Túneis e Obras Subterrâneas

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA DEPART DEPARTAMENTO AMENTO DE GEOCIÊNCIAS GEOLOGIA DE ENGENHARIA

TÚNEIS E OBRAS SUBTERRÂNEAS: CONDICIONANTES GEOLÓGICOS PROF.: PROF.: MURILO MURIL O S. ESPÍNDOLA ESPÍND OLA

Florianópolis, 2015.

• Túneis e obras subterrâneas: condicionantes geológicos Tipos de materiais escavados e métodos de construção:

• Escavação em materiais: Chiossi (1979) define dois tipos de escavações principais:

Túnel Formigão – Tubarão Tuba rão –SC Escavação à Fogo



Túnel Formigão – Tubarão Tuba rão –SC Escavação à Fogo


• Escavação em materiais: Chiossi (1979) define dois tipos de escavações principais: https://www.youtube https://www .youtube.com/w .com/watc atch?v=d7mg2JZ_Pk4 h?v=d7mg2JZ_Pk4



Escavação com Couraça Tunnel Shield


• Escavação em materiais: Chiossi (1979) define dois tipos de escavações principais:. http://www.youtube.com/watch?v=J7YTEmJ1QOg


• Escavação em materiais: Tunnel Shield O metrô de São Paulo foi a primeira obra no Brasil a utilizar Maquinas de perfuração mecanizadas do tipo couraça. ( Tunnel Boring Machines) A população logo à apelidou de Tatuzão; O avanço do equipamento de escavação se dá por meio de reação de macacos hidráulicos nos anéis metálicos já instalados;


• Escavação em materiais: Duros: a) perfuração da frente de escavação; b) carregamento dos furos com explosivos; c) detonação; d) ventilação e remoção de detritos; e) remoção da água de infiltração; f) escoramento no teto e paredes laterais; g) revestimento, quando necessário.


• Escavação em materiais: Métodos de avanço: a) Escavação total Toda a frente é perfurada e dinamitada; Túneis pequenos (Ø<3,0m). b) Escavação por galeria frontal e bancada A parte superior do túnel sempre avança antes da inferior; c) Escavação por galerias Grandes túneis; Abre-se um túnel menor que avança à frente do maior; Conhecimento antecipado das condições de escavação.


• Métodos de construção: Trincheiras: Também conhecido como método destrutivo; Aplicam-se em condições geotécnicas diversas; Aplicação onde não interfere no sistema viário, ou onde seja possível o desviar; Muito aplicado nas linhas Azul do Metrô de São Paulo;


• Métodos de construção:

Trincheiras (VCA) Cut and Cover Jarrow - Howdon



Trincheiras (VCA) Cut and Cover



Trincheiras (VCA) Cut and Cover King’s Cross

Londres


• Métodos de construção: https://www.youtube.com/watch?v=ZPP_jHYdbls

Trincheiras (VCA) Cut and Cover


• Métodos de construção: Túneis Mineiros (NATM) Método Austríaco para abertura de túneis; New Austrian Tunneling Method;

Poderia ser chamado de método de construção de túneis com suporte em rocha, uma vez que utiliza a rocha vizinha como suporte por meio de alívio de carga;


• Métodos de construção: Túneis Mineiros (NATM)


• Métodos de construção: Túneis Mineiros (NATM) Sequência construtiva

• • • •

Execução de tratamentos e DHPs; Avanço ! seção; Instalação de suportes; Suportes e avanço da outra ! seção.


• Métodos de construção: Túneis Mineiros (NATM) https://www.youtube.com/watch?v=iVXzkE32yTY


• Tirantes empregados em túneis: Redaelli (1986) divide os tirantes em dois tipos principais: a) Tirantes protendidos de forma ativa; b) Tirantes protendidos de forma passiva.

• Túneis e obras subterrâneas: condicionantes geológicos Reconhecimento geológico do túnel:

• Finalidade e definição do traçado Objetivo: facilitar a passagem direta de um ponto à outro, evitando-se determinados obstáculos. Obstáculos: Rios, elevações, canais, áreas povoadas, etc.


• Finalidade e definição do traçado É comum a utilização de túneis para fins: Rodoviários Metroviários Ferroviários Transporte de fluídos Equilíbrio de cargas Etc.


• Finalidade e definição do traçado Túneis também são muito utilizados no desvio de águas em construções de grandes barragens, e posteriormente são comumente aplicados como canal de adução. Quanto mais linear, menor o deslocamento e menor a dificuldade de construção de um túnel.


• Trabalhos geológicos O reconhecimento e apresentação do perfil geotécnico de um túnel se dá por meio de um corte axial longitudinal. O reconhecimento geotécnico das formações é realizado superficialmente, associado à investigações por sondagens adequadamente espaçadas. (Anteprojeto) Posteriormente abrem-se poços exploratórios, que auxiliarão também na construção do perfil principal. A própria construção do perfil principal, à exemplo do método NATM, é uma forma de exploração e dimensionamento das estruturas.

• Túneis e obras subterrâneas: condicionantes geológicos Perturbações externas ao túnel:

• Recalques devidos à escavação do túnel Sempre que é escavado, em perfis de solos ou rochas brandas, o túnel resulta em um recalque de superfície, podendo afetar construções em seu entorno. Principais agentes: - alívio te tensão no maciço; - efeito da vibração em solos pouco coesivos; - acomodação em regiões de vãos livres; - injeção insuficiente de argamassas; - rebaixamento do lençol freático; - deformação de anéis no túnel; - etc.

• Túneis e obras subterrâneas: condicionantes geológicos Perturbações externas ao túnel:

• Desmoronamento da embocadura É comum que a embocadura fique situada nas regiões mais frágeis de um túnel. Pode-se verificar a presença de maciços coluvionares, com espessas camadas de solos saprolíticos; Logo, tanto é comum a ruptura de encostas na embocadura de túneis, quanto nos taludes que precedem a embocadura.

• Túneis e obras subterrâneas: condicionantes geológicos Perturbações internas ao túnel:

• Alívio de pressão Função das tensões virgens, naturais; O alívio pode ser rápido ou lento; O alívio pode gerar a ruptura de maciços em uma escavação, à exemplo do fissuramento e desprendimento de lajes;


• Arqueamento Ainda que não existam grandes tensões residuais em um maciço, o simples corte de um maciço pode gerar o arqueamento das rochas sobre o mesmo; É comum a utilização de escoras para, posteriormente, revestir um túnel e evitar assim o arqueamento;


• Colapso por expansão de argilas Quando em contato com a água, alguns minerais argilosos produzem elevadas pressões de expansão, podendo resultar no deslocamento de blocos; Os ensaios de pressão de expansão, é um experimento no qual submete-se um material argiloso à condição de inundação, e mede-se a pressão gerada, de forma que não se permite a expansão do material. Medição de deformação Ajuste da altura de medição

Esfera metálica

Drenagem (bureta) PEDRA POROSA CORPO DE PROVA

Anel metálico

• LEP Túnnel – Acelerador de partículas (LHC)

Binacional : Suíça – França Comprimento: 26.659 metros Finalidade: Acelerador de partículas Ano de construção: 1989 Seção: Anelar, 11m a 16m !

!

Material: Solo LHC -Large Hadron Collider LEP - Large Electron–Positron Collider




• LEP Túnnel – Acelerador de partículas (LHC) Desalinhamento: Por ter sido construído em solo, o túnel ficou muito sensível a movimentos aleatórios de massa e vibrações em curtos espaços de tempo.

• LEP Túnnel – Acelerador de partículas (LHC) Desalinhamento: Estes movimentos se deram em função da redistribuição das tensões em função da construção do próprio túnel, entre outros fatores externos.

• LEP Túnnel – Acelerador de partículas (LHC) Vibrações: As vibrações são altamente prejudiciais no que tange a leitura dos transdutores do LEP e do LHC.

• LEP Túnnel – Acelerador de partículas (LHC) Os movimentos do LEP não seguem uma tendência evidente, e variam de 0,05 mm/ano até 0,2 mm/ano. Embora se verifique que os movimentos não seguem tendências gerais, pontualmente estas tendências são verificadas. As vibrações também são diferentes ao longo dos quase 27km do túnel.

• LEP Túnnel – Acelerador de partículas (LHC) Seção típica:

Túneis e Obras Subterrâneas

Recommend Documents