I = 31,73 mm/hr, ajustada al 75%: I = 23,80 mm/hr. El rea de la cuenca aportante a las cunetas. Para el clculo de la cuenca receptora, se ha asumido que las cunetas, desaguaran en alcantarillas ubicadas en promedio a una distancia entre ellas de 250 m. El ancho de las zonas aledaas se asume de 100 m, que incluye la superficie de la cuneta; el rea resultante sera entonces de 25 00 m2 : A = 0,025 km2. 5 Aplicando la frmula del Mtodo Racional para obtener el escurrimiento mximo: Q = C * I * A / 3,6 Q = 0,45 * 23,80 * 0,025 / 3,6 Q = 0,066 m3/s Q = 66 l/s Se estima entonces que, el escurrimiento mximo hacia las cunetas sera de 70 l/s. 4.3.6.2 Caudal de diseo de la cuneta

4

A.- La Frmula de Manning El caudal de diseo de la cuneta, es posible calculando con la FRMULA DE MANNING, que tiene la expresin siguiente: Qd = (A * R 2/3 * S ) / n Done: Q A R S N = = = = = Caudal, m3/s; rea de la seccin hidrulica, m2; Radio hidrulico, m; Pendiente longitudinal; Coeficiente de rugosidad.

B.- Consideraciones para la seccin de la cuneta Se tiene las siguientes dimensiones para la seccin propuesta: H = 0,40 m; Zd = 1 / 2,25; Zi = 1 / 1.071

Se debera tener una capacidad de conduccin suficiente para drenar las aguas provenientes de las zonas aledaas en los eventos extraordinarios, para lo cual se ajusta la seccin hidrulica del diseo. C.- Pendiente longitudinal de la cuneta La pendiente longitudinal de la cuneta se ha adoptado igual a la pendiente de la va, pero cuando esta es muy pronunciada (Mayor a 5%) la longitud


del tramo de la cuneta se acorta entre 150 m. a 200 m. aproximadamente. Se tomara dicha decisin para evitar velocidades muy altas que a su vez provoquen erosin de la losa. D.- Rugosidad de cuneta Debido a las consideraciones adoptadas, es necesario controlar el efecto abrasivo que se puede presentar por la velocidad con que discurren las aguas dentro de la cuneta. Dicho control se podra prever con la construccin de un revestimiento de concreto de Fc = 175 kg/cm2 y un espesor promedio de 10 cm, con losas de 3,00 m de longitud, separadas entre s con una junta material flexible tipo asfltico y de 12,7 mm de espesor.

E.- Longitud del Tramo La longitud del tramo de cuneta que se ha adoptado para el estudio depende de varios factores: ubicacin de entregas naturales (quebradas, ros, etc.), ubicacin de puntos bajos que el perfil de la carretera y pendiente muy pronunciada. Se adoptaran las longitudes del orden de los 250 m. F.- Estructuras de entrega de la cuneta hacia terreno natural Se propone para desfogar las cunetas en terreno natural, al no disponerse de una estructura de cruce (por ejemplo una alcantarilla); este tipo de entrega, deber contar con una transicin de concreto Fc = 175 kg/cm2, para lograr una seccin trapecial con base de 0,50 m taludes 1:1. Esta seccin se contina con piedra asentada y emboquillada de nominal de 30 cm, la estructura ir sobre el terreno o talud en una longitud adecuada. F.2.- Estructura de entrega de la cuneta hacia las alcantarillas En este caso, las cunetas vierten directamente el agua pluvial que conducen a las estructuras de entrada y salida de las alcantarillas, de esta forma, se evita tener mayores lugares de desfogue Que pueden derivar en zonas de erosin potencial. Para el caso de las estructuras de entrada de las alcantarillas, las cunetas son las que podrn vertir el agua pluvial en las estructuras del tipo buzn y tipo alero recto. 4.3.6.3 Resultados de caudales en las cunetas para diferentes pendientes

Ver cuadro N 4.5 del clculo de la capacidad de la cuneta, en diferentes situaciones de pendiente, y con la misma seccin de anlisis, para el caso de seccin tipo C1, triangular. Se aprecia que el caudal calculado de Q = 70 l/s, aun en las condiciones de mnima pendiente "pasara" por la seccin propuesta. Cuadro N 3.2: Parmetros de Escurrimiento para la Cuneta.TRAMOS (Km) PARANETROS DE ESCURRIMIENTO C Tc I(r20) min Mn/h ESCURRIMIENTO Q M3/s

A Km2


18+705-30+000(1)

0.40

10

23.80

0.025

70

Donde la (1) es el tramo Carhuamayo -Paucartambo, cuya longitud total de las cunetas proyectadas se presenta en el presenta en el cuadros W 3.5 y N 3.13 para cada uno de los tramos del estudio. Donde el cuadro N" 3.5 es el metrado de las cunetas. Cuadro N 3.13: Longitud de las cunetasTIPO LONGITUD (KM) C-1 42,312.25 C-2 350.00 TOTAL 42,662.25 Fuente : Elaboracin propia CUNETAS (KM) 50,215.17 350.00 50,565.17 % 118.67 100.00 218.67


4.4 DRENAJES Y OBRAS DE ARTE 4.4.1 SISTEMA DE DRENAJE ACTUAL

La carretera actual tiene un sistema de drenaje deficiente, compuesta por alcantarilla en su mayora de piedra acomodada y complementado con alcantarilla de tipo TMC n mal estado construido los cuales sern reemplazados por el presente proyecto para la buena conservacin de la va. En algunos sectores las alcantarillas tienen una ubicacin incorrecta respecto al curso de agua a drenar, ocasionando que en pocas de lluvia el caudal de la quebrada atraviesa la carretera erosionando el borde en relleno. En el cuadro 3.1 se presenta el inventario de las obras de arte, existentes y propuestas con indicaciones de su estado actual. En este cuadro puede notarse que existen 2.9 alcantarillas por Km. siendo necesario incrementar su nmero con alcantarillas nuevas 4.4.2 SISTEMA DE DRENAJE Y OBRAS DE ARTE PROYECTADAS

El sistema de obras de arte de la nueva carretera comprende 5 clases de estructuras, pontones, alcantarillas, cunetas, subdrenes, zanjas de coronacin o zanjas encauzamiento, En base a la evaluacin de abras existentes se ha proyectado la construccin de la mayor parte de ellas por tener una antigedad de construccin que data de la dcada del 70 lo que no garantiza una vida til futura mnima de 1 aos, asimismo se complementa el sistema de alcantarillas con un mayor nmero de ellas y obras que actualmente no existen como subdrenes, zanjas y otras que asegura una evacuacin de aguas en forma rpida. En los planos de drenaje proyectado, que se incluye al final se aprecia con claridad el sistema de drenaje proyectado donde se indica el sentido del flujo de las aguas y las obras proyectadas. a) Puentes y Pontones En el proyecto luego de la evaluacin correspondiente, se ha considerado la construccin de 3 pontones del total 12 existente, de los cuales 2 se cambiaran por alcantarillas, y 1 por Multiplate, tal como se presenta en cuadro N 4.2. b) Alcantarillas En la actualidad existen un promedio de 80 alcantarillas en psimas condiciones, muchas de ellas obstruidas, que representa una densidad de 2 alcantarillas/Km, lo cuales muy poco, por lo que se ha propuesto en el estudio aumentar a 4 alcantarillas/Km y renovar las existentes, siendo el caudal de diseo de 1.13 m3/s. El sistema de drenaje proyectado incrementa considerablemente el numero de alcantarillas permitiendo evacuar aguas de cunetas rpidamente y en otros puntos permitir el paso de aguas de curso eventual que hoy se colectan en la cuneta, cuando las precipitaciones son intensas, inundan y traspasan la va. En el cuadro N 4.3, se presenta la ubicacin de las alcantarillas proyectadas con indicacin de sus caractersticas. c) Cunetas Las obras de drenaje longitudinal estn constituidas por cunetas en una longitud de 50,565.17 m, que representa el 118.52 % de la longitud de la va, conformados por dos tipos de secciones triangular(C1) y rectangular(C2), de concreto simple F'c=175 kg/cm2, donde la primera (C1) tendrn una seccin de 090 m de ancho y 0.40 m de profundidad con talud interno adyacente a la


carretera de 2H:1V y talud externo 1H:2V, que puede ser variable de acuerdo a la topografa del terreno y la segunda (C2), con tipo de seccin rectangular de 0.40m de ancho por 0.40 m de alto, las cuales se proyectan bsicamente en los tramos de la carretera por donde existe el cruce a los centros poblados y cumplirn la funcin de evacuar el agua proveniente de la precipitacin pluvial, en resumen se tiene:CUNETAS TIPO LONGITUD (m) C-1 C-2 TOTAL 50,215.17 350.00 50,565.17

SECCION TRIANGULAR TRIANGULAR

CALCULO DE CAUDAL DE DISEO PARA CUNETAS: Q = C * I * A /3,6 Donde: Q C I A = = = = 66 l/s. 0.40 23.80 (mm/hr). 0.0250 Km2; El coeficiente 1/3,6 corresponde a la transformacin de unidades. Para el caso en que el rea se expresara en Km2:

c1) Consideraciones para la seccin de la cuneta La seccin propuesta Tipo (C1), tiene las siguientes consideraciones: H = 0,411 m; Zd = 1/2, Zi = Variable. Se tendra una capacidad de conduccin suficiente para drenar las aguas provenientes de las zonas aledaas y las taludes, ms los eventos extraordinarios que se pudieran presentar. Siendo en consecuencia las dimensiones finales de la cuneta triangular revestida en concreto Fc = 175 Kg/cm2 las siguientes: Ancho superficial Profundidad Talud interno Espesor de revestimiento Juntas3.0 m. = = = = = 0.90 m. 0.40 m. 2.0/1.0 (H/V) 0.10 m cada 3.0 m.

c2) Pendiente longitudinal de la cuneta La pendiente longitudinal de la cuneta tiende a adoptar la pendiente del trazo, pero cuando esta es muy pronunciada (mayor de 5%) la longitud del tramo de la cuneta se acorta entre 150 m a 200 m aproximadamente. Se tomara dicha decisin para evitar velocidades muy altas que a su vez provoquen erosin de la losa. c3) Rugosidad de la cuneta Debido a las consideraciones adoptadas, es necesario controlar el efecto abrasivo que se puede presentar por la velocidad con que discurren las aguas dentro de la cuneta.


Dicho control se podra prever con la construccin de un revestimiento de concreto de Fc = 175 km/cm2 y un espesor promedio de 10 cm, con losas de 3 m. de longitud, separadas entre s con una junta de material flexible tipo asfltico y de 12,7 mm de espesor. c4) Longitud del Tramo La longitud del tramo de cuneta que se ha adoptado para el estudio depende de varios factores: ubicacin de entregas naturales (quebradas, ros, etc.), ubicacin de puntos bajos que presenta el perfil de la carretera y pendiente muy pronunciada. Se adoptaran las longitudes del orden de los 250 m. c5) Entrega de cunetas Se denomina as a las estructuras que permiten la entrega de las aguas que conducen las cunetas a los cauces naturales, taludes protegidos, etc., para su evacuacin final. Existen dos tipos de estructuras de entrega, definidas segn su punto de evaluacin del proyecto las cuales son: c6.1) Estructura de entrega de la cuneta hacia terreno natural Se obtiene ante la inevitable necesidad de desfogar las cunetas en terreno natural contando para ello con una estructura de entrega adecuada. Dicha estructura cuenta con una transicin de concreto Fc = 175 kg/cm2 para lograr una seccin trapecial con base mostrada en la seccin tipo correspondiente (Zanja de Drenaje Revestido), cuyas caractersticas son: Ancho superior Profundidad Base Angulo de talud Espesor de revestimiento Juntas = = = = = = 2.50 m. 1.00 m. 0.50 45 1/2 (H/V) 0.10 m. cada 3.0 m.

c6.2) Estructura de entrega de la cuneta hacia las alcantarillas En este caso las cunetas vierten directamente el agua pluvial que conducen a las estructuras de entrada y salida de las alcantarillas. De esta forma se evita tener mayores lugares de desfogue que pueden derivar en zonas de erosin potencial. Para el caso de las estructuras de entrada de las alcantarillas, las cunetas solas podrn verter el agua pluvial en las estructuras del tipo buzn y tipo alero recto. La relacin de cunetas proyectadas se presenta en el cuadro N 3.5. d) Zanjas de drenajes laterales o coronacin. En lugares pantanosos donde se evidencia flujos de agua en perodos lluviosos y en donde existen filtraciones del talud se complementa a la captacin de aguas mediante subdrenes y alcantarillas, la colocacin de zanjas trapezoidales (abiertas sin revestir), de drenaje ubicada paralelas a las cunetas y que llevan las aguas hacia la alcantarilla ms cercana. Las zanjas de drenaje tienen las dimensiones siguientes: base mayor 2.50 m.; base menor 0.50 m altura entre


estas bases 1 m, dando una seccin de 1.50 m2, todos ellos entregan a las alcantarillas. Ver el cuadro N 4.4. e) Subdrenes Con la finalidad de captar y evacuar convenientemente los flujos subsuperficiales y subterrneos que inciden sobre la estructura del pavimento, es conveniente proyectar, subdrenes longitudinales y transversales. Ver Cuadro N 4.3. Subdrenaje longitudinal debern emplazarse por debajo de las respectivas cunetas laterales revestidas a una profundidad mnima de 1.00 m con respecto al fondo de la cuneta lateral. Estas obras debern proyectarse con una salida de talud inferior y/o alcantarilla correspondiente, de tal manera que su longitud no sea superior a los 100 m con el objeto de garantizar su eficiencia de drenaje. Los subdrenajes longitudinales y transversales, sendo ste ltimo con el propsito de cortar los posibles flujos longitudinales que corren a travs de la estructura del pavimento y/o subdrenaje. Estas obras consisten de material granular entre 1 pulg. y 2 pulg. de dimetro nominal envuelto en tela sinttica (geotextil), ubicado por debajo de la capa base con una altura mnima de 0.60 , y 0.50 m de ancho, proyectada longitudinal y transversalmente al eje de la va en todo el ancho de la plataforma vial, dndole adems una pendiente del orden de 2% y una adecuada salida al talud inferior de manera tal que se evite todo posible obstruccin del flujo para garantizar su eficiente hidrulica.


CUADRO N 3.1 CARRETERA CARHUAMAYO- PAUCARTAMBO- EL MILAGRO- LLAUPIOXAPAMPA HIDROLOGIA Y DRENAJE - 2005 TRAMO: CARHUAMAYO PROGRESIVA: 18+705 - 30+000 KM ESTRUCTURAS DE CRUCE: INVENTARIO DE ARTE (AGOSTO 2005)OBRAS ARTE EXISTENTE Log Mat Tubo . eri Co pul al nd g uct o

N

Progresiva

Tipo

Marco Alt Luz o

Observaci n

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

18+710.00 18+850.00 18+987.00 19+290.00 19+402.00 19+520.00 19+694.00 19+960.00 20+200.00 20+500.00 20+730.00 21+000.00 21+200.00 21+420.00 21+605.00 21+790.00 22+090.00 22+261.00 22+440.00 22+640.00 22+740.00 22+904.00 23+180.00 23+425.80 23+720.00 24+007.40 24+275.00 24+543.00 24+826.00 24+985.70 25+202.00

Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a PONTON Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a PONTON Alcantarill

Propuesta Desfogue Desfogue 6 6 0.1 0.1 5 0.1 0.3 0.4 Existente Existente Propuesta 5.4 0.2 5 Desfogue Existente Desfogue Propuesta Desfogue Desfogue Desfogue Desfogue Desfogue Desfogue Desfogue Obstruida Obstruida Obstruida Obstruida Desfogue 6.5 1.4 2.3 Existente Obstruida Propuesta Obstruida Desfogue 1.1 7.3 1 0.2 2 9.5 0.4 2 Existente Existente Ro Pedregal Desfogue

Ca uda l de Dis eo (m3 /s) 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 3.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 2.7 1.3

Tipo

Log . (m)

Materia l

Tubo Conduc Pul to g.

Marco Alt Lu o z

Cabez al Entrad a Ala Caja Caja Ala Ala Ala Caja Ala Caja Ala Caja Caja Caja Caja Caja Caja Caja Ala Ala Ala Ala Caja Ala Ala Ala Ala Caja Ala Ala

Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill

9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20

TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC

Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple

48 36 36 48 48 48 36 48 36 48 36 36 36 36 36 36 36 48 48 48 48 36 48 48 48 48 36 48 48 72 36

Caja


32 33 34 35 36 37 38 39 40 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 5 0

25+420.00 25+791.00 25+989.50 26+231.00 26+472.50 26+730.00 27+009.00 27+234.00 27+580.00 27+710.00 27+895.20 28+056.40 28+230.00 28+534.00 28+838.05 29+100.00 29+440.00 29+750.00 29+890.00

a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a PONTON Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a

Propuesta 8 8.2 1.3 8.2 1 1 Existente Existente Desfogue 6 14 Existente Desfogue 6.4 2.6 3.4 Existente Desfogue Propuesta Propuesta 0.4 0.2 0.7 0.7 Tambo pampa Existente Propuesta Desfogue 6 0.2 0.7 Existente Propuesta Propuesta Desfogue Desfogue

1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 5.8 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3

a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a PONTON Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a Alcantarill a

9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20

TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC TMC

Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple Simple

48 48 48 36 48 36 3 36 48 48 48 48 48 36 48 48 48 36 36 5

Ala Ala Ala Caja Ala Caja Caja Ala Ala Ala Ala Ala Caja Ala Ala Ala Ala Caja


CUADRO N 4.1 CARRETERA CARHUAMAYO - PAUCARTAMBO - OXAPAMPA HIDROLOGIA Y DRENAJE - 2005 TRAMO: CARHUAMAYO PROGRESIVA: 18+705 - 30+000 KM ESTRUCTURAS DE CRUCE: ALCANTARILLAS (AGOSTO 2005)OBRAS ARTE EXISTENTE N Progresiva Caudal de Diseo (m3/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 18+710.00 18+850.00 18+987.00 19+290.00 19+402.00 19+520.00 19+694.00 19+960.00 20+200.00 20+500.00 20+730.00 21+000.00 21+200.00 21+420.00 21+605.00 21+790.00 22+090.00 22+261.00 22+440.00 22+640.00 22+740.00 22+904.00 23+180.00 23+425.80 23+720.00 24+007.40 24+275.00 24+543.00 24+826.00 24+985.70 25+202.00 25+420.00 25+791.00 25+989.50 26+231.00 26+472.50 26+730.00 27+234.00 27+580.00 27+710.00 27+895.20 28+056.40 28+230.00 28+534.00 28+838.05 29+100.00 29+440.00 29+750.00 29+890.00 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 3.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 2.7 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 1.3 Tipo Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Log. (m) 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 9.20 OBRAS DE ARTE PROPUESTA Material Tubo Condu Pulg. cto TMC Simple 48 TMC Simple 36 TMC Simple 36 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 36 TMC Simple 48 TMC Simple 36 TMC Simple 48 TMC Simple 36 TMC Simple 36 TMC Simple 36 TMC Simple 36 TMC Simple 36 TMC Simple 36 TMC Simple 36 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 36 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 36 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 72 TMC Simple 36 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 36 TMC Simple 48 TMC Simple 36 TMC Simple 36 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 36 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 48 TMC Simple 36 TMC Simple 36 Marco Luz

Alto

Cabezal Entrada Ala Caja Caja Ala Ala Ala Caja Ala Caja Ala Caja Caja Caja Caja Caja Caja Caja Ala Ala Ala Ala Caja Ala Ala Ala Ala Caja Ala Ala Ala Caja Ala Ala Ala Caja Ala Caja Caja Ala Ala Ala Ala Ala Caja Ala Ala Ala Ala Caja

Cabezal Salida Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala Ala


CUADRO N 4.2 CARRETERA CARHUAMAYO - PAUCARTAMBO - OXAPAMPA HIDROLOGIA Y DRENAJE - 2005 TRAMO: CARHUAMAYO PAUCARTAMBO, PROGRESIVA: 18+705 - 30+000 KM ESTRUCTURAS DE CRUCE: PUENTE Y PONTONES (AGOSTO 2005)ESTRUCTURA N 1 2 TIPO PONTON PONTON E x x P PROGRESIVA 24+985.70 27+009.00 PROYECTADO ALCANTARILLA PONTON PUENTES PONTONES DIMENSIONES L H (pulg.) (m) 72 72 5.00 3.00 NOMBRE DE LA QUEBRADA Esmunagacha Huisca

E: Existente; P: Propuesta; L= Luz; H = altura, dimetro o flecha en caso de MULTIPLATE CUADRO N 4.4 CARRETERA CARHUAMAYO - PAUCARTAMBO - OXAPAMPA HIDROLOGIA Y DRENAJE - 2005 TRAMO: CARHUAMAYO PAUCARTAMBO, PROGRESIVA: 18+705 - 30+000 KM DRENAJE SUPERFICIAL TRANSVERSAL ZANJAS DE CORONACIN Y DRENAJE (AGOSTO 2005)N PROGRESIVA DE A (km) 18+510.3 18+650.0 18+987.0 19+200.0 19+520.0 19+560.0 20+580.0 20+700.0 LADO DE CAMINO ESTRUCTURA Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla Alcantarilla TOTAL (m) IZQUIERDA DERECHA x x x x LONGITUD (m) 139.70 213.00 40.00 120.00 512.7


CUADRO N 3.5 CARRETERA CARHUAMAYOPAUCARTAMBO-EL MILAGROLLAUPI OXAPAMPA. HIDROLOGA Y DRENAJE2005 TRAMO: CARHUAMAYOPAUCARTAMBO, PROGRESIVA: 18+70530 +000 km CUNETAS REVESTIDAS (AGOSTO 2005)PROGRESIVA DE 18+200.00 18+210.00 18+240.00 18+320.00 18+350.00 18+460.00 18+560.00 18+680.00 18+780.00 18+980.00 19+240.00 19+280.00 19+440.00 19+710.00 19+720.00 19+760.00 19+780.00 20+540.00 20+580.00 20+620.00 20+740.00 20+800.00 21+580.00 21+680.00 21+700.00 21+870.00 21+890.00 21+900.00 21+920.00 21+960.00 21+980.00 21+160.00 22+200.00 22+240.00 22+300.00 22+340.00 23+380.00 23+410.00 23+450.00 23+470.00 SUBTOTAL A (km) 18+210.00 18+240.00 18+320.00 18+350.00 18+460.00 18+480.00 18+680.00 18+740.00 18+970.00 19+160.00 19+270.00 19+402.35 19+710.00 19+720.00 19+760.00 19+780.00 20+540.00 20+580.00 20+620.00 20+650.00 20+780.00 21+580.00 21+680.00 21+690.00 21+870.00 21+890.00 21+900.00 21+920.00 21+960.00 21+980.00 22+160.00 22+200.00 22+220.00 22+280.00 22+340.00 22+350.00 23+410.00 23+420.00 23+470.00 23+500.00 METRADO DE CUNETAS REVESTIDAS LONGITUD DE LADO DE CAMINO CUNETA IZQUIERDA DERECHA (m) 10.00 10.00 30.00 30.00 80.00 80.00 160.00 30.00 30.00 110.00 110.00 220.00 20.00 20.00 120.00 120.00 60.00 60.00 120.00 190.00 190.00 180.00 180.00 30.00 30.00 60.00 122.35 122.35 270.00 270.00 10.00 10.00 20.00 40.00 40.00 20.00 20.00 40.00 760.00 760.00 40.00 40.00 80.00 40.00 40.00 30.00 30.00 60.00 40.00 40.00 780.00 780.00 100.00 100.00 200.00 10.00 10.00 170.00 170.00 20.00 20.00 40.00 10.00 10.00 20.00 20.00 40.00 40.00 40.00 20.00 20.00 40.00 180.00 180.00 1020.00 1020.00 1020.00 1020.00 2040.00 40.00 40.00 40.00 40.00 80.00 10.00 10.00 30.00 30.00 10.00 10.00 20.00 20.00 20.00 30.00 30.00 60.00 7442.35 LONGITUD DE LA VIA CUNETA (m) 10.00 30.00 80.00 30.00 110.00 20.00 120.00 60.00 190.00 180.00 30.00 122.35 270.00 10.00 40.00 20.00 760.00 40.00 40.00 30.00 40.00 780.00 100.00 10.00 170.00 20.00 10.00 20.00 40.00 20.00 180.00 1020.00 1020.00 40.00 80.00 10.00 30.00 10.00 20.00 30.00 5842.35


CUADRO N 3.5 CARRETERA CARHUAMAYOPAUCARTAMBO-EL MILAGROLLAUPI OXAPAMPA HIDROLOGA Y DRENAJE 2005 TRAMO: CARHUAMAYOPAUCARTAMBO, PROGRESIVA: 18+70530+000 km CUNETAS REVESTIDAS (AGOSTO 2005)23+500.00 23+520.00 23+540.00 23+820.00 23+860.00 23+980.00 24+040.00 24+100.00 24+140.00 24+200.00 24+340.00 24+450.00 24+460.00 24+470.00 24+480.00 24+530.00 24+640.00 24+700.00 24+960.00 25+180.00 25+220.00 25+230.00 25+340.00 25+440.00 25+820.00 25+940.00 26+020.00 26+400.00 26+460.00 26+540.00 26+620.00 26+640.00 26+740.00 26+880.00 26+920.00 27+020.00 27+060.00 27+110.00 27+240.00 27+280.00 SUBTOTAL 23+520.00 23+540.00 23+820.00 23+860.00 23+940.00 24+020.00 24+080.00 24+140.00 24+180.00 24+240.00 24+360.00 24+460.00 24+470.00 24+480.00 24+490.00 24+540.00 24+680.00 24+750.00 25+060.00 25+220.00 25+230.00 25+320.00 25+420.00 25+820.00 25+940.00 25+980.00 26+400.00 26+440.00 26+530.00 26+580.00 26+640.00 26+740.00 26+880.00 26+920.00 27+000.00 27+060.00 27+110.00 27+240.00 27+280.00 27+320.00 20.00 40.00 20.00 20.00 280.00 40.00 80.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 20.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 40.00 50.00 100.00 40.00 10.00 90.00 80.00 380.00 120.00 40.00 380.00 40.00 70.00 40.00 20.00 100.00 140.00 40.00 80.00 50.00 40.00 20.00 40.00 280.00 80.00 80.00 40.00 40.00 40.00 80.00 40.00 20.00 10.00 20.00 10.00 20.00 10.00 40.00 50.00 100.00 40.00 20.00 90.00 80.00 380.00 240.00 40.00 380.00 80.00 70.00 40.00 20.00 100.00 140.00 80.00 80.00 40.00 100.00 130.00 80.00 40.00 3290.00 20.00 0.00 280.00 40.00 80.00 40.00 40.00 40.00 40.00 40.00 20.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 40.00 50.00 100.00 40.00 10.00 90.00 80.00 380.00 120.00 40.00 380.00 40.00 70.00 40.00 20.00 100.00 140.00 40.00 80.00 40.00 50.00 130.00 80.00 40.00 2890.00

40.00

10.00 10.00

10.00

120.00 40.00

40.00 40.00 50.00 130.00 40.00 40.00


CUADRO N 3.5 CARRETERA CARHUAMAYOPAUCARTAMBO-EL MILAGROLLAUPI OXAPAMPA HIDROLOGA Y DRENAJE2005 TRAMO: CARHUAMAYOPAUCARTAMBO, PROGRESIVA: 18+70530 +000 km CUNETAS REVESTIDAS (AGOSTO 2005)27+320.00 27+500.00 27+540.00 27+600.00 27+700.00 27+910.00 28+060.00 28+140.00 28+230.00 28+300.00 28+420.00 28+440.00 28+600.00 28+620.00 28+790.00 28+800.00 29+120.00 29+350.00 29+360.00 29+380.00 29+460.00 29+660.00 SUBTOTAL TOTAL 27+500.00 27+520.00 27+600.00 27+700.00 27+740.00 28+040.00 28+140.00 28+230.00 28+420.00 28+310.00 28+440.00 28+600.00 28+620.00 28+790.00 28+800.00 29+120.00 29+350.00 29+360.00 29+380.00 29+460.00 29+600.00 30+100.00 180.00 100.00 130.00 80.00 90.00 190.00 9.736 20.00 160.00 20.00 170.00 10.00 320.00 230.00 10.00 20.00 80.00 140.00 180.00 20.00 60.00 100.00 40.00 90.00 20.00 20.00 10.00 230.00 20.00 140.00 440.00 360.00 20.00 60.00 200.00 40.00 130.00 80.00 180.00 190.00 9.74 40.00 160.00 40.00 170.00 20.00 320.00 460.00 10.00 40.00 80.00 280.00 440.00 3229.74 9809.74 180.00 20.00 60.00 100.00 40.00 130.00 80.00 90.00 190.00 9.74 20.00 160.00 20.00 170.00 10.00 320.00 230.00 10.00 20.00 80.00 140.00 440.00 2419.74 8199.74


4.5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 4.5.1 El rgimen de precipitaciones pluviales total mximo mensual es del orden de 340 mm/mensual en mayo de 1975 y la mnima es del orden de 0.5 mm/mensual en agosto de 1995 y la precipitacin mxima en 24 horas es de 48 mm para el ao 1950. 4.5.2 La descarga mxima de diseo de alcantarillas es de 1.13 m3/s, que representa el rendimiento promedio de quebradas, determinados mediante el mtodo SCS para un perodo de retorno de 20 aos. 4.5.3 Las obras de drenaje transversal proyectadas estn compuestas por una totalidad de 49 alcantarillas (habindose incrementado un promedio de 4 alcantarillas por km.), las mismas que estn constituidas por 20 alcantarillas tipo TMC ( = 36 = 0.90m), 28 alcantarillas tipo TMC ( 48 = 1.20m) y 1 alcantarilla tipo TMC ( = 72 =1.80m) y 3 Pontones. OBRAS DE ARTE ALCANTARILLAS0 36 = 20 48 = 28 72 =1 Total = 49 3

PONTONES 3

4.5.4 Las obras de drenaje longitudinal estn constituidas por cunetas en una longitud de 50,565.17 m, conformadas por dos tipo de secciones: triangular (C1) en una longitud de 50,215.17 m y rectangular (C2) en una longitud de 350 m, de concreto simple Fc=175 kg/cm2, donde la primera tendr una seccin de 0.90 m de ancho y 0.40 m de profundidad, con talud interno adyacente a la carretera de 2H: 1V y talud externo 1H:2V, aunque siendo variable de acuerdo topografa del terreno y la segunda de seccin rectangular (C2) de a.40 m de ancho por 0.40 m de alto, la cual se proyecta bsicamente en los tramos en que la carretera pasa por los centros poblados, las mismas que sern tapadas y cumplirn la funcin de evacuacin del agua proveniente de la precipitacin pluvial; en resumen se tiene: CUNETAS TIPO C1 C2 TOTAL LONGITUD (m) 50,215.17 350.00 50,568.17 SECCION TRIANGULAR RECTANGULAR

4.5.5 Se recomienda realizar el mantenimiento constante de los cauces para evitar la presencia de vegetacin en el ingreso a las alcantarillas y obras de arte. 4.5.6 El drenaje actual es insuficiente ya que presenta 2 alcantarillas / km donde la gran mayora se encuentra en mal estado y obstruida. Con el presente estudio, el drenaje se ha mejorado notablemente incrementndose las reas hidrulicas de algunas alcantarillas y colocando alcantarillas nuevas. Asimismo , se ha mejorado el drenaje colocando obras nuevas como zanjas de drenaje, ver cuadro 4.4, para evitar sobre carga de cunetas y encauzamiento de flujos adyacentes hacia un cauce definido (quebrada o alcantarilla).


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