• Carlos Garcia

OBRAS DE TÚNEIS IMERSOS



RESUMO


Com este artigo pretende-se abordar algumas das questões técnicas relacionadas com a construção de túneis imersos e assim contribuir para a divulgação deste tipo de obras perante a opinião pública, as empresas e os quadros técnicos com possível vocação para a sua execução.


Os últimos estudos realizados por Capita Symonds e TIS.pt, respectivamente em 2007 e 2008, que deram origem ao relatório do LNEC “VIABILIDADE DE UMA SOLUÇÃO EM TÚNEL IMERSO ENTRE BEATO-MONTIJO E MONTIJO-BARREIRO - Condicionamentos de Hidrodinâmica e de Dinâmica Sedimentar”, não inviabilizam este tipo de solução construtiva no rio Tejo, concluindo essencialmente sobre a necessidade da realização de uma prospecção geotécnica mais detalhada, para confirmar a viabilidade e estabelecer estimativas de custos confiáveis. Sendo os dois corredores acima mencionados os únicos com viabilidade ou existindo outros, certo é que atravessar o Tejo será sempre uma necessidade crescente, directamente relacionada com o número de alternativas disponíveis. Porque não um túnel imerso no estuário do rio Tejo ou a unir as duas margens do Douro na cidade do Porto. Portugal merece e a engenharia Portuguesa também.


"PORQUE NÃO UM TÚNEL IMERSO NO ESTUÁRIO DO RIO TEJO OU A UNIR AS DUAS MARGENS DO DOURO NA CIDADE DO PORTO?"


INTRODUÇÃO


Corte tipo após o aterro - Fonte: Rasmussen, 1997

Tradicionalmente um túnel imerso é feito de caixões - elementos inteiros ou segmentados, de betão armado, aço ou mistos que são afundados numa trincheira submersa previamente escavada por intermédio de dragas. Estes caixões, independentes, são posteriormente unidos debaixo de água.


- Os caixões/elementos podem ter um comprimento que varia, geralmente, entre os 90 e os 150 m.

- São, debaixo de água, encostados uns aos outros, arrastados uns contra os outros e posteriormente unidos.

- Podem ser fabricados em docas secas, estaleiros navais ou em bacias naturais construídas ou adaptadas provisoriamente para servirem como docas secas.


Os Túneis imersos têm sido amplamente utilizados durante os últimos 120 anos. Em todo o mundo foram construídos cerca de 180, dos quais 125 para sistemas rodoviários ou ferroviários. Outros foram para abastecimento de água e para passagem de cabos eléctricos.

A técnica de túnel imerso é comummente utilizada para a travessia de rios, na Holanda, nos Estados Unidos e no Japão. 80% dos túneis imersos existentes foram construídos nestes 3 países. O design dos túneis imersos difere de país para país em função das características sísmicas específicas da zona em causa.


Os túneis imersos não se adequam a cada situação, no entanto, se houver um curso de água para atravessar eles apresentam, geralmente, uma alternativa viável aos túneis escavados, a um preço comparável, e oferecendo um determinado número de vantagens.

VANTAGENS DOS TÚNEIS IMERSOS

Os túneis imersos são:

- Mais vantajosos que os das soluções subaquáticas utilizadas em solos brandos;

- Uma alternativa viável face à utilização de tuneladoras, sem os riscos associados a câmaras de pressão, à entrada súbita de água, a interrupções na continuidade do processo - os túneis realizados com tuneladoras assentam num processo contínuo e qualquer problema que surja durante a operação é uma ameaça ao cumprimento do prazo de execução do projecto;

- Mais adequados que as tuneladoras no caso de águas muito profundas. A utilização de tuneladoras encontra-se limitada a uma coluna de água máxima de 30 m (por causa da pressão máxima de ar à qual os trabalhadores podem trabalhar em segurança).

- Vantajosos, pois sob o leito de um rio, são mais superficiais que os túneis executados com tuneladora, apresentando como consequência um menor comprimento, podendo ser colocados imediatamente abaixo de uma hidrovia, em contrapartida um túnel escavado é geralmente estável quando a altura do recobrimento é pelo menos igual ao seu diâmetro debaixo de água. Isto permite que o túnel imerso seja mais curto e / ou possuir secções planas - uma vantagem para todos os tipos de túneis, mas especialmente significativa nos túneis ferroviários.



Comparação entre os comprimentos das 3 soluções – Túneis imersos mais curtos - Fonte: Tribune, 1999



Comparação entre as profundidades das 3 soluções – Túneis imersos menos profundos - Fonte: Tribune, 1999

- Geralmente mais vantajosos do ponto de vista construtivo, pois: são mais rápidos de construir do que um correspondente túnel escavado. A realização de um túnel imerso possui três actividades principais – a de dragagem; a construção dos elementos do túnel e a instalação. Este tipo de actividades possibilita: a execução de várias actividades ao mesmo tempo; um elevado grande grau de repetição de tarefas; facilidade na hora de medir a eficiência dos trabalhos devido à repetição das actividades, o fácil controlo da realização dos trabalhos, executar os trabalhos com baixo grau de dificuldade; acelerar certos trabalhos que são críticos; a utilização de poucos materiais e com tudo isto, apresentam um risco moderado quanto ao prazo de execução.

- Adequados a serem colocados em solos muito macios e em áreas propensas a actividade sísmica significativa e concebidos para lidar com as forças e os movimentos provocados pelas acções sísmicas.

- Muito menos vulneráveis às acções sísmicas do que um túnel escavado, pois o movimento entre placas de uma determinada falha geotécnica no substrato rochoso não se transfere para o túnel, face à existência entre ambos de extractos de solo deformável. As juntas entre elementos pré-fabricados são flexíveis, o que permite aos caixotões rodar relativamente uns aos outros nos planos horizontal e vertical longitudinal.

- Particularmente atraentes para auto- estradas largas e em soluções combinadas de rodovia/ferrovia.

- Flexíveis quanto à secção transversal, pois esta não tem obrigatoriamente que ser circular. Pode ser projectada praticamente todo o tipo de secção transversal.


Exemplos de secções transversais existentes

ASPECTOS A TER EM CONTA

Meio ambiente

As questões ambientais mais comuns são as encontradas em qualquer obra de construção: o ruído e a poluição.


As operações de dragagem e de aterro devem ser executadas de maneira a limitar a perturbação provocada ao equilíbrio ecológico natural no local da construção. Um aspecto de maior importância que afecta a construção é a possível presença de solos contaminados que devem ser removidos da trincheira onde o túnel é implantado. Formas de remover estes solos e transportá-los para depósitos especialmente preparados para recebê-los, são um problema ambiental que exige novas técnicas e procedimentos de controlo de qualidade específicos.


As entidades governamentais que tenham jurisdição sobre a protecção do ambiente, os recursos naturais ou sobre eventuais condições locais especiais, devem ser consultadas na fase de concepção dos projectos.


Os ventos, as marés e os efeitos das correntes devem ser avaliados afim de determinar as condições de execução durante as operações de dragagem e de afundamento.



Dragagem


Equipamentos de dragagem

A tecnologia de dragagem tem melhorado consideravelmente nos últimos anos e é agora possível remover uma grande variedade de materiais sem efeitos adversos sobre o meio ambiente.


A dragagem consiste na escavação de uma trincheira com o objectivo de mantê-la livre de assoreamento até ao momento em que os elementos do túnel nela se instalam.

Interferências com a navegação


Transporte de elemento

Nas hidrovias movimentadas é, por vezes, assumido que a construção de um túnel imerso seria impraticável porque iria interferir com a navegabilidade. Na verdade, estes túneis têm sido construídos com sucesso em cursos de água excepcionalmente ocupados e sem problemas de maior.




Estanquicidade


Colocação da junta de estanquicidade

Supõe-se frequentemente que o processo de construção de um túnel submerso aumenta a probabilidade de entrada de água. Na verdade os túneis submersos são quase sempre muito mais secos do que os túneis escavados, devido à construção dos elementos no exterior. As articulações submersas dependem de vedantes de borracha robustos e duradouros os quais provaram ser eficazes em dezenas de túneis realizados até à data.



Esta foi a 1ª parte de um artigo sobre a realização de obras de túneis, em próximos artigos irei abordar :

  • A TÉCNICA DE CONSTRUÇÃO

  • ASPECTOS DE PROJETO

  • OBRAS EMBLEMÁTICAS

"A TÉCNICA DE TÚNEL IMERSO É COMUMMENTE UTILIZADA PARA A TRAVESSIA DE RIOS, NA HOLANDA, NOS ESTADOS UNIDOS E NO JAPÃO."


"80% DOS TÚNEIS IMERSOS EXISTENTES FORAM CONSTRUÍDOS NESTES 3 PAÍSES."



Carlos José de Jesus Garcia

Eng. Civil – Especialidade Pontes e Tùneis

carlos.garcia@sener.pt


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