Tuneles Baul

TUNELES EN FORMA DE BAUL: El túnel es una obra de construcción subterránea que se excava siguiendo su eje y es usada en los siguientes casos: 1: Cuando es más económico atravesar un macizo que trazar un canal por s u contorno. 2: Cuando la pendiente transversal del terreno es elevada (mayor de 45%) y el material no permite asegurar la estabilidad del canal.

PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO: 1.-Para y/H<=H/2  A =  By =  Hy =  H 2 ( y  /  H ) 1 2 3

K 1

El túnel de conducción de una PCH a filo de agua trabaja a presión atmosférica, simulando un canal abierto. El túnel debe mantener la pendiente del canal y seguir la distancia más corta la cual se verá alterada por las condiciones topográficas, geológicas y geomorfológicas del terreno. La forma de la sección del túnel debe ser tal que su área permita la circulación del caudal máximo y resista las presiones, las cuales determinan la forma de sección y el tipo de revestimiento del túnel.

P = b + 2 y

=

 H  + 2 y =  H (1 + 2 y  /  H ) 14 24 3

K 2

T  =  H 

 A = k 1 H 2  P = k 2 H  T  =  H   Qn S 0

1 /  2

=

 A

5  /  3

P

2  /  3

(k  H  )

5  /  3

2

1

=

(k   H )

2  /  3

=

2

k 1 k 

5  /  3

2  /  3

 H 8 /  3

2 1 2 3

K 4

K 4

=

Qn S 0

1 /  2

 H 8 /  3

1.-Para y/H>H/2

 A =  A =

 H  2 2

 H  2 2

+

+

 y

 D 2

cos α 

 H  2

−

4

 D 2

  D  sin α  + α     2  

cos α  sin α  +

 D  /  2

2 y

−

 D

 H  2 4 2 y

2

α 

Consideraciones Consideraciones para el diseño

sin α  =

Se debe tener presente es que la velocidad de circulación del agua debe ubicarse dentro del intervalo (1.5 - 2.5 2.5 m/s) y el borde libre libre tal como lo indica la figura debe ser mayor o igual a 40 cm. cm. La altura mínima del baúl debe ser de 1.80 m (Hmin) y el ancho mínimo (Bmin) debe ser de 1.20 -1.40 m

 2 y   − 1    D   α    1 1  A =  H  2  + cos α  sin α  +  = K 1 H  2 2 4 4     144 4  4  244 4 4  3 α  = sin

 D  /  2

=

 D

−1

K 1

=

 D

−1

Ejemplo de aplicación: Encontrar las dimensiones de un canal no revestido para:

Q = 4m 3  /  s S 0

=

0.0015

η  = 0.014

A través de la Tabla 7-9 se procede imponiéndose la

Con los valores de k1, k2 y k3 se obtiene el área,

relación calado de agua/Radio (d/R) Con lo que

perimetro y radio hidraúlico

obtengo los valores de k1,k2,k3,k4 Se impone el valor de y/R=1

k1

k2

k3

k4

1.9728

3.7854

0.5213

1.28

A través de la siguiente ecuación obtengo la variable kq

kq=103.25m Procedo a obtener el radio R del Baúl, como se indica en la gráfica

Area Perimetro Radio Hidraúlico

A P RH

2

m m m

2.16 3.96 0.55

Se procede a verificar las consideraciones iniciales, si no cumple se debera cambiar d/R

R=1.05 Con la relación de y/R = agua d y=1.05m

1

se obtiene el calado de

Altura_Baúl Ancho del baúl

H B

m m °

2.09 Si cumple altura minim 2.09 Si cumple ancho minim 0.01