PIPE-JACKING Descrição geral Após a abertura de um poço para instalação da estação principal de impulsão, introduz-se no terreno a cabeça cortante que constituirá com o escudo o principal órgão de avanço no terreno. A seguir ao escudo e cabeça cortante, posiciona-se cada um dos tubos de betão na estação principal, mediante o accionamento dos cilindros hidráulicos faz-se avançar o conjunto com a direcção desejada. Quando o comprimento da tubagem introduzida produz forças de atrito que se aproximam da capacidade máxima de impulsão da estação principal, coloca-se atrás do último tubo cravado, uma estação intermédia que tem por objectivo fazer avançar o tramo situado entre a frente da escavação e ela mesmo. O troço situado entre a estação intermédia e poço de ataque é cravado pelos cilindros hidráulicos da estação principal. O número de estações intermédias será função do comprimento da travessia a executar, do diâmetro do tubo e das características do terreno. Vista geral do poço de ataque 1
ESTAÇÃO PRINCIPAL Tem por objectivo exercer a força necessária ao avançar dos tubos na direcção requerida. Os cilindros hidráulicos, acoplados na mesma extremidade à estrutura de repartição de forças no muro de reacção e na outra ao aro de pressão sobre os tubos, permitem a introdução de cada um dos tubos a cravar, entre o último tubo cravado e o aro de pressão. Após o posicionamento do tubo, inicia-se o empuxe pelo esforço de compressão dos cilindros hidráulicos que se vão distendendo à medida que o tubo vai cravado no terreno. O esforço de compressão dos cilindros hidráulicos transmite-se ao paramento do poço, através da estrutura de repartição de forças e ao tubo, por intermédio de aro de pressão. O número de cilindros hidráulicos e o seu curso, é função das dimensões da tubagem e do comprimento da travessia. Sistema de escavação Aro de impulsão CABEÇA CORTANTE Antecedendo o primeiro tubo de betão, com o objectivo de sustentar o terreno, posiciona-se o escudo no interior do qual se instala a cabeça cortante, responsável pela escavação do terreno por meio de uma mini-escavadora ou fresadora. O escudo apresenta um primeiro tramo articulado, de maneira a permitir pequenos ajustes direccionais pelo accionamento de cilindros hidráulicos próprios. Sistema direcional Laser Escudo de corte 2
ESTAÇÃO INTERMEDIA Para que se produza o avanço da tubagem é necessário que a impulsão seja superior às forças de atrito entre o terreno e a superfície lateral da tubagem. Quando o comprimento da travessia provoca uma pressão de trabalhos dos cilindros hidráulicos próximo do limite admissível, fraccionam-se os tramos da tubagem, por introdução de estações intermédias. Estas, formadas por uma carcaça envolvente e aro de pressão, trabalham segundo o movimento de acordeão, mediante a retracção ou extensão dos seus cilindros hidráulicos ao pressionar sobre o tramo anterior ou absorver o avanço do tramo posterior. O número de estações intermédias, é variável, em função do comprimento da travessia, das características do terreno e das dimensões do tubo. Para reduzir a força de atrito lateral e consequentemente o número de estações intermédias injecta-se bentonite através de orifícios previstos na fabricação da tubagem. PRINCIPIOS DE APLICAÇÃO O Pipe-Jacking é fundamentalmente adequado para resolver os problemas de execução de obras nos seguintes casos: Em zonas urbanas, onde existam dificuldades na abertura de valas ou os assentamentos produzidos pela execução de um túnel tradicional constituam situações delicadas para a segurança das pessoas, das edificações e das infra-estruturas instaladas nas proximidades da superfície. Travessia de vias rodoviárias (EN, II, IP, AE, etc.) e ferroviárias, eliminando assim os custos sociais provocados pelo desvio de tráfego e limitações de velocidade e por outro lado reduzindo consideravelmente os prazos de execução. Em obras subterrâneas, com problemas derivados da constituição do terreno. Nível freático superior à rasante do tubo. Solos instáveis com elevadas pressões, etc. 3
Este sistema comporta soluções de estabilidade e consolidação na frente de escavação que viabilizam a execução de obras que não seriam exequíveis pelos sistemas convencionais. Como principais limitações de método de cravação por PIPE-JACKING haverá que destacar os seguintes: Em terrenos rochosos de elevada taxa de compressão. Nestes casos haverá que introduzir importantes modificações no processo de cravação. Em obras com um desenvolvimento em planta segundo raios muito apertados. A solução seria colocar os poços de ataque segundo uma linha poligonal situando-os nos vértices da mesma. Por último, as limitações geométricas do tubo pré-fabricado, normalmente betão armado, ainda que possam ser utilizados outros revestimentos. Recobrimento do terreno, acima da geratriz superior, aconselhável no mínimo igual a duas vezes o diâmetro da tubagem a cravar. O processo de Pipe-Jacking permite a cravação de tubagem de betão entre os diâmetros 1,20 m e 3,50 m. Os diâmetros inferiores a 1,20 m não possibilitam a instalação de equipamento de escavação (escavadoras ou fresadoras) nem o desmonte manual do terreno em condições de trabalho permitidas pela legislação europeia. 4
4-ESTAÇÕES INTERMÉDIAS 1-POÇO DE ATAQUE 3-MINI TUNELADORA (ATAQUE PONTUAL) 2-TUBOS DE BETÃO 5-TRANSPORTE DE PRODUTOS ESCAVADOS 5