dissertacao_tunel_rossio

Tnel Ferrovirio do Rossio Acom o mpanha amento e Anli das ise Obras d Reab O de bilitao o

Car rlos Filip Guerreiro Gom pe mes

tao pa obte ara eno do Grau de Mes d u stre em m Dissert Enge enharia Civil

JriPres sidente: Pro ofessor Do outor Jorge Manuel Calio Lope de Brito e C es o Orien ntador: Pro ofessor Do outor Joo Paulo Jan neiro Gome Ferreira es a Voga Profess Doutor Joo Pedr Rama Ribeiro Co al: sor ro orreia

Dez zembro de 2008 d

Tnel Ferrovirio do Rossio Acompanhamento e Anlise das Obras de Reabilitao

RESUMO

Um tnel uma passagem subterrnea que permite a passagem de vias de comunicao (estradas, linhas de caminho de ferro, etc.) atravs de obstculos naturais, como montanhas e rios. O presente trabalho respeita aos principais mtodos de construo e reabilitao de tneis, aos processos construtivos mais utilizados na reabilitao de tneis, mais propriamente no Tnel Ferrovirio do Rossio, incluindo as funes e o contributo que a Fiscalizao pode dar nas empreitadas de obras pblicas. Nesta tese descrevem-se os mtodos de construo mais usuais na execuo de tneis, tais como: a metodologia de NATM (New Austrian Tunneling Method), de TBM (Tunnel Boring Machine), de construo a fogo, a cu aberto e com pr-corte. Descrevem-se tambm tcnicas de reabilitao de tneis, quer a nvel estrutural (pregagens, jet grouting, congelao, injeco, entre outras), quer no estrutural (limpeza, tratamento de juntas, processos qumicos, etc.). O trabalho desenvolvido na presente dissertao teve como principal objectivo abordar os principais processos construtivos do Tnel Ferrovirio do Rossio, designadamente, as metodologias de execuo de pregagens, enfilagens, montagem de cambotas com a respectiva aplicao de beto projectado, microestacas, soleiras e betonagem dos hasteais e abbadas com moldes metlicos prfabricados. Neste trabalho, dada especial ateno s funes da Fiscalizao e ao modo como esta pode contribuir para aumentar os padres de qualidade da obra e os rendimentos das actividades.

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ABSTRACT

A tunnel is an underground route (road, railway, etc.) through a natural barrier, such as mountains or rivers. The current study focuses on the main construction methods most used in tunnel reconstruction, more specifically at the Rossio Railroad Tunnel, as well as on the role and contributions of Inspections to public works contracts. In this thesis it will be described the most common construction methods in the excavation of tunnels, such as: the NATM procedure (New Austrian Tunneling Method), the TBM (Tunnel Boring Machine), construction through fire, open cut excavation and pre-cutting. It is also described several rehabilitation techniques, in both a structural perspective (soil nails, jet grouting, freezing, injection, among others) and a non structural perspective (cleaning, joint treatment, chemical methods, etc). The covered areas are the main methods of construction of the Rossio Railroad Tunnel, in particular, the methodology of making soil nails, forepoling, steelarchs and the respective use of shortcrete with steel fibre, micropiles, inverts and concrete pouring of the poles and vaults with pre-fabricated metallic formwork. Special attention is paid to the role of inspections and how they may contribute to an increase in quality and productivity.

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PALAVRAS-CHAVETnel

Reabilitao

Tnel Ferrovirio do Rossio

Fiscalizao

KEY WORDSTunnel

Rehabilitation

Tunnel of the Rossio

Inspection Services

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AGRADECIMENTOSA presente dissertao resultou de um trabalho em que intervieram vrias pessoas, de diferentes nveis, s quais agradeo a sua colaborao e disponibilidade demonstrada. No sendo possvel citar todos os nomes dos intervenientes, comeo por lhes dirigir os meus sinceros agradecimentos. Aos meus pais e minha irm, agradeo de uma forma muito especial, o amor e o carinho que incondicionalmente me dedicam, a compreenso que sempre demonstraram e o permanente incentivo nos momentos mais difceis. Ao meu orientador, Prof. Joo Ferreira, agradeo com amizade, os constantes ensinamentos que me deu na licenciatura, e a confiana que depositou neste trabalho, bem como as sugestes que tanto contriburam para uma orientao adequada do meu estudo. Ao Eng. Jos Marreiros Leite (Director da Fiscalizao), manifesto os meus agradecimentos pela forma como me transmitiu os conhecimentos tcnicos e pessoais, necessrios para desempenhar as funes, e pela oportunidade que me deu de fazer um estudo sobre a obra. entidade Rede Ferroviria Nacional - REFER EP, com particular agradecimento Eng. Fernanda Pinto pela disponibilidade e abertura demonstrada no desenrolar do estudo, e pelos dados fornecidos. entidade DHV FBO Consultores S.A., uma palavra de apreo pelo apoio que me concedeu na integrao na equipa de Fiscalizao e pela colaborao no estudo. Aos fiscais da minha equipa, Sr. Fernando Bastos, Sr. Jos Valadas e Sr. Fernando Branco, um especial agradecimento pela forma como me receberam, incentivaram e ajudaram no desenrolar da obra, pelos ensinamentos prticos de vrios processos constritivos, e pelo companheirismo nos momentos mais difceis da obra. Aos colegas de trabalho, Eng. Lus Jorge, Eng. Carlos Pedro, manifesto o meu agradecimento pela ajuda facultada no decorrer do estudo, bem como pela amizade construda ao longo destes anos. Ao meu amigo, Rui Fragoso, o meu especial agradecimento, pelo constante apoio e incentivo no desenrolar da tese, como tambm pela sua amizade em todos nos momentos mais delicados.

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Carla Figueira, manifesto o meu agradecimento, pelo apoio e motivao que me tem dedicado ao longo destes anos.

Aos meus colegas de curso e actualmente amigos engenheiros: Mrio Arruda, Miguel Branco, Miguel Lopes, Nuno Colao, Pedro Bispo, Pedro Peniche, Daniel Lus, Carlos Bhatt e Marcos Esteves agradeo o apoio demonstrado na realizao deste estudo, e pela amizade depositada na minha pessoa.

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NDICE1 INTRODUO................................................................................................................................ 1 1.1 1.2 2 2.1 Prembulo ..............................................................................................................................1 Contedo do Trabalho ..........................................................................................................3 Mtodos construtivos ...........................................................................................................5 Introduo ........................................................................................................................ 5 Construo sequencial (NATM - New Austrian Tunneling Method)................................ 6 Construo com escudo (TBM - Tunnel Boring Machines) ............................................ 8 Construo a fogo ......................................................................................................... 14 Construo a cu aberto (cut-and-cover) ...................................................................... 15 Pr-corte mecnico ....................................................................................................... 16 Anlise comparativa ...................................................................................................... 17 Reabilitao no estrutural ............................................................................................ 17 Reabilitao estrutural (reforo e consolidao) ........................................................... 19

TNEIS ESTADO DA ARTE....................................................................................................... 5 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.1.7 2.2 2.2.1 2.2.2

Tcnicas de reabilitao.....................................................................................................17

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INFORMAO GERAL SOBRE A OBRA REALIZADA ............................................................ 25 3.1 Informao geral sobre a obra existente ..........................................................................25 Caractersticas da Obra ................................................................................................. 25 Caracterizao fsica da obra zonamento .................................................................. 27 3.1.1 3.1.2 3.2 3.3 3.4

Descrio do problema ......................................................................................................28 Descrio das solues de reabilitao ...........................................................................31 Zona de Seco Nova .........................................................................................................33 Escoramento provisrio do revestimento de alvenaria ................................................. 33 Demolio da alvenaria existente.................................................................................. 34 Suporte Primrio ............................................................................................................ 34 Revestimento Definitivo ................................................................................................. 41

3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.5 4 4.1

Zona de Alvenaria a Manter ...............................................................................................43 Zona de Seco Nova .........................................................................................................45 Colocao do suporte provisrio (cambotas metlicas provisrias) ............................. 47 Pregagens ..................................................................................................................... 51 Enfilagens ...................................................................................................................... 56 Desmontagem do Suporte Provisrio ........................................................................... 61 Escavao, Demolio, Cambotas Definitivas e Beto Projectado .............................. 61 Microestacas e Vigas de Reaco ................................................................................ 65 Soleiras .......................................................................................................................... 69 Revestimento Definitivo da Abbada ............................................................................ 79

DESCRIO DOS PROCESSOS CONTRUTIVOS .................................................................... 45 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.1.7 4.1.8

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4.2

Zona de Alvenaria a Manter ...............................................................................................89 Soleiras .......................................................................................................................... 89 Limpeza da alvenaria .................................................................................................... 89

4.2.1 4.2.2 4.3 5 5.1 5.2

Sntese dos Processos Construtivos ...............................................................................91 Introduo ............................................................................................................................95 Funes da Fiscalizao ....................................................................................................95 Arranque, Planeamento e Controlo da Empreitada ...................................................... 95 Gesto de Informao da Empreitada ........................................................................ 101 Controlo de Quantidades e Custos ............................................................................. 102 Controlo de Planeamento e Avanos dos Trabalhos .................................................. 104 Gesto da Qualidade em Obra.................................................................................... 107 Gesto da Segurana em Obra................................................................................... 109 Gesto Ambiental em Obra ......................................................................................... 113 Introduo .................................................................................................................... 114 Controlo de parmetros geomtricos .......................................................................... 115 Anlise dos processos construtivos ............................................................................ 119

FISCALIZAO DA EMPREITADA ............................................................................................ 95

5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 5.2.7 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 6 7

Fiscalizao da obra do Tnel Ferrovirio do Rossio ..................................................114

CONCLUSES........................................................................................................................... 125 BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................................... 129 Anexo I - Execuo de Soleira Faseamento .........................................................................137 Anexo II - Plano de Betonagem de Abbadas .........................................................................139 Anexo III - Glossrio de definies relativas rea da fiscalizao .....................................141

ANEXOS.............................................................................................................................................. 135

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NDICE DE FIGURASFigura 2.1 Princpios de escavao do mtodo NATM ....................................................................... 7 Figura 2.2 Esquema dos diversos mtodos de escavao com escudo .......................................... 10 Figura 2.3 Tuneladora com escudo aberto ....................................................................................... 11 Figura 2.4 Funcionamento terico do escudo com confinamento a lquidos .................................... 12 Figura 2.5 Tuneladora com escudo de confinamento lquido ........................................................... 13 Figura 2.6 Funcionamento terico do escudo com confinamento por contra-presso ..................... 13 Figura 2.7 Esquema de tuneladora com escudo com confinamento por contra-presso ................ 14 Figura 2.8 Tuneladora de escudo com confinamento contra-presso .............................................. 14 Figura 2.9 Consolidao vertical de abbadas de tneis ................................................................. 22 Figura 2.10 Consolidao sub-horizontal de abbadas de tneis .................................................... 22 Figura 2.11 Conteno lateral de escavaes e combate sub-presso de gua .......................... 23 Figura 3.1 Representao em planta do traado do Tnel ............................................................... 25 Figura 3.2 Tipo de Interveno ......................................................................................................... 27 Figura 3.3 Abbada entre o Pk [1+064 ; 1+135] ............................................................................... 29 Figura 3.4 Abbada entre o Pk [1+324 ; 1+344] ............................................................................... 30 Figura 3.5 Abbada entre o Pk [1+494 ; 1+534] ............................................................................... 30 Figura 3.6 Deformao na abbada entre o Pk [1+564 ; 1+594] ...................................................... 30 Figura 3.7 Outra vista da deformao na abbada entre o Pk [1+564 ; 1+594] ............................... 31 Figura 3.8 Desplacamento de blocos de alvenaria com o martelo de gelogo ................................. 31 Figura 3.9 Esquema sequencial da soluo de reabilitao da Seco Fechada ............................ 32 Figura 3.10 Seco com Escoramento Provisrio (cambotas) entre os Pk [0+194 ; 0+221] ............ 33 Figura 3.11 HEB de geometria varivel ............................................................................................ 34 Figura 3.12 Suporte Primrio entre os Pk [0+197 ; 0+305] ............................................................... 35 Figura 3.13 Suporte Primrio entre os Pk [0+360 ; 0+610] ............................................................... 36 Figura 3.14 Pregagens fibra de vidro ................................................................................................ 36 Figura 3.15 Outra representao de pregagens de fibra de vidro .................................................... 36 Figura 3.16 Suporte Primrio entre os Pk [0+305 ; 0+317] ............................................................... 37 Figura 3.17 Pregagem de fibra de vidro FLY35 ................................................................................. 38 Figura 3.18 Suporte Primrio entre os Pk [0+869 ; 0+934] ............................................................... 38 Figura 3.19 Pregagens do tipo Swellex ............................................................................................. 39 Figura 3.20 Suporte Primrio entre os Pk [1+294 ; 1+454] ............................................................... 39 Figura 3.21 Esquema de funcionamento das pregagens do tipo Swellex ......................................... 40 Figura 3.22 Suporte Primrio entre os Pk [2+050 ; 2+124] ............................................................... 40 Figura 3.23 Seco TIPO S1 ............................................................................................................ 42 Figura 3.24 Seco TIPO S2 ............................................................................................................ 42 Figura 4.1 Corte longitudinal de uma seco do tnel ...................................................................... 48

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Figura 4.2 Segmentos da montagem de uma cambota .................................................................... 48 Figura 4.3 Contraventamento das Cambotas .................................................................................... 49 Figura 4.4 Pormenor do contraventamento das Cambotas .............................................................. 49 Figura 4.5 Pormenor dos calos (de madeira) entre as cambotas e o revestimento ....................... 50 Figura 4.6 Calos de beto sob os ps das cambotas para posicionamento destas ....................... 50 Figura 4.7 Pormenor dos calos de beto sob os ps das cambotas para posicionamento ............ 51 Figura 4.8 Trialeta .............................................................................................................................. 52 Figura 4.9 Furao com a TAMROCK ............................................................................................... 53 Figura 4.10 Sistema de injeco (armadura, tubo de PVC e 2 tubos de polietileno) ........................ 53 Figura 4.11 Centralizador ................................................................................................................... 54 Figura 4.12 Colocao da armadura no furo...................................................................................... 54 Figura 4.13 Injeco da pregagem..................................................................................................... 55 Figura 4.14 Reinjeco das manchetes ............................................................................................ 55 Figura 4.15 Pregagem de fibra de vidro depois da injeco .............................................................. 56 Figura 4.16 Esquema da sequncia de execuo das enfilagens .................................................... 57 Figura 4.17 Vista da execuo de vrios lances de enfilagens ........................................................ 58 Figura 4.18 Furao de enfilagens com Posicionador ....................................................................... 58 Figura 4.19 Coroa de furao ............................................................................................................ 59 Figura 4.20 Furao de enfilagens..................................................................................................... 60 Figura 4.21 Vlvula de injeco da enfilagem ................................................................................... 60 Figura 4.22 Roadora ......................................................................................................................... 62 Figura 4.23 Escavao da alvenaria de tijolo .................................................................................... 62 Figura 4.24 Martelo Pneumtico acoplado Giratria....................................................................... 63 Figura 4.25 Jacto de gua para evitar a excessiva propagao de poeiras...................................... 63 Figura 4.26 Multifunes .................................................................................................................... 64 Figura 4.27 Posicionamento da cambota com a Multifunes........................................................... 64 Figura 4.28 Beto projectado com fibras metlicas ........................................................................... 65 Figura 4.29 Furao das microestacas a trado contnuo ................................................................... 66 Figura 4.30 Colocao da armadura .................................................................................................. 67 Figura 4.31 Viga de reaco com as microestacas ........................................................................... 67 Figura 4.32 Sequncia de vigas de reaco soldadas, com as microestacas .................................. 68 Figura 4.33 Central de bombagem..................................................................................................... 68 Figura 4.34 Fluxograma da execuo de soleiras ............................................................................. 70 Figura 4.35 Escavao do troo de soleira ........................................................................................ 71 Figura 4.36 Retirada das terras provenientes da escavao do troo de soleira .............................. 71 Figura 4.37 Limpeza aps a escavao e aplicao de bitolas ......................................................... 72 Figura 4.38 Gunitagem da soleira ...................................................................................................... 72 Figura 4.39 Manta geotxtil ................................................................................................................ 73 Figura 4.40 Geomembrana impermeabilizante .................................................................................. 74 Figura 4.41 Manta em polipropileno ................................................................................................... 74

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Figura 4.42 Cofragem em ao-nervurado perpendicular ao eixo do tnel......................................... 75 Figura 4.43 Montagem de armadura .................................................................................................. 75 Figura 4.44 Vista geral da malha de armadura executada ................................................................ 76 Figura 4.45 Aplicao de beto estrutural (descarga directa) ........................................................... 76 Figura 4.46 Aplicao de beto estrutural (concluso da betonagem).............................................. 77 Figura 4.47 Montagem da cofragem e do tubo colector .................................................................... 77 Figura 4.48 Montagem da cofragem e do tubo colector (vista final) .................................................. 78 Figura 4.49 Aplicao de beto de enchimento C12/15 .................................................................... 78 Figura 4.50 Finalizao da betonagem com beto de enchimento C12/15....................................... 79 Figura 4.51 Fixao do geotxtil com pregos de disparo .................................................................. 81 Figura 4.52 Soldadura da geomembrana s arandelas ..................................................................... 81 Figura 4.53 Soldadura de sobreposio da geomembrana ............................................................... 82 Figura 4.54 Trompete no sistema de impermeabilizao .................................................................. 82 Figura 4.55 Vista do sistema de impermeabilizao executado ........................................................ 83 Figura 4.56 Montagem de armaduras nos hasteais e abbada realizada em andaimes .................. 83 Figura 4.57 Finalizao da montagem de armaduras nos hasteais e abbada ................................ 84 Figura 4.58 Cofragem dos arranques ................................................................................................ 85 Figura 4.59 Betonagem dos arranques dos hasteais ........................................................................ 85 Figura 4.60 Esquema das vrias fases (revestimento definitivo) da seco do tnel . ..................... 86 Figura 4.61 Montagem de cofragem nos topos do molde.................................................................. 87 Figura 4.62 Betonagem do molde ...................................................................................................... 87 Figura 4.63 Descofragem do molde (picagem dos topos) ................................................................. 88 Figura 4.64 Descofragem do molde (abertura das abas) .................................................................. 88 Figura 4.65 Betonagem (C12/15) do troo de soleira da seco de alvenaria a manter .................. 89 Figura 4.66 Limpeza de alvenaria a jacto por via hmida.................................................................. 90 Figura 5.1 Articulao entre as diversas entidades ......................................................................... 112 Figura 5.2 Assentamentos verticais das rguas topogrficas entre os Pk [0+250;0+260] .............. 116 Figura 5.3 Assentamentos verticais das rguas topogrficas entre os Pk [0+320;0+360] .............. 116 Figura 5.4 Localizao dos alvos topogrficos ................................................................................ 117 Figura 5.5 Convergncias dos alvos ao Pk 0+325 .......................................................................... 117 Figura 5.6 Convergncias dos alvos ao Pk 0+345 .......................................................................... 118 Figura 5.7 Perfis UNP duplos solidarizados s pregagens 1 ....................................................... 118 Figura 5.8 Perfis UNP duplos solidarizados s pregagens 2 ....................................................... 118

NDICE DE TABELASTabela 2.1 Vantagens e desvantagens do mtodo NATM .................................................................. 8 Tabela 3.1 Tabela com as diferentes seces (S1 e S2) ................................................................... 41

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1 INTRODUO1.1 PrembuloUm tnel uma passagem subterrnea que tem como objectivo facilitar a passagem de algo para outro lugar. Os tneis podem ser artificiais ou naturais. Os tneis artificiais so feitos pelo homem para transportar algo, os naturais so feitos obviamente pela natureza atravs de aces naturais. Com esta simples definio de tnel, apercebemo-nos que a construo destes, hoje em dia, extremamente til, limitando a construo de infra-estruturas superfcie em meio urbano (neste caso particular), minimizando o impacto visual na paisagem, como tambm minorando os impactes que estas tm no quotidiano da sociedade no decorrer da obra. Assim, este tipo de obras nas grandes cidades bastante vantajoso, fazendo face s necessidades impostas pelos altos ndices demogrficos, que gera e precisa de diversos meios, servios e equipamentos. De acordo com o descrito no ponto anterior, e pelo facto de o autor ter trabalhado numa obra como a de Consolidao, Reforo e Reabilitao do Tnel Ferrovirio do Rossio, influenciou peremptoriamente a escolha do tema do trabalho, devidamente enquadrado na temtica do mestrado. A obra em estudo possui caractersticas muito singulares, nomeadamente por ser o primeiro tnel em Portugal a sofrer uma reabilitao to profunda, tendo um impacto muito meditico na comunicao social e na sociedade ao nvel das dificuldades impostas populao que frequentava a Linha de Sintra. importante deixar claro desde j que, com este trabalho, se pretende dar apenas um pequeno contributo no esclarecimento dos processos construtivos e na reflexo sobre o papel da fiscalizao numa obra desta envergadura, com base num conjunto de ideias, recolha de informao e anlises, reflectidas e perfeitamente exequveis, na rea da Fiscalizao. Pretende-se justificar a importncia desta obra, que contribuiu decisivamente para a defesa, proteco, conservao, restauro e valorizao do patrimnio cultural que, at aos dias de hoje, ainda no tem sido convenientemente explorado e dinamizado.

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INTRODUO

Esta empreitada consistiu: Na interveno estrutural por construo de uma seco fechada no interior do tnel, numa extenso de cerca de 1.226 metros, em quatro frentes, mantendo o actual gabarito de circulao; Construo em toda a extenso (2.613 metros) de uma plataforma de via contnua em beto, com via embebida, viabilizando um acesso rodovirio em caso de necessidade, constituindo igualmente um elemento de rigidez importante para a estabilidade estrutural do Tnel; Instalao de um sistema de monitorizao automtica com transmisso remota de dados, permitindo o controlo permanente de medio das deformaes e aberturas de fendas do Tnel; E instalao de novos equipamentos de segurana passiva: coluna seca em toda a extenso do Tnel, sistemas de ventilao e desenfumagem verticais e longitudinais e uma escapatria vertical situada a meio do Tnel. Na Prestao de Servios na Assessoria Tcnica e Fiscalizao das Empreitadas desta obra, o autor da dissertao, desempenhou inicialmente as funes de Tcnico de Planeamento e Controlo de Custo, passando posteriormente a Engenheiro de Infra-estruturas e Construo Civil (como chefe de equipa) e acabei a obra como Engenheiro de Infra-estruturas e Construo Civil (como responsvel de gabinete). Na rea do Planeamento e Controlo de Custo, as principais funes recaram sobre o levantamento e registo das quantidades de trabalho realizadas em obra; Controlo do plano de trabalhos atravs de monitorizaes das actividades realizadas, com base na determinao dos rendimentos efectivos obtidos; Controlo das actividades inerentes Empreitada, incluindo o controlo dos materiais e equipamentos a aplicar para a realizao dos autos de medio mensais, efectuando um acompanhamento dirio da obra; Aplicao dos conhecimentos adquiridos de modo a verificar o cumprimento do Projecto de Execuo (faseamento construtivo). Mais tarde, aquando da mudana de funes, estas vieram incidir sobre a anlise do projecto e do caderno de encargos, com o seu cumprimento na frente de obra; mtodos de execuo e materiais utilizados. Outras das tarefas, incidiu sobre o acompanhamento dirio da obra em colaborao estreita com os fiscais e encarregados, nomeadamente no controlo e fiscalizao da execuo do projecto, anlise da qualidade dos trabalhos e dos materiais, bem como no controlo do plano de trabalhos. Foi tambm realizado um estreito contributo no controlo do plano de trabalhos atravs de monitorizaes das actividades realizadas. Similarmente, na fase final da obra, contribuiu-se por analisar e dar conhecimento de toda a documentao aos restantes Engenheiros Chefes de Equipa/Turno, e fazer a interligao com o Director da Fiscalizao e o Engenheiro Coordenador.

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1.2 Contedo do TrabalhoA dissertao apresentada, alm deste primeiro captulo introdutrio, encontra-se estruturada em mais seis captulos, num total de sete. O segundo captulo aborda e descreve os processos construtivos mais utilizados na execuo de tneis, bem como tcnicas de reabilitao dos mesmos, tanto a nvel estrutural, como no estrutural. O terceiro captulo descreve as caractersticas e localizao da obra, relacionando o zonamento do tnel, com as caractersticas geolgicas do terreno e as dimenses dos recobrimentos. Neste captulo descreve-se ainda o comportamento e os problemas verificados ao longo dos anos, que conduziram a esta interveno, e as solues adoptadas na interveno, quer na zona da seco nova, quer na zona da seco a manter, e em que critrios se basearam estas solues. O quarto captulo descreve minuciosamente os processos construtivos das seces a intervir. Na zona de seco nova, a descrio incide sobre a execuo de: colocao do suporte provisrio; pregagens; enfilagens; desmontagem do suporte provisrio; escavao, demolio, montagem de cambotas e aplicao de beto projectado; microestacas e respectivas vigas de reaco; soleiras e revestimento definitivo da abbada. Na zona de alvenaria a manter descrevem-se os processos da execuo das soleiras e da limpeza da alvenaria. No quinto captulo apresenta-se uma descrio das funes da Fiscalizao, particularmente em obras pblicas, a sua influncia no andamento da obra, mencionando-se alguns exemplos desta influncia ao nvel da anlise das tcnicas construtivas, da avaliao dos materiais e equipamentos utilizados; na anlise e controlo do planeamento, na ponte de interligao entre o Empreiteiro, o Dono de Obra e o Projectista. No sexto captulo so apresentadas as principais concluses do trabalho realizado.

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INTRODUO

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2 TNEIS ESTADO DA ARTEOs tneis so um dos mais antigos tipos de construo exercidos pelo homem, existindo registos que indicam a existncia h milhares de anos. Desde o antigo Egipto, so conhecidos tneis com cerca de 150 metros de comprimentos. A sua tcnica consistia em realizar escavaes, simultaneamente, nos dois extremos, encontrando-se no meio da montanha. Os romanos tal como os gregos usaram os tneis, para ligar as suas redes de aquedutos. Estas civilizaes, criaram tcnicas de trabalho, tal como a aplicao de calor, baseado no princpio de que uma rocha aquecida, quando arrefecida rapidamente, se fissura numa certa extenso, tornando-se mais fcil de ser escavado. Hoje em dia, com a evoluo do conhecimento e da tecnologia, os meios ao nosso dispor so efectivamente mais rentveis e seguros, despontando assim diversas tcnicas construtivas de obras subterrneas, nomeadamente os tneis. Assim sendo, descrevem-se de seguida, os mtodos construtivos mais usuais na construo de tneis, bem como tcnicas de reabilitao dos mesmos.

2.1 Mtodos construtivos2.1.1 IntroduoA escolha do mtodo de construo de um tnel baseada, essencialmente, em estudos geolgicos e geotcnicos, de modo a ser possvel adequar a definio do traado, a escolha dos processos construtivos e o clculo de dimensionamento s caractersticas do macio. Enumeram-se alguns dos principais aspectos que podem condicionar a escolha do mtodo na fase de projecto e construo: Espessura reduzida de recobrimento de solo e rocha; Nvel fretico, e zonas de elevadas presses; Tenses naturais instaladas no macio; Macios constitudos por materiais heterogneos, com propriedades mecnicas variveis; Macios constitudos por rochas facilmente deteriorveis e expansivas;

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TNEIS ESTADO DA ARTE

Estruturas geolgicas, nomeadamente: dobras, estratificaes, contactos litolgicos, entre outros.

Os mtodos construtivos dependem naturalmente do macio em que o tnel aberto. Quando o macio rochoso, a deciso fica entre a escavao a fogo ou TBM (Tunnel Boring Machines). J para macios de solos (predominante em meios urbanos), a deciso fica entre a escavao sequencial (New Austrian Tunneling Method) e a escavao mecanizada (TBM). Nos prximos subcaptulos descrevem-se os mtodos construtivos mais usuais:

2.1.2 Construo sequencial (NATM - New Austrian Tunneling Method)O NATM, New Austrian Tunneling Method, um mtodo que se baseia na escavao terreno, conduzindo este a uma deliberada estabilizao/deformao, de modo a adaptar o macio ao contorno escavado, redistribuindo e reduzindo as tenses mximas induzidas, evitando-se assim a sua desagregao. Este alvio de tenso controlado atravs da monitorizao das deformaes e convergncias do terreno. Este mtodo assenta nos seguintes princpios: O principal suporte de um tnel o macio que o circunda; As deformaes controladas do macio e dos suportes devem ser rigorosamente observadas (plano de instrumentao e monitorizao); Os suportes, que interagem com o macio devem ser aplicados no tempo correcto, ou seja, respeitando as caractersticas geomecnicas do macio; A extenso do tnel a ser deixada em aberto (sem suporte) durante a construo dever ser a menor possvel; A rigidez dos suportes deve ser compatvel com o macio (estado inicial de tenses e caractersticas geomecnicas do mesmo), de modo a restringir dentro de limites seguros, as deformaes; e A geometria da escavao deve ser adequada ao macio, por forma a evitar descontinuidades acentuadas, as quais podem induzir elevados esforos de flexo. Uma das vantagens deste mtodo a adaptabilidade da seco de escavao, que pode ser modificada em qualquer ponto, de acordo com as necessidades geomtricas e de segmentao da escavao. Devido sua versatilidade, tem uma ptima resposta para a construo de tneis curtos, tneis com mudanas de seco ou inclinados, poos, estaes, entre outros.

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um mtodo que inicialmente era aplicado em tneis abertos em macios rochosos submetidos a elevadas tenses in situ. No entanto, na dcada de 70, comeou-se a ter resultados satisfatrios na construo de tneis em solos e rochas brandas. Vista esta versatilidade e os princpios em que este mtodo se baseia, ilustram-se de seguida, diferentes sequncias de escavao em seco parcial (Figura 2.1).

Figura 2.1 Princpios de escavao do mtodo NATM [1]

O faseamento deste mtodo baseia-se, como j anteriormente foi referido, na deformao do macio aps a escavao, redistribuindo parte das tenses. Assim, e apesar de existir obrigatoriamente o plano de instrumentao e monitorizao (acompanhamento e anlise das deformaes), aps a escavao executado um suporte, que normalmente assenta na aplicao de beto projectado (com fibras metlicas ou rede electrossoldada). No entanto, nas situaes em que a aplicao deste suporte no seja suficiente, de modo a cumprir com os requisitos de segurana, so realizados tratamentos de melhoria ou de reforo do macio, nomeadamente, pregagens, enfilagens, jet grouting, cambotas metlicas, injeces, etc.). Assim sendo, aps a anlise do faseamento, verifica-se que este mtodo tem uma vantagem econmica face aos outros mtodos, pois para alm de no requerer equipamentos muito sofisticados, tambm apresenta flexibilidade em termos de geometria e de condies do macio. Para melhor percepo, resumem-se de seguida as vantagens e desvantagens deste mtodo (Tabela 2.1):

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Vantagens Versatilidade do mtodo, atendendo s variaes de seco, alinhamentos e inclinaes, sem perdas significativas de rendimentos. Escavao parcial da seco, conferindo maior estabilidade frente de escavao.

Desvantagens

Necessidade de tratamento do terreno circundante, para consolidao do mesmo. As etapas de escavao manual, estabilizao e revestimento conferem ndices de baixa produtividade. A instalao imediata e contnua de suporte no permetro da escavao, de modo a minimizar a movimentao do solo circundante. A frente de escavao no permite tempos alargados de exposio, requerendo colocao imediata do suporte primrio. Mo-de-obra especializada, bem como tcnicos com larga experincia em obras geotcnicas. Necessidade de controlar o nvel fretico, para evitar a ocorrncia de recalques. A instalao imediata e contnua de suporte no permetro da escavao, de modo a minimizar a movimentao do solo circundante. A frente de escavao no permite tempos alargados de exposio, requerendo colocao imediata do suporte primrio. Mo-de-obra especializada, bem como tcnicos com larga experincia em obras geotcnicas.

Vrias frentes de ataque, em simultneo.

Os poos de ataque so de pequenas dimenses.

Revestimento monoltico.

Facilidade de remoo dos materiais resultantes da escavao. Adaptvel da seco do tnel, e podendo a geometria ser alterada a qualquer momento. Versatilidade em mudanas de alinhamentos e inclinaes. Baixos custos de investimentos, por no exigir meios mecnicos sofisticados.

Tabela 2.1 Vantagens e desvantagens do mtodo NATM

2.1.3 Construo com escudo (TBM - Tunnel Boring Machines)A construo mecanizada uma tcnica que consiste em efectuar a escavao com um escudo perfurador (equipamento mecnico metlico de forma cilndrica com bordos cortantes - tuneladora),

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possuidor de frente aberta ou fechada, para evitar o colapso do macio at colocao do suporte definitivo, garantindo a proteco de homens e mquinas. Imediatamente atrs, montado o revestimento segmentado, em aduelas pr-fabricadas em beto, encaixadas umas nas outras. O avano da tuneladora realizado pela reaco dos macacos contra os anis de revestimento j executados. Esta tcnica, devido ao seu elevado custo, para ter viabilidade econmica, deve ser utilizada em tneis com extenso superior a 1000 metros. Devido diferena dos dimetros de escavao face ao dimetro exterior do suporte, originada pela espessura da cauda do escudo e pela folga interior, que ter que existir entre esta e os anis, de modo a facilitar a instalao destes e possibilitar correco de alinhamento, gerado um vazio atrs do escudo durante o seu avano. A criao destes vazios pode desencadear assentamentos superfcie, sendo necessrio recorrer a injeces de consolidao do macio medida que o escudo avana, com o intuito, de limitar a curto prazos estes assentamentos, e a longo prazo, garantir a transmisso de esforos entre o macio e o suporte. De salientar que, para menores recobrimentos torna-se maior a dificuldade em controlar os assentamentos [1]. Como referido anteriormente, a frente de escavao com escudo, pode ser aberta ou fechada, consoante as condies do macio. O escudo aberto um mtodo que utilizado quando os fluxos de gua so quase inexistentes e quando a frente de escavao no precisa de suporte, uma vez que o terreno na frente somente est sujeito presso atmosfrica. Na situao do escudo fechado, o facto de se verificarem fluxos de gua capazes de criar a instabilidade do macio, necessrio recorrer a tcnicas de confinamento com ar comprimido, mecnico, lquido ou por contra-presso de terras (Figura 2.2).

Suporte natural

Suporte mecnico

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Suporte por ar comprimido

Suporte com lquidos

Suporte por contrapresso

Figura 2.2 Esquema dos diversos mtodos de escavao com escudo [2]

O recurso s TBM na execuo de tneis tem as seguintes vantagens: Largos avanos de execuo, devido aos elevados rendimentos das tuneladoras; Automatizao dos processos, dispensando mo-de-obra especializada; Controlo da estabilizao do terreno da frente de trabalho; Segurana dos trabalhadores, que se encontram protegidos pelo escudo; Maior independncia dos terrenos a escavar; Menor necessidade de realizao de tratamentos do terreno, uma vez que a prpria mquina possibilita o avano em qualquer tipo de situao; Os problemas com a gua so minimizados.

Da utilizao deste mtodo, salientam-se os seguintes inconvenientes: Elevado investimento inicial, derivado do custo dos equipamentos; Difcil amortizao, pelo que a execuo de pequenos tneis desaconselhada; Dificuldades no transporte e colocao da tuneladora na frente de ataque; A existncia de apenas uma frente de trabalho implica a paragem da obra, aquando da avaria do equipamento, ou de problemas com o terreno;

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A variedade e mistura de materiais (duros e brandos) obriga a desenhar e a dimensionar o equipamento para cortar ambos os materiais, originando problemas de maior desgaste das peas cortantes;

Dificuldades na anlise do material escavado, e por conseguinte, possveis problemas de destruio de restos arqueolgicos e/ou de servios afectados; Necessidade de ocupao de grandes estaleiros, para armazenamento de aduelas.

ESCUDOS ABERTOS Nesta tcnica, a frente de escavao processa-se manualmente ou por meio de escavadoras mecnicas, que desprendem e removem o solo da face (Figura 2.3). preferencialmente utilizada em solos coerentes rijos sem grande gradiente hidrulico ou em rochas brandas. A sua utilizao em terrenos com aquferos tambm possvel, embora exija que se faam intervenes para rebaixamento do nvel fretico, injeces, congelao, etc.

Figura 2.3 Tuneladora com escudo aberto [3]

ESCUDOS COM CONFINAMENTO A AR COMPRIMIDO

A execuo de tneis com escudos com confinamento a ar comprimido uma tcnica que tem vindo a ser abandonada, por colocar em risco a sade dos trabalhadores que nela actuam, devido s elevadas presses a que esto sujeitos, bem como pelos custos associados s cmaras de descompresso. Outro dos factores que provoca o seu abandono est relacionado com as perdas de ar, uma vez que a permeabilidade dos solos ao ar de cerca 100 vezes mais elevada do que a permeabilidade agua, sendo assim somente aplicvel a solos finos com permeabilidade inferior a 10-5 m/s e no apresentando heterogeneidades.

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Hoje em dia, este mtodo de execuo de obras subterrneas utilizado, embora raramente em tneis com dimetros inferiores a 3-4 metros. Este mtodo recorre aplicao de ar comprimido no sentido de estabilizar a frente de trabalho ou de prevenir fluxos de gua e/ou de solos atravs da face. A utilizao do ar comprimido proporciona tambm uma presso uniforme de suporte na frente de escavao, equilibrando a presso imposta pela gua, e tambm, melhorando as caractersticas resistentes dos solos que se encontram adiante da face [1].

ESCUDOS COM CONFINAMENTO MECNICO Esta tcnica utilizada em solos muito moles e com resistncias drenadas inferiores a 20-30 kPa, utilizando, para tal, um escudo munido de uma placa com uma abertura, pela qual, parte do solo entra dentro do tnel j escavado de onde posteriormente removido. Como o campo de aplicao deste tipo de escudos muito limitado, faz com que seja muito pouco utilizado.

ESCUDOS COM CONFINAMENTO LQUIDO

Esta tecnologia permite a execuo de tneis com variados dimetros, e num vasto campo de aplicao, sobretudo em solos (desde argilas moles, a solos granulares muito permeveis sujeitos a elevadas presses hidrulicas. A tcnica de escudos com confinamento lquido consiste em colocar sob presso, um fludo numa cmara, atrs do elemento cortante. Este lquido, que pode ser gua (em solos finos) ou bentonite (solos grossos ou argilas naturais), infiltra-se e/ou deposita-se na zona a escavar, formando uma pelcula (cake), conferindo uma resistncia adequada frente de trabalho com a reduo da permeabilidade, permitindo que a escavao se realize em condies seguras (Figura 2.4). A espessura deste cake, depende da permeabilidade do solo, da densidade e da resistncia do fludo, bem como da diferena de presses entre o fludo, o solo e a gua.

Figura 2.4 Funcionamento terico do escudo com confinamento a lquidos [3]

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medida que se realiza a escavao, os materiais resultantes so extrados, recorrendo-se para tal, a bombas centrfugas, que encaminham e separam os fluidos dos materiais resultantes da escavao. No entanto, devido s limitaes das estaes de tratamento, este processo ainda pouco recorrente (Figura 2.5).

Figura 2.5 Tuneladora com escudo de confinamento lquido [3]

ESCUDOS COM CONFINAMENTO POR CONTRA-PRESSO DE TERRAS

Esta tcnica, juntamente com a construo sequencial (NATM), a mais utilizada em Portugal. A tcnica consiste, essencialmente, em utilizar o solo escavado como elemento estabilizador da frente de escavao. Este solo que est sob presso, colocado na cmara que se encontra atrs do escudo cortante (Figura 2.6).

Figura 2.6 Funcionamento terico do escudo com confinamento por contra-presso [3]

medida que o avano dos trabalhos realizado hidraulicamente, executado o desmonte do solo com o escudo cortante, fazendo penetrar os materiais resultantes na cmara, onde posteriormente, sero encaminhados atravs de um tubo para a parte traseira da tuneladora (Figura 2.7 e 2.8). O tubo contm um dispositivo mecnico que regula o volume de massa extrada, bem como a presso aplicada na frente de escavao.

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1. Roda de Corte. 2. Comando de manobra 3. Cmara de escavao 4. Sensor de presso 5. Compressor de ar.

Montagem de aduelas 7. Aduelas 8. Cilindros de propulso 9. Cinta transportadoras 10. Sem fim da extraco

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Figura 2.7 Esquema de tuneladora com escudo com confinamento por contra-presso [4]

Aquando da execuo deste processo em solos no plsticos, como areias e seixos, podem ser injectados aditivos, nomeadamente lamas densas, que se misturam com os materiais da escavao, formando uma pasta impermevel na frente de trabalho, evitando-se assim assentamentos por consolidao do terreno, garantindo uma maior consistncia e homogeneidade do mesmo.

Figura 2.8 Tuneladora de escudo com confinamento contra-presso [3]

2.1.4 Construo a fogoQuando as zonas subterrneas a escavar so essencialmente rochas, um mtodo muito utilizado a escavao a fogo. Este processo depende da velocidade de perfurao bem como da potncia do explosivo. A escavao a fogo consiste em abrir um certo nmero de furos na frente de escavao, carregandoos com explosivos, consoante uma determinada rea de detonao. Os furos so dimensionados segundo a localizao, direco, quantidade e sequncia de detonao.

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Aps a detonao dos explosivos, so retirados os entulhos da seco escavada, estabilizando a cavidade aberta com beto projectado, de modo a estabilizar a superfcie a mesma. Este metodologia ainda hoje, utilizada com profuso, podendo-se enumerar diversas vantagens: Vantagens: Versatilidade quanto ao tipo de rochas; Flexibilidade na geometria da seco a escavar; Baixos investimentos iniciais, comparativamente com o mtodo TBM; Mobilidade das equipas; Arranque da rocha, facilitando a sua remoo e transporte.

Desvantagens: Irregularidade na seco de escavao; Vibraes geradas pela denotao podem colocar em risco a integridade das edificaes vizinhas (caso de meios urbanos); Vibraes induzidas, os rudos, os gases, as poeiras, a projeco de material (partculas e/ou blocos) e a deteriorao do macio remanescente, traduzido em fenmenos de sobrefracturao e sobreescavao.

2.1.5 Construo a cu aberto (cut-and-cover)Este mtodo aplicado quando no h interferncia com o sistema virio, ou quando possvel desviar o trfego sem causar grandes transtornos. Pode ser utilizado nas diversas condies geotcnicas e geolgicas, podendo ser economicamente vantajoso para recobrimentos at 20 m. A tcnica de construo a cu aberto consiste em abrir valas de grandes dimenses, executando-se paredes de conteno laterais, escoradas ou em talude. Segue-se o rebaixamento do nvel fretico, caso se justifique, passando-se depois para a execuo do suporte definitivo. Este processo termina com a realizao de um aterro sobre o suporte definitivo. A construo a cu aberto primazia pelos seguintes aspectos: O tipo de terrenos pouco relevante para a execuo do mtodo; Permite a execuo do tnel com pequenos recobrimentos de terreno; Os custos envolvidos, bem como o prazo de execuo da obra so conhecidos; Dispensa mo-de-obra especializada;

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Maior segurana dos operrios nas frentes de trabalho; Permite a abertura de vrias frentes de trabalho;

Como inconvenientes, podem-se destacar: Desvio do nvel fretico e de servios afectados; Pode ter uma incidncia clara sobre rvores, elementos arquitectnicos histricos e/ou a superfcie; Maior incmodo para a populao.

2.1.6 Pr-corte mecnicoO pr-corte mecnico consiste em cortar o terreno apenas na parte da abbada do tnel, com equipamentos robustos e com a forma da seco do tnel, dotados de sistemas de translao longitudinais autnomos. Aps o corte, aplica-se beto projectado para consolidao da abobada e posterior escavao da seco interior do tnel. Terminada a escavao da seco interior, executase um anel concntrico com a anterior aplicao de beto projectado. Os avanos so limitados de 3 a 3,5 m. Com a estabilizao da abbada, procedem-se os trabalhos de escavao dos hasteais e da soleira, finalizando-se a metodologia com a execuo do revestimento final. Este mtodo tem as seguintes vantagens: Limitao as deformaes, devido execuo do pr-suporte; O acabamento do revestimento inicial regular, reduzindo o consumo de beto no revestimento definitivo; Sujeito a menores erros humanos, maximizando as condies de segurana de trabalho; Quando o terreno coesivo e em rochas brandas, de simples execuo: Elimina a necessidade de injeces de consolidao no terreno.

Como desvantagens, salientam-se as seguintes: um mtodo limitado em terrenos arenosos, e com nveis freticos elevados, podendo originar problemas de estabilidade durante a escavao, limitando o comprimentos dos avanos; Requer um sistema de drenagem eficaz; O alto custo dos equipamentos, inviabiliza haver vrias frentes de trabalho, salvo para tneis de grandes seces.

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2.1.7 Anlise comparativaO aumento da populao urbana tem contribudo para um aumento significativo da construo de tneis, com especial incidncia em obras para vias rodovirias e ferrovirias. No entanto, o elevado custo associado sua construo, aliado a aspectos de natureza ambiental e aos custos de manuteno, tem sido um impedimento para que se tornem mais generalizados. O cabal conhecimento de todas as variveis que possam afectar o comportamento dos tneis e das estruturas vizinhas, essencial para que as obras se desenvolvam em segurana, atendendo aos critrios de danos e aos deslocamentos admissveis. Comparando a aplicabilidade dos processos construtivos descritos ao longo deste captulo, constatase que o mtodo TBM, apesar de no ser o mais recorrente, o que possui uma maior margem de progresso. Possui tambm a vantagem de ser um mtodo expedito quer em solos quer em macios rochosos, com grandes rendimentos de escavao e de colocao do suporte. No entanto, a falta de flexibilidade ao nvel da variao da geometria, converge no sentido de outros mtodos, serem actualmente ainda os mais utilizados (NATM e escavao a fogo).

2.2 Tcnicas de reabilitao2.2.1 Reabilitao no estruturalA reabilitao no estrutural inclui trabalhos de reparao de anomalias associadas humidade, sem cariz relevante para o contributo da instabilidade do suporte. Destinam-se a eliminar o que seja prejudicial alvenaria, ou ao beto, minimizando o seu potencial de degradao. Como tcnicas de limpeza e proteco, salientam-se as seguintes: Limpeza de alvenaria (pedra ou tijolo); Tcnicas de proteco e reparao;

LIMPEZA DE ALVENARIA Limpeza mecnica: Este processo moroso e minucioso, que consiste na remoo de detritos e na limpeza manual da alvenaria (pedra ou tijolo), recorrendo para a tal a utenslios como, fresas, escovas mecnicas ou outros equipamentos de pequena potncia. Esta tcnica indicada para zonas pontuais e de pequenas dimenses;

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Limpeza com gua presso: Esta metodologia baseia-se na projeco de gua (com adio ou no de solues) presso, definindo-se 3 tipos de presso: i) baixa: 700 a 2100 kPa; ii) mdia: 2100 a 4850 kPa; iii) e alta: mais de 4850 kPa. A presso a usar neste tem que ser criteriosamente estudada, de modo a no remover o acabamento areado ou superficial existente, resultando numa aparncia diferente;

Jacto de areia por via hmida: Este mtodo de limpeza particularmente eficiente em superfcies com ondulaes, e consiste na projeco de partculas abrasivas muito finas por via hmida, controladas por um operador especializado. Face limpeza com gua presso, este processo tem a vantagem de eliminar o problema da reaco qumica com os sais de vandio (no caso de alvenaria de tijolo);

Vapor pressurizado: Este mtodo consiste em aplicar gua vaporizada a baixa presso (entre 0,30 e 0,40 MPa), tendo a vantagem de no ser um sistema abrasivo para a alvenaria. No entanto, no deve ser aplicado a alvenarias permeveis/porosas, ou a superfcies pouco resistentes aco solvente da gua. O procedimento desta actividade, invoca que os trabalhos devem ser realizados inicialmente pelos nveis superiores e em bandas verticais, de modo a proteger-se sempre as aberturas, evitando infiltraes para o interior;

Qumicos: A utilizao de produtos qumicos na limpeza de alvenaria (quer de pedra, quer de tijolo) bastante varivel, consoante o tipo de patologia a tratar. Na desinfestao de bolores, fungos, algas e lquenes, o tratamento baseia-se na limpeza com biocidas solveis em gua, enquanto a utilizao de pastas argilosas absorventes indicada para o tratamento e remoo de manchas e sais [5].

TCNICAS DE PROTECO E REPARAO Hidrofugao: Esta tcnica consiste na aplicao de uma camada superficial de produtos acrlicos, silicones ou produtos de proteco aos agentes biolgicos, na alvenaria; Manuteno: A manuteno peridica uma tcnica de proteco muito eficaz ao nvel da identificao de patologias e anomalias, que possam agravar a vida til do suporte. Para o desenrolar destas tarefas, alm das inspeces visuais, tambm a realizao de ensaios e de pequenas tarefas (tais como: tratamento de juntas, tratamentos de proteco, etc.), contribuem significativamente para a conservao do suporte; Tratamento de juntas: Esta soluo divide-se em 3 fases: i) remoo de materiais no funcionais com ferramentas manuais, escopros ou martelos pneumticos de baixa potncia: ii) limpeza da juntas com ar comprimido ou escovas, e enchimento parcial dos vazios

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existentes com argamassa adequada (idntica de assentamento) ao suporte; iii) refechamento superficial, e limpeza do paramento.

2.2.2 Reabilitao estrutural (reforo e consolidao)A reabilitao estrutural consiste em melhorar, as caractersticas mecnicas e a coeso dos elementos existentes (suportes), bem como dos terrenos circundantes, evitando e/ou controlando os fenmenos de instabilidade ou deformaes excessivas.

REFECHAMENTO DE JUNTAS Esta tcnica pode ser realizada atravs da colocao de argamassa ou de armadura. O refechamento com argamassa consiste na remoo parcial e substituio da argamassa degradada por outra de melhores propriedades mecnicas e de maior durabilidade. Este processo encadeia vrias etapas: remoo parcial da argamassa das juntas; lavagem das juntas com gua a baixa presso; reposio e compactao da argamassa. O refechamento com armadura consiste na consiste na remoo parcial da argamassa das juntas, seguindo-se a colocao de armaduras de reforo, do tipo de ao laminado ou barras FRP (Fiber Reinforced Polymer). As argamassas utilizadas so base de cal hidrulica ou de resinas orgnicas (epxi ou de polister). Esta tcnica, por vezes combina-se com a execuo de pregagens (adiante descrito o processo).

DRENAGEM REBAIXAMENTO DO NVEL FRETICO Quando o nvel fretico sobe, originando um aumento das presses hidrostticas no previstas, a drenagem por gravidade o mtodo mais expedito para a resoluo. Esta tcnica consiste em realizar furos no macio, colocando geodrenos sub-horizontais, diminuindo as presses hidrulicas actuantes. Estes drenos devem ser executados de forma radial, e em quincncio. Este tratamento inicia-se com a execuo de uma malha primria, procedendo-se leitura de presso em alguns dos geodrenos (atravs de manmetros). Caso se verifiquem presses indesejveis, executam-se novos drenos (designados de secundrios), nos intervalos dos j executados, at se atingir a presso desejada.

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INJECES DE CONSOLIDAO NO EXTRADORSO DO SUPORTE A aplicao de injeces de consolidao uma tcnica que se aplica nas zonas onde existem vestgios de infiltrao, e tm por objectivo o preenchimento dos vazios entre o terreno e o revestimento, melhorando as condies de impermeabilizao do prprio revestimento. A execuo das injeces dever ser iniciada dos hasteais para a abbada, a presses de ordem de 0,10 a 0,20 MPa. Nas situaes em que se verifique dificuldade em atingir a presso correcta, devem-se criar sectores estanques no sentido longitudinal, de maneira que a calda preencha todo o espao entre o revestimento e o terreno. A criao destes sectores estanques poder ser realizada atravs da injeco de uma argamassa mais espessa, ou da criao de um tampo betonado atravs de um rasgo perimetral no suporte. A injeco pode ser de suspenses, solues ou emulses, sendo compostas base de cimento, bentonite, areia, aditivos, cinzas ou cal. Um parmetro a ter em conta na constituio da calda de injeco, a viscosidade, sendo determinada pela dimenso dos vazios ou das fracturas existentes no macio, e/ou a sua permeabilidade.

INJECES DE CONSOLIDAO NA ALVENARIA

Esta tcnica consiste em injectar caldas a baixas presses (0,1 a 0,2 MPa), atravs de furos previamente realizados na superfcie da alvenaria, para preenchimento de fissuras, vazios, ou esmagamentos localizados, melhorando as caractersticas fsicas e mecnicas do material da alvenaria. As caldas utilizadas so tipicamente base de cimento estabilizadas por bentonite, cal, resinas epxidas ou caldas de silicatos de potssio ou sdio.

BETO PROJECTADO

Este tcnica aplicada em na reparao de estruturas de beto armado, ou a consolidao e reforo de alvenaria. A aplicao de beto projectado dispensa o uso de cofragens e permite a sua aplicao nas situaes de difcil acesso, garantindo uma excelente aderncia e durabilidade. De salientar ainda, que projeco confere ao beto a capacidade de se auto-compactar em sucessivas camadas. Para conferir uma melhor resistncia traco ao beto, destacam-se duas solues: Adio de fibras metlicas ao beto; Fixao ao suporte de rede electrossoldada ou rede de fibra de vidro.

Esta tcnica combina-se frequentemente com a de pregagens.

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PREGAGENS

As pregagens tm por objectivo reforar o macio por duas vias: atravs da incluso constituda pela prpria pregagem solidria com o terreno, e tambm da injeco das zonas fissuradas e dos vazios do macio. Este mtodo maioritariamente utilizado, quando se verificam fenmenos de extruso e de pr-convergncia.

ENFILAGENS Esta tcnica de reforo, embora mais direccionada para a construo de tneis, tambm se utiliza na reabilitao dos mesmos. Consiste em colocar tubos metlicos ou vares de ao na abbada, em forma de guarda-chuva, de maneira a criar o efeito de arco. As perfuraes do macio so de pequeno dimetro, e com um afastamento na ordem dos 20 a 30 cm. As injeces so executadas com caldas de cimento ou resinas.

PR-ESFORO A tcnica de pr-esforo consiste na colocao de cabos de ao de alta resistncia, efectuando o seu esticamento, de forma a introduzir na estrutura um novo sistema de foras. Este reforo permite melhorar o comportamento das paredes, sob aces no seu prprio plano e sob aces exteriores e melhorar o comportamento em servio, ao nvel do controle de deformao e fendilhao.

CONGELAO ARTIFICIAL DE TERRENOS

Este mtodo consiste no congelamento artificial do terreno, convertendo a gua intersticial in situ em gelo (atravs da injeco de nitrognio), aumentando as propriedades mecnicas do solo e tornandoo impermevel. Esta metodologia aplica-se a qualquer tipo de solo, desde que este possua um alto teor em gua (solos no saturados). Tem a particularidade de ser, de rpida execuo, sem induzir perturbaes nas infra-estruturas vizinhas (vibraes e rudos quase inexistentes). No entanto, devido aos elevados custos, e necessidade de utilizao de equipamentos especializados, esta tcnica muito pouco utilizada [6].

MICROESTACAS

A execuo de microestacas consiste no reforo das fundaes face a novas cargas, e/ou no controlo dos assentamentos das mesmas. Estas so de estacas de pequeno dimetro, com armadura

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metlica, com ou sem bolbo de selagem. Estas tm a particularidade de poderem ser executadas em zonas confinadas, zonas com o com p direito reduzido, e com baixos nveis de rudo e vibraes.

JET GROUTING

O jet grouting consiste na execuo de solo melhorado com aglutinante in situ, mediante a introduo de caldas a grande velocidade (na ordem dos 250 m/s) no terreno, por dispositivos especiais, formando cilindros de solo-cimento. Os cilindros podem ser verticais, horizontais ou inclinados (Figura 9 e 10). As altas velocidades da injeco promovem o atravessamento das caldas nos orifcios de pequena abertura, aplicando uma elevada energia cintica na desagregao da estrutura do terreno natural e na mistura de calda de cimento com as partculas de solo desagregado. Estas injeces conferem um aumento das caractersticas mecnicas do material, diminuindo tambm a sua permeabilidade.

Figura 2.9 Consolidao vertical de abbadas de tneis [7]

Figura 2.10 Consolidao sub-horizontal de abbadas de tneis [7]

Dos vrios campos de aplicao, destacam-se os seguintes: Consolidao de abbadas de tneis a partir do seu interior ou a partir da superfcie (para profundidades inferiores a 20 m);

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Tratamento de camadas muito permeveis com nveis de gua confinados, intersectadas pelo traado do tnel e que podem originar carregamentos de solo devido s suas elevadas presses;

Consolidao de frentes de tneis em terrenos constitudos por solos moles e saturados; Consolidao da entrada e sada de tuneladoras com escudo; Criao de lajes estanques na soleira, e impermeabilizao de hasteais e da abbada (Figura 11); Construo de colunas sub-horizontais, em tneis de reduzido recobrimento, em zonas urbanas.

Figura 2.11 Conteno lateral de escavaes e combate sub-presso de gua [7]

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3 INFORMAO GERAL SOBRE A OBRA REALIZADA3.1 Informao geral sobre a obra existente3.1.1 Caractersticas da ObraA obra em estudo a Reabilitao do Tnel Ferrovirio do Rossio, construdo h mais de cem anos, e que constitui um elemento essencial do eixo ferrovirio Lisboa-Sintra, proporcionando a ligao de uma rea suburbana densamente povoada ao centro de Lisboa. O Tnel do Rossio foi construdo no sculo XIX, entre 1887 e 1890, tendo custado 730 mil ris (moeda da poca). A inaugurao da obra foi no dia 21 de Maio de 1890, pela Companhia Real dos Caminhos de Ferro Portugueses, tendo sido considerada a maior obra de engenharia do sculo XIX. O tnel tem uma extenso de 2613,00 metros, com incio no Pk 0+194 do lado do Rossio e fim no Pk 2+807 do lado de Campolide. Este possui um traado em alinhamento recto em planta, vencendo um desnvel total de 25 metros (Figura 3.1).

Figura 3.1 Representao em planta do traado do Tnel [8]

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INFORMAO GERAL SOBRE A OBRA REALIZADA

O tnel de via dupla, com uma entrevia de 3,60 metros. A via assenta sobre balastro, excepo dos primeiros metros at ao Pk 0+780, onde as travessas assentam sobre a soleira. A seco interior do tnel foi projectada com um vo de 8,00 m, constituda por uma abbada circular de 4,00 m de raio. O revestimento (seco estrutural) constitudo por alvenaria de tijolo macio com espessura de 0,80 m, e pontualmente com 1,00 m. A argamassa utilizada no revestimento foi cal hidrulica. Os hasteais so verticais, com 0,80 m de espessura, construdos na sua maioria por alvenaria de pedra. Ao longo dos anos, o tnel sofreu diversas intervenes, quer de manuteno, quer de reforo da estrutura, tais como [8]: 1952 Construo de uma soleira de beto desde a boca do lado da Estao do Rossio at ao Pk 0+700; 1955 Rebaixamento da plataforma, em 30 a 50 cm, com vista electrificao; 1995 Reparao da cedncia do hasteal direito da via descendente, entre os Pk 1+920 e 1+960, atravs da reconstruo em beto, do p-direito, com a espessura necessria para colmatar a cavidade no terreno; 1967 Construo de um novo dreno, para rebaixamento das guas existentes ao nvel da plataforma; 1983 Reforo do hasteal, lado esquerdo, ao Pk 0+900, com a aplicao de duas fiadas de ancoragem pr-esforadas a 200 kN; 1987 Reforo do hasteal, lado direito, ao Pk 0+900, com a aplicao de duas fiadas de ancoragem pr-esforadas a 245 kN; 1990 Reforo do hasteal, lado direito, ao Pk 0+900; 1991 Reparao de dois troos experimentais de 200 m, entre os Pk 0+220 e 0+420 respeitante a trabalhos de impermeabilizao da abbada do tnel e entre os Pk 0+780 e Pk 0+980 relativo execuo da soleira em beto; 1993 a 1995 Impermeabilizao e reforo, em 200 m, na zona da boca de entrada (lado da Estao do Rossio); 1995 Reforo do Tnel na zona do atravessamento do Tnel do Metropolitano (Linha Amarela) com recurso a pregagens, beto projectado, malha metlica e injeco do macio;

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2001 Ao Pk 0,900 houve a necessidade da demolio das alvenarias dos psdireitos de ambos os hasteais, para a execuo de contrafortes e instalao de ancoragens com 540 kN e comprimento total de 15 m.

A 22 de Outubro de 2004, deu-se o encerramento da circulao ferroviria no Tnel do Rossio, devido a um abatimento de 25 cm na abbada. Deste modo, foi necessrio estudar solues de reabilitao, para que se retomasse a circulao, num ponto vital da ligao ferroviria na zona de Lisboa. A interveno no Tnel do Rossio foi dividida em dois tipos: Zona de interveno da plataforma: execuo de uma soleira de beto, submetendo os hasteais e abbada existentes, somente a uma limpeza da alvenaria; Zona de interveno estrutural: execuo de uma nova seco em beto armado (soleira, hasteais e abbada). Apresenta-se na figura seguinte, os tipos de interveno a realizar na obra de reabilitao do Tnel Ferrovirio do Rossio (Figura 3.2).

Figura 3.2 Tipo de Interveno [8]

3.1.2 Caracterizao fsica da obra zonamentoO tnel apresenta duas zonas distintas, devido s interligaes entre o zonamento geotcnico, perfil longitudinal e a implantao do mesmo nas plantas da cidade.

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A primeira zona caracteriza-se por possuir recobrimentos entre os 2,5 e os 25 metros, numa extenso de aproximadamente 700,00 m, entre a boca do Rossio, ao Pk 0+194, e o Pk 0+900,00. A superfcie densamente urbanizada, enquanto que ao nvel geotcnico apresenta terrenos brandos a rijos do Miocnico, constitudos por argilas e arolas com intercalaes de calcrios fossilferos [9]. A outra zona (segunda) desenvolve-se a partir do Pk 0+900 at ao Pk 2+807 (fim do tnel). Nesta zona o recobrimento chega aos 60,00 m, apresentando terrenos calcrios e margosos do Cenomaniano (rochas brandas a rijas).

3.2 Descrio do problemaO Tnel do Rossio uma obra com mais de cem anos e, no obstante ainda se ter mantido at hoje sem grandes reparaes, tm-se verificado algumas ocorrncias que demonstram o comportamento menos adequado da estrutura [9], tais como: Abatimento, de 25 cm, da abbada ao Pk 2+020. Este foi o factor primordial, que determinou o fecho do tnel devido eminente rotura do revestimento, levando necessidade de reabilitar o mesmo; Abatimento do terreno da soleira na entrevia, dando origem a uma rotura no aqueduto de alvenaria (1926); Problemas de instabilidade da plataforma em consequncia da contaminao do balastro com lamas argilosas e infiltraes de gua (a partir, pelo menos, de 1926); Abaixamento de 50 cm do plano das vias e recalamento dos hasteais com uma espessura de valor idntico; Execuo de uma soleira em beto simples entre os Pk [0+194;0+780], devido convergncia dos hasteais; Assentamento do hasteal do lado da via cescendente entre os Pk [1+920;1+960 (lado direito no sentido Rossio-Campolide) quando se procedia ao recalamento do mesmo; Devido a estes comportamentos, foram feitos vrios diagnsticos obra, por construtores (nomeadamente a Teixeira Duarte S.A.) e pelo LNEC (Laboratrio Nacional de Engenharia Civil) a pedido do Dono de Obra (Rede Ferroviria Nacional - REFER EP). Aps o levantamento in situ, apresentam-se de seguida as principais patologias [10]:

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Infiltraes de gua atravs do revestimento; Deformaes significativas no revestimento existente; Instabilidade da plataforma, devido existncia de terrenos brandos amolecidos pelas guas superficiais; Alterao superficial da alvenaria de tijolo e de pedra dos hasteais e da respectiva argamassa; Reduo do gabarito, devido a defeitos construtivos ou em consequncia das deformaes sofridas pelo revestimento; Vazios e degradao dos terrenos envolventes.

As patologias apresentadas anteriormente foram alvo de vrios estudos e anlises, onde a metodologia utilizada foi baseada em 2 factores: No levantamento estrutural: caracterizao do tipo de revestimento existente no tnel, a natureza e a forma dos blocos de alvenaria, sendo ainda descritos os equipamentos existentes; Na cartografia de anomalias: foram analisadas todas as fissuras e correspondentes aberturas, o estado de alterao e de eroso das alvenarias e suas juntas, a queda de elementos do revestimento ou do macio e as infiltraes existentes. Aps mencionada a metodologia utilizada na anlise do comportamento do tnel, apresentam-se alguns exemplos dos inmeros problemas detectados: Alterao e eroso da superfcie da alvenaria, com evidncia de quedas de alvenaria em zonas especficas (Figuras 3.3 e 3.4). As juntas da alvenaria denotam ausncia de argamassa (Figura 3.5).

Figura 3.3 Abbada entre o Pk [1+064 ; 1+135] [10]

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Deformaes bastante evidentes na zona da abbada (Figuras 3.6 e 3.7).

Figura 3.6 Deformao na abbada entre o Pk [1+564 ; 1+594] [10]

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Figura 3.7 Outra vista da deformao na abbada entre o Pk [1+564 ; 1+594] [10]

Degradao avanada das juntas, evidenciada pela facilidade de abertura com um martelo de gelogo, devido a vestgios de infiltraes de gua na rea afecta (Figura 3.8).

Figura 3.8 Desplacamento de blocos de alvenaria com martelo de gelogo

3.3 Descrio das solues de reabilitaoAps o encerramento circulao ferroviria no tnel, a 22 de Outubro de 2004, foi feito o levantamento das condies existentes ao longo deste e avaliados os diferentes tipos de intervenes possveis para a sua reabertura em segurana, foram decididas quais as aces de reabilitao e beneficiao a executar. Assim, nas zonas mais degradadas, perfazendo cerca de 1283 metros, foi decidido executar uma seco fechada em beto armado, mantendo o gabarito de circulao. Nas zonas que apresentavam um estado considerado de boa conservao decidiu-se pela realizao de uma limpeza do material desagregado. Nos troos onde a interveno foi executar uma seco fechada em beto armado procedeu-se demolio da alvenaria existente, de modo a manter o gabarito de circulao. Assim, a soluo incidiu pela montagem de um escoramento provisrio,

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demolio da alvenaria existente, execuo do suporte primrio e, finalmente, a realizao do revestimento definitivo em beto armado (ver Figura 3.9).

Escoramento provisrio

Demolio da alvenaria existente

Execuo do suporte primrio

Execuo do revestimento definitivo

Figura 3.9 Esquema sequencial da soluo de reabilitao da Seco Fechada

O suporte primrio tem como funo garantir a estabilidade do macio, aquando da execuo dos trabalhos para a seco definitiva (seco fechada). A prossecuo do suporte primrio focalizou-se nas caractersticas de cada troo do tnel, de modo a fazer face s condies geotcnicas, espessura do recobrimento e s interferncias localizadas sobre o tnel. Assim, a obteno da segurana em obra, limitando ao mnimo as deformaes do macio, e a consequente reduo dos assentamentos superfcie, baseou-se na montagem de cambotas provisrias (perfis metlicos HEB), na execuo de enfilagens e pregagens, montagem de cambotas definitivas com a respectiva aplicao de beto projectado.

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3.4 Zona de Seco Nova3.4.1 Escoramento provisrio do revestimento de alvenariaTendo como objecto o estudo realizado das condies existentes na zona inicial do tnel (devido ao reduzido recobrimento) e na vizinhana do Pk 2+000, devido s deformaes evidenciadas, e s condies geotcnicas, optou-se por realizar chapus de enfilagens, pelo contorno exterior do suporte primrio de beto projectado de modo a impedir deformaes do terreno envolvente, [9]. O contorno exterior do suporte primrio de beto projectado no mais do que a testa existente para se iniciar a execuo de enfilagens, de modo a permitir a colocao do bit de furao. Primeiramente executa-se a escavao, seguindo-se a aplicao de beto projectado para permitir que se trabalhe em segurana, e que no se verifiquem deslocamentos e assentamentos relevantes. Deste modo, as cambotas de escoramento foram ajustadas ao contorno interior da alvenaria e foram aplicados entre os Pk 0+194 e Pk 0+221 em HEB 180 com geometria varivel (Figura 3.10 e 3.11); entre os Pk 0+221 e Pk 0+247 em HEB 200 com geometria varivel; entre os Pk 0+247 e Pk 0+769, Pk 1+571 e 1+601 em HEB 200; e entre os Pk 1+860 e Pk 1+970, Pk 1+990 e Pk 2+050 em HEB 200 de geometria varivel, (perfis com raio de curvatura varivel).

Figura 3.10 Seco com Escoramento Provisrio (cambotas) entre os Pk [0+194 ; 0+221]

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Figura 3.11 HEB de geometria varivel [11]

Nota: Para se obter a geometria varivel dos perfis metlicos HEB, estes so fabricados com o raio de curvatura de projecto.

3.4.2 Demolio da alvenaria existenteEsta fase da soluo de reabilitao da Seco Fechada consistiu em demolir a alvenaria existente com o recurso a maquinaria especfica (roadora), possibilitando posteriormente a finalizao do suporte primrio (montagem de cambotas metlicas, aplicao de beto projectado e a realizao de microestacas), em virtude das pregagens e enfilagens j terem sido executadas.

3.4.3 Suporte PrimrioO tipo de suporte adoptado foi definido tendo em conta as condies apresentadas pelo terreno, obtendo-se uma combinao de materiais composta por cambotas metlicas, tubos metlicos de enfilagens, pregagens metlicas e pregagens de fibra de vidro injectadas.

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Uma vez que existia a impossibilidade de tratamento do macio nas zonas de pior qualidade, considerou-se que as enfilagens desempenhavam uma funo similar, uma vez que funcionaram como um pr-suporte suficientemente rgido, que limita o desconfinamento do macio, aquando da realizao da demolio do revestimento e da escavao. Deste modo, e de acordo com a caracterizao geotcnica apresentada no zonamento, consideraram-se os seguintes tipos de suporte, [9]: Entre os Pk 0+194 e Pk 0+305, Pk 0+317 e Pk 0+360, Pk 0+610 e Pk 0+767; os Pk 1+571 e Pk 1+598; os Pk 1+860 e Pk 1+970, e Pk 1+990 e Pk 2+050; e os Pk 2+764 e Pk 2+773 suporte primrio constitudo por enfilagens em chapu simples, cambotas metlicas e beto projectado com fibras metlicas (Figura 3.12);

Figura 3.12 Suporte Primrio entre os Pk [0+197 ; 0+305] [12]

Entre os Pk 0+360 e Pk 0+610 - suporte primrio constitudo por enfilagens em chapu duplo, pregagens de fibra de vidro FLP20 (elemento de seco rectangular revestido a quartzo, constitudo por um compsito de fibras de vidro, polmeros, aditivos e material de enchimento, revestido a quartzo), cambotas metlicas e beto projectado com fibras metlicas (Figura 3.13);

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Entre os Pk 0+305 e Pk 0+317, Pk 0+767 e Pk 0+779 suporte primrio constitudo por pregagens de fibra de vidro FLP20, cambotas metlicas e beto projectado com fibras metlicas (Figuras 3.14, 3.15 e 3.16);

Figura 3.14 Pregagens de fibra de vidro [13]

Figura 3.15 Outra representao de pregagens de fibra de vidro [13]

Nota: As pregagens fibra de vidro usadas eram do tipo GFRP (Glass Fibre Reinforced Polymer). O GFRP um compsito formado por polmeros, fibras de vidro, material de enchimento e aditivos. A utilizao de fibras de vidro no composto, so responsveis por grande parte das caractersticas mecnicas do material, conferindo uma maior resistncia e rigidez ao material. J os polmeros tm a funo de agregar os constituintes do compsito, garantindo a transferncia de cargas entre as fibras

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e o compsito e entre as cargas aplicadas. A utilizao dos aditivos, permite melhorar algumas propriedades especficas, nomeadamente, a resistncia ao fogo. Enumeram-se de seguida algumas das suas vantagens:

Caractersticas mecnicas excepcionais, fcil e completamente adaptvel a inmeras finalidades; Resistncias especficas superiores a quase todos os metais e aos demais materiais de construo (altssima resistncia mecnica). Grande flexibilidade de desenho de construo, que permite qualquer forma; Boa resistncia s aces dos produtos qumicos e das intempries, no sendo atacado por agentes atmosfricos e por micro organismos; Elevadas propriedades elctricas, valorizadas por uma boa estabilidade dimensional, baixa absoro de gua e uma elevada resistncia s variaes de temperatura; Possibilita a obteno de produtos translcidos ou em cor; Baixo custo de transporte, devido ao seu reduzido peso; Em situaes de reforo de alvenaria para posterior escavao, possibilitam a sua demolio por meio de equipamentos de baixa potncia;


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Entre os Pk 0+869 e Pk 0+934 e entre os Pk 1+172 e Pk 1+212 - suporte primrio constitudo por pregagens de fibra de vidro FLY35, cambotas metlicas e beto projectado com fibras metlicas (Figuras 3.17 e 3.18);

Figura 3.17 Pregagem de fibra de vidro FLY35


Entre os Pk 1+294 e Pk 1+454, Pk 2+702 e Pk 2+764, e Pk 2+773 e Pk 2+792 suporte primrio constitudo por pregagens de ao do tipo Swellex (Figura 3.19) e beto projectado com fibras metlicas (Figura 3.20);

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Figura 3.19 Pregagens do tipo Swellex [14]


Nota: O Swellex um tipo de varo que refora o macio rochoso atravs de uma combinao de atrito e encravamento mecnico contnuo. O uso do sistema Swellex tem crescido rapidamente em todo o mundo, tendo uma vasta aplicao, no s em rochas duras (alta resistncia mecnica, e elevado mdulo de deformao - relao entre a carga aplicada e as consequentes tenses), mas tambm em rochas macias (baixa resistncia mecnica e baixo mdulo de deformao). As pregagens Swellex so feitas a partir de um tubo de ao de fina espessura, dobrado em forma de rim. Em cada extremidade do varo colocada sobre presso, uma buchas, e posteriormente

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soldada ao mesmo. A bucha de menores dimenses tem um orifcio por onde injectada gua a alta presso, originando a expanso do varo. Este processo promove a compresso do terreno em torno da pregagem, adaptando-se o varo s irregularidades do terreno (Figura 3.21).

Expanso da seco com a injeco da gua a presses elevadas (240 a 300 bar).

Figura 3.21 Esquema de funcionamento das pregagens do tipo Swellex

Entre os Pk 1+559 e Pk 1+571, Pk 1+598 e Pk 1+609; Pk 1+844 e Pk 1+860, Pk 1+970 e Pk 1+990, Pk 2+050 e 2+124; e Pk 2+792 e 2+807 suporte primrio constitudo por cambotas metlicas e beto projectado com fibras metlicas (Figura 3.22);


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As diferentes solues foram adoptadas consoante as necessidades de garantir a estabilidade do macio (devido ao estado de degradao do mesmo), os recobrimentos existentes e os deslocamentos verificados atravs de monitorizaes. Quanto menores as evidncias ao nvel de instabilidade, menores e menos resistentes (menores intervenes) foram as constituies do suporte primrio. Assim, da anlise aos suportes primrios mencionados, constatam-se os seguintes aspectos: Nas zonas com baixos recobrimentos, e deslocamentos do macio na zona da abbada: execuo de enfilagens; Nas zonas de instabilidade do macio (hasteais e/ou abbada): execuo de pregagens; Nas zonas em que era possvel trabalhar em segurana, ao nvel da escavao: cambotas; Nas zonas que as fundaes tinha evidncias de abatimento: microestacas.

Nas situaes, em que os problemas se conjugavam, as tcnicas de reforo tambm se combinavam, de maneira a garantir a estabilidade do macio, aquando da execuo do revestimento definitivo. Deste modo, verifica-se que nas zonas onde a instabilidade do macio era maior e o recobrimento menor, a interveno realizada foi mais reforada, o que levou conjugao de enfilagens com pregagens, para alm das cambotas metlicas.

3.4.4 Revestimento DefinitivoDada a geometria do contorno interior e a espessura do revestimento, uma vez que esta varivel, foi necessrio considerar seces distintas de revestimento (Tabela 3.1): Troo Pk Inicial Pk Final 0+194 1+294 1+294 1+454 1+454 2+702 2+702 2+769 2+769 2+778 2+778 2+792 2+792 2+807

Seco S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1

Tabela 3.1 Tabela com as diferentes seces (S1 e S2)

Seco Tipo S1: quando a geometria do contorno interior varia de forma contnua com espessuras de 0,50 m (Figura 3.23);

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Figura 3.23 Seco TIPO S1 [15]

Seco Tipo S2: quando a geometria do contorno interior varia de forma contnua com espessuras de 0,40 m (Figura 3.24);

Figura 3.24 Seco TIPO S2 [16]

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Seco S1 de espessura varivel: seco onde a geometria do contorno se mantm constante, variando a espessura por razes construtivas (nomeadamente, no caso das zonas com enfilagens);

Seco Tipo S2 de espessura constante: seco onde a geometria do contorno se mantm constante, variando a espessura, somente num pequeno trecho sobre o poo VI (poo de ventilao situado ao Pk 2+655, para extraco e ventilao do ar do tnel);

Ao suporte primrio, para efeitos de clculo do revestimento definitivo, foi-lhe atribudo uma contribuio nula, na resistncia s cargas impostas pelo macio. Este suporte primrio foi objecto de dimensionamento para a fase construtiva face s caractersticas do macio constitudo por solos ou rochas brandas.

3.5 Zona de Alvenaria a ManterNa zona de alvenaria a manter, os trabalhos realizados foram os seguintes: Recalamento dos hasteais e execuo da soleira em beto; Injeces de impermeabilizao nas zonas com vestgios de infiltraes e aplicao de geodrenos na base dos hasteais; Tratamento dos elementos cermicos e de pedra do revestimento a manter.

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4 DESCRIO DOS PROCESSOS CONTRUTIVOSEste captulo pretende, tal como o nome indica, descrever os processos construtivos da interveno a que o tnel est sujeito. A definio dos processos construtivos e da ordem em que so realizados surgem aps uma anlise cuidada das caractersticas da obra e do macio, do tipo de equipamento a utilizar e tambm dos prazos de execuo.

4.1 Zona de Seco NovaDe uma forma genrica a sequncia construtiva do revestimento definitivo a que a seguir se apresenta. Nas seces seguintes, os processos construtivos so descritos de forma pormenorizada [9]. Suporte Primrio constitudo por enfilagens, cambot

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