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CPT - COMISSÃO PORTUGUESA DE TÚNEIS CURSO DE CURTA DURAÇÃO – LNEC –16/03/2007 Metodos de escavação 14/03/2007 1 (Notas extraidas de Dossier Pilote des Tunnels – 4 Procédés de creusement et soutènement - Cetu) MÉTODOS DE ESCAVAÇÃO I - CRITÉRIOS DE SELECÇÃO 1. INTRODUÇÃO O projecto preconiza métodos de escavação que têm em consideração o conjunto das condicionantes do local, devidas: - ao aspecto funcional retido; - à envolvente obra; - ao terreno encaixante. A análise deste factores conduz, eventualmente, a limitar os métodos construtivos. Ainda que os suportes sejam obras provisórias deverá ter-se particular atenção às operações de escavação e de instalação de suporte que condicionam: - a segurança do estaleiro; - o dimensionamento dos revestimentos definitivos; - os movimentos dos terrenos; - a regulamentação e legislação sobre trabalhos subterrâneos. Deverá ter-se em consideração que os trabalhos deverão ser: - diariamente acompanhados, e - registados todos os acontecimentos e observações efectuadas. Pois é reconhecido, por exemplo que o registo incompleto dos dados geológicos durante o avanço da escavação, a desordem e as negligências na execução podem, fora de incidentes com a segurança, ter efeitos consideráveis na qualidade e economia da obra. Daqui a necessidade (e a importância) do PROGRAMA DE OBSERVAÇÃO do comportamento da obra durante a sua execução (escavação), no acompanhamento por medição dos movimentos dos terrenos e da obra, através das condições geológicas ocorrentes na frente de escavação.

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CPT - COMISSÃO PORTUGUESA DE TÚNEIS CURSO DE CURTA DURAÇÃO – LNEC –16/03/2007

Metodos de escavação 14/03/2007 1

(Notas extraidas de Dossier Pilote des Tunnels – 4 Procédés de creusement et soutènement - Cetu)

MÉTODOS DE ESCAVAÇÃO

I - CRITÉRIOS DE SELECÇÃO

1. INTRODUÇÃO

O projecto preconiza métodos de escavação que têm em consideração o conjunto das condicionantes do local, devidas:

- ao aspecto funcional retido;

- à envolvente obra;

- ao terreno encaixante.

A análise deste factores conduz, eventualmente, a limitar os métodos construtivos.

Ainda que os suportes sejam obras provisórias deverá ter-se particular atenção às operações de escavação e de instalação de suporte que condicionam:

- a segurança do estaleiro;

- o dimensionamento dos revestimentos definitivos;

- os movimentos dos terrenos;

- a regulamentação e legislação sobre trabalhos subterrâneos.

Deverá ter-se em consideração que os trabalhos deverão ser:

- diariamente acompanhados, e

- registados todos os acontecimentos e observações efectuadas.

Pois é reconhecido, por exemplo que o registo incompleto dos dados geológicos durante o avanço da escavação, a desordem e as negligências na execução podem, fora de incidentes com a segurança, ter efeitos consideráveis na qualidade e economia da obra.

Daqui a necessidade (e a importância) do PROGRAMA DE OBSERVAÇÃO do comportamento da obra durante a sua execução (escavação), no acompanhamento por medição dos movimentos dos terrenos e da obra, através das condições geológicas ocorrentes na frente de escavação.

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2. ESCOLHA DO MÉTODO DE ESCAVAÇÃO

2.1 Processo de selecção

Deverá ser seguido um processo em 3 fases:

a) fase 1

A escolha resulta de um compromisso entre as exigências:

- dos terrenos encaixantes;

- do local e da sua envolvente;

- da geometria da obra;

do próprio processo de construção.

O processo de escolha é iterativo sendo a solução obtida por aproximações sucessivas, em que cada estádio do sua evolução deverá ser efectuado um balaço económico que deverá contemplar:

- construção de acessos;

- expropriações;

- custos de utilização, etc.

Esta análise poderá conduzir a 2 ou 3 variantes técnicas possíveis para a construção.

b) fase 2

A decisão sobre o método a reter, deverá ser tomada, em ordem decrescente, dos seguintes factores:

- segurança da obra durante e após a construção;

- utilização do método sobre toda a extensão da obra;

- flexibilidade de utilização por forma a se adaptar a situações imprevisíveis;

- limitação dos impactes sobre a envolvente e sobre o ambiente (particularmente se é em sitio urbano).

c) fase 3

A escolha definitiva, intervêm critérios ligados à:

- conjuntura económica e importância do projecto;

- a especialização das empresas e disponibilidade de equipamentos;

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- prazo de execução do túnel no planeamento geral da obra;

- custos da solução e avaliação dos riscos correspondentes.

Neste capítulo, os processos de concurso deverão permitir a apresentação de variantes de execução por parte dos empreiteiros concorrentes, que utilizando métodos particulares de que eles possuem a experiência ou determinados materiais de que sejam os seus proprietários.

2.2 Escolhas principais

2.2.1 Túneis em maciços rochosos

Tratam-se de túneis escavados em maciço rochoso suficientemente são para não necessitar de pré-suporte ou ao reforço da frente de escavação.

a) Escavação em plena ou meia secção.

Este processo é comandado pela qualidade do terreno.

- em plena secção em terrenos homogéneos e não necessitando de outro tipo de suporte que pregagens e betão projectado (Fig.1 a);

- em meia secção quando é necessário instalar rapidamente o suporte mais importante, por exemplo, cambotas ou chapas metálicas (fig. 1 b).

Fig. 1 - a) Plena secção (full face) b) Meia secção (partial excavation)

contudo, equipamentos modernos permitem trabalhar rapidamente sobre grandes alturas pelo que, muitas vezes, se utiliza o método da secção plena.

b) Método de desmonte

O método de escavação a seleccionar poderá ser determinado, em primeira aproximação, com a utilização do gráfico seguinte:

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Fig. 2 - Selecção do método de escavação em rocha

Que tem em consideração a fracturação da rocha através do RQD e um índice de qualidade através de cinco classes de resistência.

Sendo, então, realizada entre:

- desmonte a fogo (utilização de explosivos):

em secção plena ou meia secção;

o plano de fogo deve limitar o efeito dos tiros sobre o terreno encaixante e assegurar um corte perfeito da secção;

limitar o efeito das vibrações sobre edifícios existentes nas proximidades;

Fig. 3 - Escavação por desmonte a fogo (uso de explosivos)

- desmonte por máquina de ataque pontual (fresa):

não produz desmoronamentos locais e não produz vibrações nocivas sobre edifícios existentes nas proximidades;

utilização limitada pelas características de resistência dos terrenos;

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Metodos de escavação 14/03/2007 5

Fig. 4 - Escavação por máquina de ataque pontual – fresa mecânica

Fig. 5 - Tipos de máquinas de ataque pontual (fresas mecânicas).

Pode-se, também, em certos casos, usar o martelo e a pá mecânica.

Fig. 6 – a) Martelo mecânico. b) - Pá mecânica

- utilização de tuneladora (máquina de ataque a plena secção):

adapta-se bem a pequenas e grandes secções, desde a rocha branda à rocha dura (até Rc < 120 MPa);

adapta-se a utilização em zonas urbanas e a túneis extensos;

dificuldades de ultrapassar acidentes geológicos ou terrenos heterogéneos;

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a incidência da escolha deste equipamento decorre do tipo de secção transversal do túnel e deverá ser tido em conta a montante dos estudos.

Fig. 7 - Escavação com tuneladora (TBM))

Fig. 8 - Tuneladoras (TBM)

2.2.2 Túneis em terrenos difíceis

As dificuldades de escavação de túneis em terrenos considerados difíceis são ultrapassadas por recurso a técnicas de melhoramento dos terrenos.

Existe uma larga gama de processos para o efeito, conforme indicado no Quadro 1, organizado segundo os seguintes critérios (segundo Cetu):

- domínio de utilização;

- viabilidade;

- flexibilidade de utilização;

- facilidade de execução;

- cadência de trabalho;

- controlo;

- durabilidade.

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a) Emprego de tuneladora (TBM) de frente pressurizada (shield)

A decisão por este tipo de equipamento depende de múltiplos factores, particularmente do:

- custo do equipamento, e;

- prazo de construção da máquina.

Esta opção só se justifica para túneis de grandes extensões de túnel.

A escavação por tuneladora deverá ser sempre ponderada com a utilização de outros métodos, avanço sequencial e ao recurso do pré-suporte ou de melhoramento do terreno.

Deverá ter-se presente que a secção que resulta do emprego deste método é circular o que poderá trazer constrangimentos particulares.

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Quadro 1 – Melhoramento dos terrenos e pré-suporte (Cetu)

PROCESSOS DOMÍNIO DE UTILIZAÇÃO VIABILIDADE FLEXIBILIDADE

FACILIDADE DE

EXECUÇÃO

CADÊNCIA DE TRABALHO CONTROLO DURABILIDADE

Drenagem Terrenos

alimentados em água

Elevada Elevada Média a grande Elevada Difícil Variável

Injecção Terrenos

arenosos ou fracturados

Media a elevada (ensaios

necessários) Média Média a

grande

Fraca (a realizar normalmente em

avanço)

Possível a difícil

Nem sempre bem conhecida

Congelação Solos saturados Média Fraca Difícil Média Possível a difícil

Intervenção temporária

Reforço por pregagem da

frente

Terrenos variados Elevada

Elevada (frequentemente

associada a outros métodos)

Grande

Média a elevada (em alternância

com a escavação)

Possível

Intervenção temporária

Pré-abobada realizada por

pré-corte

Terrenos brandos com

coesão

Média a elevada (verificação da estabilidade do

rasgo)

Fraca (máquina pré-determinada)

Média a difícil

Média (em alternância com a

escavação)

Possível

Grande

Abóbada “guarda-chuva”

Solos variados, terrenos

heterogéneos

Média a elevada (apoio das cabotas a verificar)

Elevada Média a grande

Média a elevada (em alternância

com a escavação) Possível

Mal conhecida (corrosão, evolução

do terreno)

Abóbada de jet-grouting

Solos variados (difícil com blocos

ou argila)

Media (resultados nem sempre fáceis

de prever)

Média a elevada (possível armar a

colunas)

Média a difícil

Média em alternância com a

escavação) Difícil Grande

Anel de terreno

reforçado

Terrenos variados

Elevada

Elevada

Grande Fraca se em avanço (sem galeria piloto)

Possível Mal conhecida

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II – DESCRIÇÃO DOS MÉTODOS

1. GALERIA A “CÉU ABERTO”

1.1 Descrição

Quando ocorre pequeno recobrimento de terreno sobre a abóbada, em geral, inferior a um diâmetro, pode ser uma solução económica a execução da galeria a “céu aberto” desde que a superfície se encontre livre de toda a construção ou de outro tipo de condicionantes.

As principais vantagens são:

- cobertura rápida da estrutura durante os trabalhos permite a retoma das circulações em superfície.

- a existência de nível freático é facilmente controlado, reduzindo-se a altura de escavações ao mínimo necessário (� 6 a 7 m), evitando aterros dentro de água;

Conduz, frequentemente, a um túnel de secção rectangular.

Embora se possa adoptar para a abobada a secção circular, o que necessita de cofragem especial, pode conduzir a aumento de custos o que pode tornar a solução cara e perder o seu interesse.

1.1.1 Tipos

Principais tipos (Fig. 11):

- pórtico simples (Fig. 11 a);

- pórtico de abertura dupla (Fig. 11 b);

- quadro fechado (Fig. 11 c);

- pórtico com abóbada encastrada nos pés-direitos (Fig. 11 d)

- paredes auto-portantes e laje de cobertura apoiada (Fig. 11 e);

- abóbada encastrada e soleira apoiada (Fig. 11 f).

a)- pórtico simples b)- pórtico duplo c)- quadro fechado

Fig. 11 – Tipo de túneis a “céu aberto”

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d)- abobada encastrada e)- abóbada apoiada f)- abobada encastrada e soleira apoiada

Fig. 11 – Tipo de túneis a “céu aberto”

a) Contenção das escavações

Em meio urbano, a utilização do espaço em superfície exige a escavação segundo taludes verticais, para os quais é necessário estudar a estabilidade e dimensionar a respectiva contenção.

Diferentes processos de execução poderão ser adoptados:

- paredes moldadas:

asseguram simultaneamente o suporte do terreno (contenção);

estanquidade lateral durante os trabalhos.

- paredes prefabricadas:

derivam da tecnologia das paredes moldadas:

utilizam os mesmo processo das paredes moldadas (muros guia, valas, lamas bentoniticas)

substituição por uma calda de cimento antes da descida dos painéis prefabricados nas valas.

- cortina de estacas pranchas:

pode ser contenção provisória ou permanente;

são auto estáveis até alturas da ordem de 4 m;

acima de 4 m deverão ser ancoradas ou escoradas;

rapidez de execução;

em local urbano, produzem perturbações devido ao método de cravação por percussão;

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em obras definitivas deverá ter-se atenção à protecção contra a corrosão.

- parede “berlinense”:

cravar no terreno perfis metálicos afastados de 2 a 4 m;

escavar no interior destes alinhamentos, protegendo a o talude realizado por placas de betão, betão projectado ou madeiras apoiadas nos perfis metálicos;

para aplicar o método será necessário:

nenhuma ou pouca água;

solo estável aos escorregamentos;

- parede “pregada”:

Parede em betão projectado

Pregagens

Fase de escavação

solução aplicada em locais em que se podem realizar taludes inclinados;

parede de betão projectado;

estabilização por pregagens seladas no terreno;

solução que permite maiores movimentos nos terrenos adjacentes.

Fig. 12 – Talude “pregado”

- outros métodos:

estacas tangentes;

estacas secantes;

colunas de jet grouting

b) Escavações

As escavações poderão ser efectuadas na sequência da execução, a céu aberto ou sob as lajes de cobertura dos pórticos.

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Fig. 13 – Construção a céu aberto. Escavação com taludes verticais.

Fig. 14 – Construção a céu aberto. Escavação com talude inclinado.

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2. ESCAVAÇÃO EM SECÇÃO PLENA OU EM MEIA SECÇÃO

2.1 Descrição

Entende-se que a escavação da secção se efectua completamente numa única fase e duma só vez.

O revestimento definitivo é colocado mais tarde, e de uma única vez após a escavação da secção na sua totalidade.

Fig. 13 – a) Avanço em secção plena

Fig. 13 – b) Avanço em meia secção

2.2 Domínio de aplicação

Necessita de equipamento importante que permita desmontar a totalidade da secção na sua altura.

Normalmente aplicado em terrenos cujo suporte é constituído por betão projectado e pregagens.

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Em maciços rochosos os desmonte é efectuado com explosivos, sendo necessário adoptarem-se procedimentos por forma a evitar desarranjos no maciço com as vibrações produzidas na detonação.

Permite avanços importantes, podendo chegar a 12 m por dia com pegas de 4 m.

Em terrenos medíocres, as pegas deverão ser limitadas a cerca de 1 m, cuja instalação de suporte, normalmente mais pesado, reduz os avanços diários para cerca de 3 m.

Fig. 14 - Escavação em plena secção (sequência longitudinal)

Fig. 15 - Escavação em meia secção (sequência longitudinal)

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3. ESCAVAÇÃO EM SECÇÃO DIVIDIDA

3.1 Descrição

Fig. 16 – a) Diafragma duplo b) Diafragma simples

Consiste na abertura prévia de uma ou mais galerias de pequena secção, em que uma pequena parte do suporte participará no suporte da escavação total a realizar.

A secção poderá ser dividida de várias maneiras (Fig. 16).

Fig. 17 - Escavações em secção dividida (diafragma duplo).

Fig. 18 - Escavação em secção dividida (diafragma simples)

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3.2 Domínio de aplicação

Em condições em que o terreno não permita o avanço sem plena secção ou em meia secção, e antes de recorrer a métodos de pré suporte ou de reforço da frente de escavação, deverá considera-se a hipótese de avançar em secção dividida.

Este método tem como consequência retardar o momento em que toda a secção será executada, devendo cada etapa da construção ser convenientemente controlada na apreciação e limitação dos movimentos do terreno.

Deverá limitar-se a evolução destes movimentos por:

- assegurando um melhor contacto entre o suporte e o terreno;

- fechando a secção pequena com soleira provisória em betão projectado;

- progredindo rapidamente com as fases seguintes da secção;

- evitando a abertura sobre todo o comprimento, de uma galeria;

Se este método é utilizado em zona onde deverão ser limitados as deformações – meios urbanos, deverás ser combinado com um tratamento prévio do terreno.

3.3 Inconvenientes

A escavação de pequenas galerias, usa equipamentos reduzidos e trabalho manual.

Condições difíceis de trabalho em local de reduzidas dimensões.

Avanços pequenos, que se podem situar para uma pequena galeria em 1 a 4 m/dia. A secção total, após a realização das pequenas galerias, poder ser de 0,5 a 3 m/dia.

Custo elevado em terrenos de fracas qualidades geotécnicas e poderá ser fortemente majorado na passagem de acidentes geológicos ou quando se torna necessário tratamentos de terreno.

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4. DESMONTE A FOGO (EXPLOSIVOS)

4.1 Descrição

É usado na execução de túneis em maciços rochosos, nos quais não é possível usar o martelo, pás mecânicas, fresa ou tuneladora de plena secção.

O desmonte a fogo, efectua-se em ciclos de avanço – pega , com a seguintes operações elementares:

- marcação e perfuração do plano de fogo (de tiro);

- carregamento dos furos;

- detonação das cargas de explosivos (pega);

- ventilação da escavação;

- saneamento e pregagens;

- remoção dos escombros da frente;

- instalação de suporte – betão projectado (gunitagem).

Que pode ser representada pelo seguinte esquema:

Fig. 18 - Ciclo do desmonte a fogo

O traçado do plano de tiro teórico deverá ser adaptado às condições reais da frente, no que se refere à:

- grau de fracturação do maciço;

- heterogeneidade;

- sobrescavações;

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Metodos de escavação 14/03/2007 18

- grau de alteração da rocha.

O desenvolvimento dos equipamentos de perfuração – jumbos, com 2 a 5 braços dotados de martelos perfuradores hidraulicos, permitem hoje que as operações de furação sejam computadorizadas, efectuando a máquina de forma automática a implantação do plano de fogo para a secção em causa.

As ferramentas de perfuração – brocas (barrenas) são escolhidas em função da dureza da rocha, podendo actuar em rotação e/ou à percussão.

Na frente são realizados dois tipos de furos, furos vazios e furos carregados, em que os primeiros possuem diâmetros superiores aos segundos.

O plano define, também a carga unitária por furo e também os retardos dos detonadores a utilizar.

Fig. 19 - Jumbo robotizado de 3 braços Fog. 20 - Jumbo actuando na frente de escavação

Após a detonação dos explosivos é necessário proceder à ventilação da frente por forma a limpar a zona dos gazes (tóxicos) e fumos produzidos na explosão.

As ultimas operações do ciclo são a remoção dos escombros produzidos e a instalação de suporte com a aplicação de camadas de betão projectado.

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Metodos de escavação 14/03/2007 19

Fig. 21 - Momento da deflagração das cargas

4.2 Domínio de aplicação

O domínio preferencial do uso de explosivos é o da escavação ou desmonte de túneis em rocha dura, onde são obtidos os melhores resultados em termos da eficácia e rendimento.

O limite será o das rochas muito fracturadas em que possa ocorrer a instabilidade dos furos carregados.

4.3 Precauções de utilização

O emprego de explosivos encontra-se regulamentado desde o transporte, armazenamento e utilização.

Em sitio urbano, deverá ser usado com grandes precauções, tendo-se em atenção que a explosão provoca vibrações e que estas não poderão ser perigosas para estabilidade de segurança das edificações existentes, não devendo ultrapassar determinados limites de velocidade e frequência, bem como o ruído produzido.

A escolha cuidadosa dos parâmetros de fogo (tiro):

- quantidade de explosivo;

- geometria do plano de tiro;

- retardos e microretardos;

permite respeitar os níveis admissíveis para as velocidades de propagação da vibração produzida pela detonação.

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Metodos de escavação 14/03/2007 20

A utilização desta técnica também produz efeitos “parasitas” que deverão ser tomados em conta:

- produção de sobrescavações;

- produção, no maciço, de uma zona fortemente perturbada em toro da escavação.

A incidência destes efeitos faz-se sentir nos prazos da escavação e nos custos, por:

- acréscimo das quantidades escavadas,

- instalação de suporte mais potente, e;

- aumento das quantidades de betão no preenchimento das sobrescavações produzidas.

4.4 Rendimentos

Dependem da dimensão da secção a desmontar e do rendimento de cada das fases elementares do ciclo, e pode decompor-se em:

- marcação e perfuração: 25% a 30%;

- carregamento e detonação: 20%;

- ventilação e saneamento: 10%;

- remoção de escombros: 40% a 45%.

Os consumos médios de explosivos são, segundo a qualidade dos terrenos, da ordem de grandeza de:

- 0,9 a 1,8 kg/m3 em plena secção;

- 1,6 a 2 kg/m3 em meia secção (secção superior) e a destroça cerca de 0,5 a 0,9 kg/m3.

- 1,1 a 1,3 kg/m3 em zonas com edifícios sensíveis a vibrações.

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Metodos de escavação 14/03/2007 21

5. MÁQUINAS DE ATAQUE PONTUAL (FRESA)

5.1 Descrição

Primeiramente usado nas explorações mineiras é hoje correntemente usado em grandes trabalhos públicos na escavação de galerias de qualquer dimensão.

Uma máquina comporta, geralmente, os seguintes componentes:

- chassis automotor sobre pneus ou de lagartas;

- braço orientável dotado de uma cabeça rotativa equipada com as ferramentas de corte (picas);

-sistema de evacuação dos escombros da frente.

O principio de desmonte da rocha consiste romper a rocha sob o efeito conjugado da penetração das “picas” na frente de escavação e o movimento lateral do braço da fresa.

Fresa Paurat Fresa WIRTH

5.2 Domínio de aplicação

As condições de melhor utilização deste tipo de máquinas dependem:

- do tipo de perfil a obter (forma e dimensões da secção transversal);

- das características de resistência da rocha;

- das perturbações de utilização.

Em principio todos os perfis de escavação são possíveis de realizar com este tipo de máquina.

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Metodos de escavação 14/03/2007 22

Tem como principais vantagens:

- fácil adaptação às variações de secção;

- melhor respeito pelo perfil a escavar (limitação das sobre escavações);

- diminuição das perturbações no maciço envolvente.

Para a utilização de uma maquina de ataque é necessário conhecerem-se dois grupos de parâmetros geotécnicos:

- características de resistência da rocha;

- estado de fracturação do maciço.

O critério de resistência resulta da combinação das seguintes características:

- resistência à compressão;

- resistência à tracção;

- dureza;

- abrasividade;

- percentagem de quartzo;

- descontinuidades existentes.

O critério de fracturação caracteriza:

- o estado das descontinuidades à escala da frente de escavação;

- geometria , espessura e natureza das juntas;

- estratificação;

De uma forma geral, uma fissuração intensa é favorável ao trabalho de desmonte mecânico do maciço, pela existência de superfícies de fraqueza privilegiada do maciço.

As resistências económicas para o uso destas máquinas podem ser definidas para certos tipos de máquinas em função do sue peso e potência disponível na cabeça de ataque.

As máquinas de ataque pontual constituem um meio competitivo em relação aos explosivos quando as condicionantes dos meios ambientes são severas e não permitem a sua utilização.

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Vantagens em relação ao método dos explosivos:

- redução das vibrações sobre as estruturas;

- limitação das perturbações no maciço envolvente;

- diminuição da quantidade de suporte a instalar;

- redução das sobre-escavações;

- ciclo continuo de escavação permitindo melhores rendimentos.

5.3 Precauções no seu emprego

O emprego destas máquinas coloca a questão do limite económico para a dureza das rochas, pelo que há necessidade de uma avaliação geológica estrutural detalhada e conhecer muito bem os parâmetros geotécnicos definidos anteriormente.

As características da máquina a definir são:

- peso;

- potência;

- forme e velocidade de rotação da cabeça de corte.

que são estudadas em função da dureza das rochas e da secção e comprimento do túnel a realizar.

5.4 Rendimentos de utilização

Para cada tipo de máquina distinguem-se dois tipos de rendimentos:

- teóricos, função da dureza dos terrenos;

- práticos, função da taxa de utilização da máquina.

Para uma secção de um túnel da ordem de 40 a 50 m2, para uma maquina de 200 kW de potência instalada na cabeça de corte, obtêm-se rendimentos de:

Rc < 80 MPa : 10 m3/h

Rc < 50 MPa : 20 à 30 m3/h

Rc < 30 MPa : 30 à 50 m3/h

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Metodos de escavação 14/03/2007 24

6. MÁQUINAS DE ESCAVAÇÃO A PLENA SECÇÃO PARA ROCHA

6.1 Descrição

Uma máquina perfuradora é um meio de escavação mecanizado, de trabalho contínuo, substitui os métodos tradicionais de escavação a com explosivos que são sequenciais (Figs. 7 e 8).

Tuneladora para rocha - esquema

Sob o termo “plena secção”, “ataque global em plena face” estão as maquinas capazes de escavar de uma só vez a secção do túnel.

São usadas nos maciços rochosos que não necessitam de suporte imediato. Quando as condições de estabilidade não estão asseguradas, usam-se os escudos mecanizados. Qualquer destas maquinas se designam por tuneladoras.

Tuneladora para rocha dura Escudo para rocha

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Metodos de escavação 14/03/2007 25

6.2 Princípios de funcionamento

Uma máquina de plena secção è constituída por:

- uma cabeça de perfuração ou placa porta ferramentas de forma circular nas máquinas rotativas, sobre a qual se encontram colocados as ferramentas de corte - discos, “rippers” ou “picas”;

- um elemento fixo de reacção ao impulso da cabeça de corte sobre a frente de ataque no momento do desmonte/corte da rocha;

- um sistema de propulsão e apoio;

- sapatas de apoio lateral contra o terreno com macacos hidráulicos;

- grupo de macacos hidráulicos de propulsão que apoiam sobre o revestimento colocado em avanço ou contra o anel de reacção quando o terreno não permite placa de apoio;

- sistema de carregamento e transporte de escombros.

Uma tuneladora efectua a escavação em contínuo e, se necessário, instala o revestimento a pequena distância de frente de escavação.

Salvo algumas excepções, uma tuneladora realiza um túnel de forma circular.

A tecnologia de construção de tuneladoras tem evoluído e hoje existem equipamentos que executam secções diferentes da circular.

Salvo algumas excepções, uma tuneladora realiza um túnel de secção circular:

Em rocha, a escavação pode-se fazer por ataque global com a ajuda de uma máquina tipo fresa de pela secção que se apoia, geralmente, contra o terreno por intermédio de grampos ou sapatas de ancoragem lateral;

Em terreno brando necessitando de suporte importante, a forma circular é a melhor adaptada para a retoma dos esforços. A tuneladora comporta um escudo e a frente poderá ser pressurizada.