RESUMEN-EJECUTIVO

HIDRAULICA CONSTRUCION DE CANALES EN PROYECTOS HIDRAULICOS NACIONALESAPLICADA V. PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS Comprende el desarrollo de todas las actividades y trabajos necesarios que hay que realizar para pasar del diseño a la construcción del canal de riego. 5.1 OBRAS PROVISIONALES Son aquellas obras que se construyen inicialmente para facilitar el desarrollo de los trabajos de construcción del canal de riego y obras convexas. Son retiradas luego de concluidas los trabajos, por lo que generalmente son estructuras pre fabricadas para facilitar su desmontaje. Pertenecen a este grupo: a) Campamento: b) Cartel de Obra: 5.2 TRABAJOS PRELIMINARES Son los trabajos iniciales que se tienen que realizar, antes de la ejecución de los trabajos principales entre ellos tenemos: •

Movilización de maquinaria y equipo.

•

Construcción y/o mejoramiento de vías de acceso.

•

Topografía y Georeferencia del eje del canal.

•

Desbroce y limpieza de la franja del canal.

5.2.1 MOVILIZACIÓN DE MAQUINARIA Y EQUIPO  Maquinaria y equipo transportado: •

Tractores sobre orugas

•

Compresoras

•

Excavadoras

•

Cargadores frontales

 Maquinaria y equipo auto transportado: •

Camiones volquete

•

Camiones cisterna

•

Compactadores de tierra: Rodillo liso y pata de cabra.

•

Camiones cama baja

 Construcción y/o Mejoramiento de vías de acceso a Obra: Comprende la construcción de caminos para tener acceso al lugar donde se construirán las obras. Se desplazará la maquinaria, equipos y vehículos con la finalidad de facilitar el transporte de personal y los materiales para obra.  Desbroce Limpieza de la Franja del Canal:

HIDRAULICA CONSTRUCION DE CANALES EN PROYECTOS HIDRAULICOS NACIONALESAPLICADA Se realiza una vez replanteado el eje del canal y definido el ancho de franja. Consiste en la eliminación mecanizada de los árboles y raíces, así como la limpieza de la franja del canal, de tal manera de facilitar el movimiento de tierras 5.2.2 MOVIMIENTOS DE TIERRAS Y EXPLANACIONES Se refiere a todas las alteraciones del suelo que modificarán el relieve del terreno siendo estos costos muy importantes en un trabajo de irrigación ya que para la ejecución del mismo se necesita de maquinaria especializada para realizar los trabajos pesados de corte o relleno a fin de dejar a nivel de plataforma el eje del trazo del canal. En algunos casos se utiliza incluso explosivos, martillos y tablestacados. 5.2.3 EXCAVACION DE LA CAJA DEL CANAL Una vez culminada la plataforma del canal, sobre ella se vuelve a replantear y mejorar el replanteo topográfico del eje del canal; sobre este eje trazado y según las dimensiones geométricas de la caja del canal, se procede a realizar la excavación con maquinaria (retroexcavadora) o en forma manual. En ambos casos, las aristas de la caja del canal deben ser debidamente refinadas. 5.2.4 EXCAVACIONES PARA OBRAS DE ARTE Consiste en las excavaciones que hay que realizar en el terreno para la construcción de obras de arte a lo largo del canal de riego. Pueden ser excavadas manualmente o con maquinaria 5.2.5 REVESTIMIENTO DEL CANAL REVESTIMIENTO.- El revestimiento y la protección de las márgenes de las canalizaciones pueden representar hasta el 25% del costo de implantación de estas obras, notoriamente en los usos destinados a la navegación y al drenaje. Por esta razón el proyecto adecuado de estos elementos debe merecer cuidadoso análisis y atención, con el objetivo de unir al mejor funcionamiento técnico al menor costo. Sin embargo, su costo y su duración dependen de la calidad del revestimiento y del manejo adecuado que se dé a las aguas superficiales. Los materiales de mayor empleo para el revestimiento de canales son: A.

REVESTMIENTO CON MAMPOSTERÍA:

La mampostería constituye un excelente revestimiento de los canales. Los recubrimientos de mampostería (piedra, ladrillo, bloques, etc.) se pueden utilizar cuando estos materiales abundan y la mano de obra es económica y recomendable. Los de piedra pueden construirse juntando con mortero o simplemente acomodándola (zampeado). B.

REVESTIMIENTO CON CONCRETO:

Los revestimientos de concreto con refuerzo se utilizan cuando el canal se construye en sitios cuyos cambios de temperatura son extremos y hay fluctuaciones frecuentes del gasto. El acero de refuerzo sirve para evitar el agrietamiento del concreto como resultado de dichos cambios de temperatura y para controlar las grietas y con ello las filtraciones.

HIDRAULICA CONSTRUCION DE CANALES EN PROYECTOS HIDRAULICOS NACIONALESAPLICADA La sección del acero de refuerzo en dirección longitudinal es del 0.1 al 0.4% y en la dirección transversal del 0.1 a 0.2%, representa una parte importante del costo total y a veces es posible suprimirlo mediante las juntas de construcción. El revestimiento de concreto, si bien implica un costo inicial elevado, presenta a su vez múltiples ventajas, puesto que es muy duradero, los costos de conservación son mínimos y su capacidad aumenta a causa de que la superficie es relativamente lisa. C.

REVESTIMIENTO CON MORTERO:

Los revestimientos de mortero a base de pistola de cemento se usan en canales pequeños, pero el procedimiento deja la superficie rugosa que debe ser terminada a mano si se desea una de primera clase. Además son más propensos a fallas de presión hidrostática. El espesor no es mayor de 5cm en taludes firmes. El cemento se mezcla con arena previamente cernida a través de la malla N°4 de 4.76 mm de abertura, en proporción 1:3 a 1.4. Para revestir acequias, canales se emplea el mortero de cemento portland medios neumáticos. D.

aplicado por

REVESTIMIENTO CON CONCRETO ASFÁLTICO:

El concreto asfaltico es una mezcla de arena, grava, cemento y asfalto, realizada a temperaturas de 160°C o más, según el tipo de asfalto. Los recubrimientos a base de concreto asfaltico tienen algunas ventajas por su flexibilidad y resistencia a la erosión, si bien falla por intemperismo. Los espesores varían de 6.5 a 10cm dependiendo del tamaño del canal. El asfalto se mezcla con arena o con arena y grava en proporción de 6 a 11% en peso y se le agrega después el material fino (70% menor que la abertura de la malla N°200). E.

REVESTIMIENTO CON COLCHONES DE RENO:

Los colchones Reno pueden actuar como protección de márgenes y como revestimiento parcial o total del fondo, cuando es necesario estos colchones pueden ser utilizados para favorecer la rápida recuperación de la vegetación, integrando la canalización al medio ambiente. En los canales de aducción, los colchones Reno actúan como protección del elemento impermeabilizante (en general geomembranas colocadas entre dos geotextiles no tejidos) minimizando, debido a su peso, los efectos de la subpresión .En cursos de agua de baja velocidad. F.

REVESTIMIENTO CON MANTOS PERMANENTES:

Los canales abiertos en tierra son susceptibles a erosionarse debido a la fuerza de arrastre del flujo de agua que genera esfuerzos cortantes en su superficie, ocasionando desprendimiento de material, lo que conlleva a la pérdida de la sección y a la reducción de su desempeño hidráulico. El manto permanente Terratrac TRM brinda protección inmediata contra la erosión en la superficie de canales en tierra en ausencia de vegetación gracias a su alta resistencia contra las fuerzas hidrodinámicas presentes en el flujo de agua, además sirve de soporte en el crecimiento y establecimiento de la vegetación y refuerza la vegetación madura, con lo cual se logra mantener la sección de diseño del canal y su buen funcionamiento a largo plazo.

HIDRAULICA CONSTRUCION DE CANALES EN PROYECTOS HIDRAULICOS NACIONALESAPLICADA G.

REVESTIMIENTO CON GAVIONES:

El recubrimiento de gavion es de forma de colchon de 20 ò 30 centimetros de espesor. Sus aplicaciones principales son el revestimiento de márgenes de canales y ríos, protección en de estribos de puentes, plataformas de formas de cimentación y consolidación de taludes en carreteras y vías de comunicación. VENTAJAS QUE OFRECE EL REVESTIMIENTO EN CANALES: - Prevención De La Erosión. - Imposibilidad De Roturas. - Eliminación De Vegetación. - Aumento De La Capacidad Del Canal. - Disminución De Los Costos De Mantenimiento. - Reducción De Los Costos De Riego. - Protección De La Salud Pública. - Acortamiento Del Trazado Por Las mayores pendientes Admisibles. - Eliminación Del Efecto De La Salinización De Las Tierras. - Condiciones Que Deben Cumplir Los Revestimientos De Canales. 5.2.6 INSTALACIÓN DE COMPUERTAS Y ACCESORIOS EN UN CANAL DE RIEGO Consiste en instalar las estructuras metálicas que han sido proyectadas en la construcción de las obras. Entre ellas tenemos: instalación de compuertas, rejillas para material de arrastre y material flotante, pasarela de los puentes, mecanismos de cizallas de las compuertas, etc. Las compuertas de emergencia se instalan en la parte posterior de la pantalla frontal y tienen por objeto un cierre violento de las ventanas u orificios de captación. Las compuertas de regulación están ubicadas detrás de las compuertas de emergencia y tienen por objeto regular y controlar el caudal de ingreso. PROCESO CONSTRUCTIVO DEL CANAL DE SECCIÓN TRAPEZOIDAL: 1. CARACTERISTETICAS GEOMÉTRICAS E HIDRAÚLICAS DE UN CANAL: Un canal es un conducto abierto, donde el agua recorre por acción dela gravedad, sin ayuda de la presión, la superficie libre del agua está en contacto con la atmosfera. A continuación se ilustran cada una de ellas.  Características Geométricas: b = Borde Interior B = Base Inferior del Canal B’ = Base superior del canal b’ = Borde exterior h = Profundidad del canal θ = Angulo del Talud del canal

HIDRAULICA CONSTRUCION DE CANALES EN PROYECTOS HIDRAULICOS NACIONALESAPLICADA A’ = Sección Transversal del canal  Características Hidráulicas: Q = Caudal del Agua (lt/seg.) V = Velocidad del Agua (mt/seg.) A = Área de la Sección Transversal (m2) S = Pendiente del canal (%) d = Tirante de agua o profundidad R = Radio Hidráulico R = A/P P = Perímetro Mojado (m) n = Coeficiente de Rugosidad 2. TIPOS DE CANAL Los tipos de canales hidráulicos más representativos son: 3. PROCESO CONSTRUCTIVO DEL CANAL DE SECCIÓN TRAPEZOIDAL: 3.1. TRAZO Y REPLANTEO El trazo del canal es una actividad que se realiza después que se ha construido la plataforma, de acuerdo a las especificaciones técnicas. 3.1.1 PROCEDIMIENTO: a) Verificar las características geométricas, especificadas en el proyecto. b) Trazar el eje del canal, en recta y en curva. c) Trazar la base inferior y superior del canal teniendo en cuenta si va a ser o no revestido. d) Replantear las medidas trazadas con las especificadas. 3.1.2 TRAZO DEL EJE DEL CANAL El eje es una línea imaginaria que pasa por el centro de las bases y paralelo a los bordes de estas. 1) EN TRAMO RECTO: 

Estacar más o menos cada 5 metros a lo largo de la plataforma y a una distancia

X =B ' /2+ b , del pie del talud de la plataforma 

Tensar con un cordel sobre las cabezas de las estacas extremas, o tratando que a la derecha e izquierda del cordel queden el mismo número de estacas. Luego marcar con yeso, cal o ceniza, de modo que intersecte continuamente en cada cambio de dirección (Puntos de Intersección=PI)

2) EN TRAMO CURVO: El trazo consiste en determinar las curvas del canal, el criterio es obtener una curva suave y simétrica, del tal forma que el movimiento del agua sea uniforme como en el tramo recto. Pasos:

HIDRAULICA CONSTRUCION DE CANALES EN PROYECTOS HIDRAULICOS NACIONALESAPLICADA 

Tomar una distancia “L”, desde el PI, hacia la derecha e izquierda, determinado los puntos a y b.



determinamos los puntos c, d, e; tensando un cordel de a hacia b. luego tomamos la distancia “m” perpendicular de PI al cordel. Luego los puntos c, d, e, se ubican a:

d=m/2

1 m c=e= ( ) 4 2

3.1.3 TRAZAR LOS BORDES DE LA BASE DEL CANAL Obtenido el eje del canal en tramo recto y en curvo, se comparte a partir de este, mitad y mitad, la medida de las bases inferior y superior cuando no va a ser revestido. En cambio cuando va a llevar revestimiento, se tomaran las medidas exteriores de las bases de la cercha

3.2. EXCAVACIÓN DE ZANJAS PARA CANAL Consiste en que la excavación sea la necesaria y se obtenga la sección trapecial requerida. La excavación se empezara por la parte central, no saliendo del ancho de la base inferior, hasta la profundidad especifica. Luego excavamos los taludes no saliendo del ancho de la base superior. La pendiente del fondo del canal debe ser verificada permanentemente con un nivel de ingeniero o con manguera de nivel 3.2.1 REVESTIMIENTO DEL CANAL CANALIZACIÓN.- se entiende al acto o hecho de encauzar por medio de obras artificiales del cauce natural de un curso de agua. Las finalidades de una canalización pueden ser múltiples:   

delimitar el cauce, proteger las márgenes contra erosiones o inundaciones, recuperar terrenos.

REVESTIMIENTO.- El revestimiento y la protección de las márgenes de las canalizaciones pueden representar hasta el 25% del costo de implantación de estas obras, notoriamente en los usos destinados a la navegación y al drenaje. Por esta razón el proyecto adecuado de estos elementos debe merecer cuidadoso análisis y atención, con el objetivo de unir al mejor funcionamiento técnico al menor costo. Sin embargo, su costo y su duración dependen de la calidad del revestimiento y del manejo adecuado que se dé a las aguas superficiales. 3.2.2 PROCEDIMIENTO DE REVESTIMIENTO a) Emplantillado

HIDRAULICA CONSTRUCION DE CANALES EN PROYECTOS HIDRAULICOS NACIONALESAPLICADA Cada 10 metros en tramo recto y cada 5 metros o menos en curvas, teniendo en cuenta la pendiente de diseño. De preferencia utilizar nivel de mano para lograr mayor precisión. b) Colocación de Cerchas Las cerchas guiadoras o maestras se colocaran en cada plantilla, estas deben ser alineadas, escuadradas con respecto al eje del canal y aplomadas; quedando fijas con estacas y alambres N° 16, atortolado, clavados en ambos taludes. Posteriormente el albañil colocará cerchas intermedias cada 2.50 metros en tramo recto chequeando con manguera de nivel o nivel de ingeniero, la pendiente requerida. (0.50 cm de desnivel), también se repetirá el alineamiento, escuadrado, aplome y fijación de cada paño. c) Revestimiento Preparación de la mezcla: F’c = 175 Kg/cm2 en volumen equivale a mezclar 1 Bolsa de Cemento, 2 Carretillas de arena, 3 carretillas de piedra, cada carretilla debe ser de 1 pie3. Después de haber mezclado en seco estos materiales, 3 vueltas como mínimo, con concretera, mezcladora o preparado en situ con responsabilidad y cuidado del Ingeniero Supervisor, se le añade agua cuya cantidad en litros no debe ser mayor que la mitad del peso total del cemento (1 Kg = 1 litro) Luego se pañetea los Taludes, compactando con la regla. Las estacas atortoladas que sirvieron para fijar se sacaran antes del acabado final. Luego se procede a espolvorear cemento con arena fina 1:3 y plancha de empastar para darle un acabado pulido e impermeable. Terminamos los taludes, se procede igual con el piso del canal. Para el acabado de los bordes se tendrá cuidado con que sean alineados, para lo cual se tomará regla o cordel de cercha a cercha. d) Extracción de las Cerchas Generalmente se extraen después de 24 horas (climas fríos), y para q sea fácil su extracción, antes de hacer el revestimiento deberán llevar una capa de petróleo o de aceite quemado que ayuda también a su limpieza y conservación. Debemos evitar que al extraer las cerchas, los bordes extremos revestidos se deterioren. e) Curado del canal revestido El concreto fresco para endurecerse y llegar a la resistencia requerida debe perder humedad lentamente, esto se consigue haciendo el curado que consiste en llenar totalmente de agua los cajones revestido 10 días, como mínimo. Esto es fácil de hacer colocando champas en los extremos y permitir que se retenga el agua en los cajones revestidos hasta que queden llenos. Aguas arriba se hará provisionalmente un rebose para eliminar el agua excedente. Esto permite además seguir la ruta del agua y verificar la pendiente. No se debe descuidar el curado es muy importante. f) llenado de las juntas de dilatación Las juntas de dilatación están determinadas por los espacios que dejan las cerchas al ser extraídas, cada 2.50 metros en tramo recto y variable en curva. Estas permiten al concreto expandirse o contraerse por efectos de temperatura evitando que los paños o cajones se rajen El llenado de las juntas consiste en seguir los siguientes pasos:

HIDRAULICA CONSTRUCION DE CANALES EN PROYECTOS HIDRAULICOS NACIONALESAPLICADA a. Limpiar las juntas de elementos extraños con la paleta angular cuyas dimensiones estarán de acuerdo al espesor de la junta. b. Compactar el suelo natural de la junta con la paleta angular. Dicha paleta tiene doble función: limpiar y compactar. c. Imprimar la superficie interior de la juta con una solución de brea con querosene en proporción de 1 a 3, para que tenga la viscosidad de pintura trabajable. Se debe aplicar con una brocha. d. Colocar una mezcla caliente de brea con arena fina en proporción de 1 lata de brea por 4 latas de arena. Primero calentamos la brea y poco a poco se va agregando la arena removiéndola, hasta que tenga la consistencia de azúcar negra. Está mezcal se colocara primero a los taludes y después al piso por capas, compactándola con la misma paleta angular. Se debe procurar que no sobre salga del nivel del revestimiento del canal.

I. II.

JUNTAS WÁTER STOP