aula de barrgens _2015__nº6_critérios de projeto de barrgens_2ª parte

8/17/2019 Aula de Barrgens _2015__nº6_critérios de Projeto de Barrgens_2ª Parte

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2ª PARTE

Aula nº 6

CENTRO UNIVERSITÁRIO DINÂMICA DAS CATARATAS

UDC

GENERALIDADES

VEDAÇÃO

DRENAGEM

SISTEMA

DE

DEFESA

ESTRUTURAS DE TERRA

FUNDAÇÃO

BARRAGEM

PREVENIR O“PIPING”


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Infiltrações que podem ocorrem em

barragens

Fontes de infiltração

Buracos de animais no subsolo


Buracos de animais no subsolo (MAGINO)


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Buracos de animais no subsolo (MAGINO)

Buracos de animais (canalículos) dentro da

trincheira de vedação (marcados em branco)

Rocha fraturada na fundação de umabarragem.(MAGINO)

CANALÍCULOS EM SOLO ELUVIAL (S1)

SP-99 - KM 72+100

(VAZ,2011)

. OBS: O solo eluvial é também chamado de solo residual maduro e de solo laterítico.


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CANALÍCULOS EM SOLO ELUVIAL (S1)

SP-255, KM 260, AVARÉ, SP

(VAZ,2011))

PIPING

BARRAGEM DA PAMPULHA 1940

“PIPING –

BARRAGEM DA PAMPULHA

–

BELO

HORIZONTE

–

ABRIL 1954


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“PIPING –

BARRAGEM DA PAMPULHA

–

BELO

HORIZONTE

–

ABRIL 1954

Foto Feel & Fry (2007)

PIPINGFoto Feel & Fry (2007)

PIPING EM PROCESSO


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Barragem de Cataguases – MG (2003)

COMPOSIÇÃO

DA PARTE

VEDANTE

COLÚVIOS

SOLOS

RESIDUAIS

SOLOS

LATERÍTICOS

SOLOS

SAPROLÍTICOS

CASCALHO

ARENOSO*

* MÍNIMO DE

25% DE FINOS

VOLUME DE

PERCOLAÇÃO

FINALIDADE DA

BARRAGEM

Hidroelétricas

5l/min/m barragem

CONTROLE DE CHEIAS

5l/min/m barragem

Abastecimento e

irrigação < 0,1

média das

vazões naturais


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ELEMENTOS

VEDANTES

ELEMENTOS VEDANTES:

◦ Núcleos;

◦Injeções de caldas ou argamassa de cimento

◦ Trincheiras Vedantes (CUT-OFF)

◦ Diafragmas Plásticos

◦ Tapetes

◦Vedações não convencionais

CRITÉRIOS

GEOMÉTRICOS


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A largura do núcleo deve obedecer aosseguintes critérios:

b= 6 + O,2 Δh (solo argiloso)

b= 6 + 0,3 Δh (solos siltosos) , onde:

b=Largura do núcleo em qualquer elevação;

Δh=diferença de carga dos pontos amontante e jusante do plano considerado

Para maciço rochoso extremamente fraturadoutilizar:◦ Uma linha única de injeção

Permeabilidade entre 5 x 10-4cm/s a 1 x 10-3 cm/s;

◦ Linha tripla com profundidade igual a 0,4Δh

Permeabilidades acima de 1 x 10-3 cm/s.

Observações:◦ Δh= Diferença de carga entre o nível máximo doreservatório e o nível máximo de jusante

◦ A profundidade da cortina deve respeitar critériosgeológicos (0,4Δh é apenas referencial)

Execução de injeção na região do núcleo.


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Execução de injeção.

Injeção de calda de cimento executado em

Cut-off na Barragem Porto Primavera através do

sistema Rotocret - Hidrofresa

Mistura de solo in situ (CSM)

Sistema “ Rotocret”

HIDROFRESA


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CUT-OFF

Escavação para construção do cut-off

I N D I C

A Ç Õ E S D E

U S O

AREIAS

ALUVIÕES ARENO ARGILOSOS DESCONTÍNUOS

COLÚVIOS COM PERMEABILIDADES MAIS ELEVADAQUE A DA BARRAGEM

DESCONTINUIDADES PERMEÁVEIS EM SOLOSRESIDUAIS E SAPROLÍTICOS

SOLOS SAPROLÍTICOS

Posicionamento ideal:

◦ Central

Exceções

◦ Núcleo inclinado a montante;◦ Núcleo interligado a elemento vedante através de

tapete impermeável◦ Posicionamento: Sob o núcleo mais a montante


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Largura da base:

◦ 25% da diferença de carga entre montante e jusante

◦ MÍNIMO : 4m◦ MÁXIMO 20m

Comprimento

◦ De preferência acompanhar integralmente ocomprimento da barragem

Trincheira de vedação

–

Cut off

Posicionado sob o núcleovedante

Trincheira de vedação sob núcleodeslocado a montante

Trincheira de vedação deslocada

a montante


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Início da construção de uma trincheira devedação. (MAGINO)

Trincheira de vedação em construção

Limpeza da base de uma trincheira devedação.(MAGINO)

Limpeza da base de uma trincheira devedação.


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início do preenchimento com solo argilosocompactado.(MAGINO)

Início do preenchimento com solo argilosocompactado.

Preenchimento da trincheira com solo argiloso. Preenchimento da trincheira com solo argiloso.


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Se constituí na escavação deuma vala com largura pré-determinada e seupreenchimento com materialplástico (solo-cimento).

APLICAÇÃO:

Tratamento de solos submersos quando ocusto de rebaixamento no N.A. inviabilizar aexecução de cut-off;

TIPOS DE SOLO

Solos arenosos e aluviões areno-argilosos ouareno-siltosos;

POSICIONAMENTO:

Eixo da Barragem; Um pouco à montante, mas ainda sob a crista

REQUISITO PARA USO:

Embutimento da extremidade inferior do

diafragma em camada de baixapermeabilidade

INÍCIO ESCAVAÇÃO DIAFRAGMA PLÁSTICO


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CONCHA DIAFRAGMADORA

Escavação do diafragma plástico

CONSTRUÇÃO DO DIAFRAGMA PLÁSTICO

Escavação do diafragma plástico

Garganta da jararaca

CONSTRUÇÃO DO DIAFRAGMA PLÁSTICO

Vista de topo de uma coluna de diafragma

plástico


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A permeabilidade do material para

construção do tapete:

◦ < 10-5 cm/s;

Comprimento do tapete:

◦ 5 a 7 vezes o desnível montante-jusante◦ Contar do início do núcleo ou do dreno horizontal

Tapete externo

◦ Espessura mínima: 1m material compactado◦ Recobrimento: 0,8 m do mesmo material

I

M

P

O

R

D

S

S

T

M

N

R

N

D

D

N

M

PRINCIPAL DEFESA CONTRA FLUXOS CONCENTRADOS

E PREFERENCIAIS

ESTABILIZAÇÃO DO ESPALDAR DE JUSANTE

(REDUÇÃO PRESSÃO NEUTRA)

REGULARIZAÇÃO DA SAÍDA DO FLUXO: ATENUAÇÃO

DE PRESSÕES E DISCIPLINANDO ESCOAMENTO

(BARRAGEM E FUNDAÇÃO):


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D

N

M

N

R

N

DRENO VERTICAL OU INCLINADO NA BARRAGEM

DRENO HORIZONTAL NA BARRAGEM

DRENO DE SAÍDA OU DE PÉ (COLETOR)

TRINCHEIRA DRENANTE NA FUNDAÇÃO DE

OMBREIRAS

FUROS DE DRENAGEM NA FUNDAÇÃO

Barragem do Vigário (Sherard et al.,1963) (in Cruz, 1996).

DRENO VERTICAL – “CHAMINÉ” DRENO VERTICAL / DRENO INCLINADO


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DRENO INCLINADOAterro e filtro vertical em construção

O filtro em chaminé geralmente é construído com areia grossa, aluvionar,

isenta de finos. Especifica-se uma porcentagem máxima de 5%, em peso,passando na peneira #200,

Filtro vertical em construção. Lançamento deareia (k= 1 x 10-2)

Execução de filtro inclinado entre o núcleoimpermeável e o espaldar de jusante


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Contato entre o solo doaterro e o filtro de areia.

Escavação do aterro para a construção do

filtro.

Colocação de areia na vala escavada no aterro. Compactação da areia.


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Areia Compactada.

Lançamento de areia para construção do

tapete.

Vista aérea de um tapete drenante tipo

“Francês”


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Detalhe do dreno para retirada de água

captada pela camada de areia.

Tapete drenante tipo sanduíche. Camada de

brita sendo lançada sobre camada de areia.

Drenos de pé de pequenas barragens

(Cruz, 1996).


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Drenos de pé de pequenas barragens

(Cruz, 1996). Construção de dreno de pé.

Construção de dreno de pé.

Água que escoa através de dreno de pé.


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Água, de parte da Barragem de Itaipú, que escoa

pelos sistemas de drenagem e chega ao dreno de

pé. Observar medidor triangular de vazão.

OBJETIVO:

◦ Interceptação de fluxos de água através decamadas permeáveis mais superficiais dafundação;

RECOMENDAÇÃO DE USO

◦ Recomendadas quando a permeabilidade nadireção vertical é muito baixa, para garantir oacesso da água ao tapete drenante ou ao drenode pé.

CONSTRUÇÃO:

◦ Semelhante ao dreno de pé, com camadas deareia e transição.

Escavação para construção de trincheira

drenante


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BARRAGENS

HOMOGÊNEAS

APLICAR SISTEMAS

INTERNOS DE

DRENAGEM

BARRAGENS COM

ESPALDAR DE JUSANTE

DE MATERIAL

GRANULAR

O PRÓPRIO ESPALDAR

FUNCIONA COMO

UM SISTEMA

DRENANTE

EXEMPLO: ESPALDAR

EM CASCALHO OU

ENROCAMENTO

AVALIAR AS

TRANSIÇÕES

FLUXO EM CAMADAS PROFUNDAS

FUROS DE DRENAGEM INTERLIGADOS À BASE DA TRINCHEIRA DRENANTE

FLUXO PELAS OMBREIRAS+ FUNDAÇÕES + BARRAGEM

PREVER TRINCHEIRA DRENANTE NA FUNDAÇÃO JUNTO AO PÉ

ANÁLISE DA PERCOLAÇÃO

FLUXO ASCENDENTE À JUSANTE

CRITÉRIOS GEOMÉTRICOS

EOMETRIA DO DRENO VERTICAL OU INCLINADO

EXTENSÃO:

AO LONGO DE TODA

BARRAGEM

ALTURA:

N.A. MÁXIMO NORMAL

DE OPERAÇÃO

ALTURA

< 30M:

VERTICAL

> 30 M:

INCLINADO

ESPESSURA

> 0,8 M


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RENO

HORIZONTAL

ESPESSURA < 2M

ESPESSURA > 2M

“ DRENO

SANDUÍCHE”

DRENO DE

SAÍDA(PÉ)

ESPESSURA:> 2X

ALTURA DRENO

HORIZONTAL

CRISTA:

LARGURA

MÍNIMA DE 4 M

TRINCHEIRA

DRENANTE

(OBREIRAS)

LARGURA:

> 0,8M

PROFUNDIDADE:

MÁXIMO DE 3 M

FUROS DE

DRENAGEM

LINHA DE FUROS

ÚNICA C/

ESPAÇAMENTO

< 3M

PROFUNDIDADE:

CONMDIÇÕES

DAS

FUNDAÇÕES

Transição em construçãoNúcleo de argila – Filtro vertical de areia – Transições.

Núcleo de argila

–

Filtro vertical de areia

Transições.


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Transição no dreno tipo francês

Barragem Três Irmãos.

Transição no dreno tipo francês

Barragem Três Irmãos.

MATERIAL 1

• MONTANTE

FUNCIONAR

COMO

FILTRO

• TRANSIÇÃO

MATERIAL 2

• JUSANTE

Espessura:

Geral: 0,3 m

Enrocamento com

núcleo de solo:

2,0m


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BORDA LIVREBORDA LIVRE – BARRAGEM DE PORTO

PRIMAVERAPROTEÇÃO EM SOLO CIMENTO COMDEFLETOR DE ONDAS

DETALHE DO DEFLETOR DE ONDASPORTO PRIMAVERA

BL

BORDA

LIVRE

H

0

Elevação

relativa da onda

H

s

Altura de

segurança

H

d

Deformação

das fundações


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Barragem de Rejeito

–

Borda livre de 1,20m. Dimensionada

considerando os recalques totais previstos e a onda máxima para

uma velocidade máxima de 70km/h na direção do fetch máximo

Avaliar o comportamento das estruturas nas

fases de:

◦ Construção;◦ Enchimento do Reservatório;◦ Operação ao longo da vida útil do projeto ;

Permitir a revisão das condições de

segurança

CLASSE 1:

◦ Fase de construção:◦ Realimentar o projeto para adequações;

CLASSE 2:

◦ Comparar os dados obtidos pelas medições e osantecipados/ previstos pelos cálculos:

◦ Vazões, níveis piezométricos, deformações,estado de tensões;

CLASSE 3:

◦ Ampliar o acervo tecnológico

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