Importantes Aplicações do Jet Grouting na Linha 4 do Metrô de São Paulo

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1 Importantes Aplicações do Jet Grouting na Linha 4 do Metrô de São Paulo Giorgio Guatteri 1,2 ¹ Novatecna Consolidações e Construções S.A., São Paulo, Brasil, novatecna@novatecna.com.br 2 Terrajato Lda - Praça Francisco Sá Carneiro, 2-1º Floor Lisboa Portugal Akira Koshima¹, ¹ Novatecna Consolidações e Construções S.A., São Paulo, Brasil, akira@novatecna.com.br José.Ricardo.Lopes 1,2 ¹ Novatecna Consolidações e Construções S.A., São Paulo, Brasil, ricardo@novatecna.com.br 2 Terrajato Lda - Praça Francisco Sá Carneiro, 2-1º Floor Lisboa Portugal Miriano.Rolando.Pieroni 1,2 ¹ Novatecna Consolidações e Construções S.A., São Paulo, Brasil, pieroni@novatecna.com.br 2 Terrajato Lda - Praça Francisco Sá Carneiro, 2-1º Floor Lisboa Portugal RESUMO: A Linha 4 do Metrô de São Paulo (SP), Brasil, de 12,8 km e 11 estações, teve no jet grouting uma das principais tecnologias auxiliares para a sua construção. A abordagem aqui descrita está baseada na experiência vivenciada pelos autores nesta obra. Mesmo no trecho escavado pelo shield EPB, de 9,5 m de diâmetro, em situações especiais, essa tecnologia foi usada. O shield atravessou os solos argilosos e arenosos, sempre abaixo do lençol freático, na Bacia Sedimentar Terciária de SP. Em outro trecho, de geologia totalmente distinta, o túnel atravessou os maciços mais variados possíveis, oriundos do Embasamento Pré-Cambriano (gnaisse-granítico), que foi escavado pelo método convencional em NATM, passando do maciço terroso, em silte arenoso micáceo e saturado, ao saprolito, diversos graus de alteração de rocha, até a rocha sã. A aplicação predominante do jet grouting foi a horizontal (JGH) devido à intensa ocupação da superfície, pois os túneis de via dupla de 85 m², e de estações com 230 m² de área estavam sempre sob, ou próximas das mais movimentadas avenidas e/ou dos edifícios altos da cidade de SP e/ou sob residências antigas sem nenhuma fundação em áreas de antiga várzea. Mais de 24 intervenções em jet grouting foram executadas pelos autores ao longo de toda a extensão da Linha 4, sendo executados cerca de m de perfuração e cerca de m de jet grouting em 4 anos de obra. Este trabalho aborda os casos mais importantes e desafiadores de aplicação dessa tecnologia, quer na travessia do novo túnel com as interferências diretas com os túneis/estações existentes, em interligações com as 3 linhas em operação, além de duas ferrovias urbanas. Também vários túneis de grandes dimensões, como estações, foram escavados em solos arenosos saturados, além dos túneis de acesso a partir de shafts e túneis de interligação entre estações e de ventilação e saída de emergência (VSE). O jet grouting foi a tecnologia adotada para criar elementos de proteção da calota e/ou de side-drifts, ou mesmo uma proteção em toda a envoltória da seção escavada (JGH em 360º), fazendo-se a estabilização da face e de frente do túnel, com septo frontal, além de contenção e reforço da região de apoio do pé direito do túnel na fase de rebaixo da seção escavada. PALAVRAS-CHAVE: Linha 4 do Metrô SP, Jet Grouting Horizontal (JGH) e Vertical, Primeiro Shield EPB de 9,5 m no Brasil, NATM, Estações e Túneis de Via Dupla. 1

2 1 HISTÓRICO DA OBRA Linha 4, Amarela, do Metrô da cidade de São Paulo (Metrô-SP), Brasil, tem uma extensão de 12,8 km, com 11 estações, sendo que 6 estações entrarão em operação imediata, e o restante previsto para operar após 2 anos. Os testes iniciais de funcionamento da Linha 4, iniciamse a partir de janeiro de ASPECTO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO Na figura 2 pode-se notar que cerca de 60% (6,4 km) da extensão total dos túneis foi implantado no Sedimento Terciário de São Paulo, da estação Faria Lima (transição Vila Sônia Morumbi USP Butantã VSE VALDEMAR FERREIRA ACESSO BIANOR VSE SANTA VSE ALBINA VSE VSE 3 ESPERANTO CAXINGUI PODERES FRENTE NOVATECNA RIO PINHEIROS CPTM Pinheiros VSE FERREIRA ARAÚJO VSE C.GAGO Faria Lima Fradique Coutinho VSE BRASIL Vila Madalena Oscar Freire VSE INCOR Paulista Consolação Barra Funda Higienópolis República VSE. JOSÉ VSE. RIO EUSÉBIO VSE. BRANCO ROOSEVELT Sé CPTM Luz Campo de Marte VSE. J. TEODORO CPTM RIO TIETÊ.Figura 1 Traçado Esquemático da Linha 4 A obra toda teve duração de 6 anos, com a participação das 5 maiores construtoras brasileiras que formaram o Consórcio Via Amarela CVA (Odebrecht, Andrade Gutierrez, Camargo Côrrea, Queiroz Galvão e OAS), além de Alstom e Siemens na parte de sistemas de operação. Essa obra teve duas novidades marcantes para a engenharia brasileira. Uma delas foi o tipo de contrato praticado, o turn key adotado pela 1ª vez pelo Metrô SP e a 2ª, foi o uso do shield EPB, em solo, no Sedimento Terciário de SP, de 9,5 m de diâmetro; fato inédito para essa dimensão de túnel no Brasil (Gonçalves; et al, 2009). O shield de via dupla embocou pela estação Faria Lima e foi desmontado no poço João Teodoro, após a estação Luz, escavando cerca de 6,4 km de túnel e sendo arrastado em 6 ocasiões, dentro de 5 estações e em um trecho de 500 m de túnel estacionamento (3 vias de trens), todos escavados previamente. A característica principal dessa Linha 4 é a integração com o sistema de trens metropolitanos de superfície (CPTM) em 2 pontos, na estação Pinheiros e na estação Luz e, principalmente, fazer as conexões com todas as 3 Linhas (1, 2 e 3), em operação na cidade de São Paulo, que transportam cerca de 3 milhões de usuários por dia (figura 1). geológica do maciço sedimentar com o pré cambriano) até o poço João Teodoro (Rocha; Vasconcellos; Leite, 2002). Nesse trecho o túnel atravessou duas formações sedimentares, a São Paulo e a Resende. A São Paulo situa-se em cotas mais altas, aproximadamente entre as estações Oscar Freire e Higienópolis, cruzando o espigão da Paulista, enquanto que a Resende, situa-se entre as estações Faria Lima e Oscar Freire na vertente bairro e entre a Higienópolis e Luz na vertente centro da cidade. Ambas as formações apresentam camadas argilosas e arenosas, interdigitadas e, em geral, a formação Resende apresenta solos mais resistentes e pré-adensados. dando origem, por exemplo, as argilas duras esverdeadas chamada de taguá. As camadas de areias finas a grossas e até pedregulhosas, têm poucos finos, como ocorrem na Luz, próximo do embasamento cristalino, chamado de areias basais. Na formação São Paulo as camadas arenosas tem uma fração maior de finos, com um stand up time maior que a de Resende. As argilas situadas nas camadas superior e intermediária da formação São Paulo são bastante extensas e impermeáveis, formando lencóis empoleirados. O trecho restante, de 4,4 km de túneis, foi implantado no maciço pré-cambriano formado por rocha de gnaisse-granítica. O túnel 2

3 COBRAMSEG 2010: ENGENHARIA GEOTÉCNICA PARA O DESENVOLVIMENTO, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE ABMS. de cascalho com areia grossa plena de água, de um paleovale. A presença desses materiais trouxe grandes consequencias oriundas das obras de escavação, quando o rebaixamento do atravessou todo o tipo de material oriundo do perfil de intemperismo dessa rocha, desde a rocha sã, rocha alterada em seus diversos graus, saprolito e solo residual. 700 Aluvião Quaternário Aterro 3 4 Arenosa Variegada Argilosa Variegada Orgânica e Siltosa 5 Sedimentos Terciários Formação Resende Sedimentos Terciários Formação São Paulo Higienópolis Oscar Freire Luz República Fradique Coutinho Faria Lima Butantã Acesso Bianor Morumbi V. Sonia 760 Pinheiros SEDIMENTO TERCIÁRIO PRÉ-CAMBRIANO Paulista Embasamento Pré-Cambriano Siltosa Cinza Siltosa Cinza e Amarela Saprolito de Gnaisse Gnaisse Granítico Medianamente Alterado km Figura 2 Perfil Geológico Esquemático lençol freático foi Esse maciço quando é terroso tem a predominância de solos siltosos micáceos, arenosos, pouco argilosos arroxeados e saturados, com SPT variável e crescente com a profundidade, desde 10 até o impenetrável a percussão. Preserva, também, todas as caraterísticas da rocha mãe, como xistosidade, fraturas e composições mineralógicas, com suas particularidades nos graus de alteração, devido a ação do intemperitismo em um país tropical como a nossa; com destaque às diversas manchas de caulim. O contato do maciço terroso com o rochoso mostrou-se muito variado e serrilhado. imposto, causando recalques em edificações, mormente, em fundação direta. As pressões de água oriundas desses tipos de maciços, tanto no sedimentar como no précambriano, resultaram em valores elevados entre 2 a 4 bar, exigindo, por exemplo, uma especificação de cerca de 5,0 bar para a pressurização máxima do shield na estação Luz. Por fim, ao longo do traçado, em trechos localizados linhas de talvegue e paleovale foram interceptados. Depósitos de solos quaternários aluvionares importantes, em superfície, ocorrem até na região do poço Brasil e que se espraiam em toda a região de cota mais baixa. Essas áreas aluvionares foram formadas pelas antigas várzeas do rio Pinheiros e afluentes canalizados, abrangendo até a estação Butantã. O acesso Bianor, da estação Butantã, por exemplo, interceptou um depósito 3.1 As Soluções de Projeto de Tratamento para o Trecho de Túnel em Shield EPB no Solo Sedimentar 3 AS CARACTERÍSTICAS E OS CONCEITOS PRINCIPAIS DOS PROJETOS DE TRATAMENTO Em função do método construtivo as características e os conceitos dos projetos de tratamento dos túneis foram muito distintos em cada trecho. Entretanto, devido a intensa ocupação da superfície os tratamentos preconizados, em geral, foram feitos por dentro do túnel, sem nenhuma ação na superfície. Os tratamentos para o túnel em shield foram projetados para as seguintes situações: partida e chegada do shield nas estações. A necessidade de se encaixar a couraça do shield (12 m) em um trecho inicial de túnel escavado, em solo arenoso saturado, pela máquina sem pressurização; ou em situação inversa, na chegada às estações, com a necessidade de despressurização exigiu o tratamento do maciço. A solução típica foi tratar através de colunas de JGH, de Ø=0,50 m, secantes entre si, cobrindo toda a camada 3

4 arenosa investigada. No caso de partida do shield foi tomado um cuidado adicional de executar-se um septo frontal no final do tratamento, formado por colunas de JGH, de Ø=0,70 m, de 2,0 m de espessura, feitos a partir da face de tratamento. Nesses casos as perfurações, tanto para JGH de envoltória da escavação, como para septo frontal foram de 18m de comprimento. Essa solução típica foi adotada nas estações Higienópolis e Luz, executando-se uma solução de JGH em 360º, isto é, que contornava toda a seção de escavação (Guatteri; et al, 2008). túnel VSE em NATM ligando ao túnel em shield. O túnel, em geral, era curto e sempre partia de um poço VSE, sendo escavado após a passagem do túnel em shield. Esse fato exigiu um anel de reforço interno de concreto magro do túnel em shield na região do encontro. Esse reforço era construído previamente à execução do JGH que deveria contornar a envoltória dos anéís segmentados do shield, bem como fazer a vedação com septo frontal parcial dessa região quando escavado em camada arenosa. túnel caverna das estações em NATM, escavadas previamente a passagem do shield, para manutenção e arraste da máquina. Esses túneis de cerca de 230 m 2 de seção, escavados em solo, pelo método NATM, foram parcializados, inicialmente em dois side-drifts para conformar o pé direito da calota da estação e, em seguida, foi escavada a calota parcializada em 2 fases. Finalmente, foi eescavado o rebaixo para conformar a seção plena do túnel caverna. Em cada fase intermediária foi usado arco invertido provisório. Os tratamentos em JGH foram utilizados em camadas arenosas instáveis, tanto na escavação dos side drifts, como na calota, quando necessários. Alternativamente foram aplicadas as enfilagens tubulares injetadas ou as enfilagens de bulbo contínuo (Guatteri; Koshima; Altan, 1999) em situações de solos argilosos, porém com possibilidades de desplacamento e queda de bloco. Também, essas técnicas citadas foram utilizadas como elementos de pregagem do maciço da frente de escavação. Localmente, em duas estações (Higienópolis e Luz), foi utilizado um reforço do maciço em areia saturada, na região de transferência das cargas do pé direito, além de atuar como uma contenção na execução do rebaixo da seção final. Para tanto foi utilizado o jet grouting sub vertical, Ø=0,80 m, feito a partir dos side drifts, antes de iniciar a fase de escavação da calota. túnel de acesso, em NATM, às estações a partir dos grandes poços incorporados à elas. Também nesses casos o JGH foi adotado sistematicamente na proteção das camadas arenosas saturadas, além de enfilagens tubulares em camadas argilosas com possibilidade de desplacamentos e queda de blocos. Esse conceito de tratamento foi validado e foi aplicado para todos os trechos de túneis em situação análoga, mesmo para o trecho do précambriano. O lance típico de um JGH continha uma perfuração de 12 m e a execução de coluna de 9 m, deixando-se 3 m iniciais sem a injeção, para uma escavação de 7,2 m, em geometria de escavação cilíndrica. O tempo típico para execução de uma coluna de JGH ou de uma enfilagem foi da ordem de 1 hora e 15 minutos, excluindo-se o caso de perfuração em rocha. A geometria também era válida para as enfilagens tubulares, sendo nesse caso adotado nos 3 m iniciais o tubo de PVC conectado ao tubo metálico que seriam cortados na escavação. Assim, os demais tipos de túneis citados a seguir seguiram o mesmo conceito descrito anteriormente. túnel de interligação ou de acesso em NATM para pedestre entre a estação nova e a existente. e, o túnel estacionamento em NATM, para 3 vias, em um trecho de cerca de 500 m de extensão, entre o poço José Eusébio e a estação Paulista, escavado em calota e bancada. 3.2 As soluções de projeto para o trecho de túneis em NATM no maciço gnaisse-granítico do pré-cambriano foram : Em função do método construtivo adotado, 4

5 NATM, foi possível criar neste trecho 8 frentes independentes de ataque aos túneis. O Consórcio Projetista, engajado à equipe do Consórcio Via Amarela (CVA), após a opção pelo NATM, buscou otimizar o projeto aprofundando o greide do traçado, naquilo que era possível geometricamente, para minimizar a necessidade de tratamento do maciço, embutindo em rocha e em materiais mais resistentes. Ocorreu, entretanto, em geral, que este maciço exigiu, na prática, uma quantidade de tratamento bastante acima do estimado inicialmente. Todo o trecho considerado em solo necessitou de tratamento, inclusive, em certos trechos de saprolito. A rocha alterada e rocha sã com baixo recobrimento, localmente, foram enfilados para o desmonte a fogo seguro. Deve-se ressaltar ainda que o topo rochoso irregular e serrilhado exigiu um acompanhamento cuidadoso pela equipe de projeto (ATO) e de obra até penetrar totalmente na rocha com recobrimento adequado. O tipo de tratamento adotado variou de JGH, enfilagens de bulbo continuo e enfilagens tubulares injetadas, ou mesmo com uso de manchetes. Também foram utilizados, localmente, as injeções visando a recompressão de maciços rochosos fraturados e alterados, bem como de saprolitos, utilizando cimento comum e cimento fino (não sendo objeto deste trabalho Morumbi e Ferreira Araújo). Houve um uso intenso de pregagem de frente em coluna JGH, ou em enfilagem de bulbo contínuo, ou só injetada. Essas enfilagens foram armadas com barra de PVC, ou de fibra de vidro. A função era a de manter a estabilidade da face e da frente e reduzir a extrusão do maciço, visando a minimizar a deformação do maciço e da superfície. Também, houve em alguns trechos, a necessidade de antecipar o reforço do maciço na região do apoio dos pés das cambotas com algumas colunas em JGH, previamente a escavação da calota em meia. O uso intenso da drenagem do maciço, através de drenos horizontais profundos com aplicação de vácuo, também se fez necessário. Outro aspecto relevante desse trecho foi o intenso recalque observado até a sua estabilização final, apesar de todo o cuidado tomado para manter a segurança da obra. Pode-se dizer que o maciço foi muito sensível ao rebaixamento do lençol freático, acusando neste caso movimentações generalizadas, bem antes da influência do alívio da escavação. O maciço mostrou-se muito susceptível a perfuração e a execução do JGH, mesmo utilizando sequências bastante espaçadas entre furos e cimento de alta resistência inicial. Também foram tomadas ações na escavação na meia seção, aproximando-se bem o invert provisório à face de escavação e com um arrimo de um núcleo de solo. Esse mesmo comportamento foi verificado no rebaixo do túnel, com a demora da estabilização final, que ocorreu à grande distância (acima dos 4 diâmetros). Apesar da grande cobertura (mais de 20 m) não se constatou o arqueamento do maciço acima da calota, ocorrendo valores de recalques semelhantes, tanto na calota como na superfície. 4 AS APLICAÇÕES MAIS IMPORTANTES NA OBRA Em definitivo, os autores participaram de 24 frentes de serviços ao longo do traçado dos túneis, em 4 anos, excetuando os serviços da estação Pinheiros e Poço Waldema Ferreira. As perfurações finais atingiram cerca de m e o JGH e enfilagens cerca de m. 4.1 Alguns Casos de Destaque no Sedimento Terciário Estação Higienópolis. Na figura 3 está indicada uma ilustração da estação. O emboque à estação foi feito a partir da conclusão do 1º poço, de 2 poços secantes projetados, por meio de um túnel de acesso de 43 m de extensão e seção de 160 m 2, com14 m de altura e 15 m de largura. O corpo da estação, situado sob a Av. Consolação, é composta por 2 trechos de túnel caverna, um no sentido Paulista de 60 m, e outro no sentido República, com uma seção escavada final de 230 m 2, com altura de 15 m e largura 20 m. A cobertura do túnel era da ordem a 22 m, situando-se topograficamente em região 5

6 COBRAMSEG 2010: ENGENHARIA GEOTÉCNICA PARA O DESENVOLVIMENTO, INOVAÇÃO E SUSTENTABILIDADE ABMS. parte integrante da estação, ficando uma complementação com um trecho de túnel caverna de 25 m de extensão em cada extremidade para conformar todo corpo da estação (Celestino; Rocha; Gonçalves, 2009). Esses poços foram executados, de início, em parede diafragma de 0,8 m de espessura, com uso de uma mistura tipo coulis e tiveram o rebaixamento do lençol freático garantido por diversos poços profundos com bombas submersas a mais de 50 m de profundidade. O início da escavação se fez pelo poço central em concreto projetado até o fundo. Foi impermebilizado com manta e revestido em seguida com concreto e, executadas as vigas estroncas para possibilitar a escavação dos 2 poços adjacentes ao mesmo tempo. Na altura adequada para a execução dos tratamentos de emboque indicados no projeto, a escavação foi interrompida para o tratamento com JGH, tanto na calota, como nos side drifts e na região de apoio do pé direito, lado externo do side drift e pregagem de frente. Concluída a escavação com projetado dos 2 poços, segui-se a impermeabilização e concretagem dessas estruturas. Somente após essses serviços concluídos é que se iniciaram os serviços de escavação dos túneis em side drifts, até o seu final. Concluída essa etapa, iniciou-se a fase da calota. Antes, entretanto, foram executados os reforços de pé de cambota dos side drifts com as colunas de jet grouting subvertical, conforme já descrito. de meia encosta do espigão da Av. Paulista. A geologia local indicou ser esta a região de transição da formação São Paulo e a Resende, tendo no seu teto uma camada de solo mais argiloso rijo, porém fissurada, e nos demais trechos da seção uma predominância de solos arenosos saturados. Acesso Mackenzie Av. Consolação Túnel de Ligação Est. Paulista Av. Consolação Est. República Av. Consolação 750 Acesso Figura 3 Estação Higienópolis Como conceito geral foram projetadas as enfilagens de bulbo contínuo (EBC) nas camadas argilosas, em geral na parte superior da calota principal da caverna, e o jet grouting horizontal (JGH) nas camadas mais arenosas, definidas e aplicadas furo a furo, na transição entre elas. O emboque do túnel de acesso foi parcializado em calota e várias fases de rebaixo, enquanto que para o túnel caverna da estação executou-se diversas parcializações da seção, como já descrito no item 3. Esta obra se mostrou muito difícil de executar, com grande perda de solo arenoso, devido a grande infiltração de água e, como consequência, grande recalque na superfície. Apesar de uso de drenos horizontais profundos, foram necessários poços profundos feitos a partir da superfície, e de outros poços feitos a partir do invert dos side-drifts e do invert provisório da calota em meia seção. Também foram necessárias a execução do reforço do pé direito da cambota, tanto no túnel de acesso como na caverna, ainda em side drifts, com colunas de jet grouting subvertical (Ø=0,80 m). Est. Luz Est. República VSE J. Teodoro Estação Luz. Na figura 4 é apresentada uma ilustração da estação. Neste caso foram escavados 3 grandes poços secantes (diâmetro de 40 m, profundidade de 45 m, em uma extensão total de 80 m), como Figura 4 Estação Luz Estação República. Esta estação difere das demais, pois na construção da Linha 3, entre 1977 e 1983, a 6

7 mesma já havia sido projetada e construída para essa interligação. Assim o projeto de concorrência previa que as conexões seriam feitas através de vias singelas, através de túneis em NATM, pois a estação construída estava com as plataformas preparadas para receber essa conexão em via singela. A mudança de metadologia executiva por parte do CVA, que decidiu escavar o túnel em via dupla com shield até encostar na estação, função de inúmeras dificuldades de logística para a execução integral do projeto licitado. As incontáveis interferências subterraneas cadastradas na área trariam muitos transtornos a população local, o que impossibilitariam a execução, por exemplo, de dois poços grandes, uma para retirada da máquina e outro para sua entrada em serviço novamente, entre outros problemas, fez com que a estação já preparada fosse remodelada para o arraste da máquina, a custa de diversas alterações estruturais da estação, com a estação em operação da Linha 3, como cortes de pilares, transferência de cargas, demolições, etc e a execução de um trecho de túnel em NATM que permitisse a partida do shield EPB para a escavação do trecho de tunel final, República João Teodoro, passando pela estação da Luz. Como as lajes de concreto da estação estavam gabaritadas para os túneis singelos houve a necessidade de se implantar uma geometria de tratamento bastante trabalhosa e engenhosa para que fosse possível a execução do JGH, por dentro deste espaço da estação. Apesar da ocupação da superfície, fez-se um bloco mínimo de jet groutong vertical e sub-vertical (Ø=0,80 m) de cerca de 3 m de espessura, junto a parede da estação para compor uma geometria atípica de tratamento, até poder aplicar a geometria padrão no tratamento de JGH (figura 5). 4.2 Alguns Casos no Pré-Cambriano Estação Morumbi e Butantã, VSE Caxingui e Tres Poderes, Vila Sonia No tratamento desse tipo de maciços heterogeneos (solo residual, saprolito e rocha alterada) como foram os casos dessas frentes em túneis NATM, a gama de tratamento foi bastante amplo, como já descrito no item 3. Como esta situação poderia ocorrer em uma mesma seção tratada, a decisão do tipo de tratamento a adotar ficava por conta do ATO de projeto e a equipe de obra, com base nos dados de perfuração elaborados em forma de gráfico a cores pelo executor de serviço. Em solo residual aplicava-se o JGH, em saprolitos a enfilagem de bulbo contínuo ou a tubular injetada e na rocha alterada a enfilagem com manchete, em geral, injetada em uma fase. A perfuração neste último caso passava a ser roto-percussiva com martelo de fundo, bem como toda vez que o maciço endurecia, resultando em pequeno avanço no sistema rotativo com o tricone ou roller bit. Apenas em maciços tipicamente que necessitavam de recompressão e impermeabilização, por injeção de calda de cimento, foram utilizadas diversas fases de injeção através do uso de válvulas manchetes, como ocorreu na estação Morumbi, após a escavação da caverna. Ainda para uma otimização do cronograma na frente Morumbi, sentido Caxingui, a geometria da seção do side drift direito, foi ajustado para dar continuidade a escavação de um túnel de via dupla, igual ao que estava sendo escavado no sentido contrário, a partir do poço VSE Caxingui até o seu encontro. Túnel de acesso de pedestre em NATM para a estação Butantã Est. República Estruturas Existentes JG Vertical JG Horizontal JG Vertical JG Horizontal Pregagem Aterro JG Horizontal Pregagem Estruturas Existentes PLANTA PERFIL CORTE TÍPICO Figura 5 Estação República Esse túnel apesar de ser curto, da ordem de 30 m, com baixa cobertura, de 4 m, e com várias interferencias entre a superfície e a abóbada do túnel, tornou-se um dos túneis de maior dificuldade na obra toda. Por coincidencia, o seu traçado geométrico interceptou um paleovale preenchido com cascalho e areia grossa com 7 a 10 m de espessura e repleto de 7

8 água, sobreposto ao taguá. Além dessas caracteríticas, o túnel cruza a Av. Vital Brasil, de intenso transito e sem condições técnicas de desvio. A solução que viabilizou a escavação do túnel foi a execução de um tratamento no contorno da meia seção do túnel e agulhamento do maciço de cascalho arenoso com JGH em 360º, além de um septo feito com jet grouting vertical no canteiro da avenida. Essa solução foi adotada em substituição a uma solução anterior abandonada, que pretendia criar um arco de tubo metálico cravado, engastado entre si, de 30 m de extensão. Para o rebaixo, foi feito a partir do arco invertido provisório da meia seção, um tratamento em jet grouting inclinado no sentido do avanço da escavação para tratar todo o contorno do rebaixo do túnel (figura 6). A 725 Norte ,0m Av. Vital Brasil B com pedregulhos PERFIL Figura 6 Túnel Bianor Est. Butantã 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS Sul SEÇÃO A Pregagem SEÇÃO B JG Vertical JG Horizontal A necessidade do tratamento do maciço para fins de escavação dos túneis está ligada intimamente ao seu método construtivo e as propriedades dos materiais. Exemplo típico é o trecho de túnel de via dupla escavado em shield EPB, de 9,5 m de diâmetro, utilizado pela primeira vez no Brasil, na construção da Linha 4 do Metrô-SP. A extensão total do túnel neste método foi de 6,4 km, em Sedimento Terciário de SP, com uma produção de pico de 31 m/dia e uma média de 21 m/dia. Em situações particulares de funcionamento do shield, como nas proximidades de estruturas existentes, que poderiam se deslocar, devido a aplicação da contrapressão no maciço, ou na impossibilidade de pressurização nos emboques e nos desemboques das estações em maciços instáveis, o jet grouting horizontal (JGH) teve uma função importante no pré-condicionado do maciço antes de sua passagem. NATM, conforme alguns casos descritos. Destaca-se, também, a importância do JGH para viabilização das escavações dos túneis em Em outro trecho, de 4,4 km de túnel, todo escavado pelo método NATM, devido a presença de um maciço pré-cambriano gnaisse granítico, muito heterogêneo, foi necessário muito tratamento do maciço. O túnel atravessou desde o horizonte de solo residual, silte micáceo, arenoso e saturado, com baixo valor de SPT (10) até o impenetrável, crescente com a profundidade, passando por saprolito, rocha alterada e rocha sã. Segundo os autores, considera-se um fator preponderante para o bom andamento de uma obra dessa natureza, dispor de equipes e diversos tipos de equipamentos em quantidade, habilitados, para enfrentar esses serviços. Exemplos são os tratamentos em áreas restritas, como side drifts, túnel em poço VSE, como, também, em grandes espaços como o da calota da caverna de estação em NATM. Os equipamentos precisam de mobilidade para poder fazer agulhamento de maciço à frente do túnel e, quando necessário, também, executar um septo frontal ao final de um tratamento em 360º, para garantir uma estabilização de uma frente em material sem coesão e com fluxo de água; ou mesmo reforçar, consolidar e conter uma região do pé direito do túnel para o rebaixo, além de serviços de drenagem, etc. Em síntese, em toda a extensão de 10,8 km de túnel da Linha 4, Amarela, a Novatecna atuou em 24 frentes de serviço, que totalizaram cerca de m de perfuração (12% em rocha ou concreto), m entre jet grouting horizontal (77% do total) e vertical, diversos tipos de enfilagens, pregagens, drenos horizontais profundos em 4 anos de trabalho. Por fim, um índice médio obtido na aplicação do JGH e nas enfilagens, excetuando a parte em rocha, foi de cerca de 1h e 15 min., que imprimiu uma produção de túnel escavado em NATM, em fase de calota, entre 35 a 45 m por mês. AGRADECIMENTOS Os autores e a Novatecna agradecem ao Metrô de SP e ao Consórcio Via Amarela que 8

9 permitiram a divulgação desse trabalho. Também, dedica um especial agradecimento pelo incentivo e reconhecimento recebido do CVA ao depositar à Novatecna a confiança de ser a empresa mais preparada para dar a assistência e para executar as atividades de tratamento mais críticas dessa obra. Por fim um agradecimento especial à nossa equipe de campo, sem exceção, independentemente de funções, que honraram e cumpriram com muita dedicação e responsabilidade a missão de levar a contento, com qualidade, segurança e prazo, todos os trabalhos que foram atribuídos à Novatecna, elevando ainda mais a nossa marca no mercado tuneleiro. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Celestino, T.B., Rocha, H.C., Gonçalves, F.L., (2009) Geotechnical aspects of shaft design and construction in São Paulo City, 35th ITA-AITES WTC 2009, May, Budapest, Hungary. Gonçalves, F.L., Harada, T., Ramos,F.P., Campanhã, C.A., França, P., Turolla, C.H., (2009) São Paulo Line 4 Yellow EPB TBM excavation general overview, 35th ITA-AITES WTC 2009, May, Budapest, Hungary. Guatteri, G., Koshima, A., Altan, V.D., (1999) Enfilajes de bulbo continuo en túneles excavados en macizos terrosos vs. enfilajes tradicionales de tubos à manchettes, XI Panamerican Conference on Soil Mechanics and Geotechincal Engineering, Vol.2, pp , Foz de Iguassu, Brazil, August. Guatteri, G., Koshima, A., Lopes, J.C., Ravaglia, A.,Pieroni, R. M. (2008) Use of horizontal jet grouting solutions with 360º distributions and frontal septum for the consolidation of very weak and saturated soils historical cases., 6th I.S. Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground, Shangai, China, April. Rocha, H.C, (2002) Vasconcellos, C.A., Leite, R.L.L., Aspectos geológicos e geotécnicos do novo projeto da Linha 4 Amarela do Metrô de São Paulo, 4º Simpósio sobre Túneis Urbanos, São Paulo, Junho, pp