O PROJECTO DE REPARAÇÃO DA BARRAGEM DO GOVE (ANGOLA) 1

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1 O PROJECTO DE REPARAÇÃO DA BARRAGEM DO GOVE (ANGOLA) 1 L. ALMEIDA V. RODRIGUES Coordenadora de Projetos Chefe de Núcleo de Obras Geotécnicas COBA, SA COBA, SA Lisboa; Portugal Lisboa; Portugal l.m.almeida@cobagroup.com v.rodrigues@cobagroup.com R. OLIVEIRA A. SILVA Presidente Diretor Geral COBA, SA GABHIC Lisboa; Portugal Luanda; Angola r.oliveira@cobagroup.com RESUMO A barragem de terra do Gove, com 58 m de altura, concluída em 1975, foi atingida por acções de sabotagem nos anos de 1986 e 1990 que colocaram a sua exploração em risco. Essas sabotagens provocaram danos graves nas duas galerias da barragem, no coroamento e no corpo da barragem e ainda na descarga de fundo e na tomada de água. Esta comunicação ilustra o projecto conduzido pela COBA, que inclui a reabilitação do corpo da barragem junto ao encontro esquerdo, a drenagem do pé da barragem, o tratamento da fundação, o controle da erosão do paramento bem como no canal de saída das estruturas hidráulicas. A Assistência Técnica exercida no decorrer dos trabalhos de reabilitação, permitiu ajustar algumas das soluções projectadas em função das condições locais encontradas resultantes dos actos de sabotagem, bem como de algumas dificuldades construtivas. As actividades de reparação na tomada de água e na descarga do fundo, bem como o alteamento da barragem para restabelecimento da folga para situações de cheia são também referidas na comunicação. É ainda apresentado o plano de observação, visando o acompanhamento do comportamento da barragem durante a reparação, o enchimento do reservatório e a sua exploração após concluídas as obras. 1. INTRODUÇÃO A barragem do Gove, que se localiza na Província do Huambo a cerca de 120 km, por estrada, a sul da capital da Província, foi construída com o objectivo prioritário de regularizar os caudais do rio Cunene, tendo sido concluída em A barragem foi objecto de acções de sabotagem que comprometem a sua exploração. Por razões de segurança tornou-se necessário baixar o nível de exploração, implicando uma importante redução da sua capacidade de regularização. Estas acções de sabotagem ocorreram em Agosto de 1986 (a primeira) e em Fevereiro de 1990 (a segunda), esta última mais significativa. Depois de algumas intervenções de reparação mais urgentes efetuadas pelas autoridades locais, por forma a melhorar a situação, a COBA foi designada para elaborar o projeto de reabilitação da barragem e estruturas anexas com base em informações disponíveis e inspeções das estruturas. O projeto foi concluído em 2005 [1] e a descrição das principais soluções de engenharia adotada para todas as estruturas, de acordo com os dados disponíveis, são mostrados em [2]. 1 Esta comunicação foi apresentada no XXVIII SNGB. SEMINÁRIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS, Rio de Janeiro, Outubro de

2 No início da construção foi mobilizada uma equipa de supervisão e assistência técnica para acompanhamento das atividades e adaptar o projeto às reais condições da obra. No decorrer da obra, o projeto inicial sofreu um número significativo de alterações, tendo o projeto final ficado bastante diferente do projeto de concurso. Neste artigo, as soluções finais são descritas resumidamente, as obras de construção estão em fase de conclusão. É de salientar a importância da Assistência Técnica constituída por engenheiros de projeto, por forma a melhor adaptar o projeto, técnica e financeiramente às reais condições da obra. 2. CARACTERISTICAS PRINCIPAIS DA BARRAGEM O local da Barragem do Gove domina uma bacia hidrográfica de km², tendo a albufeira, com o NPA à cota (1590), um volume de armazenamento de x 10 6 m³ e uma área da superfície inundada de 178 km². A barragem do Gove tem um perfil de aterro homogéneo, com um pé em enrocamento. A altura máxima acima da fundação é de 58 m e o desenvolvimento total pelo coroamento, à cota (1595), é de m. O volume total do aterro é de 4 x 10 6 m³, sendo os taludes inclinados a 1/3 (V/H) a montante e 1/2,5 (V/H) a jusante. A barragem é dotada de um muro corta-águas integrando uma galeria de visita longitudinal com um desenvolvimento de 864 m. Na margem esquerda, a barragem foi fundada em grés sericíticos enquanto na margem direita repousa sobre formações argilo-gresosas de decomposição das formações xistentas subjacentes; no fundo do vale ocorriam aluviões arenosas, as quais foram saneadas, tendo a barragem ficado fundada no maciço xistento. O descarregador de cheias, localizado na margem esquerda, é constituído por uma estrutura de entrada com soleira descarregadora sem comportas, uma galeria com um troço fortemente inclinado, a transição, um túnel com um diâmetro de 8,20 m e um desenvolvimento de 176 m e finalmente à saída uma bacia de dissipação por ressalto. O descarregador de cheias foi dimensionado para um caudal de 250 m³/s, com a albufeira à cota da máxima cheia (1592,00); para um nível na albufeira à cota (1594,00) o caudal máximo é de 500 m³/s. 3. DANOS PROVOCADOS POR ACÇÕES DE SABOTAGEM As principais ações de sabotagem decorreram da colocação de explosivos no interior das galerias de betão na margem esquerda da barragem. Eles provocaram graves danos nas galerias, bem como a destruição importante no aterro, em torno das galerias, resultando em depressões visíveis no coroamento e nos paramentos. Destas sabotagens resultaram os seguintes estragos principais: a) Galeria de acesso da margem esquerda à galeria longitudinal - destruída com obstrução da entrada; b) Primeira secção da galeria longitudinal ligada à galeria de acesso foi gravemente afetada; c) Coroamento e corpo da barragem - estragos numa extensão de cerca de 60 m, próximos do encontro esquerdo (Fig. 1); d) Descarga de fundo - danificado o poço de acesso à câmara de comportas e o equipamento hidromecânico, tendo-se colocado fora de serviço todo o circuito hidráulico. 2

3 4. REABILITAÇÃO DA BARRAGEM Figura 1: Vista da barragem da zona afetada por ações de sabotagem 4.1 Reabilitação da Barragem Junto ao Encontro Esquerdo Como anteriormente mencionado, este artigo foca principalmente as características do projeto de reparação da barragem, sendo que o projeto de reabilitação das estruturas hidráulicas também foi elaborado e os estragos reparados. Pouco depois das acções de sabotagem, as autoridades locais realizaram algumas intervenções, visando reduzir o risco de rotura da barragem. De entre as medidas tomadas, destaque para um aterro de preenchimento de uma cratera de subsidência localizada no coroamento. A primeira versão do projeto previa a reabilitação da barragem junto ao encontro esquerdo à custa da remoção de cerca de 15 m do aterro afetado, a reconstrução da galeria de acesso e do trecho da galeria longitudinal afetada e, por fim, a execução dos aterros de reposição. Os detalhes dos trabalhos propostos nessa fase são apresentados em [2]. No entanto, quando as obras começaram, os danos observados junto à margem esquerda eram muito mais graves do que o previsto e as soluções a implementar junto das galerias requeriam equipamentos sofisticados não disponíveis e condicionamento nos prazos de execução (período estival). Em resultado disso, foi desenvolvida outra solução que consiste no seguinte: a) Escavação do aterro instabilizado, da galeria de acesso na margem esquerda e dos primeiros metros de galeria longitudinal até à cota (1571), 24 m abaixo do coroamento. A Figura 2 mostra uma seção longitudinal dessa zona, com 100 m de comprimento, detalhes sobre a inclinação da escavação aterro (1:2 / V:H), margem esquerda com proteção de taludes e parte da seção da galeria longitudinal. Nas Figs. 3 e 4 apresentam-se vistas da escavação para o tratamento do aterro até à cota (1571) e uma inspeção efetuada a partir da galeria de acesso na margem esquerda. Durante a escavação foi encontrado algum solo descomprimido e amolecido, confirmando a instabilização localizada do aterro, resultado da sabotagem e posterior infiltração de água, exigindo alguma consolidação durante as operações de tratamento. Esta solução requereu a manutenção da água na albufeira abaixo do nível (1565) durante a execução dos trabalhos. 3

4 COROAMENTO PAREDE PREGRADA COM BETÃO PROJETADO DRENOS PAREDE PREGRADA COM BETÃO PROJETADO ESTRADA DE ACESSO PREGAGENS DRENOS Figura 2: Corte longitudinal da área intervencionada junto à margem esquerda. Figura 3: Vista da escavação no corpo do aterro. 4

5 Figura 4: Vista da galeria danificada b) Selagem da primeira seção de galeria longitudinal, ainda muito perturbada, com inúmeras fraturas no betão e que apresentava entrada de material de aterro; A primeira fase de selagem foi efetuada a partir do topo, até à cota (1550). c) Reconstrução do aterro escavado, conforme as especificações do projeto, mantendo a geometria inicial dos paramentos de jusante e montante da barragem. d) Ao longo da barragem, o aterro foi protegido a montante e a jusante por rip- rap acima da camada de drenagem, à medida que o aterro era reconstruído. A Figura 5 mostra uma vista desde montante durante obras de reabilitação, antes da sua conclusão. Figura 5: Vista de montante do tratamento no encontro esquerdo 5

6 4.2 Alteamento da Barragem A revisão dos Estudos Hidrológicos, associada à ponderação de critérios mais recentes aceites internacionalmente de segurança de barragens, levou a concluir que a capacidade do descarregador de cheias da Barragem do Gove era insuficiente. O objectivo da intervenção foi assim o da reposição da folga de segurança para as situações de cheia, em conformidade com o estado da arte. Os trabalhos a realizar consistiram essencialmente no alteamento do coroamento em 1 m e na execução de uma guarda maciça de betão com cerca de 1 m de altura. 4.3 Proteção do paramento de jusante No paramento de jusante da barragem, embora não afetado pelas ações de sabotagem, considerou-se indispensável interpor uma camada de transição / drenagem entre os materiais do corpo do aterro e o enrocamento existente (Figura 6). Os trabalhos a realizar consistiram no levantamento do enrocamento na zona das depressões e no saneamento dos materiais subjacentes amolecidos, seguidos da colocação de uma camada de transição cumprindo funções de filtro e do preenchimento das depressões com enrocamento. Figura 6: Depressões no enrocamento do talude de jusante da barragem. Tendo em conta a dimensão da barragem, foi considerado aceitável realizar este trabalho na parte inferior (2/3 da altura da barragem), deixando a parte superior ao paramento sem intervenção. A proteção do enrocamento incluiu ainda um sistema de drenagem superficial com capacidade suficiente para escoamento das águas de superfície, devido às fortes chuvas durante a respectiva época. 4.4 Tratamento da Fundação O tratamento da fundação elaborado no projeto para concurso sofreu alterações significativas nas zonas afectadas pela sabotagem. Nessas zonas foram executados dois métodos diferentes de tratamento. O primeiro, junto à margem esquerda, onde deixou de existir galeria e o novo aterro está em contato direto com a fundação da barragem, o tratamento é apresentado na Figura 7, sendo composto por uma cortina de injecções. Cada furo começa por atravessar o novo aterro seguido de perfuração no maciço rochoso da fundação e realização de ensaios de absorção de água. O tratamento com calda é realizado apenas nas seções permeáveis do maciço rochoso. 6

7 ANTIGO EIXO DA GALERIA LONGITUDINAL ATERRO MONTANTE JUSANTE CORTINA DE INJECÇÕES SUBSTRATO Figura 7: Pormenor do tratamento no aterro reconstruído. O segundo tipo de tratamento, coincidente com o trecho onde se efectuou a selagem da galeria, visou a consolidação do aterro em torno e acima da galeria e a impermeabilidade do maciço rochoso nas zonas permeáveis. A Figura 8 mostra o esquema deste tratamento. Todos os furos são feitos a partir da crista da barragem, atravessam o aterro existente (novo e antigo) e o maciço rochoso. Estão previstos três a quatro furos por seção de tratamento para a consolidação do talude. O furo "central" a eixo da galeria visa aferir a permeabilidade do maciço rochoso. ANTIGO EIXO DA GALERIA LONGITUDINAL ATERRO INJEÇÕES DE CONSOLIDAÇÃO EM CAVIDADES DESENVOLVIDAS NO ATERRO MONTANTE JUSANTE CORTINA DE INJECÇÕES GALERIA SELADA COM BETÃO INJEÇÕES DE CONSOLIDAÇÃO COM CIMENTO OU ARGAMASSA Figura 8: Tratamento de consolidação e furação na seção de galeria selada. No restante comprimento da barragem, fora da zona danificada (cerca de 1 km), o tratamento é idêntico ao apresentado no projeto para concurso, conforme se apresenta na Figura 9. 7

8 MONTANTE JUSANTE CORTINA DE IMPERMEABILIZAÇÃO TRATAMENTO DE CONSOLIDAÇÃO E FURAÇÃO COM PREENCHIMENTO DE CALDA CIMENTÍCIA E DE AREIA 4.5 Auscultação da Barragem Figura 9: Galeria Longitudinal: Injeção de calda e cortina de impermeabilização. O sistema de observação inicial (1970) incluiu apenas alguns piezômetros hidráulicos. Em 2004, durante a elaboração do projeto do concurso para o lançamento do concurso público para as obras de reabilitação da barragem, foram instalados piezômetros hidráulicos em cinco seções da barragem e construídos medidores de caudal no interior da galeria longitudinal para medição do caudal de infiltração. O projeto [1], em conformidade com as recomendações do ICOLD, abrangeu um plano de monitorização que prevê um adequado acompanhamento do comportamento da barragem, após a conclusão das obras de reabilitação. O plano inclui a instalação de 47 marcas para medição de deslocamentos superficiais, 8 inclinómetros para medição de deslocamentos horizontais internos, 27 piezômetros hidráulicos (tipo Casagrande), instalado a partir do aterro e 34 na fundação, do interior da galeria longitudinal. Os últimos foram instalados com manómetros para medição das pressões e com uma torneira para medição de caudais. Está prevista a instalação de três acelerógrafos no aterro da barragem e no terreno natural, assim como uma estação meteorológica composta de termómetro, anemómetro, tina evaporimétrica e udógrafo. 5. CONCLUSÃO Aproveitando as obras de reabilitação da barragem, as autoridades consideraram oportuno completar o projeto por via da instalação de uma central hidroeléctrica e deste modo gerar energia, deixando a obra de servir apenas para o controle de inundações. Com efeito, foi instalada uma central com uma potência de 60 MW de capacidade, localizada imediatamente a jusante da barragem, apenas possível devido ao aumento significativo de segurança da barragem, após as obras de reabilitação e monitorização. 6. REFERÊNCIAS [1] COBA, SA & PROGEST, Lda Projecto de Reparação da Barragem do Gove e de Construção da Central Hidroeléctrica e Respectiva Subestação. Reparação da Barragem, Lisboa, [2] Gusmão, L. et al The Rehabilitation of the Gove Dam (Angola), 76 th Annual Meeting of ICOLD. Symposium Operation, Rehabilitation and Upgrading of dams, Bulgaria,