Documentación drenaje

DRENAJE EN OBRAS LINEALES. DICIEMBRE 2.004

NDICE

1. INTRODUCCIN Y ASPECTOS GENERALES.................................................................................... 3

2. NORMATIVA. ............................................................................................................................................ 8

3. DESARROLLO DEL ANEJO DE DRENAJE. ........................................................................................ 9

3.1. ESTRUCTURA. ......................................................................................................................................... 9 3.2. INTRODUCCIN..................................................................................................................................... 10 3.3. DRENAJE TRANSVERSAL. ...................................................................................................................... 13

3.3.1. Dimensionamiento hidrulico...................................................................................................... 15 3.3.2. Disposicin de las obras. ............................................................................................................. 18 3.3.3. Comprobacin de las obras de drenaje transversal y protecciones contra la erosin local. ...... 21

3.4. DRENAJE LONGITUDINAL...................................................................................................................... 25 3.4.1. Estimacin de los caudales a desaguar. ...................................................................................... 27 3.4.2. Drenaje del desmonte................................................................................................................... 29

3.4.2.1. Cuneta de desmonte............................................................................................................................... 30 3.4.2.2. Cuneta de guarda. .................................................................................................................................. 32

3.4.3. Drenaje del terrapln................................................................................................................... 34 3.4.4. Drenaje de la mediana................................................................................................................. 35 3.4.5. Colectores. ................................................................................................................................... 37 3.4.6. Clculos hidrulicos. ................................................................................................................... 39 3.4.7. Otros elementos de drenaje longitudinal. .................................................................................... 40

3.5. ESTUDIO DE LAS ESTRUCTURAS SOBRE CAUCES DE IMPORTANCIA........................................................ 41 3.6. DRENAJE SUBTERRNEO....................................................................................................................... 45 3.7. DRENAJE DE TNELES........................................................................................................................... 47 3.8. ELEMENTOS DE DRENAJE SINGULARES. ................................................................................................ 48

3.8.1. Tratamiento de dolinas. ............................................................................................................... 48 3.8.2. Balsas de dilucin. ....................................................................................................................... 49

3.9. APNDICES. .......................................................................................................................................... 51 3.9.1. Apndice N1: Inventario de obras de drenaje y estructuras existentes. ..................................... 51 3.9.2. Apndice N2: Estudio hidrulico de la avenida de periodo de retorno de 500 aos. ................ 53

JORNADAS SOBRE CLIMATOLOGA E HIDROLOGA. DRENAJE EN OBRAS LINEALES. PAG. 1


3.9.2.1. Consideraciones previas. ....................................................................................................................... 53 3.9.2.2. Caudal de avenida de periodo de retorno de 500 aos........................................................................... 55 3.9.2.3. Aplicacin del programa HEC-RAS. .................................................................................................... 56 3.9.2.4. Conclusiones y resumen de resultados. ................................................................................................. 60 3.9.2.5. Apndice N3: Otros.............................................................................................................................. 62



1. Introduccin y aspectos generales.

Uno de los aspectos importantes a considerar en el Proyecto de obras lineales es el relativo al estudio y definicin de las obras y elementos de evacuacin de las aguas de escorrenta superficial que inciden sobre el trazado de dichas obras lineales, tanto por interseccin de los cauces naturales o artificiales que discurren por la zona, como por afluencia lateral de dichas escorrentas desde los terrenos adyacentes.

Dicho estudio se recoge dentro del Documento N1: Memoria y Anejos a la Memoria, formando parte de los Anejos a la Memoria, bajo la denominacin de Anejo de Drenaje.

El Anejo de Drenaje se fundamenta en los datos hidrolgicos obtenidos en el Anejo de Climatologa e Hidrologa. Tanto la caracterizacin de las cuencas interceptadas por la traza, como las precipitaciones mximas diarias asociadas a las mismas y la estimacin de los caudales de diseo de cada cuenca para los diferentes periodos de retorno, se consideran datos bsicos para el dimensionamiento de todos los elementos de drenaje de la obra lineal a proyectar (carretera, autova, lnea ferroviaria, etc.).

A grandes rasgos puede decirse que el objeto principal del Anejo de Drenaje es el estudio y definicin de una completa red de drenaje (obras de drenaje transversal, elementos de drenaje longitudinal, subterrneo...) que permita asegurar el correcto desage de las aguas de escorrenta superficial que inciden sobre el trazado de las obras lineales proyectadas, y resuelvan tanto la afluencia lateral de dichas escorrentas desde los terrenos adyacentes como los cruces con los distintos cauces fluviales interceptados.

Adems de la definicin de la red de drenaje de la obra lineal proyectada, el anejo incluye el estudio hidrulico de la avenida de periodo de retorno de 500 aos en la zona de cruce de la traza sobre los cauces de mayor entidad y el anlisis de las estructuras a disponer sobre dichos cauces, utilizando el programa informtico HEC-RAS.

Los objetivos principales del Anejo de Drenaje pueden resumirse en los siguientes puntos:

9 Detallar la metodologa utilizada y los clculos realizados para la definicin de los distintos elementos de drenaje de la obra a proyectar: drenaje transversal, drenaje longitudinal, drenaje subterrneo, drenaje de tneles...



9 Inventariar las estructuras y obras de fbrica existentes, a fin de determinar su posible aprovechamiento o ampliacin de glibo o seccin hidrulica, en el caso de que el proyecto se trate del acondicionamiento y mejora de una va ya existente. Asimismo, dicho inventario debe permitir comparar las obras de drenaje existentes en la actualidad sobre los cauces y vaguadas de la zona de estudio, con las obras de drenaje de nuevo dimensionamiento y obtener as las oportunas conclusiones.

9 Definicin completa y dimensionamiento hidrulico de las obras de drenaje transversal que permitan la circulacin del agua de escorrenta de ros, arroyos y vaguadas que se vean interceptados por la traza de la obra lineal (carretera, autova, lnea frrea, etc.) a proyectar o bien por los caminos o carreteras de enlace con la misma en las proximidades de las intersecciones definidas.

9 Definicin y clculo hidrulico de una red de drenaje superficial que garantice la evacuacin de la escorrenta superficial de la plataforma y de los mrgenes que viertan hacia ella, mediante un sistema de cunetas que desagen en rgimen libre y otros elementos de drenaje complementarios (arquetas, colectores, bordillos, bajantes...).

9 Estudio hidrulico de la avenida de periodo de retorno de 500 aos en la zona de cruce de la traza sobre los cauces de mayor entidad y anlisis de las estructuras a disponer sobre dichos cauces, utilizando el programa informtico HEC-RAS. De este modo, se determina la avenida de inundacin, la luz de las estructuras, el rgimen de funcionamiento hidrulico del ro, la sobreelevacin y la cota a la que han de colocarse las estructuras de cruce sobre los cauces interceptados.

9 Diseo del sistema de drenaje subterrneo que se precise para evacuar el agua infiltrada en el firme y rebajar el nivel fretico en aquellos puntos en los que es alto.

9 Proyeccin del drenaje de los tneles existentes, de modo que sea posible recoger el caudal de escorrenta subterrnea generado y el caudal provocado por un vertido accidental sobre la calzada del tnel o el ocasionado por el mantenimiento y limpieza del mismo.



9 Estudio de los elementos de drenaje singulares necesarios para el correcto funcionamiento de la red de drenaje general proyectada (diseo de balsas de dilucin, tratamiento de dolinas, etc.).

El alcance de este estudio, al igual que el estudio climtico e hidrolgico, abarca la zona cercana a la traza de la obra lineal a proyectar y la extensin territorial que forma parte de las cuencas, cuyo caudal recogido despus de producirse precipitaciones en las mismas, vierte sobre la traza.

Adems de la metodologa que se explicar con detalle posteriormente, existen dos conceptos preliminares que deben ser cumplidos estrictamente en cada uno de los Anejos de Drenaje redactados por Apia XXI, S.A. Estos dos conceptos son los siguientes:

1. Ser preciso e imprescindible un intercambio fluido de informacin entre el Departamento de Hidrulica y Tecnologa del Medio de Apia XXI, S.A. y el resto de departamentos de la empresa involucrados en el proceso de redaccin del Proyecto de Construccin, con el fin de asegurar una correcta coordinacin de los trabajos y la elaboracin de una informacin congruente y conexa.

2. Se mantendrn todos los contactos necesarios con los organismos autonmicos y municipales con competencia o intereses en el territorio afectado por la obra objeto de estudio, as como con organismos de la Administracin del Estado, que puedan aportar informacin de inters para la redaccin del Anejo.

La metodologa a utilizar en el procedimiento de redaccin del Anejo de Drenaje, est basada en las recomendaciones de la Instruccin 5.2.-I.C: Drenaje Superficial del M.O.P.U. (1.990), en la Instruccin 5.1.-I.C.: Drenaje del M.O.P.U. (1.982), en las Instrucciones y Recomendaciones sobre Climatologa, Hidrologa y Drenaje del Gestor de Infraestructuras Ferroviarias, en las Normas RENFE - Va de Estudios de Hidrologa y de Realizacin de Drenajes y Capas Anticontaminantes (1.982) y en el resto de publicaciones especficas relacionadas con la materia (Normas Tcnicas para Carreteras de Vizcaya BAT del Departamento de Obras Hidrulicas y Transportes de la Direccin General de Obras Hidrulicas de la Diputacin Foral de Vizcaya (1.986), Coleccin de Pequeas Obras de Paso del M.O.P.U. (1.986), Control de erosin fluvial en puentes del Ministerio de Obras Pblicas y Transportes (1.988), etc.).



Tambin se tienen en cuenta las indicaciones recogidas en la Declaracin de Impacto Ambiental correspondiente al Proyecto acerca de otros requerimientos de carcter tcnico o ambiental a considerar en el Proyecto.

Asimismo, se tienen presentes los criterios de diseo para el drenaje de los diferentes organismos y Confederaciones Hidrogrficas con competencia en la zona de estudio (Normas para el clculo hidrulico de obras de fbrica sobre cauces naturales (1.996) de la Confederacin Hidrogrfica del Ebro, etc.), y se cuida que todos los clculos y procedimientos empleados sean acordes con la normativa estatal vigente.

En lo que respecta a su contenido, el Anejo de Drenaje comienza con una breve Introduccin, en la que se define el objeto y alcance del mismo, la normativa y las publicaciones en las que se fundamenta la metodologa empleada, as como un breve repaso de los principales aspectos del drenaje desarrollados en l (drenaje transversal, drenaje longitudinal, drenaje subterrneo, drenaje de tneles, elementos de drenaje singulares, estudios hidrulicos asociados a la avenida de periodo de retorno de 500 aos, apndices, etc.).

El segundo bloque del anejo, Drenaje Transversal, aborda la definicin y dimensionamiento hidrulico de las obras de drenaje transversal necesarias para el adecuado funcionamiento de la red de drenaje, indicando los criterios adoptados para su disposicin en planta y en alzado de modo que se eviten problemas de aterramiento por insuficiencia de pendiente y de erosin por exceso de ella, el anlisis de erosiones y aterramientos, el periodo de retorno de diseo, y la tipologa y caractersticas ms relevantes de dichas obras.

A continuacin se procede a la definicin de la red de Drenaje Longitudinal que permita evacuar la escorrenta superficial de la plataforma y de los mrgenes que viertan hacia ella, mediante un sistema de cunetas de desmonte, cunetas de guarda, cunetas de pie de terrapln, arquetas, colectores, drenes-colector, bajantes y otros elementos de drenaje que completen el sistema de drenaje superficial.

Seguidamente, se analiza el Drenaje Subterrneo, el Drenaje de Tneles y cualquier otra singularidad que se presente en la red de drenaje diseada (presencia de dolinas, diseo de balsas de dilucin...). Anlogamente, se efecta un Estudio de las estructuras a implantar sobre cauces de importancia.



Por ltimo, a modo de Apndices, se incluye en primer lugar un completo inventario de las estructuras y obras de fbrica existentes en la zona de estudio, que se presenta como Apndice N1.

En segundo lugar, se recoge el Apndice N2, en el que se realiza el estudio hidrulico de la avenida de periodo de retorno de 500 aos en la zona de cruce de la traza sobre los cauces de mayor entidad, as como el anlisis de las estructuras a disponer sobre dichos cauces, utilizando el programa informtico HEC-RAS.

Finalmente, se presenta tambin como Apndice, cualquier otro tipo de informacin complementaria que sea de inters para el proyecto que se redacta. Por ejemplo, cuando la traza de la obra lineal atraviese una zona de riegos o numerosos canales o acequias, conviene realizar un inventario de los canales de riego y acequias existentes susceptibles de ser afectados por el trazado proyectado.

Para concluir esta exposicin de las consideraciones generales a tener en cuenta en la redaccin del Anejo de Drenaje, hay que sealar que adems del contenido bsico del estudio que se acaba de resumir brevemente, en el caso de que se considere oportuno, pueden incluirse otros apartados y apndices que de acuerdo con los requerimientos del Pliego de Prescripciones Tcnicas del Contrato, completen el estudio de drenaje que se realiza.



2. Normativa.

El Anejo de Drenaje se redacta en funcin de lo establecido en el Pliego de Prescripciones Tcnicas correspondiente al Proyecto de Construccin a elaborar, emitido por el organismo contratante de los trabajos objeto de redaccin, y siempre dentro del marco de la legislacin actualmente vigente en Espaa en relacin con el tipo de Proyecto a desarrollar (carretera, lnea ferroviaria, etc.).

El dimensionamiento hidrulico del sistema de drenaje se realiza tomando como referencia las recomendaciones recogidas en relacin al mismo en la Instruccin 5.2.-I.C: Drenaje Superficial del M.O.P.U. (1.990), en la Instruccin 5.1.-I.C.: Drenaje del M.O.P.U. (1.982), en las Instrucciones y Recomendaciones sobre Climatologa, Hidrologa y Drenaje del Gestor de Infraestructuras Ferroviarias, en las Normas RENFE - Va de Estudios de Hidrologa y de Realizacin de Drenajes y Capas Anticontaminantes (1.982) y en el resto de publicaciones especficas relacionadas con la materia (Normas Tcnicas para Carreteras de Vizcaya BAT del Departamento de Obras Hidrulicas y Transportes de la Direccin General de Obras Hidrulicas de la Diputacin Foral de Vizcaya (1.986), Coleccin de Pequeas Obras de Paso del M.O.P.U. (1.986), Control de erosin fluvial en puentes del Ministerio de Obras Pblicas y Transportes (1.988), etc.).

Tambin se deben tener en cuenta las indicaciones recogidas en la Declaracin de Impacto Ambiental correspondiente al Proyecto acerca de otros requerimientos de carcter tcnico o ambiental a considerar en el Proyecto.

Asimismo, se tienen presentes los criterios de diseo para el drenaje de los diferentes organismos y Confederaciones Hidrogrficas con competencia en la zona de estudio (Normas para el clculo hidrulico de obras de fbrica sobre cauces naturales (1.996) de la Confederacin Hidrogrfica del Ebro, etc.).

Adems de todo ello Apia XXI, S.A. atiende a la legislacin vigente y especfica de cada Comunidad Autnoma de Espaa, en lo relativo a las materias anteriores, y segn el tipo de proyecto y del promotor del mismo, a las normas y criterios marcados por el organismo contratante. De igual manera, se tiene presente el mbito legal a nivel europeo.



3. Desarrollo del Anejo de Drenaje.

3.1. Estructura.

Como se ha comentado ya en el apartado inicial, la estructura que sigue el Anejo de Drenaje es la siguiente:

1. Introduccin.

2. Drenaje transversal.

2.1. Dimensionamiento hidrulico.

2.2. Disposicin de las obras.

2.3. Comprobacin de las obras de drenaje transversal y protecciones contra la erosin local.

3. Drenaje longitudinal.

3.1. Estimacin de los caudales a desaguar.

3.2. Drenaje del desmonte.

3.3. Cuneta de desmonte.

3.4. Cuneta de guarda.

3.5. Drenaje del terrapln.

3.6. Colectores.

3.7. Clculos hidrulicos.

3.8. Otros elementos del drenaje longitudinal.

4. Estudio de las estructuras sobre cauces de importancia.

5. Drenaje subterrneo.

6. Drenaje de tneles.

7. Elementos de drenaje singulares.



8. Apndices:

Apndice N1: Inventario de obras de drenaje y estructuras existentes.

Apndice N2: Estudio hidrulico de la avenida de periodo de retorno de 500 aos.

Apndice N3: Otros (por ejemplo, Inventario de acequias y canales existentes).

En los posteriores apartados se detallan las instrucciones, recomendaciones y

directrices bsicas a tener en cuenta en la redaccin de cada uno de estos puntos del Anejo.

3.2. Introduccin.

La Introduccin del Anejo de Drenaje debe definir con claridad y precisin el objeto y alcance de los contenidos a desarrollar en el mismo, as como cualquier otro aspecto de inters que afecte al Anejo.

En lneas generales, los objetivos principales perseguidos por dicho Anejo, son los que se enumeran y describen brevemente a continuacin:

9 Detallar la metodologa utilizada y los clculos realizados para la definicin de los distintos elementos de drenaje de la obra a proyectar: drenaje transversal, drenaje longitudinal, drenaje subterrneo, drenaje de tneles...

9 Inventariar las estructuras y obras de fbrica existentes, a fin de determinar su posible aprovechamiento o ampliacin de glibo o seccin hidrulica, en el caso de que el proyecto se trate del acondicionamiento y mejora de una va ya existente. Asimismo, dicho inventario debe permitir comparar las obras de drenaje existentes en la actualidad sobre los cauces y vaguadas de la zona de estudio, con las obras de drenaje de nuevo dimensionamiento y obtener as las oportunas conclusiones.

9 Definicin completa y dimensionamiento hidrulico de las obras de drenaje transversal que permitan la circulacin del agua de escorrenta de ros, arroyos y vaguadas que se vean interceptados por la traza de la obra lineal (carretera,



autova, lnea frrea, etc.) a proyectar o bien por los caminos o carreteras de enlace con la misma en las proximidades de las intersecciones definidas.

9 Definicin y clculo hidrulico de una red de drenaje superficial que garantice la evacuacin de la escorrenta superficial de la plataforma y de los mrgenes que viertan hacia ella, mediante un sistema de cunetas que desagen en rgimen libre y otros elementos de drenaje complementarios (arquetas, colectores, bordillos, bajantes...).

9 Estudio hidrulico de la avenida de periodo de retorno de 500 aos en la zona de cruce de la traza sobre los cauces de mayor entidad y anlisis de las estructuras a disponer sobre dichos cauces, utilizando el programa informtico HEC-RAS. De este modo, se determina la avenida de inundacin, la luz de las estructuras, el rgimen de funcionamiento hidrulico del ro, la sobreelevacin y la cota a la que han de colocarse las estructuras de cruce sobre los cauces interceptados.

9 Diseo del sistema de drenaje subterrneo que se precise para evacuar el agua infiltrada en el firme y rebajar el nivel fretico en aquellos puntos en los que es alto.

9 Proyeccin del drenaje de los tneles existentes, de modo que sea posible recoger el caudal de escorrenta subterrnea generado y el caudal provocado por un vertido accidental sobre la calzada del tnel o el ocasionado por el mantenimiento y limpieza del mismo.

9 Estudio de los elementos de drenaje singulares necesarios para el correcto funcionamiento de la red de drenaje general proyectada (diseo de balsas de dilucin, tratamiento de dolinas, etc.).

Adems se debe hacer mencin de la normativa y publicaciones en las que se fundamenta la metodologa empleada en la elaboracin del Anejo. En trminos generales, la metodologa a utilizar en el procedimiento de redaccin del Anejo de Drenaje, est basada en las recomendaciones de la Instruccin 5.2.-I.C: Drenaje Superficial del M.O.P.U. (1.990), en la Instruccin 5.1.-I.C.: Drenaje del M.O.P.U. (1.982), en las Instrucciones y Recomendaciones sobre Climatologa, Hidrologa y Drenaje del Gestor de Infraestructuras Ferroviarias, en las Normas RENFE - Va de Estudios de Hidrologa y de Realizacin de Drenajes y Capas Anticontaminantes (1.982) y en el resto de



publicaciones especficas relacionadas con la materia (Normas Tcnicas para Carreteras de Vizcaya BAT del Departamento de Obras Hidrulicas y Transportes de la Direccin General de Obras Hidrulicas de la Diputacin Foral de Vizcaya (1.986), Coleccin de Pequeas Obras de Paso del M.O.P.U. (1.986), Control de erosin fluvial en puentes del Ministerio de Obras Pblicas y Transportes (1.988), etc.).

Tambin se tienen en cuenta las indicaciones recogidas en la Declaracin de Impacto Ambiental correspondiente al Proyecto acerca de otros requerimientos de carcter tcnico o ambiental a considerar en el Proyecto.

Asimismo, se tienen presentes los criterios de diseo para el drenaje de los diferentes organismos y Confederaciones Hidrogrficas con competencia en la zona de estudio (Normas para el clculo hidrulico de obras de fbrica sobre cauces naturales (1.996) de la Confederacin Hidrogrfica del Ebro, etc.), y se cuida que todos los clculos y procedimientos empleados sean acordes con la normativa estatal vigente.

Los periodos de retorno habitualmente utilizados para el dimensionamiento de todos los elementos de drenaje son los que se recogen en la siguiente tabla, salvo incrementos fijados por la Confederacin Hidrogrfica u Organismo de Cuenca correspondiente o por el Pliego de Prescripciones Tcnicas del Contrato.

TIPO DE ELEMENTO PERIODO DE RETORNO

Elementos de drenaje superficial de la plataforma y mrgenes 25 50 aos

Pasos inferiores con dificultad para desaguar por gravedad 50 aos

Obras de drenaje transversal de caminos y carreteras de enlace 100 aos

Puentes y obras de drenaje transversal del tronco y plataforma 500 aos

Si bien en el drenaje longitudinal de carreteras y autovas se emplea un periodo de retorno de 25 aos (Instruccin 5.2-I.C.), en el caso de lneas frreas de alta velocidad el Gestor de Infraestructuras Ferroviarias (G.I.F.) considera un periodo de retorno de 50 aos, excepto cuando en grandes trincheras sean de temer aguas sucias capaces de contaminar el balasto, en cuyo caso se disea con un periodo de retorno de 100 aos.

Para la comprobacin de las condiciones de desage de una obra de drenaje transversal donde haya posibilidad de daos catastrficos, o para la comprobacin de la



erosin fluvial en apoyos de estructuras, con cimentacin difcil o de coste elevado, el periodo de retorno a adoptar es el de 500 aos.

Por ltimo, en este primer apartado a modo de introduccin, se efecta un breve repaso de los principales aspectos del drenaje desarrollados en el mismo (drenaje transversal, drenaje longitudinal, drenaje subterrneo, drenaje de tneles, elementos de drenaje singulares, estudios hidrulicos asociados a la avenida de periodo de retorno de 500 aos, apndices, etc.).

3.3. Drenaje transversal.

Se incluyen en este apartado todas las obras que permiten la circulacin del agua de escorrenta de ros, arroyos y vaguadas que se ven interceptadas por la traza de la obra lineal (carretera, autova, lnea frrea, etc.) a proyectar o bien por los caminos o carreteras de enlace con la misma en las proximidades de las intersecciones definidas.

En los planos que se incluyen en el Anejo de Climatologa e Hidrologa del Proyecto se encuentra la delimitacin de cada una de las cuencas interceptadas por la traza (de pequea y mediana extensin, y de gran extensin), sealndose todas las divisorias. De igual modo, en dicho anejo se recogen los caudales de diseo asociados a cada una de ellas para los diferentes periodos de retorno.

Previamente a la definicin de las obras de drenaje transversal necesarias, es preciso realizar en campo un inventario de las obras de fbrica existentes, de modo que cuando el trazado del proyecto discurra aprovechando, en todo o en parte, una lnea actual, pueda determinarse qu obras son susceptibles de ser aprovechadas y/o ampliadas. Igualmente, dicho inventario servir de referencia para el dimensionamiento de las nuevas obras de drenaje y se recoger al final del Anejo de Drenaje a modo de Apndice N1.

Una vez determinada la seccin transversal necesaria para cada obra de drenaje, se define su localizacin (tanto en planta como en alzado) y la disposicin de las oportunas protecciones de escollera para evitar la erosin localizada del terreno en la embocadura de entrada de las obras de drenaje y en el punto de reintegro al cauce. Para ello, se siguen las directrices de la Instruccin 5.2.-I.C. en cuanto a la disposicin de las obras y el anlisis de erosiones y aterramientos.



En lo que se refiere a la disposicin en planta de las obras de drenaje transversal se pretende buscar una implantacin coincidente con el cauce natural, al menos en la embocadura de entrada de las obras de drenaje, y se evitan las salidas a medio terrapln mediante bajantes escalonadas, los apoyos heterogneos del cuerpo de la obra, trasvasar aguas de una cuenca a otra y las soleras escalonadas.

El perfil longitudinal de las obras se apoya en el terreno natural, ajustndole al perfil del lecho del cauce cuando es posible. Se busca en todo momento disposiciones que eviten problemas de aterramiento por insuficiencia de pendiente y de erosin por exceso de ella. Para ello, en el encaje de las obras de drenaje, dentro de los posible, suele adoptarse el criterio de limitar la pendiente mxima de la obra a un 10% y la pendiente mnima a un 0,5%. Con rigor, la pendiente mxima admisible en la obra de drenaje estara condicionada por el coeficiente de rozamiento del fondo y las paredes de la misma.

Tanto en el proceso de dimensionamiento de las obras de drenaje transversal como en la eleccin de su tipologa, se tienen en cuenta tambin criterios econmicos.

La obtencin de los caudales de diseo de las distintas cuencas tributarias se realiza en el Anejo de Climatologa e Hidrologa, aunque de cara al dimensionamiento de las obras de drenaje, se considera tambin la aportacin de caudales provenientes de la plataforma y de los desmontes.

El periodo de retorno considerado para las obras de drenaje transversal es el siguiente:

9 Las obras de drenaje de la obra lineal a proyectar (carretera, autova, lnea frrea, etc.) se dimensionan para un periodo de retorno de 500 aos, siguiendo las recomendaciones de la mayor parte de las Confederaciones Hidrogrficas y otros organismos contratantes. Asimismo, las obras de drenaje de los caminos o carreteras de enlace con la va principal se calculan para un periodo de retorno de 100 aos.

9 Los caudales tributarios de la plataforma y desmontes se calculan para un periodo de retorno de 25 aos, que se corresponde con el exigido para los elementos del drenaje longitudinal encargados de recogerlos y canalizarlos hacia las distintas obras de drenaje transversal. En los proyectos de lneas de



ferrocarril de alta velocidad, el periodo de retorno se aumenta hasta 50 aos (criterio del Gestor de Infraestructuras Ferroviarias).

3.3.1. Dimensionamiento hidrulico.

Para el dimensionamiento de las obras de drenaje transversal se utiliza bsicamente la metodologa indicada en la Instruccin 5.2.-I.C: Drenaje Superficial del M.O.P.U. y en la publicacin de la Direccin General de Carreteras del M.O.P.U. Obras pequeas de paso: Dimensionamiento Hidrulico, imponiendo una serie de limitaciones o condiciones. Aunque estas dos publicaciones son las que se toman de referencia habitualmente, segn las caractersticas del Proyecto en redaccin y los requerimientos del Pliego de Prescripciones Tcnicas asociado al mismo, debern tenerse en cuenta otras normativas y publicaciones ya especificadas en el apartado 3.2.1.

Las obras de drenaje transversal deben perturbar lo menos posible la circulacin del agua por el cauce natural, sin excesivas sobreelevaciones del nivel del agua ni aumentos de velocidad que puedan ocasionar erosiones aguas abajo de la obra de fbrica. Siempre que sea posible, se evitan las secciones multicelulares que aumentan la sobreelevacin del nivel del agua.

Por ello, las obras de drenaje transversal se dimensionan de manera que la seccin de control del flujo est a la entrada del conducto de desage, lo que obliga a que la pendiente longitudinal del mismo sea superior a la correspondiente al rgimen crtico para el caudal de diseo (S0 > Sc), y a que la altura de energa especfica (He) del agua en dicho punto no exceda en ms de un 20 % de la del conducto.

Con objeto de facilitar el desage y evitar, en lo posible, el peligro de obstrucciones en la entrada, se adopta como criterio He 1,2 D, siendo:

H h K vge c ec= + +( )1

2

2

He Altura de energa especfica del agua a la entrada del conducto, en metros, medida respecto a la cota de la solera.

D Dimetro del conducto (o altura equivalente en caso de utilizar otra seccin), expresado en metros.



hc Calado crtico del conducto, en metros, para el caudal de diseo.

vc Velocidad crtica en el conducto, en m/s, para el caudal de diseo.

Ke Coeficiente de prdida de carga en la embocadura (estrechamiento de la seccin), cuyo valor se toma 0,5.

En cuanto a la tipologa de diseo de las obras de drenaje se intenta disponer siempre stas apoyadas en el terreno, manteniendo, en lo posible, el desage coincidente con el cauce natural, para que la captacin y reintegro del agua no origine problemas. En los casos en que se considere necesario, se procede a conducir las aguas tanto a la entrada como a la salida de las obras de drenaje mediante zanjas en tierras. Con ello, se consigue encauzar las aguas hasta la embocadura de entrada de las obras de drenaje o bien reintegrar dichas aguas a cauces existentes a la salida de las mismas o bien conducirlas hasta conseguir la cota necesaria para desaguar. Dichas zanjas en tierras se suelen proyectar con seccin trapecial de dimensiones adecuadas para el correcto desage y con taludes 2H:1V.

En los casos en los que las obras de drenaje se pueden apoyar en el terreno natural ajustndose a la alineacin del cauce natural, se consiguen dos ventajas importantes:

9 Simplificacin del proceso constructivo, ya que se eliminan las bajantes escalonadas, y el ritmo de construccin del terrapln no se ve interrumpido por la ejecucin de stas y la colocacin de los tubos, al disponer el conducto en las primeras etapas de construccin del terrapln.

9 Mejora esttica, al eliminarse bajantes escalonadas de alturas importantes que siempre producen un impacto visual importante.

Con este criterio aparecen dos posibles limitaciones:

9 Limitacin a la pendiente longitudinal del conducto, ya que para pendientes elevadas puede ser que el rozamiento entre el conducto y el terreno no sea suficiente y se produzca deslizamiento.

9 Limitacin a la velocidad del agua, para evitar la erosin de la propia obra. De esta manera ha de procurarse que la velocidad del agua no supere los 6 m/s. Para asegurar la autolimpieza de las obras se impone una velocidad mnima de 0,5 m/s, supuesto, en ambos casos, el desage del caudal de diseo.



Aunque cualquier geometra de obra de drenaje podra ser construida in situ, por criterios econmicos y de facilidad constructiva, suelen adoptarse geometras que se ajusten a los tubos y marcos prefabricados existentes en el mercado. Por tanto, como soluciones tipo a efectos de diseo se suelen considerar las siguientes:

Caos de secciones entre 1200 y 1800 mm, que son utilizados con carcter prioritario en todos aquellos casos donde el caudal es suficientemente bajo o la pendiente natural es reducida. La principal ventaja de esta tipologa es su facilidad de ejecucin en obra por lo que, siempre que los caudales lo permitan, se opta por esta solucin. En algunos casos en los que el caudal de las cuencas interceptadas es especialmente bajo, se decide colocar caos de 1200 mm de dimetro con el fin de respetar la dimensin mnima de obra de drenaje transversal en funcin de su longitud exigida en la Instruccin 5.2.-I.C..

Marcos unicelulares o bicelulares de 2 m 2 m, de 2,5 m 2 m, de 3 m 2 m, y de 4 m 2 m para aquellos casos en los que los caudales de diseo son ms elevados o para desaguar los caudales asociados a cauces de mayor entidad. En el proceso de dimensionamiento y eleccin de la tipologa ms adecuada, se elegir sucesivamente el marco de dimensiones inmediatamente superiores cuando el marco anterior presente restricciones, bien por velocidad o por altura de la cota de energa del agua.

Estas secciones se definen teniendo en cuenta el apartado 5.2.2.3 de la Instruccin 5.2.-I.C. que acota la seccin mnima de una obra de drenaje en funcin de su longitud, siempre y cuando esta seccin asegure la evacuacin del caudal de diseo.

Mnima dimensin de una pequea obra de drenaje transversal en funcin de su longitud.

Longitud (m) 3 4 5 10 15

Mnima dimensin (m) 0,6 0,8 1,0 1,2 1,5 1,8

Fuente: Instruccin 5.2-I.C.

Las tipologas sealadas con anterioridad para las obras de drenaje transversal son meramente de referencia. En el caso de que el Pliego de Prescripciones Tcnicas del Contrato estipule otras secciones tipo y dimensiones para dichas obras, el diseo deber



atenerse a los requerimientos del citado Pliego. As, en el caso de proyectos de lneas de alta velocidad, por las peculiaridades de estos ferrocarriles, el tamao mnimo de los conductos se fija con carcter general en 1800 mm y en aquellas circunstancias en las que se planteen problemas, se pueden admitir conductos de dimetro 1500 mm, que tambin son compatibles con operaciones de limpieza eficaces y razonablemente cmodas.

En todos aquellos casos en que es posible, las embocaduras de entrada de las obras de drenaje, tanto de la carretera como de los caminos, se definen mediante aletas. Con esta solucin se evita la ejecucin de pozos que potencialmente puedan convertirse en trampas para la fauna de la zona haciendo presente la Nota Informativa de la Direccin General de Carreteras de octubre de 1.990 en el sentido de que son preferibles las entradas ataluzadas a las entradas mediante pozos o arquetas, en aras a facilitar el trnsito animal y el mantenimiento de la obra.

nicamente se opta por la disposicin de pozos a la entrada de las obras de drenaje situadas en zonas de desmonte.

3.3.2. Disposicin de las obras.

Como ya se expuso en el apartado anterior, las obras de drenaje se alinean en la medida de lo posible con las vaguadas naturales, apoyando en el terreno natural. En todo momento se intenta que al menos la embocadura coincida con el cauce natural de la vaguada para garantizar la correcta recogida de los caudales de aportacin evitando, de esta forma, la filtracin de agua a travs de los terraplenes.

En lneas generales, las secciones tipo de las obras propuestas para solucionar el drenaje transversal, responden fundamentalmente a dos esquemas:

9 Obras de drenaje cuya entrada se materializa mediante un pozo y la salida mediante aletas (zonas en desmonte).

9 Obras de drenaje en las que se disponen aletas tanto a la entrada como a la salida (zonas en terrapln).



Estas secciones se definen teniendo en cuenta la Instruccin 5.2.-I.C. que acota la seccin mnima de una obra de drenaje en funcin de su longitud, siempre y cuando esta seccin asegure la evacuacin del caudal de diseo.

Las caractersticas fsicas de las cuencas interceptadas por la traza de la obra lineal, as como los caudales de clculo para los distintos periodos de retorno utilizados, se determinaron en el Anejo de Climatologa e Hidrologa.

En este apartado se deben adjuntar sendas tablas, en las que se presenten los caudales de diseo de las obras de drenaje transversal de la obra lineal (carretera, autova...) y de los caminos o carreteras de enlace con la misma, respectivamente, obtenidos como suma de los caudales de cada una de las cuencas tributarias, con los provenientes de la plataforma y los desmontes, junto con otras caractersticas relevantes de las soluciones adoptadas para el drenaje transversal (designacin de la O.D. u O.D.T., localizacin, PK, cuencas (identificacin y caudal de diseo Q500 Q100), desmonte (incorporacin y caudal de diseo Q25 Q50), caudal total y tipo de obra).

Aquellas obras de drenaje transversal cuyo diseo ofrezca alguna singularidad, deben ser objeto de comentario especfico dentro del anejo. Se entienden como singularidades las estructuras sobre cauces importantes condicionadas por el caudal de avenida de 500 aos, las soleras deprimidas, el trasvase a cuencas vecinas, las obras de drenaje de tamao distinto a las tipologas habituales, el desvo por cunetas de caudales superiores a 1 m3/s, los daos a terceros que condicionan la obra, etc.

Con objeto de tener en cuenta las afecciones a terceros en el dimensionamiento de las obras de drenaje transversal, se suele calcular la cota de inundacin correspondiente al periodo de retorno de 100 aos, a fin de comprobar que no se producen daos de elevada magnitud.

Tanto el coste de la reparacin de los daos originados por la inundacin de la va de comunicacin como el tiempo de reposicin del servicio son mayores en los ferrocarriles de alta velocidad que en las carreteras, a causa de la inadmisible contaminacin que las aguas sucias provocan en el balasto. Por esta razn, en relacin con los posibles daos que pudieran producirse en la propia va, parece razonable incrementar las garantas sealadas en la Instruccin 5.2.-I.C. y establecer que durante el paso de la avenida de 300 aos de periodo de retorno, la lmina de agua no debe alcanzar la base del balasto en ningn punto del trazado.



En este apartado, con el fin de completar las lneas generales propuestas para solucionar el drenaje transversal de la obra proyectada, se debe describir el modo en que se desagua el caudal de cada cuenca interceptada por la traza, la tipologa y dimensiones de la obra de drenaje empleada, su longitud, pendiente, caudal de diseo, esviaje, cotas de la solera, etc., as como la detallar la forma en que se conduce el agua almacenada en pequeas vaguadas.

En los planos del proyecto han de incluirse los datos precisos para definir con toda exactitud la ubicacin, orientacin, dimensiones y pendiente hidrulica de dichas obras. Con este objeto, deben sealarse los siguientes datos:

9 Coordenadas de situacin de los pozos y embocaduras de las obras de fbrica.

9 Cotas de la solera de las embocaduras de las obras de fbrica.

9 Definicin concreta de las dimensiones geomtricas, espesores de solera, recubrimientos y especificaciones relativas a la calidad de los materiales a emplear en la construccin de las distintas obras de fbrica, pesos de escollera, etc.

Adems, las obras de drenaje transversal se definirn sobre planos de topografa complementaria realizada al efecto.

Asimismo, se incluyen tambin los planos de detalle necesarios para definir y replantear en obra los distintos elementos singulares que se proyecten (encauzamientos, zanjas drenantes, reposicin de fuentes y manantiales, etc.).

En lo que se refiere al drenaje transversal, en el Documento N2: Planos, se deben presentar los siguientes planos:

9 Planos de planta y seccin longitudinal de cada obra de drenaje transversal de la obra lineal proyectada. En ellos se ha de sealar la designacin de la obra (O.D.), su localizacin, su PK en el eje, su tipologa y dimensiones, las coordenadas X, Y, Z de la entrada y de la salida, la longitud de la obra (m), la longitud de la aleta de entrada (m) y la longitud de la aleta de salida (m), la pendiente (%) y el esviaje (g).

9 Planos de planta y seccin longitudinal tipo (aletaaleta o pozoaleta) de las obras de drenaje transversal de los caminos o carreteras de enlace con el eje



principal, incluyendo una tabla en la que se indique la designacin de la obra (O.D.T.), su localizacin, su PK en el eje, su tipologa y dimensiones, las coordenadas X, Y, Z de la entrada y de la salida, la longitud de la obra (m), la longitud de la aleta de entrada (m) y la longitud de la aleta de salida (m), la pendiente (%) y el esviaje (g).

9 Planos de geometra de las obras de drenaje transversal (alzado, planta y secciones de los caos, marcos, bvedas, aletas, pozos, etc.).

9 Planos de detalle de la armadura de los marcos, aletas y pasos de fauna (en caso de existir).

9 Planos de detalle de canalizaciones de arroyos proyectadas en escollera, de zanjas en tierras de salida de obras de drenaje (con su tabla de ubicacin y caractersticas correspondientes), de la instalacin de tubera bajo terrapln y otros detalles.

3.3.3. Comprobacin de las obras de drenaje transversal y protecciones contra la erosin local.

En este apartado se realizan las comprobaciones necesarias para el correcto funcionamiento de las soluciones de drenaje transversal adoptadas.

De acuerdo con los criterios de dimensionamiento hidrulico citados con anterioridad, se procede a la comprobacin hidrulica de cada una de las obras de drenaje diseadas, presentando los resultados en forma de tablas, asegurando en todos los casos un desage adecuado del caudal asociado a la obra de drenaje en estudio y evitando, en lo posible, el peligro de obstrucciones a la entrada de la misma.

En dichas tablas se indica, para cada obra de drenaje transversal, su designacin, localizacin, seccin, caudal de diseo, pendiente, altura crtica, velocidad crtica, altura de energa, calado, velocidad del agua y el peso de las protecciones de escollera a disponer. Las tablas se presentan en dos colecciones independientes, una correspondiente a las obras de drenaje transversal del eje o va principal y otra que hace referencia a las carreteras o caminos de enlace con el eje principal diseado.



Del anlisis de las tablas de clculos elaboradas, debe deducirse que en ninguna obra el valor de la altura de la energa He supera en ms del 20 % al valor de la altura de la obra y que las velocidades del agua en las mismas se mantienen dentro de los lmites marcados por la Instruccin 5.2.-I.C..

Con carcter general, y para evitar la erosin localizada del terreno en la embocadura de entrada de las obras de drenaje y en el punto de reintegro al cauce, se considera oportuno colocar una proteccin de escollera dimensionada con el grfico del U.S.B.R. que se adjunta a continuacin, obtenido de las experiencias prcticas en obras existentes.

Como puede apreciarse el parmetro fundamental de diseo es la velocidad del agua en el conducto. Las protecciones de escollera se disponen en una longitud mnima de al menos 3 veces la altura de la lmina de agua y en un espesor de al menos 2,5 veces la dimensin media de las piedras de mayor tamao. En cualquier caso, y para garantizar la permanencia de la citada proteccin, se adopta un valor mnimo de 100 Kg en el peso unitario de los bloques para las obras de drenaje transversal. Se dispone igual valor del peso en las embocaduras de entrada y salida.



Grfico para el dimensionamiento

de las protecciones de escollera.

Segn indica la Instruccin 5.2.-I.C., la granulometra de la escollera debe estar comprendida entre los lmites de la figura siguiente, disponiendo entre la escollera y el terreno un geotextil o una capa de material filtro.



Lmites de la curva granulomtrica de escollera.

Por ltimo, en el caso de que sea necesario proyectar zanjas en tierras a la entrada o a la salida de las obras de drenaje, se elegir una seccin trapecial (por ejemplo, seccin trapecial (2H/1V) con unas dimensiones de zanja mnima de 0,6 m de anchura en la base y 0,6 m de altura). Las longitudes y ubicacin de dichas zanjas se recogen en forma de tabla.

Aunque los detalles sobre la disposicin de las obras de drenaje deben quedar reflejados en los Planos de Drenaje del Documento N2: Planos del Proyecto, en este apartado hay que incluir otras dos tablas en las que se resumen las caractersticas bsicas de las mismas, una para las obras de drenaje transversal de la carretera, autova o lnea frrea objeto del proyecto, y otra para las obras de drenaje de los caminos y carreteras de enlace con la obra lineal proyectada.

En ellas debe indicarse, para cada obra de drenaje, su designacin, localizacin, PK en el eje, cuenca o cuencas a desaguar, caudal de diseo, tipo y dimensiones de la obra de drenaje, pendiente, esviaje, longitud de la obra de drenaje, longitud de las aletas a la entrada y a la salida de la obra, coordenadas X e Y, cotas de la solera de entrada y de salida y tipo de entrada y salida de la obra (pozo o aleta).



En ocasiones, y de acuerdo con las exigencias del Pliego de Prescripciones Tcnicas del Proyecto, se indica tambin el PK inicial y final de la interseccin de la cuenca o cuencas a desaguar por cada obra con la traza, el criterio de dimensionamiento (sobredimensionamiento por razones no hidrulicas, altura de lmina en la embocadura, desbordamiento a cuencas vecinas, etc.) y la cota de desbordamiento de la obra.

3.4. Drenaje longitudinal.

En este apartado se incluye el diseo de los elementos de drenaje longitudinal, tanto de la obra lineal (carretera, lnea frrea, autova...) como de los caminos o carreteras de enlace con ella.

Para definir la red de drenaje longitudinal se han de tener en cuenta los condicionantes que imponga la Declaracin de Impacto Ambiental de la obra en cuestin, y las caractersticas hidrogeolgicas de la zona (surgencias, nivel fretico, etc.).

La red a disear debe permitir evacuar la escorrenta superficial de la plataforma y de los mrgenes que viertan hacia ella, mediante un sistema de cunetas que desagen en rgimen libre. Para el diseo de la misma, se tienen en cuenta los criterios que respecto a tipologa y caractersticas de elementos, se definen en la citada Instruccin 5.2.-I.C..

Adems de las cunetas de desmonte y de guarda que permiten el drenaje del desmonte, y las cunetas de pie de terrapln, la red de drenaje se complementa con otros elementos como colectores, drenes subterrneos, arquetas de dren-colector, arquetas sumidero, bajantes, bordillos, obras transversales para desage longitudinal, etc.

En general, las salidas de las cunetas se proyectan con una distancia mxima de 500 metros, y se resuelven mediante arquetas de hormign con arenero, desages por medio de bajantes, o bien obras transversales para drenaje longitudinal (O.T.D.L.). Se admite tambin el posible vertido a una obra de drenaje transversal, mediante la arqueta correspondiente, debindose analizar, en ese caso, la incidencia en la ejecucin de las obras y el funcionamiento posterior de la obra de drenaje transversal.

La cota inferior del vrtice de la cuneta se dispone como mnimo 30 cm por debajo de la cota del borde inferior de la ltima capa drenante. De no ser as, se debe estudiar la



necesidad de evacuar el agua infiltrada mediante una red de subdrenaje de las capas del firme.

Aunque la mayor parte de los Pliegos de Prescripciones Tcnicas de los diferentes proyectos indican que slo es necesario proyectar tramos de cuneta revestida cuando las circunstancias topogrficas lo aconsejen o sean previsibles daos en los taludes por escorrenta superficial, por norma general Apia XXI, S.A. dispone sta siempre revestida en sus proyectos para asegurar un mejor mantenimiento de la misma.

Asimismo, se ha de revestir, a ambos lados, la incorporacin de las cunetas a la arqueta de entrada al elemento de desage, en una longitud mnima de 3 m.

En general, la cuneta se disea con la misma pendiente longitudinal que la rasante salvo que sea necesario modificar dicha pendiente para mejorar la capacidad de desage.

El dimensionamiento de las cunetas se realiza a partir de la frmula de Manning, teniendo en cuenta, en cada caso, los caudales circulantes y las pendientes disponibles.

Las secciones tipo y los detalles de todos los elementos que integren el sistema de drenaje longitudinal, se han de definir con toda exactitud en los planos del proyecto.

En este sentido, los planos del proyecto deben incluir los datos precisos para concretar la ubicacin, la orientacin, las dimensiones geomtricas (seccin transversal, longitud...) y la pendiente hidrulica de los elementos de la red de drenaje longitudinal proyectada. Con este objeto, han de adjuntarse los siguientes datos:

9 Plantas de drenaje.

9 Definicin geomtrica de la rasante de las cunetas (pendientes, cotas y coordenadas de puntos singulares).

9 Definicin geomtrica de los conductos subterrneos de drenaje.

Asimismo, se incluyen tambin los planos de detalle necesarios para definir en obra los distintos elementos singulares que se proyecten (bajantes escalonadas, etc.).

En lo que respecta al drenaje longitudinal, en el Documento N2: Planos, se deben presentar los siguientes planos:



9 Plantas de drenaje, con indicacin de los distintos tipos de cuneta (cuneta de guarda revestida, cuneta de guarda escalonada, cuneta de pie de terrapln revestida, cuneta de pie de terrapln escalonada, cuneta de desmonte, cuneta de carreteras y caminos de enlace revestida o en tierras, cuneta de mediana...), de la implantacin de dren-colector, colector, bordillo, caz, arquetas, bajantes, zanjas en tierras, cunetones, etc.

9 Planos de detalles de drenaje longitudinal (cuneta de desmonte, cuneta de guarda revestida, cuneta de guarda escalonada, cuneta de pie de terrapln revestida, cuneta de pie de terrapln escalonada, cuneta de mediana, cuneta de carreteras y caminos de enlace revestida o en tierras, cuneta + colector de mediana, cuneta + colector en desmonte, arquetas sumidero en mediana y desmonte para desage transversal, arqueta sumidero en desmonte, arqueta sumidero en desmonte con colector, arqueta de colector en mediana, arqueta de dren-colector en mediana y en desmonte, bajantes, empalme de bordillo de terrapln con bajante, empalme de colector con bajante por terrapln, caz de bordillo, conexin de bajante con desage de mediana, etc.). Estos detalles han de ir acompaados de las correspondientes tablas, en las que queden definidos los PK de inicio y final o PK de localizacin de cada elemento y las caractersticas de los mismos necesarias para la correcta construccin de las obras.

3.4.1. Estimacin de los caudales a desaguar.

El mtodo utilizado para el clculo de los caudales de diseo es el indicado en la Instruccin de Carreteras 5.2.-I.C: Drenaje Superficial. Para la estimacin de los caudales a desaguar en sentido longitudinal a la traza, deben definirse en primer lugar los valores puntuales de la intensidad de la lluvia media diaria y del umbral de escorrenta del terreno a lo largo del trazado. La determinacin del tiempo de concentracin para mrgenes de la plataforma se lleva a cabo tal y como se indica en el apartado 2.4 de la Instruccin 5.2.-I.C..

Para el clculo de los caudales se considera un umbral de escorrenta P0 de 1 mm para la plataforma y de 2 mm para los taludes de los desmontes y terraplenes. El factor corrector del umbral de escorrenta por regionalidad es el que se deduce para la zona de estudio en el grfico correspondiente de la citada Instruccin (figura 2.5).



El tiempo de concentracin se supone constante y con un valor igual a cinco minutos (equivalente a un recorrido del agua sobre la superficie inferior a treinta metros). Si bien es cierto que en algunos casos el agua recorre una longitud mayor (comprobando que nunca supere los cincuenta metros), y de esta manera aumenta el tiempo de concentracin de cinco a diez minutos, el valor adoptado est ms del lado de la seguridad y reduce notablemente la laboriosidad de los clculos.

Con el fin de evaluar la validez del citado tiempo de concentracin, ha de adjuntarse una tabla en la que se muestren las intensidades de precipitacin en las estaciones pluviomtricas seleccionadas correspondientes a distintos periodos de retorno (5, 10, 25, 50 y 100 aos) para diferentes tiempos de concentracin (5, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos). Su clculo se efecta con el mtodo racional propuesto por la Instruccin.

De la observacin de esta tabla debe deducirse que el valor adoptado del tiempo de concentracin est siempre del lado de la seguridad.

El caudal que circula por cada tramo se obtiene con la frmula:

3

= CIAQ Los coeficientes de escorrenta que afectan a las correspondientes reas se calculan a

partir de los umbrales de escorrenta anteriormente mencionados para el firme y los taludes, y el definido en el Anejo de Climatologa e Hidrologa para el terreno natural. La intensidad de precipitacin es la correspondiente al tiempo de concentracin para cada punto.

Por ltimo hay que sealar que aunque ste es el mtodo habitualmente utilizado por Apia XXI, S.A. para la determinacin de los caudales a desaguar por el drenaje longitudinal, en cada caso se emplearn las directrices y metodologa marcadas por la Direccin del Proyecto. As, por ejemplo, el Gestor de Infraestructuras Ferroviarias (G.I.F.) propone evaluar el caudal punta para desage longitudinal a partir de un tiempo de concentracin que responde a la siguiente expresin:

76,0

4/11,005,0

+=

jLTc



donde:

Tc Tiempo de concentracin (horas).

L Longitud de la cuneta (Km).

j Pendiente de la cuneta (en tanto por uno).

En dicha expresin el primer sumando representa el tiempo de recorrido del flujo disperso por la plataforma (3 minutos), mientras el segundo corresponde al recorrido por la red de drenaje, que se valora con una frmula anloga a la propuesta en la Instruccin de Carreteras para las cuencas naturales, pero con coeficiente reducido a la tercera parte, por las favorables condiciones de la circulacin por la cuneta.

En estos casos, para la plataforma de la va se recomienda utilizar un umbral de escorrenta P0 de 8 mm.

3.4.2. Drenaje del desmonte.

El drenaje del desmonte de una obra lineal se resuelve mediante dos tipos de cunetas:

9 Cunetas de desmonte.

9 Cunetas de guarda (revestidas o escalonadas).

Con vistas a evitar la presencia de obstculos, por derrumbes u otras causas, en las cunetas de las trincheras, es recomendable que los caudales que circulen por ellas no superen valores del orden de 0,5 m3/s si el rgimen es rpido y el trazado presenta cierta curvatura, ni el de 0,75 m3/s si el rgimen es rpido y el trazado recto o el de 1 m3/s si el rgimen es lento.

Entre las posibles medidas para conseguir este objetivo pueden citarse:

9 Desvo de caudales hacia la red de drenaje natural en puntos intermedios.

9 Paso del agua hacia colectores que sigan el trazado de la va bajo las cunetas.



3.4.2.1. Cuneta de desmonte.

El desmonte lleva una cuneta entre l mismo y la plataforma, cuya misin es interceptar y conducir el agua que escurre por el talud del desmonte y el que recibe de la calzada cuando sta le es tributaria.

Esta cuneta se ejecuta siempre revestida para asegurar un mejor mantenimiento de la misma. Cuando la seccin hidrulica de la cuneta se agota, el caudal transportado se introduce por medio de una arqueta a un colector de dimetro variable situado bajo la cuneta de desmonte.

De acuerdo con los criterios de circulacin, suele adoptarse generalmente una cuneta de seccin triangular de dimensiones coherentes con los criterios de diseo marcados por la Direccin del Proyecto. Tambin puede adoptarse una seccin de tipo trapecial.

La eleccin de una u otra cuneta de desmonte suele estar condicionada por motivos de seguridad, por dar continuidad a la cuneta de un tramo ya existente o bien por cumplir los requerimientos del Organismo Contratante.

La disposicin de la cuneta de desmonte ha de recogerse en las Plantas de Drenaje y su seccin tipo en los planos de detalle de Drenaje Longitudinal del Documento N2: Planos.

El dimensionamiento de estas cunetas se realiza a partir de la frmula de Manning, con un coeficiente de rugosidad de 0,015 correspondiente al hormign, teniendo en cuenta, en cada caso, los caudales circulantes y las pendientes disponibles.

La capacidad y velocidad mxima de la cuneta de desmonte se presentan en forma de tabla, comprobando que en ningn caso se supera el valor de 6 m/s fijado como mximo para evitar la erosin del hormign.

En la misma seccin transversal de la cuneta de desmonte suele disponerse un dren-colector de 160 milmetros u otro dimetro adecuado a la capacidad a desaguar, con la doble misin de intercepcin del agua que se infiltre en el firme y ayuda al eventual rebaje del nivel fretico.

La Norma 5.1-I.C. recomienda colocar drenes para el rebaje del firme de tal forma que el borde de las cunas de hormign o arcilla del tubo se site a una profundidad entre 15 y 40 cm bajo el nivel superior de la explanada.



La existencia de este dren obliga a disponer unas arquetas para facilitar su mantenimiento. Con carcter general, las arquetas se colocan cada 50 m.

A modo de ejemplo, puede decirse que en los proyectos de construccin de autovas, normalmente se adopta una cuneta de desmonte de seccin triangular, con taludes 9H/1V en el lado de la calzada y 6H/1V en el lado del desmonte, con una anchura total de 3 m y una altura de revestimiento de 20 cm. Los clculos hidrulicos de velocidad y capacidad mxima asociados a esta cuneta de desmonte son los que se presentan en la tabla siguiente.

Capacidades y velocidades mximas de la

cuneta de desmonte.

Pendiente (%)

Capacidad mxima (m3/s)

Velocidad mxima (m/s)

0,5 0,303 1,009 1,0 0,428 1,428 1,5 0,525 1,748 2,0 0,606 2,019 2,5 0,677 2,257 3,0 0,742 2,473 3,5 0,801 2,671 4,0 0,857 2,855 4,5 0,908 3,028 5,0 0,958 3,192

Como puede apreciarse, en ningn caso supera el valor de 6 m/s fijado como mximo

para evitar la erosin del hormign.

De igual modo, en proyectos de carreteras o lneas ferroviarias suelen emplearse cunetas de desmonte de seccin ms reducida (en torno a 1 o 1,5 metros de anchura), con taludes acordes a los diferentes criterios de diseo y dentro del marco de las recomendaciones de la Instruccin 5.2.-I.C..

Finalmente hay que sealar que en la redaccin de los proyectos, es habitual elegir distintos tipos de cunetas de desmonte segn se dispongan en el eje principal a proyectar o en los caminos o carreteras de enlace con ste. Normalmente, en los caminos y carreteras de enlace, las cunetas de desmonte carecen de dren-colector o bien son de menores



dimensiones. No obstante, debe estudiarse en cada caso el sistema de drenaje ms adecuado a las necesidades y tipologa de va a proyectar.

3.4.2.2. Cuneta de guarda.

En los casos en los que el terreno natural vierta contra los taludes del desmonte, se coloca una cuneta de guarda revestida que impida que el agua escurra por los taludes. El extremo de la cuneta de guarda se sita a 1,50 metros del borde del desmonte. Generalmente, sta es simtrica, de forma trapecial, con taludes 1H/5V. La anchura es de 0,6 m y la altura es de 0,5 m.

La seccin de la cuneta de guarda ha de aparecer reflejada en los Planos de Detalle de Drenaje Longitudinal del Documento N2: Planos.

La capacidad (m3/s) y la velocidad de la cuneta (m/s) se calculan tambin a partir de la frmula de Manning, con un coeficiente de rugosidad de 0,015 correspondiente al hormign (ver resultados para esta cuneta en la tabla adjunta).

Capacidades y velocidades mximas en la cuneta

de guarda revestida.

Pendiente (%)



0,5 0,594 1,698 1,0 0,840 2,401 1,5 1,029 2,940 2,0 1,188 3,395 2,5 1,329 3,796 3,0 1,455 4,158 3,5 1,572 4,491 4,0 1,680 4,801 4,5 1,782 5,093 5,0 1,878 5,368 5,5 1,971 5,630 6,0 2,058 5,881



Para pendientes mayores del 7 % se dispone cuneta de guarda escalonada, en la que al pasar por cada labio de rebose, el agua alcanza el rgimen crtico y se introduce en la balsa formada en el siguiente escaln.

Para el dimensionamiento de la cuneta escalonada se utiliza el grfico de la figura siguiente (Ref. Canal and Related Structures) de las Normas Tcnicas para Carreteras de Vizcaya BAT del Departamento de Obras Hidrulicas y Transportes de la Direccin General de Obras Hidrulicas de la Diputacin Foral de Vizcaya (1.986). Las lneas oblicuas relativas a los distintos taludes indican los valores lmites de aplicacin de este sistema, es decir, que para un determinado talud slo es posible aplicar las condiciones de h y hc que se encuentran por encima de la lnea correspondiente. El valor del talud mximo se limita a 3H/1V. Se pueden utilizar alturas (h) de hasta 2,4 m aunque a partir de h > 1,50 m es ms difcil su ejecucin. El caudal mximo a transportar puede obtenerse a travs de una interpolacin parablica entre los datos suministrados por la referencia; esto es, para h1=1,50 m, el caudal por unidad de anchura es de 4,38 m3/s y para h1=2,4 el caudal por unidad de anchura es de 5,20 m3/s. Si se supone que para h1=0 el caudal desaguado tambin es nulo, resulta para h1=0,30 m un caudal por unidad de anchura de 1,17 m3/s. Si el ancho de la cuneta escalonada queda fijo y con un valor de 0,80 m, el caudal final se sita en 940 l/s. Para valores mayores de talud, la referencia presenta una tendencia asinttica hacia un valor de 5,2 m3/s/ml independientemente de h1, lo cual hace aumentar notablemente el ya elevado valor de la capacidad de desage.



Grfico para el dimensionamiento de cunetas escalonadas.

3.4.3. Drenaje del terrapln.

Habitualmente, suele colocarse siempre bordillo en el terrapln sobre el que vierta la calzada y la separacin entre bajantes acostumbra a tomarse de 50 m.

Como seccin de la cuneta de pie de terrapln suele utilizarse la misma que la cuneta de guarda (simtrica, de forma trapecial, con taludes 1H/5V, con una anchura de 0,6 m y una altura de 0,5 m), a no ser que haya otras indicaciones de la Direccin del Proyecto.

Igualmente, acostumbra a colocarse siempre bordillo en los pasos superiores de las carreteras y caminos, de forma que el agua depositada sobre stos no caiga a la va principal proyectada. El agua de estos bordillos se evaca a travs de bajantes.



Tanto la seccin de la cuneta de pie de terrapln como los esquemas de bordillos y bajantes deben aparecer reflejados en los Planos de Detalle de Drenaje Longitudinal del Documento N2: Planos.

Los clculos hidrulicos de velocidades y capacidades mximas de la cuneta de pie de terrapln revestida son anlogos al caso de la cuneta de guarda revestida (ver resultados para esta cuneta en la tabla siguiente).

Capacidades y velocidades mximas en la cuneta de pie

de terrapln revestida.

Pendiente (%)



0,5 0,594 1,698 1,0 0,840 2,401 1,5 1,029 2,940 2,0 1,188 3,395 2,5 1,329 3,796 3,0 1,455 4,158 3,5 1,572 4,491 4,0 1,680 4,801 4,5 1,782 5,093 5,0 1,878 5,368 5,5 1,971 5,630 6,0 2,058 5,881

Igualmente sucede con los clculos de la cuneta de pie de terrapln escalonada, cuyos criterios de diseo son los mismos que para el caso de la cuneta de guarda escalonada.

3.4.4. Drenaje de la mediana.

En el caso concreto de proyectos de vas donde vaya a disponerse mediana (autovas, etc.) es necesario abordar el diseo del drenaje de la misma.



Para el drenaje de la mediana es habitual disponer una cuneta triangular revestida. Los taludes de la cuneta de mediana suelen tomarse constantes y de valor 6H/1V, resultando una cuneta simtrica de 3 m de anchura total. Aunque para pendientes comprendidas entre el 1% y el 4% puede ir sin revestir, se acostumbra a ejecutarla siempre revestida para asegurar un mejor mantenimiento de la misma.

Esta cuneta debe recoger y conducir la escorrenta propia de la mediana en el caso de calzadas en tramos rectos, debindose sumar a dicho valor el de la calzada correspondiente en los tramos curvos con peralte.

La altura de revestimiento es de 25 centmetros, y la velocidad y capacidad mxima de esta cuneta de mediana se calcula a partir de la frmula de Manning de modo anlogo a lo comentado en apartados precedentes.

Capacidades y velocidades mximas de la

cuneta de mediana.

Pendiente (%)



0,5 0,438 1,168 1,0 0,619 1,651 1,5 0,758 2,023 2,0 0,876 2,336 2,5 0,979 2,611 3,0 1,073 2,860 3,5 1,159 3,090 4,0 1,239 3,303 4,5 1,314 3,503 5,0 1,385 3,693

Por debajo de la cuneta de mediana suele colocarse un dren-colector de 160 mm u otro dimetro adecuado a la capacidad a desaguar, con la doble misin de intercepcin del agua que se infiltre en el firme y ayuda al eventual rebaje del nivel fretico.

La existencia de este dren obliga a disponer unas arquetas para facilitar su mantenimiento.



Cuando la cuneta se agota, el caudal se introduce por medio de una arqueta a un colector de dimetro variable.

Para el drenaje de la mediana, en los tramos con calzada nica, se suele prever un caz triangular de 1 m de anchura y pendiente transversal de un 10 % (para que no resulte peligroso para la circulacin) que desage cada 50 m mediante una arqueta sumidero a un colector (de 400 mm de dimetro, por ejemplo). Los clculos hidrulicos de este caz y colector de mediana se efectan a partir de la formulacin de Manning, indicando el calado y la velocidad del agua en cada punto para las diferentes pendientes.

En toda la traza, la rasante del colector de mediana se toma igual a la rasante de calzada de la autova. Este colector debe recoger y conducir la escorrenta de la calzada correspondiente en los tramos curvos con peralte.

La disposicin de esta seccin ha de incluirse en los Planos de Detalle de Drenaje Longitudinal del Documento N2: Planos.

3.4.5. Colectores.

Los colectores a emplear se agrupan para su clculo en dos categoras:

9 Colectores longitudinales bajo cuneta de desmonte o de mediana (en el caso de autovas).

9 Colectores transversales de desage de los elementos superficiales u otros colectores.

El dimetro de todos los colectores de desage adoptados para garantizar un funcionamiento adecuado del drenaje longitudinal oscila entre 400 y 1.000 mm.

La capacidad del primer grupo de colectores se analiza conjuntamente con los clculos hidrulicos de la cuneta de desmonte o de mediana. Por el contrario, la capacidad de los colectores transversales para desage longitudinal se calcula a partir de la formulacin de Prandtl-Colebrook, presentndose los resultados en forma de tabla (ver tabla adjunta). La limitacin considerada es no superar la velocidad mxima de erosin en el revestimiento, que supuesto hormign se sita en 6 m/s.



Capacidades (m3/s) de los colectores.

Dimetro (mm) Pendiente (%)

400 500 600 800 1000

0,5 0,128 0,231 0,376 0,807 1,458

1 0,181 0,327 0,532 1,142 2,062

1,5 0,221 0,401 0,652 1,399 2,526

2 0,225 0,463 0,753 1,615 2,918

2,5 0,286 0,518 0,841 1,806 3,262

3 0,313 0,567 0,922 1,979 3,574

3,5 0,338 0,613 0,996 2,137 3,860

4 0,361 0,655 1,065 2,285 4,127

4,5 0,383 0,695 1,129 2,424 4,378

5 0,404 0,733 1,190 2,555 4,614

5,5 0,424 0,769 1,248 2,680 4,840

6 0,443 0,803 1,304 2,799 5,055

6,5 0,461 0,836 1,357 2,913 5,262

7 0,478 0,867 1,409 3,023 5,460

La frmula de Prandtl-Colebrook, denominada as por obtenerse a partir de las frmulas de Darcy-Weisbach y Colebrook-White y basarse en la teora de Prandtl-Von Karman sobre turbulencias, responde a la expresin:

+=

Jdgdv

dkJdgdQ

210.51,2

71,3log2

10.2

6

6

2

donde:

Q Caudal que circula por la tubera (l/s).

d Dimetro interior de la tubera (mm).

J Prdida de carga (m/Km).

Viscosidad cinemtica del fluido (m2/s).



k Rugosidad absoluta de la superficie interior, equivalente a la de Nikuradse, en mm.

g Aceleracin debida a la gravedad (m/s2).

Esta frmula es aplicable con la mxima fiabilidad a las conducciones a seccin

llena.

El valor en la frmula de Prandtl-Colebrook de la rugosidad uniforme equivalente en tuberas de hormign en masa se estima en torno a 4 mm para estar del lado de la seguridad. Por otra parte, la viscosidad cinemtica de las aguas a 14-15C (valor habitual con conducciones enterradas) es de 1,31. 10-6 m2/s.

3.4.6. Clculos hidrulicos.

En este apartado se muestran los clculos hidrulicos del drenaje del desmonte de la obra lineal proyectada. Los resultados se presentan en forma de tablas, en las que se indica el eje en el que va colocada la cuneta, el PK de inicio y final, el lado y la situacin de la misma, el ancho de la calzada y del talud, el rea de la calzada y del talud, el caudal del terreno, la intensidad de precipitacin mxima diaria, el umbral de escorrenta del talud, los coeficientes de escorrenta para el firme y los taludes, el tiempo de concentracin, la pendiente, la rugosidad, el caudal y el calado de la cuneta, la profundidad del revestimiento, la velocidad de circulacin del agua en la cuneta, el dimetro, el caudal, el calado del colector y la velocidad del agua en el mismo, la cota del fondo cuneta y la cota de la arqueta final.

Para el clculo del calado de la cuneta y de los colectores en cada punto se utiliza la frmula de Manning, teniendo en cuenta en cada punto el rea vertiente y las pendientes disponibles.

AIen

Q = 321

donde:

Q Caudal (m3/s).

n Coeficiente de rugosidad de Manning (0,015).



A rea (m2)

e Radio hidrulico (m).

Esta misma formulacin se emplea tambin para el clculo de las capacidades y velocidades de las distintas cunetas y otros elementos de drenaje longitudinal, teniendo en cuenta los caudales circulantes y las pendientes disponibles.

3.4.7. Otros elementos de drenaje longitudinal.

Una vez definida completamente la red de drenaje longitudinal de la obra proyectada, se elaboran tablasresumen de los diferentes elementos de drenaje, indicando la ubicacin de cada obra, su seccin tipo y la funcin que desempea dentro del conjunto de la red (cuneta de desmonte, cuneta de guarda y de pie de terrapln revestida y escalonada, dren subterrneo, bajantes, obras transversales para drenaje longitudinal, etc.).

Se deben adjuntar relaciones de, entre otros, los siguientes elementos del drenaje longitudinal:

9 Cunetas de guarda revestidas y escalonadas.

9 Cunetas de pie de terrapln revestidas y escalonadas.

9 Cunetas de mediana.

9 Cunetas de carreteras o caminos de enlace revestida o en tierras.

9 Cuneta + colector de mediana. 9 Cuneta + colector en desmonte. 9 Arquetas sumidero en mediana y desmonte para desage transversal.

9 Arquetas sumidero en desmonte.

9 Arquetas sumidero en desmonte con colector.

9 Arquetas de colector en mediana.

9 Arquetas de dren-colector en mediana y en desmonte.



9 Colectores.

9 Bajantes.

9 Conexiones de bajante con desage de mediana.

9 Empalmes de colector con bajante por terrapln.

9 Caces de bordillo.

9 Bordillos.

En las bajantes que conducen sus aguas al drenaje longitudinal de una trinchera (cuneta o colector) se procurar que:

9 Los caudales unitarios por metro de ancho no excedan de 1 m3/s.

9 La solera sea escalonada para alturas de cada superiores a los 3 metros.

9 La entrega de las aguas a la arqueta o cuenco al pie del talud se haga a cotas sensiblemente bajas respecto a la coronacin de las mismas.

El dimensionamiento hidrulico de las bajantes se realiza de modo anlogo al dimensionamiento de las cunetas de guarda y de pie de terrapln escalonadas.

3.5. Estudio de las estructuras sobre cauces de importancia.

En el presente apartado se recogen los resultados que se obtienen, desde el punto de vista hidrulico, para las estructuras a disponer sobre los ros y cauces de mayor entidad interceptados por la traza, tras el anlisis de la avenida de periodo de retorno de 500 aos dentro del rea de estudio.

Las cuencas asociadas a los cursos de agua principales interceptados por la traza, cuya caracterizacin, delimitacin y caudales de diseo ya fueron determinados en el Anejo de Climatologa e Hidrologa, requieren un estudio particular. En este apartado nicamente se hace referencia a ellas, efectuando una breve descripcin de los aspectos ms relevantes de las mismas (extensin, morfologa, lmites, caudal de diseo (T=500



aos), detalles del cauce del ro y arroyos tributarios, fotografas ilustrativas...), procediendo a continuacin al estudio hidrulico de detalle que se precise en cada caso.

Adems las obras de drenaje transversal a implantar sobre dichos cauces son ya estructuras de cierta entidad (puentes, viaductos, etc.). En ellas se ha de definir las dimensiones de la seccin transversal, el rgimen hidrulico de funcionamiento, la sobreelevacin y la socavacin, tanto generalizada (en el cauce) como localizada (en la zona de pilas y estribos).

Para el clculo de la sobreelevacin, se utiliza el mtodo recogido en la Instruccin 5.2.-I.C..

Por su parte, para el clculo de las socavaciones y de las protecciones necesarias, se emplea la citada Instruccin y las recomendaciones del Control de la erosin fluvial en puentes del M.O.P.T. (1.988).

En una primera aproximacin, con el fin de asegurar el correcto desage de la avenida de periodo de retorno de 500 aos, con afecciones mnimas sobre el rgimen hidrulico del cauce analizado, se decide disponer sobre ste una estructura cuya luz se considere adecuada, y a continuacin, se trabaja sobre un perfil transversal del ro en la zona de estudio (perfil que hay que adjuntar), y se calcula la cota de la lmina de agua para la avenida de periodo de retorno de 500 aos, utilizando la frmula de Manning:

AQIR

nV h == 3

21

LARh =

donde:

Q Caudal desaguado por la seccin del ro en estudio (m/s).

V Velocidad del agua en la seccin analizada (m/s).

A Seccin hidrulica (m2).

L Permetro mojado (m).

I Pendiente longitudinal del ro (en tanto por uno).

Rh Radio hidrulico (m).



n Coeficiente de rugosidad de Manning (n = 0,035, terreno natural).

El proceso de obtencin de dicha cota de la lmina de agua en avenida tanto en situacin actual como en situacin futura (con la implantacin de la estructura de cruce) se recoge en dos tablas, de modo anlogo al ejemplo siguiente:

Clculo de la cota de la lmina de agua en avenida (T=500 aos) en situacin actual.

Cota (m) A (m2) L (m) Q = A/n x I x Rh 2/3 n=0,035; I=0,0008

(m3/s)

4,400 2802,96 2106,39 2740,39

4,500 2964,13 2107,84 3006,63

4,420 2835,16 2106,68 2792,80

4,430 2851,26 2106,83 2819,15

4,425 2843,21 2106,75 2805,97

4,427 2846,43 2106,78 2811,24

4,426 2844,82 2106,77 2808,60

Clculo de la cota de la lmina de agua en avenida (T=500 aos)

en situacin futura (con implantacin de estructura).

Cota (m) A (m2) L (m) Q = A/n x I x Rh 2/3 n=0,035; I=0,0008

(m3/s)

5,120 1749,6 603,738 2873,93

5,100 1737,6 603,698 2841,28

5,050 1707,6 603,598 2760,29

5,080 1725,6 603,658 2808,77

5,090 1731,6 603,678 2825,01

5,085 1728,6 603,668 2816,88

5,082 1726,8 603,662 2812,02

5,081 1726,2 603,660 2810,39

Como puede observarse en este ejemplo (estructura de 600 m de luz), para la avenida de periodo de retorno de 500 aos (Q500 aos = 2.810,78 m3/s), la cota de la lmina de agua es la + 5,082 m. Suponiendo un espesor total de la estructura en torno a 1 m, la cota de la



rasante debe colocarse como mnimo a cota 7 m (resguardo hidrulico mnimo de 0,918 m).

Para concluir el estudio de la avenida de periodo de retorno de 500 aos, los resultados obtenidos para la estructura se presentan en forma de tabla (ver ejemplo siguiente):

ESTRUCTURA SOBRE EL RO GUADALETE ( Luz = 600 m )

Caudal de avenida (T=500 aos)

(m3/s)

Cota lmina de agua en avenida

(T=500 aos) (m)

Cota mnima de la rasante en el punto

de resguardo mnimo de la

estructura (m)

Espesor estimado de la estructura

(m)

Resguardo hidrulico

mnimo (m)

2.810,78 5,082 7,000 1,000 0,918

Tras este primer estudio aproximativo, se emiten las siguientes conclusiones:

9 Cauce analizado y caudal de avenida del mismo en el punto en el que se ubicar la estructura de cruce.

9 Grado de adecuacin de la estructura de luz propuesta para salvar el cruce en la zona de estudio con el cauce analizado, garantizando el correcto desage de la avenida con un resguardo razonable respecto al eje de la carretera, autova, lnea frrea, etc.

9 Presentacin de un plano de la estructura a disponer sobre el ro en cuestin, sealando la cota de la lmina de agua en avenida en situacin actual y futura, la cota mnima de la parte inferior de la estructura y el resguardo mnimo, correspondientes al diseo para la avenida de periodo de retorno de 500 aos.

Asimismo, se debe realizar un estudio hidrulico de la avenida de periodo de retorno de 500 aos en la zona de cruce de la traza sobre los cauces de mayor entidad, utilizando el programa informtico HEC-RAS. De este modo, se puede determinar la avenida de inundacin y la cota a la que han de colocarse las estructuras de cruce sobre los ros. Las pautas principales y la metodologa para este estudio hidrulico se describen con detalle en el



punto 3.2.8.2 referente al Apndice N2: Estudio hidrulico de la avenida de periodo de retorno de 500 aos.

Si bien debido a su extensin este estudio hidrulico suele incluirse al final del Anejo de Drenaje a modo de Apndice N2, tambin puede presentarse en el apartado de Estudio de las estructuras sobre cauces de importancia. La inclusin en uno u otro lugar se deja a eleccin del redactor del proyecto, o bien est condicionada por las exigencias del Pliego de Prescripciones Tcnicas del Contrato.

3.6. Drenaje subterrneo.

El drenaje subterrneo se coloca con dos finalidades: evacuar el agua infiltrada en el firme y rebajar el nivel fretico en aquellos puntos en los que es alto.

El agua infiltrada en el firme se drena verticalmente a travs de la explanada donde es permeable, y lateralmente por la subbase, en caso contrario.

El agua que sale por este canal se recoge en los drenes correspondientes, colocados en zanjas longitudinales bajo la cuneta de desmonte y el sumidero de mediana. La disposicin de este dren-colector debe aparecer reflejada en las Plantas de Drenaje y en los Planos de Drenaje Longitudinal del Documento N2: Planos.

Por un lado, se proyectan los elementos de drenaje longitudinal para intercepcin de las corrientes sublveas en las zonas de desmonte y en las zonas en las que se prevea que la escorrenta subterrnea pueda afectar a las capas que constituyen la base o sbase del firme nuevo o a la explanada.

Cuando este drenaje longitudinal no es suficiente y el transversal no est a cota conveniente, se disea un drenaje profundo siguiendo las recomendaciones de la Instruccin 5.1.-I.C.: Drenaje.

Inicialmente, el dren de subdrenaje de la cuneta ira colocado, en ausencia de niveles freticos, inmediatamente bajo la cota de subbase, pero para mejorar su funcionamiento frente a posibles apariciones de niveles freticos, se le coloca un poco ms profundo.

El caudal de agua a recoger puede calcularse a partir de una infiltracin media y un desarrollo tpico de grietas transversales y longitudinales mediante la ecuacin:



Q = m q (N+1+W/S) donde :

Q representa el caudal infiltrado en m3/h/m,

m es el coeficiente que recoge el estado de fisuracin, y que oscila entre 0,2 y 1,0 y se adopta como 1,

q representa el caudal infiltrado por una grieta, tomndose el valor de 0,01 m3/h/m,

N es el nmero de carriles,

W es la anchura de la calzada en metros,

S es el espaciamiento entre grietas transversales, que se toma 12 metros,

Aplicando esta formulacin a la calzada o plataforma de la obra lineal en estudio, se obtiene el caudal resultante por unidad de longitud en l/s (para el ancho medio de la calzada o plataforma y el nmero de carriles de proyecto).

Seguidamente, se calcula aplicando la formulacin de Manning, la capacidad del dren-colecto

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