INVESTIGAÇÃO E PLANEJAMENTO DE TÚNEIS

Transcrição

1 ABGE RODO 2010 INVESTIGAÇÃO E PLANEJAMENTO DE TÚNEIS L.F. Vaz Themag Engenharia IG-UNICAMP

2 ABGE RODO 2010 OS TÚNEIS T RODOVIÁRIOS RIOS MAIS LONGOS NO MUNDO E NO BRASIL

3 OS DEZ MAIS LONGOS 1 LAERDAL 2 ZHONGNANSHAN 3 ST. GOTHARD 4 ARLBERG 5 HSUEHSHAN 6 FRÉJUS 7 MAIJISHAN 8 MONT BLANC 9 GUDVANGA 10 BAOJIASHAN NORUEGA m CHINA m SUÍÇ ÍÇA m ÁUSTRIA m TAIWAN m FRA/ITA m CHINA m FRA/ITA m NORUEGA m CHINA m TOTAL 145,8km MAIS ANTIGO: BLACKWALL LONDRES m

4 OS DEZ MAIS LONGOS - BRASIL 1 IMIGRANTES Túnel m 2 IMIGRANTES Túnel m 3 RIO DE JANEIRO Rebouças m 4 RIO DE JANEIRO Covanca m 5 IMIGRANTES Túnel m 6 RODOANEL OESTE Túnel m 7 RIO DE JANEIRO Dois Irmãos m 8 RIO DE JANEIRO Sta. BárbaraB m 9 FLORIANÓPOLIS Morro do Boi m 10 RIO DE JANEIRO Noel Rosa m TOTAL 19,6 km MAIS ANTIGO: D. ALICE RIO DE JANEIRO m Merzagora,, E. A

5 O TÚNEL MAIS LONGO DO MUNDO TÚNEL FERROVIÁRIO SAINT GOTHARD NA SUIÇA 57 km ENCONTRO DAS FRENTES EM 15/10/2010

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7 ABGE RODO 2010 INVESTIGAÇÕES

8 OBJETIVOS DA INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICA GICA 1) ELABORAR O MODELO GEOLÓGICO GICO - GEOMECÂNICO - critérios rios - classes de maciço - compartimentação 2) PREVER O COMPORTAMENTO - construção - operação

9 RESISTÊNCIA DO MACIÇO O ROCHOSO Rm = R (i + e + a) Rm resistência do maciço R resistência da rocha i intemperismo e estruturas a água subterrânea

10 PERGUNTAS QUE A INVESTIGAÇÃO DEVE RESPONDER {1} ALTERAÇÃO Quais são os horizontes de alteração? Como se distribui a alteração intempérica rica? Quais são as características de resistência de cada horizonte?

11 PERFIL DE INTEMPERISMO PARA REGIÕES TROPICAIS

12 SOLO DE ALTERAÇÃO COM ESTRUTURAS RELIQUIARES

13 CAMADA DE SOLO DE ALTERAÇÃO EMBUTIDA EM ROCHA SÃ

14 PERGUNTAS QUE A INVESTIGAÇÃO DEVE RESPONDER {2} DESCONTINUIDADES Quais são as descontinuidades existentes? Qual a posição espacial de cada família em relação ao túnel? t Quais as características da superfície e do preenchimento?

15 Variação da resistência em função da posição da foliação Brown et al, 1977 in Hawkins, 1998

16 RODO 2010 δt δr fechamento abertura δt δr δt δr Tensão tangencial Tensão radial

17 δt δr fechamento RODO 2010 δt δr abertura δt δr Tensão tangencial Tensão radial

18 UHE GUAPORÉ Foto: Giácomo Ré

19 PERGUNTAS QUE A INVESTIGAÇÃO DEVE RESPONDER {3} CARGA HIDRÁULICA Qual a carga hidráulica máxima? m Como se redistribuirá a carga hidráulica com a escavação? Há caminhos preferenciais ou barreiras à percolação da água subterrânea?

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21 PERGUNTAS QUE A INVESTIGAÇÃO DEVE RESPONDER {4} FEIÇÕES ANÔMALAS Existem obras no entorno do túnel? t (Ex.: adutoras, etc) Existem feições geológicas gicas especiais? (Ex.: falhas de grande porte, rocha com gases)

22 PERGUNTAS QUE A INVESTIGAÇÃO DEVE RESPONDER {5} MODELO GEOMECÂNICO Qual é o modelo geológico? gico? O modelo geológico gico foi adequadamente definido? Qual é a compartimentação geomecânica?

23 RESISTÊNCIA DO MACIÇO O ROCHOSO Rm = R (i + e + a) Rm resistência do maciço R resistência da rocha i intemperismo e estruturas a água subterrânea

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25 PERGUNTAS QUE A INVESTIGAÇÃO DEVE RESPONDER {6} RISCOS GEOLÓGICOS GICOS Quais são os riscos geológicos? gicos? Qual a importância/gravidade dos riscos geológicos? gicos? Quais são as medidas mitigadoras?

26 DESAFIOS DA INVESTIGAÇÃO INCERTEZA Parcela do ambiente geológico gico que permanece imponderável ou não detectada após s investigação. IMPREVISIBILIDADE Parcela do ambiente geológico gico desconhecida por nunca ter sido encontrada (além m do estado da arte).

27 RODO 2010 DESAFIOS DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA AVALIAR O RISCO GEOLÓGICO - CONDI CONDIÇÕES GEOLÓGICAS GICAS QUE PODEM AFETAR O SUCESSO (prazo, custo, segurança) a) DA OBRA a) Devido à condições geológicas gicas desfavoráveis veis conhecidas. Ex.: Maciço o rochoso muito fraturado b) Devido à condições geológicas gicas desfavoráveis veis antecipadas (previsíveis). veis). Ex.: Possível falhamento

28 DESAFIOS DA GEOLOGIA DE ENGENHARIA IMPREVISIBILIDADE RISCO GEOLÓGICO GICO INCERTEZA

29 RODO 2010

30 ABGE RODO 2010 PLANEJAMENTO

31 PLANEJAMENTO DE TÚNEIST COMPARAR ALTERNATIVAS AVALIAR CUSTO SELECIONAR TRAÇADO ADO

32 METODOLOGIA MAPEAMENTO GEOLÓGICO GICO DETALHADO (1:5.000) MAPEAMENTO ESTRUTURAL (1: 5000) MAPEAMENTO DE ÁREAS CRÍTICAS (emboques, trechos de baixa cobertura, etc) SONDAGENS ROTATIVAS EM LOCAIS SELECIONADOS

33 Mapeamento geológico

34 Mapeamento estrutural

35 Foliação e fraturas para o domínio C2 (igual área, hemisfério inferior).

36 METODOLOGIA DEFININDO UNIDADES TIPO LITOLÓGICO granito Gr + GRAU DE ALTERAÇÃO rocha sã R1 = UNIDADE GEOLÓGICA GICA R1Gr

37 METODOLOGIA EXEMPLOS DE TIPOS LITOLÓGICOS Gb Gf Qz gnaisse quartzo feldspático tico,, textura grossa, foliação incipiente gnaisse facoidal com intercalações de gnaisse de textura fina, foliação incipiente quartzito cinza claro, textura fina, foliação marcante a incipiente

38 METODOLOGIA DEFINIÇÃO DE CLASSES DE MACIÇO UNIDADES GEOLÓGICAS GICAS DOMÍNIOS ESTRUTURAIS COBERTURA DE ROCHA CORRELAÇÃO COM SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO DE MACIÇOS RMR Bieniawski Q - Barton

39 CLASSES DE MACIÇO CLASSE CRITÉRIO DE DEFINIÇÃO CLASSES RMR ESTIMADAS A Maciço rochoso Cobertura de sem fraturas ou rocha > 30m B falhas Cobertura mapeadas rocha < 30m de C Maciço rochoso com possíveis falhas, representadas por lineamentos fotogeológicos. I / II II / III IV D Solo Equivalente a classe V

40 Situação COMPARTIMENTAÇÃO DO MACIÇO De Trecho (estaca) Até Unidade Direção das estruturas em relação ao túnel Mergulho Estrutura considerada Emboque 52 52,64 SA/GQ Paralela Alto Foliação D Túnel 52,64 54,83 GQ Paralela Subvertic al Foliação B Túnel 54,83 64,81 GB Obliqua Foliação A Perpendicula Lineamento (provável Túnel 64,81 68,81 GB C r falha) Subvertic Túnel 68,81 79,47 GB Paralela Foliação A al Subvertic Túnel 79, GB Paralela Foliação B al Subvertic Túnel ,31 GB Paralela Foliação A al Subvertic Lineamento (provável Túnel 134,31 137,31 GB Obliqua C al falha) Perpendicula Túnel 137,31 153,31 GB Foliação A r Perpendicula Lineamento (provável Túnel 153,31 156,31 GB C r falha) Perpendicula Túnel 156,31 168,07 GB Alto Foliação A r Gb/Bs/Q Perpendicula Túnel 168,07 170,29 Contato A z r Perpendicula Túnel 170,29 174,87 QZ Foliação A r Perpendicula Lineamento (provável Túnel 174,87 177,87 QZ C r falha) Túnel 177,87 187,81 QZ Obliqua Médio Foliação A Túnel 187,81 190,81 Qz/BS Obliqua Lineamento (provável falha) C Desemboqu 190,81 194,5 GB/QZ Obliqua Médio Contato B Classe de maciço

41 COMPARTIMENTAÇÃO DO MACIÇO Situação Unidade Direção das estruturas em relação ao túnel Mergulho Estrutura considera da Classe de maciço Emboque SA/GQ Paralela Alto Foliação D Túnel GQ Paralela Subvertic al Foliação B Túnel GB Obliqua Foliação A Túnel GB Perpendicular Lineament o (provável falha) C

42 COMPARTIMENTAÇÃO DO MACIÇO

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45 ABGE RODO 2010 UMA LUZ NO FIM DO TÚNEL... OU UFA, ATÉ QUE ENFIM TERMINOU... OBRIGADO!!

46 METRAGEM DE SONDAGENS T = edr/g /g onde: T = comprimento de sondagens e = extensão do túnel t em metros; d = cobertura ao longo do túnelt r = grau de risco de acidentes induzidos pela escavação do túnel t e g = grau de complexidade geológica. gica. Variável de 500 a 3.500m/km túnel t