Estabilização de talude no Gasoduto Bolívia-Brasil Caso de Obra

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1 Estabilização de talude no Gasoduto Bolívia-Brasil Caso de Obra Oliveira, H.R. Transportadora Brasileira Gasoduto Bolívia-Brasil - TBG, Florianópolis, SC, Brasil, holiveira@tbg.com.br Vasconcellos, C.R.A. Transportadora Brasileira Gasoduto Bolívia-Brasil - TBG, Florianópolis, SC, Brasil, renato.aragonez@tbg.com.br Silva, S.R.B. Geoprojetos, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, geoprojetos@geoprojetos.com.br Santos, C. Tecnosonda, Rio de Janeiro, RJ, Brasil, tecnosonda@uol.com.br Resumo: O Gasoduto Bolívia-Brasil tem início na cidade de Santa Cruz da La Sierra, na Bolívia, chegando até Canoas (RS), no Brasil, percorrendo uma extensão de 3.150km. O gasoduto atravessa nos 2.593km implantados em solo brasileiro, os mais variados tipos de geologia e geomorfologia. Ao longo do traçado, o gasoduto atravessa também diversas estradas, ferrovias, rios e lagos. Durante inspeção de rotina, foram detectados sinais de instabilidade junto ao talude em aterro de uma rodovia estadual de Santa Catarina, no cruzamento com o gasoduto. Uma eventual ruptura deste talude poderia colocar o gasoduto em risco. O objetivo deste artigo é apresentar os principais aspectos das etapas de estabilização, desde as fases de investigações, projeto, execução da obra, instrumentação, até o monitoramento. São enfatizados os critérios de projeto relacionados a segurança do gasoduto. A solução adotada é composta por solo grampeado, retaludamento e drenagem superficial. Abstract: The Bolivia-Brazil Natural Gas Pipeline starts at Santa Cruz de La Sierra city, in Bolivia, and goes until Canoas City (RS) in Brazil, with a total extent of 3,150km. The pipeline crosses in the 2,593km established in Brazilian soil, the most diverse types of geology and geomorphology. Along the line, the pipeline also crosses a lot of roads, railways, rivers and lakes. During a routine inspection, signs of instability were detected at an embankment slope of a highway of the Santa Catarina state, at the pipeline crossing. An eventual failure of this slope could put the pipeline at risk. The aim of the paper is present the aspects of the stabilizations phases, since field investigation, design, works, instrumentation, until monitoring. Emphasis is given to the design criteria to pipeline safety. The solution adopted is composite by soil nailing, a changing of slope inclination and superficial drainage system. 747

2 1 INTRODUÇÃO O Gasoduto Bolívia-Brasil tem início na cidade de Santa Cruz da La Sierra, na Bolívia, chegando até Canoas (RS), no Brasil, percorrendo uma extensão de 3.150km. O gasoduto atravessa nos 2.593km implantados em solo brasileiro, os mais variados tipos de geologia e geomorfologia. Ao longo do traçado, o gasoduto atravessa também diversas estradas, ferrovias, rios e lagos. Durante inspeção de rotina após chuvas intensas, foram detectados sinais de instabilidade junto ao talude em aterro de uma rodovia estadual de Santa Catarina, com cerca de 13m de altura, no cruzamento com o gasoduto. Uma eventual ruptura deste talude poderia colocar o gasoduto em risco. Detectado o problema, a TBG iniciou um programa de investigações geotécnicas e iniciou os estudos de estabilização do talude. A Figura 1 apresenta uma vista aérea do talude no cruzamento entre o gasoduto e a rodovia, após a ocorrência de instabilidades localizadas. O gasoduto neste local tem 18" de diâmetro e opera com pressão interna máxima de 75 kgf/cm 2. Os sinais de instabilidade detectados foram escorregamentos superficiais e sulcos erosivos, além de uma fenda de tração no acostamento da rodovia. 2 INVESTIGAÇÕES GEOTÉCNICAS Uma linha em branco deve separar a última linha do parágrafo anterior da linha do Título de nível 2, digitado em letras minúsculas e com a fonte de 11 pontos. Deixar uma linha em branco e iniciar a digitação do texto seguindo a mesma recomendação do item anterior. 2 CARACTERIZAÇÃO GEOTÉCNICA Para caracterização geotécnica e posterior avaliação da segurança do talude, foi realizada uma campanha de sondagens à percussão. Todas as sondagens executadas indicaram a presença de camada superficial de aterro, classificado como silto-argilo-arenoso, espessura variando de 1,60 a 2,95m, SPT entre 2 e 8, com média 4. Nas sondagens SP-03 e SP-06, encontrou-se camada coluvionar com espessura da ordem de 4,0m, constituída por material argilosilto-arenoso, com pouca matéria orgânica, SPT entre 4 e 9, com média 6, estendendo-se até as profundidades de 6,80m e 5,90m, respectivamente. Subjacentemente a essas camadas descritas acima encontra-se solo residual classificado como silte-areno-argiloso / silto-arenoso, SPT entre 17 e 70/17, com média 46, estendendo-se até profundidades variando entre 7,33 e 10,20m (Geoprojetos, 2002). 3 ANÁLISES DE ESTABILIDADE Figura 1: Vista geral do talude Com base na topografia e nas sondagens realizadas, foi definido um modelo geológicogeotécnico do talude. Como o tempo disponível para o estudo não permitiu a realização de ensaios, os parâmetros geotécnicos foram estimados com base em uma retroanálise a na experiência da Projetista. A Figura 2 apresenta a seção com a retroanálise, que está localizada sobre o gasoduto. 748

3 muro de terra traria um excesso de carga no duto, que poderia sofrer recalques e conseqüentemente ser submetido a tensões excessivas. 4 PROJETO DE ESTABILIZAÇÃO Figura 2: Resultado da retroanálise. Com base nos parâmetros obtidos na retroanálise, foram desenvolvidas análises de estabilidade para as condições atuais do talude. O fator de segurança global obtido foi de 1,12, considerado baixo da situação de segurança requerida para gasodutos (NBR 11682, 1991). Com vistas a melhorar as condições de segurança do talude, foram analisadas diversas soluções de estabilização, sendo que a mais adequada inicialmente foi a execução de um muro de terra (Figura 3). O fator de segurança para esta alternativa foi de 1,40. Na reavaliação do projeto de muro de terra, foi analisada a possibilidade de execução de muro à flexão, cortina atirantada e solo grampeado na região do talude sobre o duto, de tal forma que não fossem adicionadas cargas adicionais ao duto. Do ponto de vista técnico-econômico, a execução de um solo grampeado foi a mais indicada, pois apresentou as seguintes vantagens: - execução mais simples (menor aplicação de formas, concreto e aço; equipamentos relativamente simples, etc); - menor custo; - possibilidade de manter a geometria atual do talude sobre o duto; - perfuração simples com circulação de d água: tirantes são geralmente executados com perfuratrizes rotativas que podem atingir e danificar o duto; Frisa-se que somente na região acima do duto é que seria necessária a estabilização com solo grampeado, sendo que nas laterais a solução mais adequada continuaria sendo o muro de terra. O fator de segurança obtido para a seção em solo grampeado foi 1,47 (Figura 4). Figura 3: Fator de segurança do talude estabilizado com muro de terra. Apesar desta solução ter sido a mais indicada para a estabilização do talude, quando analisado o efeito desta obra sobre o gasoduto, essa alternativa teve de ser reavaliada. O peso de solo do Figura 4: Fator de segurança do talude estabilizado com solo grampeado. 749

4 A Tabela 1 apresenta os principais dados da obra (altura média de 13m). Tabela 1: Dados da obra. Figura 7: Execução do concreto projetado (7cm). 5 EXECUÇÃO DA OBRA As figuras 5 a 8 apresentam algumas das principais etapas da execução da obra. Figura 8: Vista geral da obra concluída. Figura 5: Instalação dos chumbadores na crista. Figura 6: Instalação de malha (5mm/10x10cm) sobre chapisco de argamassa. 750 A Figura 9 apresenta uma seção transversal passando pelo duto. Sobre a linha do duto, não foram instalados chumbadores, e foi respeitado um afastamento mínimo de 1,50m para evitar toques no duto. Ainda que houvesse desvios da perfuração, o impacto seria mínimo, pois a perfuração foi executada com trado manual e o duto encontra-se protegido com um tubo camisa (tubo de maior diâmetro externo ao duto em operação). Figura 9: Detalhe de haste de monitoramento de deslocamento em dutos.

5 6 INSTRUMENTAÇÃO Toda obra de estabilização que envolva um oleoduto ou um gasoduto merece atenção especial quanto à instrumentação. Um aspecto diz respeito ao comportamento do maciço e outro ao comportamento do duto face às obras de estabilização e o seu desempenho. A instrumentação de maciços de solo é altamente conhecida. Já a instrumentação de dutos tem se tornado mais importante à medida que alguns acidentes geotécnicos ocasionaram danos em dutos no Brasil e no mundo (Oliveira, 2004). Em dutos, a principal forma de instrumentação é realizada com strain-gauges (extensômetros), que são utilizados para monitorar as variações de tensão na parede do duto (Sandroni, 2004). Entretanto, nem sempre se dispõe dos equipamentos de maneira rápida e pessoal especializado para instalação destes componentes. Além disso, para uma melhor avaliação da segurança do duto, é necessário medir o estado de tensões reinante no duto, cujo procedimento mais adequado é o furo cego. Fillipin apud Oliveira et al (2004) apresentaram o uso da técnica extensiométrica denominada furo cego (ASTM, 2001), para avaliação e análise de tensionamento em dutos e sua correlação com efeitos devido a movimentação de solo. Uma alternativa para monitorar o comportamento de dutos é a instalação de abraçadeiras e hastes para monitoramento topográfico do duto. Este procedimento tem sido utilizado com sucesso em diversas obras no sul do Brasil (Figura 10). A obra em tela foi instrumentada com 3 inclinômetros e quatro hastes fixadas do duto. Os movimentos lidos tanto nas hastes quanto nos inclinômetros até o presente momento, são insignificantes, comprovando o desempenho da obra de estabilização executada. Figura 10: Detalhe de haste de monitoramento de deslocamento em dutos. 7 CONCLUSÕES E PROPOSTAS A obra executada em muro de terra e solo grampeado garantiu a estabilização do talude e conseqüentemente a integridade do duto. O monitoramento do talude e duto com a instrumentação instalada vem mostrando que os deslocamentos do talude e do próprio duto são mínimos, comprovando o desempenho da obra de estabilização executada. Os principais aspectos levantados neste trabalho é que, durante a execução de uma obra de estabilização de encosta que envolva dutos, deve-se sempre avaliar o comportamento da obra pretendida e o comportamento do duto. Um erro de projeto numa obra deste tipo pode colocar em risco outra estrutura, no caso, os dutos. 751

6 Outro aspecto desta obra é que, além dos testes usuais de arrancamento de chumbadores para certificação da qualidade, foram implantados mais dois chumbadores que serão ensaiados (arrancados) posteriormente, em cerca de 5 anos. O objetivo será conhecer a influência do tráfego da rodovia nos chumbadores. Imaginase que essas vibrações possam descolar a calda de preenchimento do furo do solo, conseqüentemente, reduzindo o fator de segurança da obra (avaliação de longo termo no fator de segurança em análises de estabilidade). 8 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASTM (2001). Standard Test Method for Determining Residual Stresses by the Hole- Drilling Strain Gage Method E 837. FILLIPIN, G.. (2004) Medição dos níveis de tensões residuais em duto no Labmetro UFSC. Technical Report: LACTEC Residual Stress nº 64, Florianópolis. Geoprojetos. (2002) Projeto Executivo de Estabilização de Aterro. Rio de Janeiro, 14p. Geoprojetos. (2004) Projeto de Estabilização de Encosta. Rio de Janeiro, 12p. NBR (1991) Estabilidade de Taludes. ABNT, Rio de Janeiro, 39p. Oliveira, H.R. e Vasconcellos, C.R.A. (2004) Riscos geotécnicos no Gasoduto Bolívia-Brasil. Anais do IV Simpósio de Prática de Engenharia Geotécnica da Região Sul GEOSUL. Curitiba, Sandroni, S. (2004) Instrumentação geotécnica para monitoramento de tubulações de aço que atravessam línguas coluviais no sudeste brasileiro. Proc. V Seminário de Engenharia de Fundações Especiais e Engenharia Geotécnica - SEFE, Vol. 1, São Paulo, Oliveira H.R., Freitas, J.C. e Vasconcellos. C.R.A (2004) A historical case in the Bolívia-Brazil Natural Gas Pipeline: slope at Curriola River. Proc. International Pipeline Conference, Canadá, CD-ROM. 752