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PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO DEL COLECTOR.
Nomenclatura: Se entenderá como: tubería, al conjunto de tubos que conducirán el agua servida y conformaran la estructura de los subcolectores y/o colectores; excavación, parte del terreno que se tendrá que retirar para alojar a la tubería; cunetas, sobreexcavación en el fondo y a todo el perímetro de la misma excavación, para canalizar el agua del subsuelo hasta el cárcamo de bombeo y poder llevar los trabajos en seco; cárcamo de bombeo, sobre excavación en el fondo de la misma donde convergen la cunetas que canalizan el agua del subsuelo y por el cual se bombeará el agua fuera de la excavación a través del sistema de bombeo de achique; cama de arena, relleno de arena que se utilizará para estabilizar el fondo de la excavación y que se construirá como plantilla en el sitio para recibir a la tubería; acostillamiento, relleno de tepetate compactado que confinará a las paredes perimetrales de la tubería con las paredes del corte de la excavación; relleno, suelo que se colocará sobre la clave de la tubería y que se utilizará para rellenar las cepas de excavación. Proceso Constructivo: En general, el procedimiento constructivo se ha dividido en ocho etapas, las cuales a continuación se enlistan: ETAPA I Trazo y excavación de las cepas. ETAPA II Conformación de cunetas y cárcamos de bombeo. ETAPA III Fabricación de la cama de arena. ETAPA IV Colocación de la tubería. ETAPA V Construcción de pozos y cajas de visita. ETAPA VI Construcción del acostillamiento. ETAPA VII Conformación del suelo de relleno. ETAPA VIII Cruzamientos especiales.
1 TRAZO Y EXCAVACIÓN DE CEPAS.
Por medio de un control topográfico se realizará el trazo del eje del emisor conforme a los planos ejecutivos de proyecto, controlando el alineamiento y la profundidad de excavación según los niveles de arrastre que marcan el proyecto ejecutivo.
Una vez teniendo el trazo del eje del emisor, se procederá a realizar en el caso de que se tenga, el corte y demolición de pavimentos, adoquín y/o empedrado. Se entenderá por demolición de pavimentos, al conjunto de operaciones que deberá realizar el Constructor para cortar, romper y remover los pavimentos, previamente a la excavación de cepas. Al efectuar la ruptura de pavimento o de banqueta se procurará no perjudicar el pavimento o la banqueta restante, ni causar molestias a la población. En la ruptura de pavimento empedrado o adoquinado se pondrá especial cuidado, a fin de seleccionar la cantidad máxima del material extraído para su posterior aprovechamiento. El corte de pavimento asfáltico o de concreto, así como el de banqueta deberá ejecutarse con cortadoras de disco o equipo similar que garantice los alineamientos requeridos, indicados en el proyecto, debiendo ser vertical hasta la profundidad necesaria. Posteriormente se procederá a realizar la excavación, la cual deberá de tener un ancho no menor al indicado en la Tabla IV.1 “Dimensiones mínimas de zanjas y plantillas para tuberías”, de acuerdo con el diámetro de la tubería, dicho ancho, deberá repartirse a ambos lados del trazo; la excavación podrá realizarse con facilidad con medios mecánicos utilizando retroexcavadora, el material de corte puede clasificarse en un 60 % como del tipo III (el cual presentará en base a sus pesos específicos natural y secos suelto, un coeficiente de variación volumétrica por expansión del orden de 1.35) y un 40 % como material tipo II (con un coeficiente de variación volumétrica por expansión del orden de 1.28). Se realizará la excavación hasta su profundidad máxima según los niveles de arrastre que marcan los planos ejecutivos más el espesor correspondiente a la plantilla (Ver Tabla IV. Dimensiones mínimas de zanjas y plantillas para tuberías); las paredes de los cortes de la excavación terminarán con una inclinación “talud” con una relación de 0.25:1 (horizontal- vertical). Consiste principalmente en la remoción del material producto de la excavación que se colocará a un lado de la cepa, disponiéndolo en forma que no interfiera con el desarrollo
Las dimensiones de las excavaciones que formarán las cepas variarán en función del diámetro de las tuberías que quedarán alojadas en ellas como señale el proyecto ola especificación del mismo. Serán lo suficientemente anchas para facilitar los trabajos alrededor del tubo y con la profundidad necesaria para formar un colchón de relleno y dar protección al tubo contra cargas pesadas y tránsito de vehículos. Las superficies de las excavaciones deberán ser afinadas en tal forma que cualquier punto de ellas no sobresalga más de lo que indique el proyecto. El fondo de la excavación deberá afinarse minuciosamente para que la tubería que se instale sobre el mismo quede a la profundidad y con la pendiente señalada en el proyecto. El afine y limpieza del fondo de la excavación, se deberá realizar poco antes de la colocación de la tubería. FIGURA IV.4 “SECCIÓN CONSTRUCTIVA PARA LA INSTALACIÓN DE UNA TUBERÍA DE ALCANTARILLADO”
2 CONFORMACIÓN DE CUNETAS Y CÁRCAMOS DE BOMBEO.
Tomando en consideración la información obtenida del Nivel de Aguas Superficiales (NAS) a la fecha de elaboración del estudio y a los niveles de arrastre de proyecto, gran parte de la excavación se tendrá que realizar por debajo de este nivel, por lo que para llevar a cabo los trabajos en seco, se recomienda instalar un sistema de cunetas, y drenes para canalizar el agua del subsuelo hacia los cárcamos de bombeo, y de ahí conducirla al exterior de la excavación por medio de un sistema de bombas auto sumergibles, las cuales operaran de manera temporal en la medida que se acumula el agua en los cárcamos. Una vez terminada la excavación en su máxima profundidad, se procederá a construir las cunetas, las cuales se realizarán en el fondo de la excavación y a todo el perímetro de las paredes de la misma, a las cuales se les proporcionará el bombeo adecuado para canalizar el agua hacia los cárcamos; una vez construidas las cunetas, el espacio interno de las mismas se rellenará con arena gruesa a grava limpia de finos para formar un dren permeable por el cual circule al agua hasta los cárcamos. Los cárcamos serán sobreexcavaciones en el fondo de la misma excavación, en al cual se introducirá la bomba autosumergible, sus dimensiones dependerán de la bomba que se utilice, pero en términos generales, podrán ser de 0.80 m de largo por 0.80 m de ancho y 0.60 m de profundidad (por debajo del fondo de la excavación). Cabe hacer la aclaración de los niveles de agua superficial pueden fluctuar a presentarse a mayores profundidades en épocas de estiaje, por lo que, si los trabajos de construcción se realizan fuera de la época de lluvias, es probable que no se use o se requiera en menor medida el operar el sistema de bombeo.
3 FABRICACIÓN DE LA CAMA DE ARENA.
Una vez que se ha controlado el agua en el interior de la excavación, se procederá a construir la plantilla o cama de arena, con el fin de facilitar el acomodo de la tubería y generar una superficie tal que la carga transferida por el tubo al suelo de cimentación sea uniforme; la
FIGURA IV.5 “POZO DE VISITA ESPECIAL PARA DIÁMETROS
DE 76 A 107 CM.”
FIGURA IV.6 “POZO DE VISITA ESPECIAL PARA DIÁMETROS DE 122 CM”.
DIÁMETRO (m) A ( m) PROF. MIN. H (m) C (m) E (m) 1.22 1.40 2.65 2.00 2.
6 CONSTRUCCIÓN DE ACOSTILLAMIENTO
El acostillamiento de la tubería es el apisonado que se efectúa a los lados y por debajo de las tuberías, con el objeto de dar un encamado correcto a todo el cuadrante inferior, y se efectuará hasta la mitad del diámetro del tubo y el resto del mismo. Una vez colocada la tubería del emisor, se procederá a construir en el espacio entre el tubo y las paredes de la excavación el acostillamiento para confinar a la tubería; este se construirá con material de banco, el cual deberá ser una arena limosa de baja plasticidad (SM) o un limo de baja plasticidad con arenas finas (ML) “tepetates”, con un límite líquido no mayor de 50 % y un límite plástico no mayor del 6 %; este se colocará encapas de 20 cm. de espesor, compactándolo al 90 % de su peso volumétrico seco máximo del ensayo Proctor estándar, hasta alcanzar la altura correspondiente al nivel de la clave del tubo. En la figura IV.4 Sección constructiva, se presenta las especificaciones que debe de cumplir el material de banco para ser utilizado en la construcción del acostillamiento.
7 CONFORMACIÓN DEL SUELO DE RELLENO.
Sobre el lomo del tubo se colocará el suelo de relleno, para lo cual se podrá utilizar el suelo producto de la excavación, el cual se colocará en capas de 25 cm. como máximo, compactándolas al 90 % de su peso volumétrico seco máximo del ensayo Proctor estándar, hasta alcanzar la altura correspondiente al nivel del terreno. El espesor del suelo de relleno sobre el lomo del tubo no deberá ser menor a los 90 cm. En la reposición de pavimento empedrado o adoquinado se procurará utilizar el material producto de la ruptura que no haya sufrido daños, todo el material nuevo deberá ser de la misma clase y característica que el del original, debiendo quedar al mismo nivel, evitando la formación de topes o depresiones, por la que la reposición se hará una vez que el relleno de las zanjas tengan el grado de compactación especificado y/o lo que marque el proyecto.
Previamente a la reposición del pavimento asfáltico, se hará una base de grava cementada de 0.20 m de espesor. Para la reposición del pavimento se podrán fabricar mezclas asfálticas de materiales pétreos y productos asfálticos en el mismo lugar de la obra, empleando conformadoras o mezcladoras ambulantes. Las mezclas asfálticas formarán una carpeta compactada con el mínimo de vacíos, ya que los materiales usados deberán ser graduados para que sea uniforme a las deformaciones producidas por las cargas y sea prácticamente impermeable. El material pétreo deberá constar de partículas sanas de material triturado, exentas de materias extrañas y su granulación debe cumplir las especificaciones para materiales pétreos de mezclas asfálticas No deben emplearse agregados cuyos fragmentos sean en forma de lajas, que contengan materia orgánica, grumos arcillosos o más de 20 % de fragmentos suaves. El material para base se hará con grava cementada, siendo ésta de banco. La mezcla deberá prepararse a mano o con equipo mecánico y se colocará en capas no mayores de 10 cm de espesor, ya sea que se use mezcla en fría o caliente y deberá consolidarse de inmediato, con pisón o con plancha. El concreto utilizado en la reposición de pavimentos de concreto y banqueta será de f’/c = 150 kg/cm^2 , vibrado al colocarlo. El acabado de la superficie deberá ser igual al existente. El material producto de la demolición de pavimentado deberá ser retirado, transportándolo al banco de desperdicio que señale el proyecto, sujetándose a, lo establecido por las normas NOM-ECOL-1996, salvo que se considere que dicho material pueda ser utilizado en la reposición de los mismos, en cuyo caso se colocará a un lado de la cepa en forma tal que no sufra deterioro alguno ni cause interferencia con la prosecución de los trabajos. Los daños y perjuicios a terceros ocasionados por las operaciones del Constructor al remover y volver a colocar el pavimento, será de su exclusiva responsabilidad, por lo que deberá cubrir a sus expensas las reclamaciones que por tal motivo se presenten.
entendiéndose por zona de la obra el área ocupada por la obra en sí, los bancos de préstamo y depósito de materiales. Se considera material de acarreo al producto de despalmes y excavaciones para desplantar, alojar o que formen parte de las estructuras. El de bancos de préstamo para formar bordos o terraplenes. Materiales para revestimiento de caminos. Para el relleno de zanjas y excavaciones. Extracción de agregados en bancos de explotación. Formación de bancos de almacenamiento de materiales o depósitos para desperdicio de éstos. El equipo de acarreo podrá ser el que se considera propiedad del Constructor y el de las Uniones con Transportistas de la localidad en que se ejecuten las obras. Los acarreos se efectuarán entre los sitios indicados en el proyecto o los ordenados por la Supervisión y se realizarán siempre, siguiendo la ruta transitable más corta y conveniente.
OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO.
Todo sistema de alcantarillado para que opere de manera eficiente debe contar con una política de operación, la cual debe estar acorde con el diseño del sistema para que el funcionamiento sea adecuado y evitar daños tanto a la red como reducir las molestias a los usuarios. En este apartado se describirán las maniobras de operación, medidas de conservación y limpieza y las acciones para una operación eficiente de un sistema de alcantarillado, las cuales son de manera enunciativa y no limitativa, pudiéndose adaptar a las condiciones que prevalezcan en la comunidad o zona de proyecto o los que considere convenientes el Organismo o Comité encargado del sistema de alcantarillado.
1 MANIOBRAS DE OPERACIÓN.
Dentro de las políticas de operación de la red deben estar contemplados programas de mantenimiento preventivo y correctivo, así como maniobras de compuertas y bombeos en determinados sitios y horarios, esto con el propósito de lograr que el sistema funcione de
manera óptima. Los programas tienen por objeto mantener en buenas condiciones a todas las tuberías y todas las estructuras que conforman el sistema. En todo momento se tratará que las tuberías de la red trabajen a superficie libre, sin embargo, cuando se presentan lluvias mayores a la que corresponde al período de diseño, es de esperarse que trabajen a presión y como consecuencia, se produzcan inundaciones en la zona, por ello se debe contar con las medidas necesarias para aminorar los daños y molestias que se ocasionan.
2 MEDIDAS DE CONSERVACIÓN Y LIMPIEZA.
Todo sistema de alcantarillado debe contar con un mantenimiento en menor o mayor grado, esto con el propósito de que el sistema funcione adecuadamente y se eviten anomalías en la época de lluvias. Además, ello ayuda a prolongar la vida útil del sistema. Esta actividad debe programarse para llevarse a cabo en la época de estiaje, que es cuando los sistemas conducen caudales pequeños y es posible revisarlos con relativa facilidad, así como detectarlos daños. En este periodo es de esperarse que se tenga la presencia de sedimentos en el sistema debido a velocidades son bajas y no es posible que ellos sean arrastrados. Por esto es necesario hacer actividades de limpieza en el sistema, para lo cual se requiere de equipo apropiado para llevar a cabo esta actividad, ya que existen tanto conducciones a cielo abierto como cerrada, estas últimas son la mayoría. Para la limpieza de las conducciones cerradas deberán emplear equipos para arrastrar las sustancias sedimentadas. Una forma de hacerlo es remansando el agua dentro de la alcantarilla y después liberándola de manera súbita, esto se logra colocando una compuerta en un extremo de la alcantarilla y al liberar el volumen remansado, esté arrastrará el material sedimentado hacia aguas abajo, esta onda de agua se recomienda se presente en longitudes de tuberías no mayores a 200 m. Otro sistema de limpieza es el que utiliza inyección de agua a presión (750 kg/cm^2 ), que es introducida a través de una manguera en cuyo extremo lleva una tobera, estas llevan en su
FIGURA IV.9 “CEPILLO ESPIRAL”. FIGURA IV.10 “CEPILLO ESFÉRICO”
ARENA Y
LIMPIEZA DE MUSGO”. FANGO”.
FIGURA IV.13 “CEPILLO FIGURA IV.14 “ENJUAGADORES
CIRCULAR”. DE CAUCHO”.
Todos estos dispositivos se emplean, usando varillas de 0.90 m en cuyos extremos tiene rosca y palanca para asegurar la sujeción y dada la flexibilidad del. Se usan también los platillos dragadores que se introducen en el registro de aguas abajo y son arrastrados hacia aguas arriba, con la cuerda en posición horizontal, tirando luego hacia delante se levanta el platillo, con ello se logra arrastrar los sedimentos. Se recomienda hacer limpieza por tramos cortos, según sea la cantidad de sedimento, para no tener que retirar cargas demasiado grandes; sin embargo, cuando esto último llega a suceder, existen equipos mecánicos formados por dos dispositivos que arrastran dentro de la tubería una pala que va recolectando la basura, la cual es extraída al final. Si la forma de conducción lo permite, pueden emplearse rastrillos, escobas de fibras metálicas y compuertas móviles en las que la presión del agua remansada actúa de motor y el estrechamiento regulable, situado aguas abajo, permite producir un chorro suficiente para provocar el arrastre de sedimento.
posible dar un diagnóstico acerca de la situación de las tuberías que conforman el sistema de alcantarillado.
2.1.3 CONSERVACIÓN Y REPARACIÓN DEL SISTEMA.
Es difícil establecer lineamientos que indiquen cuando efectuar reparaciones en un sistema, ya que estas pueden ir desde la simple reposición de una tapa de pozo de visita, hasta la reconstrucción de un tramo de alcantarilla, en esta última situación, el daño pudo haber sido producido por algún sismo o avenidas extraordinarias.
Para hacer la reparación de las tuberías rotas, es necesario levantar el pavimento para sustituir los tramos dañados, en el caso en que sólo se tengan agrietamientos, estos pueden ser reparados utilizando equipo especial que inyecte concreto o alguna resina en la zona dañada.
3 PROBLEMAS MÁS IMPORTANTES EN LA OPERACIÓN DE UN
SISTEMA.
Cualquier sistema de alcantarillado presenta problemas en su operación, los cuales se deben a diferentes factores atribuibles al propio sistema, como son corrosión, erosión, sedimentación, etc., así como las causas externas, como son roturas, asentamientos, sobrecargas, etc. Entre los más representativos, pueden citarse los que se mencionan a continuación.
3.1 PROBLEMAS IMPUTABLES A LA RED.
▪ Corrosión en los elementos metálicos dentro de la red como son, los equipos de bombeo, compuertas, peldaños de los pozos de registro, etc. La falla de estos últimos son la causa de accidentes graves para el personal que hace labores de inspección. ▪ Insuficiencia de la capacidad del colector o del alcantarillado. El hacer trabajar una tubería a presión, que no fue diseñada para ello, provoca fugas de agua hacia el exterior. A veces llegan a provocar que las tapas salten de los registros, generando un serio problema. Igualmente, los conductos al trabajar con carga pueden producir la rotura de bóvedas y dar origen a la formación de socavones bajo el pavimento. ▪ Los cierres hidráulicos originados en cambios de sección con disposición errónea, así como en la intersección de dos alcantarillas. Estos cierres generan sobreelevaciones de agua, aguas arriba y llegan a producir inundaciones. ▪ Erosiones en tramos porque el flujo lleva una excesiva velocidad del agua producida por el empleo de una pendiente inadecuada.
