Proyecto : PROTECCION DE AREAS AGRICOLAS E INFRAESTRUCTURA DE RIEGO SECTOR TESORO - BOLADERO RIO CHICAMA - ASCOPE

Ubicación :

Region : san martin

Provincia : bellavista

Distrito : san rafael

Sector : BOLADERO

Rio : huallaga

Entidad : PERPEC - LA LIBERTAD

Fecha : Apr-23

Presupuesto :

Elaborado :

Tabla Nº 01

Coeficiente de Contraccion, µLongitud libre entre los estribos

10 m. 13 m. 16 m. 18 m. 21 m. 25 m. 30 m.

<1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

1 0.96 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99

1.5 0.94 0.96 0.97 0.97 0.97 0.98 0.99

2 0.93 0.94 0.95 0.96 0.97 0.97 0.98

2.5 0.90 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96 0.97

3 0.89 0.91 0.93 0.94 0.95 0.96 0.96

3.5 0.87 0.90 0.92 0.93 0.94 0.95 0.96

>4.00 0.85 0.89 0.91 0.92 0.93 0.94 0.95

Longitud libre entre los estribos

42 m. 52 m. 63 m. 106 m. 124 m. 200 m.

<1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

1 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00

1.5 0.99 0.99 0.99 1.00 1.00 1.00

2 0.98 0.99 0.99 0.99 0.99 1.00

2.5 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99 1.00

3 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99

3.5 0.97 0.98 0.98 0.99 0.99 0.99

>4.00 0.96 0.97 0.98 0.99 0.99 0.99

Seleccionan : Vm = Err:504 Velocidad media (m/s)

B = 140.000 Ancho efectivo (m)

µ = Err:504

Tabala n° 04 : Valores del Coeficiente ß

Coeficiente ß

0.00 0.77

2.00 50.00 0.82

5.00 20.00 0.86

10.00 10.00 0.90

20.00 5.00 0.94

50.00 2.00 0.97

100.00 1.00 1.00

300.00 0.33 1.03

500.00 0.20 1.05

1,000.00 0.10 1.07

Periodo de Retorno (Años) =====> 50.00

ß = 0.97

Velocidad (m/s)

Velocidad (m/s)

Periodo de Retorno (Años)

Probabilidad de Retorno (%)

Tabla N° 02

CLASIFICACION SEGÚN EL TAMAÑO DE PARTICULAS

Tamaño (mm) Tipo de material

4000 - 2000 Canto rodado muy grande

2000 - 1000 Canto rodado grande

1000 - 500 Canto rodado medio

500 - 250 Canto rodado pequeño

250 - 130 Cascajo grande

130 - 64 Cascajo pequeño

64 - 32 Grava muy gruesa

32 - 16 Grava gruesa

16 - 8 Grava media Grava media

8 - 4 Grava fina

4 - 2 Grave muy fina

2 - 1 Arena muy gruesa

1 - 0.500 Arena gruesa

0.500 - 0.250 Arena media

0.250 - 0.125 Arena fina

0.125 - 0.062 Arena muy fina

0.062 - 0.031 Limo grueso

0.031 - 0.016 Limo medio

0.016 - 0.008 Limo fino

0.008 - 0.004 Limo muy fino

0.004 - 0.002 Arcilla gruesa

0.002 - 0.001 Arcilla media

0.001 - 0.0005 Arcilla fina

0.0005 - 0.00024 Arcilla muy fina

Fuente : UNION GEOFISICA AMERICANA (AGU)

12.00000 =====> Grava media

Material : =====> NO COHESIVO

Tabla N° 03

SELECCIÓN DE x EN SUELOS COHESIVOS (Tn/m3) o SUELOS NO COHESIVOS (mm)

X 1/(X +1) D (mm) X 1/(X +1)

0.80 0.52 0.66 0.05 0.43 0.70

0.83 0.51 0.66 0.15 0.42 0.70

0.86 0.50 0.67 0.50 0.41 0.71

0.88 0.49 0.67 1.00 0.40 0.71

0.90 0.48 0.68 1.50 0.39 0.72

0.93 0.47 0.68 2.50 0.38 0.72

0.96 0.46 0.68 4.00 0.37 0.73

0.98 0.45 0.69 6.00 0.36 0.74

1.00 0.44 0.69 8.00 0.35 0.74

1.04 0.43 0.70 10.00 0.34 0.75

1.08 0.42 0.70 15.00 0.33 0.75 0.336

1.12 0.41 0.71 20.00 0.32 0.76

1.16 0.40 0.71 25.00 0.31 0.76

1.20 0.39 0.72 40.00 0.30 0.77

1.24 0.38 0.72 60.00 0.29 0.78

1.28 0.37 0.73 90.00 0.28 0.78

1.34 0.36 0.74 140.00 0.27 0.79

1.40 0.35 0.74 190.00 0.26 0.79

1.46 0.34 0.75 250.00 0.25 0.80

1.52 0.33 0.75 310.00 0.24 0.81

1.58 0.32 0.76 370.00 0.23 0.81

1.64 0.31 0.76 450.00 0.22 0.82

1.71 0.30 0.77 570.00 0.21 0.83

1.80 0.29 0.78 750.00 0.20 0.83

1.89 0.28 0.78 1,000.00 0.19 0.84

2.00 0.27 0.79

- X 1/(X +1) = 12.00 X 1/(X +1) =

0.3360 0.75

Diametro medio (D50) =

Peso Especifico (Tn/m3) =

Peso especifico

Tn/m3

Ps (T/m3) Dm (mm)

CALCULO HIDRÁULICOSECCIÓN ESTABLE O AMPLITUD DE CAUCE ( B )Proyecto : PROTECCION DE AREAS AGRICOLAS E INFRAESTRUCTURA DE RIEGO SECTOR TESORO - BOLADERO RIO CHICAMA - ASCOPE

MÉTODO DE SIMONS Y HENDERSON MÉTODO DE ALTUNIN - MANNING MÉTODO DE BLENCH

939.92Condiciones de Fondo de río B (m) Valores rugosidad de Manning (n) B (m) Factores B (m)

Fondo y orillas de grava 2.9 88.91

Descripción n

112.84

Factor de Fondo

192.23

0.035

Material Grueso 1.2Coeficiente Material del Cauce

0.00650MÉTODO DE PETTIS Descripción K

Material aluvial = 8 a 12 12 Factor de Orilla

B (m) Coeficiente de Tipo de Río

Materiales sueltos 0.1136.12

Descripción m

Para cauces aluviales 1

RESUMEN :MÉTODO B (m)

MÉTODO DE SIMONS Y HENDERSON 88.91

MÉTODO DE PETTIS 136.12

MÉTODO DE ALTUNIN - MANNING 112.84

MÉTODO DE BLENCH 192.23

RECOMENDACIÓN PRACTICA 96.39

========> PROMEDIO B : 125.30

========> SE ADOPTA B : 140.00Se elige este ancho por adaptarse a la zona de estudio.

Q DISEÑO (m3/seg)B = K1 Q1/2 B = (Q1/2/S1/5) (n K 5/3 )3/(3+5m) B = 1.81(Q Fb/Fs)1/2

K1

Fb

Pendiente Zona del Proyecto (m/m)

Cauces de Río con fuerte transporte de acarreo = 0.035

B = 4.44 Q0.5 Fs

CALCULO HIDRÁULICO SECTOR :BOLADERO

CALCULO DEL TIRANTE MÉTODO DE MANNING - STRICKLER (B > 30 M)

t

Valores para Ks para Cauces Naturales (Inversa de n) (m)Descripción Ks

Err:504

Err:504

Q = 939.92Ancho Estable - Plantilla (m)

B = 140.00Pendiente del Tramo de estudio

S = 0.00650

Radio Hidráulico >>> R = A / P >>>>>>> R : Pendiente de Fondo >>> STirante medio (y ) Taluz de Borde (Z)

Err:504

S = 0.00650y = Err:504 Z = 2 Coeficiente de Rugosidad de Manning

Ancho de Equilibrio (B) Descripción nB = 140.00

0.035Área (m2) Perímetro (m)A = Err:504 P = Err:504

>>>>>>> V = Err:504 m/seg

Froude (F)

V = Err:504 g = 9.81 y = A / B >>> y = Err:504 Err:504

Tipo de Flujo : Err:504

Calculo de la Altura de Dique >>>>>>>

Bordo Libre (BL) = ¢ e

¢ ¢ BL3000.00 4000.00 2

1.2 Err:504 Err:504

y : Tirante de diseño (m)2000.00 3000.00 1.7 y = Err:504

1000.00 2000.00 1.4 Err:504500.00 1000.00 1.2 Por Procesos Constructivos

100.00 500.00 1.1 Err:504

939.92

Por lo Tanto las caracteristicas Geométricas del dique a construir son :

ALTURA PROMEDIO DE DIQUE (m) = Err:504

ALTURA PROMEDIO DE ENROCADO (m) = Err:504

ANCHO DE CORONA (m) = 4.00

TALUD : H V

Cara Humeda 1.6 : 1

Cara seca 1.5 : 1

= Err:504

X Y0 0

Err:504 0Err:504 Err:504Err:504 Err:504

0 0

t = ((Q / (Ks * B. S1/2))3/5

Cauces de Río con fuerte transporte de acarreo = 28

Caudal de Diseño (m3/seg)

Formula de Manning : Velocidad Media (m/s) >>>>> V = R 2/3 * S 1/2 / n

Cauces de Río con fuerte transporte de acarreo =

0.035

Numero de Froude : F = V / (g * y )1/2

Velocidad media de la corriente (m/s)

Aceleración de la Gravedad

Profundidad Hidráulica Media = Área Mojada / Ancho Superficial:

ALTURA DE MURO (HD)

Caudal máximo m3/s e = V2/2g HM = y + BL

>>>>>> HM =

>>>>>> HM =

Caudal de Diseño (m3/seg) :

AREA (m2)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.2

0.4

0.6

0.8

1

SECCION TIPICA DEL DIQUE

DISTANCIA (m)

AL

TU

RA

(m

)

CALCULO DE LA PROFUNDIDAD DE SOCAVACION (Hs)

METODO DE LL. LIST VAN LEVEDIEV

Suelos Granulares - No Cohesivos

……...(1)

Suelos Cohesivos

……...(2)

Donde:

Tirante despues de producirse la socavacion (m)

Tirante sin socavacion (m)

Err:504 m

Diametro Medio de las particulas (mm)

12 mm

Peso Especifico suelo (Kg/m3)

µ= Coeficiente de Contraccion

Coefciente >>>>>>

Q (Caudal de Diseño) Ancho Estable

Err:504 939.92 µ= Err:504 B = 140.00 Err:504

PROFUNCIDAD DE SOCAVACION PARA SUELOS NO COHESIVO ………………(1) :

X (Tabla N° 03) 1/x+1

x = 0.34 0.75 ß = 0.97 Err:504 m

=

= Err:504 m

ts = ((a t5/3)/(0.68 Dm0.28 ß))1/(x+1)

ts = ((a t5/3)/(0.60 gs1.18 ß))1/(x+1)

ts =

t =

t =

Dm =

Dm =

gs =

a =

a = Q/(tm5/3B µ)

Tirante medio (tm )= A/BCoeficiente de Contraccion (µ)

Tabla N° 01 a

tm =

X : Exponente que depende de : Dm para suelos

Granulares No Cohesivos y gs para suelos cohesivos. >>>>>> TABLA N° 03 Coeficiente por Tiempo de

Retorno : ß (Tabla N °04)

TIRANTE DE SOCAVACION SUELOS GRANULARES - NO COHESIVOS

ts = ((a t5/3)/(0.68 Dm0.28 ß))1/(x+1)

ts =

PROFUNDIDAD DE SOCAVACION (HS)

HS ts - t

HS

CALCULO ESTRUCTURAL : Profundidad de Uña

Proyecto :

= Err:504 ==========> =

FS = 1.5

= Err:504

Por lo Tanto Seleccionamos :

= Err:504 m

PROTECCION DEL PIE DE TALUD

PROTECCION DE AREAS AGRICOLAS E INFRAESTRUCTURA DE RIEGO SECTOR TESORO - BOLADERO RIO CHICAMA -

ASCOPE

Profudidad de Socavacion (Hs)

Profundidad de Uña (PUÑA)

FS * Hs

PUÑA

PUÑA

1Z

1Z

1Variable

1.5 Puña

Puña

Puña

CUADRO N° 07 - A : CALCULO ESTRUCTURAL DE ESPIGONES:

Proyecto : PROTECCION DE AREAS AGRICOLAS E INFRAESTRUCTURA DE RIEGO SECTOR TESORO - BOLADERO RIO CHICAMA - ASCOPE

Tipo : DIMECIONAMIENTO CALCULO DE LA ALTURA Y PENDIENTE: Taludes V H

No Sumergibles No Sumergibles Espalda 1 : 1.25 a 1 : 3.0

Caracteristicas : 1 1.5

Tirante medio (m): y = Err:504Progresivas 0+000

Frente 1 : 1.25 a 1 : 3.0

Ancho medio del cauce (m): B = 140.00 1 1.25

Err:504 Pendiente de la Cresta : S Morro 1 : 2.5 a 1 : 5.0

20.00 - 1 2.5

Orientaciòn >>>> Aguas Abajo 10.00

Calculo de Altura de Espigon ======> HE : Corona de Espigón :

Angulos de Inclinaciòn (α) >>>> 30 ° y = Err:504 Err:504 C = 2

Borde Libre : BL

- BL 0.5 Err:504

20.00

SOCAVACION EN ESPIGONES : METODO DE ARTOMONOV………..(1)

donde :

Profundidad maxima de socavación

Pα= Coeficiente que depende del ángulo del espigón α

30 ° 0.84 respecto al eje del dique enrocado :60 ° 0.9490 ° 1.00 α = 60 °

120 ° 1.07 0.94150 ° 1.19

Coeficiente que depende de los gastos

0.1 2.000.2 2.65 Q = Gasto total del río0.3 3.220.4 3.45 0.2

0.5 3.67 2.65 Tirante aguas arriba, sin socavacion = t

0.6 3.87 Err:504 m0.7 4.06 =========> REEMPLAZANDO DATOS EN (1) :

0.9 4.20 Err:504 m

Coeficiente que depende del talud =========> LA SOCAVACION LOCAL SERÁ :

k

0 1.00

0.5 0.91 1.5 Err:504 m1 0.85 Por tanto la Profundidad de Uña en espigon será

1.5 0.83 0.83 Err:504 m2 0.613 0.50

Longitud : L = LA + LT

Longitud de Trabajo >>>> y < LT < B/4 TE =

Son más baratos, pero causan menos

sedimentación, y crean turbulencia durante el

proceso de sumergencia, por lo que las protecciones al pie de los taludes deben

ser de mayor longitud.

TF =

>>>> Longitud de Trabajo (m)

Corregida por el α : Seleccionamos ===> LT = TM =

Longitud de Anclaje >>>> LA = 0.1 a 0.25 LT>>>> HE

LA = Será empotrado al

Dique enrocado

Longitud de Espigon >>>> L = LA + LT

L =

ST = Pα * Pq * Pk * do

ST =

Pα Inclinacion : AGUA ABAJO

Pα =

Pq =Q1 / Q Pq

Q1 = Gasto téorico a través del estribo

Q1 / Q =

Pq = do =

do =

ST =

PK =

PK HS = ST - do

k = Z = HS =

Pq = Puña_espigon =

:

:

:

HE1

HE

:

::

PROFUNDIDAD DE CIMENTACION DE LA UÑA EN TRAMO CURVO

Metodo de Altunin

Dmax = e * dr

donde :

Dmax. : Profundidad maxima de agua

dr : Profundidad en el tramo recto situado aguas arriba de la curva

R : Radio de curvatura

R : 119.05 m

B : Ancho superficial

B : 140.00 m

R / B : 0.85 Valor de Ingreso a la Tabla =====>

Valores Coeficiente "e"

R/B e

Infinito 1.27

6.00 1.48

5.00 1.84

4.00 2.20

3.00 2.57

2.00 3.00

Seleccionamos

e = 3.000

dr = Err:504

Dmax = Err:504

Hs= Err:504 m

Prundidad de Uña en Tramo curvo sera:

Err:504 m PUÑA (tramo curvo) =

CALCULO ESTRUCTURAL

ESTABILIDAD DEL TERRAPLEN PROBABILIDAD DE MOVIMIENTO DE LA ROCA ESTABILIDAD DEL REVESTIMIENTO DEL ENROCADO

Fuerza Resistente (Kg/m) ESFUERZO CORTANTE CRITICOS

R = W * Tag Ø Veloocidad caudal de diseño (V) '= * t * S Verificacion ===>

W = Peso del Terraplen R

Err:504

Velocidad Err:504

Err:504

Err:504

101.68

Si

Err:504

Err:504

∆= 1,000.00 = 1,000.00 Err:504

1930.00 Tirante de diseño (m)

1.64

t = Err:504 = 2,640.00

W = Err:504 = 2,640.00 Factor de Talud (K)

Err:504

S = 0.00650

Ø 35 = 1,000.00 Angulo del Talud (α)

Z = 2

Tag Ø 0.70 1 α

= 0.80 2 2 6.57 °

P

1000.00

Err:504

Φ = 45

Tirante Factor de Talud (K)

Err:504 K = 0.775

Coeficiente de Shields

C = 0.100

CALCULO PARA DETERMINAR EL USO DE FILTROS DETERMINACION DEL TIPO DE FILTRO

1.- Determinación de Velocidad en el espacio entre el enrocado y material base : ASUMIENDO UN FILTRO DE GEOTEXTIL : Se tiene ===>

2.188 1.764

0.547 m/s

Rugosidad del fondo

Condicion 0.012 m

Sin filtro o hay filtro de Geotextil 0.02 Verificacion : Verificacion :

Pendiente Tramo de estudio

S = 0.00650

0.80

ANALISIS DE ESTABILIDAD

Froca (D50) = 0.56 *(V2/2g) * (1/ D50 )* (1/ ∆)

Froca (%)

ESFUERZO MAXIMO CORTANTE ACTUANTE

=C * ( - ) * D50 * K

Peso especifico del agua Kg/m3 Peso especifico del agua Kg/m3

Area Dique (m2)

Peso Especifico del material (Kg / m3)

Peso especifico de la roca (cantera) Kg/m3

Peso especifico de la roca (cantera) Kg/m3

Pendiente Tramo de estudio

Angulo de friccion interna en grados(tipo de material de rio)

Peso especifico del agua Kg/m3

Diametro medio de la roca (D50)

Presion del Agua (Kg/m2) D50

P = PW * t2/2Angulo de friccion interna del material

(Enrocado) (Φ)

PW =

t =

2.-Determinación de velocidad que puede soportar el suelo sin ser erosionado (Ve)

Va : velocidad del agua entre el enrocado y el fondo. Va (m/s)Ve = velocidad que puede soportar el suelo sin ser

erosionado Ve (m/s) Va1 = Va / 4

Va =(D50 / 2)2/3 * S 1/2 / nf Ve =16.1 * (Dm)1/2 Va1 =

nf = Dm = diámetro de partículas del suelo

base (m)

nf Dm = Se debe verificar que se cumpla que : Va1 > Ve

Como Va > Ve : Habra Erosión ===> SE RECOMIENDA UTILIZAR UN FILTRO DE GEOTEXTIL O UN FILTRO DE

GRAVA

Como Va1< Ve : ===> USAR FILTRO DE GRAVA

Diametro medio de la roca (D50)

D50 =

Δ=γ S−γ aγ a

γ s

γ a

τ a γ a

γ a

τ a

γ a

τ c γ aγ s

γ s

K=√1− sen2αsen2φ

τ c

τ a τ c

CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMAFORMULA DE MAYNORD

Caudal : Q = 1000 m3/seg

Altura Velocidad en el Coeficiente Coeficiente por

Hidráulica Centro del Cauce Ubicación de roca

(m) (m/s)

Rio Chicama Err:504 Err:504 0.32 1.50 Err:504 Err:504

Err:504 m

Sección Hidráulica

C1 F = C2 V / (g y)0.5 d50 = t C1 F3

C2

D50 =

CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMAFÓRMULA DE FORMULA DE R. A. LOPARDO

gV Velocidad media, m/s Ds = Diámetro de volumen esférico equivalente, ft

f Angulo de reposo del material W = Peso de roca, lb

q Ángulo del talud respecto a la horizontal gs =W Peso, Kg

g Velocidad Media f Talud q W (Peso) gsTn/m3 Tn/m3 (m/s) (°) (°) KG Tn Lb pcf ft (Pies) (m)

Rio Chicama2.68 1.00 Err:504 4 5.00 ° 2.00 2 6.57 ° Err:504 Err:504 Err:504 167.307 Err:504 Err:504

Porcentaje Diámetro de la roca, m

100 <= Err:504 = Err:504 m

50 > Err:504

80 > Err:504

gs Peso específico de las partículas, Kg/cm3, Tn/m3

Peso específico del fluido, Kg/cm3, Tn/m3

Peso específico de la roca, lb / ft3

Sección Hidráulica

gs DS DS

Dcalculado = Dcalculado

D60 =

D40 =

1Z1

W=0 .011314∗

γ sγ∗V 6

( γ s−γγ )∗SENO3 (φ−θ )D s=( 6∗Wπ∗λs )

13

CALCULO DEL DIAMETRO DE ROCA RIO CHICAMAFÓRMULA DE LA CALIFORNIA DIVISIÓN OF HIGHWAYS

b factor para condiciones de mucha turbulencia, piedras redondas,

y sin que permita movimiento de piedra, se adopta un valor b =1.4

∆ Densidad Relativa del material ===>

Densidad de la roca

g Densidad del agua ƒ= Factor de talud

V Velocidad media, m/s q = Angulo del Talud

g Aceleracion Gravedad : 9.81 f = Angulo de Friccion Interna del material.

g Velocidad Media f Talud q ∆ ƒTn/m3 Tn/m3 (m/s) (°) (°) (m)

Rio Chicama 2.63 1.00 Err:504

3 8.00 ° 2.00

2 6.57 ° 1.63 0.687 Err:504

Porcentaje Diámetro de la roca, m100 <= Err:504 = Err:504 m50 > Err:50480 > Err:504

gs

Sección Hidráulica

gs d50

Dcalculado = D50

D60 =D40 =

1Z1

d50=bΔ∗V

2

2g∗1f f=√1− sen2θsen2φ

Δ=γ S−γγ