CURSO DE CAPACITAÇÃO EM ESTRUTURAS DE BARRAGENS: TERRA, ENROCAMENTO E REJEITOS. Critérios para escolha do tipo e local de implantação de uma barragem

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1 CURSO DE CAPACITAÇÃO EM ESTRUTURAS DE BARRAGENS: TERRA, ENROCAMENTO E REJEITOS Critérios para escolha do tipo e local de implantação de uma barragem PROFESSOR: Dr. Sidnei Helder Cardoso Teixeira Curitiba, 10 de março de 2017 Critério de escolha do tipo Principal critério de escolha é o custo:

2 Custo CRITÉRIO DE ESCOLHA DO LOCAL O local de escolha da barragem é influenciados por determinados fatores, sendo eles: Topografia: Vales mais estreitos ou abertos; Condições geológicos-geotécnicas: Determinação de quais tratamentos são necessários para atender questões inerentes aos problemas de estabilidade, percolação de água e deformação do maciço; Materiais de construção: Para maciço da barragem e implantação das estruturas de concreto ( vertedouro, tomada d água, casa de força, eclusas para navegação e outros); Desvio do rio: Construção de túneis (vales estreitos) e canais ou galerias de drenagem (vales abertos); Meio Ambiente Proteção do meio ambiente em função do tipo de barragem e seus dispositivos; O projetista deve avaliar todas estas possibilidades a partir do ponto de vista técnico e econômico. Outros fatores para escolha do local: fator Hidrológico hidráulico, prazo, clima, método construtivo e experiência profissional do projetista.

3 Topografia Barragem de Concreto Vales intermediários (avaliar outros fatores) Vales encaixados com taludes muitos inclinados ou verticais Barragem de Terra Vales abertos com taludes de inclinações suaves Condições geológicas-geotécnicas das fundações As condições das fundações estão relacionadas às características do seu maciço, até uma profundidade susceptível de sofrer a influência do peso da barragem e da percolação da água do reservatório. As fundações comumente encontradas nas obras de barragens são: Fundação em rocha; Fundação em cascalho; Fundação em silte ou areia fina; Fundação argilosa; Fundação heterogênea.

4 Condições geológicas-geotécnicas das fundações Condições geológicas-geotécnicas das fundações Fundação em rocha Elevada resistência ao cisalhamento e tensões normais; Alta resistência à erosão e percolação; Oferece poucas restrições a qualquer tipo de barragem que se queira construir; Fator preponderante na escolha Custo global de cada tipo considerado; Pode ser necessária a remoção de rocha alterada e a injeção de fendas e de fraturas existentes. Fundação em cascalho Geralmente compacto; É aceitável para barragens de terra, de enrocamento e até para pequenas barragens de gravidade de concreto; Sujeita a forte percolação de água, devem ser tomados cuidados especiais para a sua impermeabilização.

5 Condições geológicas-geotécnicas das fundações Fundação em silte ou areia fina Pode ser aceita para barragens de gravidade de pequena altura e para barragens de terra; Inadequada para barragens de enrocamento; Os principais problemas são relacionados a recalques, "piping", perdas excessivas de água e erosão do pé de jusante da barragem. Fundação argilosa Aceitável apenas para barragens de terra. Requerem atenção especial os problemas de estabilidade e de recalques excessivos. Fundação heterogênea Fundação que é constituída em parte por rocha e em parte por material compressível; Nestas condições, somente barragens de terra são admissíveis. São requeridos cuidados especiais na elaboração do projeto e geralmente cada local requer tratamento diferente, Vertedouro. Muitas vezes o seu tamanho e tipo, e as restrições para a sua locação são fatores importantes na escolha do tipo de barragem. Os requisitos do vertedouro são ditados pelas condições hidrológicas do rio, independentes das condições do local, do tipo e do tamanho da barragem. A seleção do tipo de vertedouro é influenciada pela magnitude das vazões que por ele devem passar. Nos rios com grande potencial de cheias, o vertedouro é uma estrutura dominante e a barragem pode merecer consideração secundária; Normalmente, não se considera a possibilidade de construir o vertedouro sobre o aterro ou sobre o enrocamento, devido a uma série de problemas, tais como, recalques diferenciais provocados pelo adensamento não uniforme do maciço da barragem Fissuramento do concreto + Piping ou a lavagem dos materiais adjacentes; São comuns os arranjos que utilizam um canal escavado em uma das ombreiras, além dos limites da barragem, para a implantação do vertedouro Maciço da barragem, de terra ou de enrocamento completamente independente da estrutura do vertedouro

6 Materiais de construção Os materiais que devem estar disponíveis nas proximidades do local de construção da barragem são, basicamente, solo, para os aterros, rocha, para os enrocamentos e materiais granulares, para os filtros, drenos, transições e concreto. Uma distância curta de transporte, especialmente para os materiais que são usados em grande quantidade, representa uma redução sensível no custo total da obra. O tipo de barragem mais econômico pode ser justamente aquele cujos materiais se encontram em grande quantidade dentro de uma distância razoável do local de construção. Muitas vezes, a necessidade de se escavar grande quantidade de rocha, para a implantação das estruturas de concreto em profundidades adequadas ou para a abertura de túneis, pode orientar a escolha de uma barragem do tipo enrocamento, aproveitando-se a disponibilidade desse material que será obrigatoriamente escavado. Vertedouro Vertedouro Tipo Tulipa Vertedouro Perfil Creager

7 Vertedouro Vertedouro tipo canal Vertedouro canal alteável Vertedouro tipo poço - galeria Desvio de rio Realização de manejo do rio, durante a construção da estrutura de barramento, através de estruturas de controle, que devem ensecar, proteger e garantir condições de trabalho na praça de construção da obra, de forma segura e dentro de riscos aceitáveis; Escolha da forma de desvio Atender critérios de viabilidade econômica; Estruturas de desvio de rio: Ensecadeiras; Túneis; Canais; Galerias; Vertedouro com soleira rebaixada; Circuito hidráulico de geração.

8 Desvio de rio - Técnicas Estrangulamento de seção Uso de túneis Uso de Galerias Meio ambiente Parte dos impactos ambientais provenientes de obras de barragens pode ser evitada pela adoção de métodos e técnicas de engenharia adequados. Isso ocorre, em geral, para todos os impactos que se referem à etapa de implantação. Em função do porte da obra, alguns impactos podem apenas ser compensados; As degradações impostas ao meio ambiente pela implantação e operação do canteiro de obras; Exploração de jazidas de materiais naturais de construção envolvem danos à flora, deterioração pontual dos solos, desencadeamento de processos erosivos e de assoreamento dos cursos d água e redução na recarga dos aquíferos; Ocorre geração de poeira e ruídos provocados pelos desmatamentos e terraplenagens, e pela operação da usina de concreto e da central de britagem; Na área de influência a jusante do reservatório, diversos usos atuais e potenciais da água podem sofrer interferências, como consequência da alteração no regime hídrico do rio e na qualidade da água.

9 Meio ambiente Resolução do Conama Meio ambiente Legislação Federal

10 Meio ambiente Impactos negativos Meio ambiente Sequência dos estudos

11 Clima, Prazo, Mão de obra e Equipamentos Prazo de construção é diferente para cada tipo e porte de barragem; A pluviosidade influencia o teor de umidade dos materiais finos, aumentando o prazo de construção; Barragens de enrocamento independem de condições climáticas e são preferenciais em regiões de alta pluviosidade; Deve ser levada em consideração a experiência da empreiteira contratada em determinado tipo de barragem (terra ou concreto); Disponibilidade de equipamentos para a construção da barragem. EXERCÍCIO Ex.1)Dada a topografia e condições geológicas a seguir, indicar o tipo e o local para implantação da barragem e justificar conforme critérios definidos anteriormente. Dados: Altura da barragem: 40 metros Cota do leito do rio: 600,0 m Constituição da fundação: Basalto são até a cota 600,0 m Brecha basáltica até a cota 610,0 m Basalto denso até a cota 630,0 m Solo argiloso até a cota 640,0 m

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