ANALISIS DE DRENAJE TRANSVERSAL Y

LONGITUDINAL CARRETERA CENTRAL - TRAMO 1 Km

MATUCANA

SALIDA DE CAMPO N1

HH433 G

INTEGRANTES:

AMAYA OCHOA Ronal Alex 20091038K

ALVARADO VILLANUEVA Giordan Josue 20091064A

GARCA ROJAS Jhonatan Edwar 20092519B

UCHASARA HUARACHI Marylin Rubi 20092537K

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL DEPARTAMENTO ACADEMICO DE HIDRAULICA

NDICE

1. INTRODUCCIN

1.1 ANTECEDENTES .

1.2 OBJETIVOS ..

2. METODOLOGA

2.1 MARCO CONCEPTUAL ...

2.2 EVALUACIN .

3. ZONA DE ESTUDIO

3.1 UBICACIN .

3.2 TOPOGRAFA .

3.3 METEREOLOGIA .

3.4 TRAZO DE LA CARRETERA ...

4. RECOPILACIN Y REVISIN DE INFORMACIN

4.1 FUENTES PRIMARIAS...

4.2 REVISIN Y ANLISIS DE LA INFORMACIN.

5. INVENTARIO DE ELEMENTOS EXPUESTOS

5.1 EXPOSICIN FSICA.

5.2 OBRAS DE DRENAJE EXPUESTAS ...

6. EVALUACIN: PROPUESTA DE MEJORA

6.1 OBRAS DE DRENAJE ..

7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

8. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

ANEXOS.

ANEXO A. MAPAS

ANEXO B. FICHAS DE EVALUACION DE CAMPO

1. INTRODUCCIN

1.1 ANTECEDENTES

El presente informe, est orientado al anlisis de estructuras de drenaje, estas que son

capaces de mitigar los efectos ocasionados por grandes concentraciones de agua,

relacionadas a fenmenos meteorolgicos, mediante un sistema de drenaje con un

funcionamiento eficiente para la carretera comprendida entre Lima Chosica

Matucana.

Respecto a drenaje transversal, este sistema, comprende la proyeccin de puentes y

pontones para dar continuidad al paso de ros y arroyos que cruzan la va proyectada.

Adems, se contempla la proyeccin de alcantarillas a lo largo de la va, para drenar

flujos de quebradas y pequeas formaciones topogrficas que acumulan agua.

Respecto al drenaje longitudinal, este sistema comprende la proyeccin de cunetas

que permitan captar, transportar y descargar convenientemente el agua proveniente

de la va y de taludes contiguos a la va.

Las recomendaciones, fundamentos tcnicos y restricciones para el diseo de

estructuras de drenaje de este informe, se basan en el Manual de Hidrologa,

Hidrulica y Drenaje hecho por el MTC.

1.2 OBJETIVOS

El presente estudio tiene como objetivos generales:

Identificacin de los distintos tipos de obras realizadas en la zona de estudio,

tales como alcantarillas, cunetas, puentes, pontones, etc.

Elaborar un nuevo sistema de drenaje de la carretera Central Chosica-

Matucana, logrando optimizar: servicios, recursos humanos y econmicos; y as

alcanzar el desarrollo de la regin analizada para el tramo que sea necesario.

Presentacin de los detalles constructivos en cada uno de las obras que se

logran ver, mediante las fichas tcnicas anexadas.

Evaluar la informacin disponible (cartas nacionales, imgenes satelitales,

fichas tcnicas, etc.) para realizar la nueva propuesta.

Presentacin de los planos necesarios.

CAPITULO 2 METODOLOGA

APLICACIN DEL NUEVO DISEO DE DRENAJE

Dependiendo al estado actual de la carretera Central Chosica Matucana, segn lo

descrito en el presente informe, para el estado del pavimento, se presenta como sigue

en el cuadro 01:

Cuadro N 01. Condicin actual del pavimento

Tramo de carretera Progresiva

(Km.) Condicin de la carretera

Carretera Central - Cruce Alcantarilla 56 + 566 buenas condiciones

Carretera Central Puente Esperanza 57 + 180 buenas condiciones

Carretera Central Puente Collana 76 + 000 condiciones moderadas

Carretera Central 22 implantacin de un nuevo trazo

Carretera Central - requiere proyecto completo de ingeniera

Carretera Central 15 requiere un nuevo trazo

Carretera Central 15 alto grado de deterioro

Carretera Central 7 buenas condiciones

La clasificacin es:

Una condicin buena o moderada del pavimento se asocia a un sistema de

drenaje eficiente donde la necesidad se limita a limpieza y mantenimiento de

las estructuras existentes.

Una condicin precaria o de alto grado de deterioro del pavimento se

asocia a un sistema de drenaje vial inexistente, insuficiente, ineficiente o

deteriorado.

El requerimiento de la mejora para ciertos tramos implica un sistema de drenaje

completo para la carretera diseada

DIMENSIONAMIENTO DE LAS OBRAS DE DRENAJE

El dimensionamiento de las obras de drenaje, est basado en los resultados de campo

recopilados en una previa visita de la zona de estudio. Adems,

Para cada tipo de estructura diseada, se dan alcances sobre los periodos de retorno

adecuados que deben adoptarse como mnimo.

PERIODO DE RETORNO ADOPTADO:

Los periodos de retorno recomendados dependiendo del tipo de estructura a

proyectar (MTC, 2008), se detallan a continuacin:

- Cunetas, zanjas y alcantarillas de alivio: periodo de retorno no menor a 10 aos.

- Alcantarillas de paso para caadas y arroyos pequeos: periodo de retorno no

menor a 50 aos.

- Puentes y pontones: periodo de retorno no menor a 100 aos.

Figura N 1 Puente Esperanza

CAPITULO 3 ZONA DE ESTUDIO

3.1 UBICACIN

La carretera Central, est ubicada en el distrito de Chosica, Provincia Lima,

Departamento de Lima, ubicada geogrficamente en la regin Costa en las

coordenadas 762235 y 762407 de longitud Oeste del Meridiano de Greenwich;

114638 y 115020 de latitud Sur.

El tramo analizado se dio desde la progresiva 56+566 Km hasta el 79+420 km de la

carretera central, teniendo una longitud de 22,854 km con una pendiente promedio

de 7% aproximadamente.

3.2 TOPOGRAFA

La va entre Chosica y Matucana, se desarrolla en zonas de topografa plana en toda

extensin de las pampas. A partir de ese punto, la topografa se vuelve accidentada

pasando por las localidades de San Bartolom, donde la geometra de la carretera

presenta gran cantidad de curvas de volteo.

Altimtricamente la carretera se desarrolla en el primer sub-tramo por zonas de gran

altitud (sierra baja) de 1,800 a 3,000 m.s.n.m. para lego descender hacia la ciudad de

Chosica que se encuentra a 1,530 m.s.n.m. aproximadamente.

Figura N 2 Mapa de Ubicacin

Figura N 3 Clculo de la Pendiente del tramo analizado

3.3 METEREOLOGIA

El clima caracterstico de la zona alta y en la parte baja va de templado a clido con

presencia de fuertes precipitaciones pluviales.

Temperatura

Las temperaturas medias anuales registradas son 19.8C en Chosica y 14.5C en

Matucana, respectivamente. Las temperaturas medias mensuales varan de 14.1C a

15.2C en la estacin Matucana.

Humedad

La humedad media anual tiene rangos de 71% en Chosica y 67% en Matucana.

Velocidad y direccin del viento

La velocidad del viento mensual flucta en un rango de 13.0 km/da a 17.2 km/da en

Matucana. Observndose una constante direccin de viento SO en Matucana.

Evaporacin

La evaporacin medio anual vara principalmente con las horas de sol y la humedad

relativa. La mayor evaporacin es 4.6 mm/da y ha sido registrada en Matucana,

mientras que la menor evaporacin vara entre la estacin Chosica y Santa Eulalia.

Figura N 4 Estaciones Hidrometereologicos de la zona de estudio - SENAMHI

Chosica Matucana

Temperatura 19.8C 14.5C

Humedad 71% 67%

Velocidad y direccin del viento - 13.0 - 17.2 km/da

Evaporacin - 4.6 mm/da

3.4 TRAZO DE CARRETERA

Predominantemente el trazo entre la zona de Chosica Matucana presenta buenas

caractersticas geomtricas con curvas circulares, las mismas que presentan peraltes y

sobreanchos adecuados.

Figura N 5 Tramo analizado (inicio - final) de un 1 Km

Chosica Santa Eulalia

Matucana

Geomtricamente la carretera presenta buenas caractersticas, gracias a las mejoras

realizadas en determinados sectores, sobre todo en las zonas afectadas por la

presencia de erosin en algunas zonas siendo mnimas.

Figura N 6 Carretera Central - 79 km se aprecia reparaciones para que las precipitaciones no erosionen la carretera mediante infiltracin.

CAPITULO 4 RECOPILACIN Y REVISIN

DE INFORMACIN

4.1 FUENTES PRIMARIAS

Para el desarrollo del estudio de evaluacin del sistema de drenaje en el tramo de la

carretera central se procedi a la recopilacin y revisin de la siguiente informacin

primaria:

Estudio Integral de los Recursos Hdricos de la cuenca del rio.

Informe sobre el estudio hidrolgico de identificacin de zonas de riesgo.

Cartas Nacionales IGN (1/100,000) con sistema de coordenadas UTM referidas

al Datum WGS 84. Cuadrngulo de Chosica (Hoja 24J) y Cuadrngulo de

Matucana (Hoja 24K).

Registro hidrometereologicos del SENAMHI.

Imgenes Satelitales

4.2 REVISION Y ANALISIS DE LA INFORMACION

En el mbito territorial correspondiente a la cuenca del rio Rmac, donde se ubica la

ciudad de Matucana y Chosica, se observan las siguientes caractersticas.

4.2.1 SOBRE LA GEOLOGIA

Las rocas existentes en la cuenca del Ro Rmac han sufrido diferentes fases

tectnicas habindolas fallado, fracturado y plegado.

Los procesos geolgicos que le han causado ms daos a la cuenca son las llocllas

huaycos (flujos de detritos) y los desbordamientos del rio Rmac. Estos fenmenos

inciden principalmente en la carretera central.

En los meses de fuertes precipitaciones pluviales (Enero, Febrero, Marzo), estos

fenmenos provocan el caos, tanto en el abastecimiento alimenticio a los

mercados de Lima, as como el desabastecimiento de combustible a los pueblos

de la Sierra Central. Estos fenmenos se acentan durante los eventos del

Fenmeno de El Nio.

Huaycos Llocllas

Los efectos de estos fenmenos no solo son locales, ya que generan situaciones de

riesgo, tales como represamientos momentneos, inundaciones y erosin de

riberas.

El termino lloclla en quechua significa masa de agua y material rocoso mezclado

en movimiento. Huayco en quechua significa quebrada.

Las variables que determinan la ocurrencia de los huaycos en la cuenca del rio

Rmac son: precipitaciones pluviales abundantes, presencia de grandes masas de

materiales sueltos en las vertientes y lecho de las quebradas, aridez del lugar y las

fuertes pendientes tanto de las quebradas como de los terrenos.

Las acciones preventivas para mitigar este proceso son: Forestacin, Construccin

de diques reguladores, canalizar y limpiar peridicamente el cauce de la

quebrada.

Figura N 7 La Quebrada de Paihua es uno de los lugares mas crticos en la localidad de Huaripachi, ya que es muy frecuente los derrumbes y deslizamiento en el lugar.

CAPITULO 5 INVENTARIO DE ELEMENTOS

5.1 PUENTES

Los puentes analizados se encuentran ubicados en una zona de topografa variable y

muy pronunciada, ondulado a montaoso, teniendo una zona accidentada.

5.1.1 PUENTE ESPERANZA

Ubicada en el kilmetro 57+180, tiene un rea de cuenca de 26.6 km2 con una

longitud promedio de 9.42 km.

El cauce presenta una seccin muy erosionada en el curso del rio, por lo que podemos

notar que es joven adems de traer poca agua y tiene una pendiente muy

pronunciada.

Figura N 8 Delimitacin de la cuenca que se presenta en el puente esperanza

Figura N 9 Seccin promedio del cauce

Viendo que la cuenca presenta material de bolonera de 1 5 de dimetro, adems

de presentar vegetacin en la zona. En cuanto al sistema de drenaje que este

presenta se considera un buen sistema no ha presentado inconvenientes.

En los taludes presentados en los mrgenes del cauce, son muy empinados por lo que

se pudo ver la erosin que causa el agua en este caso fue por el deposito que se

present aguas arriba del puente.

Figura N 10 Sistema de drenaje del puente esperanza

Zona erosionada por

presencia de hileras de agua

Figura N 11 Taludes empinados, tienen una alta vulnerabilidad

5.1.2 PUENTE COLLANA

Con una longitud de 150 metros, este puente posee una carga mxima de 48

toneladas.

Figura N 12 Vista del puente Collana - Cesel

Vemos que este puente presenta un sistema de drenaje transversal del tipo triangular.

Avanzando hacia el puente podemos notar una transicin, que en su posterioridad

viene acompaado de una descarga hacia el puente.

5.1 ALC

Figura N 14 El puente esperanza cuenta con una descarga de cuneta, teniendo como material el hormign

Figura N 13 Cuneta triangular - presenta una acumulacin de basura el cual refleja que su mantenimiento no es muy frecuente.

El puente, tiene una proteccin de emboquillado , vindose dicha proteccin en

lugares cercanos al puente y en la parte aguas arriba solo presenta rocas.

Proteccin con rocas sin

ningn tipo de cementante

Proteccin de emboquillado - RIP

Figura N 15 Se muestra de manera ilustrativa la proteccin que presenta el puente

QUEBRADA PAIHUA

El tramo de la carretera Central en el kilmetro 76+000, se presenci la retencin de

sedimentos que se presenta a lo largo del cauce y como hay muchas zonas

vulnerables de una magnitud alta de riesgo, a fin de prever su adecuado

funcionamiento para reducir la velocidad y el caudal de los flujos en su

desplazamiento, ante eventos extraordinarios. Recomendamos una estructura de

proteccin de taludes para que no siga con la acumulacin de sedimentos o reduzca

de forma considerable dicho volumen; con el fin de canalizar el cauce adems de

una limpieza frecuente por parte de los pobladores.

Como se denota en la figura el material de la quebrada sus partculas tiene un

comportamiento catico en su composicin, lo que denota un material de huayco.

Figura N 17 Identificacin de Peligros

Figura N 16 Mapa de Ubicacin - Quebrada de Paihua

CAPITULO 6 EVALUACIN:

PROPUESTA DE MEJORA

4.1 FUENTES PRIMARIAS

Para el desarrollo del estudio de evaluacin del sistema de drenaje en el tramo de la

CONCLUSIONES

En la salida de campo se priorizaron los de mayor importancia, aquellos que podran

afectar considerablemente, la carretera. La mayora son de reparaciones menores

que podran seguir las instituciones pertinentes.

Se requiere hacer consciencia en la comunidad para que no destruyan ni

obstaculicen las obras de drenaje principalmente las cunetas que las rompen para

evacuar las aguas de sus propiedades, dejndolas vulnerables a erosionarse ya que

no le dan el acabado necesario para evitar esto.

Deben resolver necesariamente el problema de tajo abierto debido a que en muchas

zonas de la carretera hay lavados de carros que utilizan el agua de rio, por lo que

constantemente estn en presencia de agua; esto en su posterioridad se puede

agravar teniendo la posibilidad de un fallo por infiltracin de aguas.

Debido a la diversidad de lluvias que se presentan en nuestro territorio, las soluciones

tambin tienen una gran variedad de alternativas, teniendo clculos y diseos

diferentes en las distintas zonas de la carretera.

Si bien las diferentes posibilidades de diseo de drenaje ya estn dadas, es necesario

disear el sistema de drenaje para cada tramo que se definir de acuerdo al medio

fsico que la rodea, ya que servira de mucho para evitar problemas posteriores.

ANEXO A

MAPAS TEMTICOS

ANEXO B

FICHAS TENICAS

ANEXO C

FOTOS