APM MANSO - PROTEÇÃO DE TALUDES DA BARRAGEM DE ENROCAMENTO (RIP-RAP) COM EMPREGO DE ROSÁRIO DE BLOCOS ROCHOSOS

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1 COMITÊ BRASILEIRO DE BARRAGENS XXVII SEMINÁRIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS BELÉM PA, 03 A 07 DE JUNHO DE 2007 T101 A12 APM MANSO - PROTEÇÃO DE TALUDES DA BARRAGEM DE ENROCAMENTO (RIP-RAP) COM EMPREGO DE ROSÁRIO DE BLOCOS ROCHOSOS Antônio Vieira CAVALCANTI Engenheiro Civil Furnas Centrais Elétricas S.A. Celso José PIRES Filho Engenheiro Civil Furnas Centrais Elétricas S.A.. Geraldo MARTINS Filho Engenheiro Civil Furnas Centrais Elétricas S.A.. Alexandre Pelissari SANT'ANA Engenheiro Civil Furnas Centrais Elétricas S.A.. RESUMO Há locais onde a possibilidade de obtenção de grandes blocos em pedreiras é extremamente reduzida devido a várias razões, incluindo o fraturamento do maciço rochoso e o grande potencial de desagregação destes blocos. Então, para a proteção de taludes de barragens com rip-rap pode-se utilizar cabos de aço unindo blocos menores de forma a obter-se o tamanho e peso desejados. Esta solução foi usada para recuperar a proteção do talude de jusante do APM Manso mostrando-se uma solução eficiente e de baixo custo. ABSTRACT There are sites where the possibility of obtaining large blocks from quarries is extremely reduced due to several reasons, including the fracturing of the rock mass and the large potential of desegregation of these blocks. Therefore, protecting the slopes of dams with rip rap can be achieved by utilizing steel cables joining smaller blocks so that the desired size is obtained. This solution was used for recovering the downstream slope of the Manso development and this low cost solution was very effective for the divised purposes. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 1

2 1. INTRODUÇÃO As características de maciços rochosos próximos a locais de Aproveitamentos Hidroelétricos às vezes impossibilitam a obtenção de blocos rochosos na granulometria adequada para a finalidade de proteção de taludes de montante de maciços compactados de terra e de enrocamento, visando resistir aos efeitos de ondas provocadas pelos reservatórios. Rochas sedimentares e metamórficas, como no caso do metassiltito do APM de Manso, devido ao alto grau de fraturamento, dificultam a obtenção desses materiais rochosos, tornando necessária o estudo de soluções alternativas. Na construção do APM Manso, foram utilizados, como enrocamento de proteção do talude de montante (rip-rap), blocos de rocha obtidos das escavações obrigatórias e de pedreiras abertas com a finalidade de obtenção do material pétreo necessário à obra, constituído de metasedimentos (metaarenitos, metaconglomerados e metasiltitos). No caso do APM de Manso, a solução adotada contemplou o emprego de rosários de blocos de menores dimensões, fixados por cordoalha de aço, que permitiu obter um conjunto com peso adequado a resistir às ondas do reservatório. 2. CONSIDERAÇÕES GERAIS O Aproveitamento Múltiplo de Manso está situado no Rio Manso, principal afluente do Rio Cuiabá, no estado de Mato Grosso. O empreendimento teve sua construção iniciada em setembro de 1988, com paralisação em novembro de 1989 e retomada no primeiro trimestre de 1998, tendo entrado em operação em novembro de A potência instalada total é de 210 MW, com quatro unidades de kw, cada. A concessão de operação é do Consórcio APM Manso, formado por Furnas Centrais Elétricas S.A. e a PROMAN (Produtores Energéticos de Manso S.A.). O empreendimento possui duas barragens de terra, com espaldares em random, em ambas as ombreiras, e barragem de enrocamento com núcleo impermeável, na região do antigo leito do rio. Nas figuras 1, 2 e 3 são apresentados o arranjo geral das estruturas, bem como as seções transversais típicas das barragens. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 2

3 FIGURA 1 Aproveitamento Múltiplo de Manso Arranjo geral das estruturas. FIGURA 2 Barragem de Terra da Margem Direita Seção zonada em random. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 3

4 FIGURA 3 Barragem do Leito do Rio Enrocamento com núcleo em random. 3. DESEMPENHO DO RIP-RAP CONVENCIONAL INICIALMENTE EMPREGADO Com a entrada da operação da Usina, e com o reservatório atingindo o seu nível máximo operacional, foi observado o desenvolvimento de ondas de porte com incidência direta nos taludes de montante das barragens, notadamente no trecho da barragem de enrocamento. A configuração do reservatório, figura 4, propicia um menor fetch atuante na barragem de terra da margem direita e parte do trecho inicial da barragem de terra da margem esquerda, porém se apresenta mais significativo na região da barragem de enrocamento e parte adjacente da barragem da margem esquerda. Essa condição impôs fortes ondas incidindo sobre o talude de montante da barragem de enrocamento, gerando deformações na proteção, o que exigiu o desenvolvimento de alternativas buscando o seu reforço. Nas figuras 5 a 8, são apresentados aspectos dos taludes protegidos da Barragem de Terra da Margem Direita e da Barragem de Enrocamento do Leito do Rio, respectivamente, podendo-se notar as diferenças nítidas de comportamento das proteções. Nas inspeções realizadas, notou-se também, em parte do material empregado, a ocorrência de desagregabilidade dos blocos utilizados, em porcentagem a não comprometer o desempenho do material rochoso. A análise petrográfica do material rochoso desagregado indicou a presença de argilos minerais expansivos disseminados na matriz da rocha. Outro fato relevante observado foi a utilização na superfície do rip-rap de blocos de rocha com diâmetro inferior ao mínimo estabelecido pelo projeto. A conjunção destes três fatores levou, nos trechos mais solicitados da proteção, a um desempenho insatisfatório do rip-rap, com a necessidade de reforço do mesmo. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 4

5 FIGURA 4 Planta do reservatório do APM Manso. FIGURA 5 Aspecto da Proteção do Talude de Montante da Barragem da Margem Direita. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 5

6 FIGURA 6 Detalhe da Proteção do Talude de Montante da Barragem da Margem Direita. FIGURA 7 - Aspecto do Enrocamento de Proteção do Talude de Montante da Barragem do Leito do Rio. Notar as deformações do enrocamento, devido à ação das ondas. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 6

7 FIGURA 8 Aspecto do Enrocamento de Proteção do Talude de Montante da Barragem do Leito do Rio. Notar as deformações do enrocamento, devido à ação das ondas. 4. ESTUDO DE SOLUÇÕES ALTERNATIVAS PARA REFORÇO DO RIP-RAP DA BARRAGEM DO LEITO DO RIO Para a busca de uma solução técnico-econômica mais atraente, foram estudadas 3 (três) alternativas: - Alternativa 1 Extração de blocos de dimensões adequadas com diâmetro médio de 90 cm, em pedreiras remanescentes da construção, em rocha de metasedimento. Devido ao alto fraturamento dessa rocha, os blocos obtidos por desmonte a fogo se mostraram de dimensões reduzidas para atendimento ao critério granulométrico exigido pelo dimensionamento do rip-rap. - Alternativa 2 Pesquisa de pedreiras na região, tendo sido identificada uma pedreira em exploração comercial, em rocha de calcário, a cerca de 100 km do local do empreendimento. O material rochoso desta pedreira foi julgado adequado, tanto nos aspectos de sanidade quanto no aspecto de atendimento à faixa granulométrica exigida para a proteção, porém, face à grande distância de transporte se mostrou economicamente pouco atraente. - Alternativa 3 Aplicação de rosários de blocos de dimensões inferiores às necessidades da proteção, quando aplicadas individualmente, aproveitando-se as pedreiras remanescentes da construção. Essa solução foi a mais indicada técnicoeconomicamente, tendo sido implantada no ano de Após 3 (três) anos, a solução apresenta um adequado comportamento, conforme pode-se ver na figura 9. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 7

8 FIGURA 9 Vista Geral da Proteção do Talude de Montante da Barragem de Enrocamento com a aplicação dos Rosários. 5. ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS E ASPECTOS CONSTRUTIVOS 5.1 DEFINIÇÃO Define-se como rosário, o entrelaçamento de vários blocos de rocha, com dimensões mínimas, até a obtenção de um peso mínimo do conjunto de blocos, compatível com os requisitos do rip-rap dimensionado. O entrelaçamento deste conjunto é feito por uma cordoalha de aço galvanizado, cujas extremidades são fixadas por clipes metálicos. Os rosários empregados foram constituídos por união de 3 (três) blocos de rocha ou mais blocos, amarrados e enlaçados através de uma cordoalha de aço galvanizado com diâmetro 3/8. Os blocos empregados apresentaram diâmetro mínimo de 30 cm, sendo utilizados quantos blocos necessários para obtenção de um peso mínimo do conjunto da ordem de 1500 Kgf e peso médio de 1800 kgf. O peso médio de cada bloco foi da ordem de 450 kgf. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 8

9 5.2 PROCESSO CONSTRUTIVO - Previamente à aplicação dos rosários, a superfície do talude existente foi regularizada e conformada de modo que a superfície remanescente se apresentasse uniforme e permitisse uma perfeita acomodação dos blocos. - Os rosários foram colocados sobre o talude regularizado, de forma contínua, de modo a resultar uma superfície final adequada e uniformemente protegida. - Depois de realizada a colocação e acomodação dos rosários sobre o talude, os vazios entre os blocos de rocha constituintes dos rosários, foram preenchidos com o material fino de dimensões mínimas de 20 (vinte) centímetros, provenientes da seleção do material escavado para a produção dos rosários. Nas figuras 10 a 13 são apresentados aspectos construtivos durante a execução da proteção do talude com os rosários de blocos rochosos. FIGURA 10 Içamento do Rosário, a partir da crista da barragem, para sua implantação no talude de montante da barragem. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 9

10 FIGURA 11 Implantação do rosário no talude de montante da barragem. Notar a superfície previamente regularizada, antes do lançamento do rosário. FIGURA 12 Detalhe da colocação do rosário no talude de montante da barragem. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 10

11 FIGURA 13 Aspecto Geral dos Trabalhos em Andamento. 6. CONCLUSÕES Em locais de Aproveitamentos Hidroelétricos, onde as rochas do sítio não apresentam características favoráveis para a obtenção de blocos de grandes dimensões de modo a atender os requisitos de granulometria especificados para a proteção de taludes (rip-rap) dos maciços de terra e de enrocamento das barragens, e onde as rochas adequadas se situam a distâncias economicamente inviáveis para a sua utilização, solução como a utilizada no APM Manso, através de rosários de blocos rochosos de menores dimensões, se mostram técnico-economicamente atraentes. 7. PALAVRAS-CHAVE APM Manso, Barragem, Proteção de Taludes, Rip - Rap. 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] MONTI, H. C.; CARVALHO, A. P. F. de; MESQUITA, J. B. de. (1999) Aproveitamento Múltiplo de Manso - Aplicação de Materiais não Convencionais. XXIII Seminário Nacional de Grandes Barragens. Anais Vol. I, Belo Horizonte. [2] FURNAS CENTRAIS ELÉTRICAS S.A. (2002) Aproveitamento Múltiplo de Manso: Memória Técnica p. Furnas Centrais Elétricas S.A., Rio de Janeiro. XXVII Seminário Nacional de Grandes Barragens 11