Os Problemas de Escavação de Túneis Subterrâneos para a Implantação de Túneis

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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS

DEPARTAMENTO DE GEOTECNIA

SGS0405 – Geologia de Engenharia 1

ROCHAS SEDIMENTARES

Francisco Anderson Silva de Moura – 10311851

São Carlos

2018

Exercício 1 – Problemas de escavação de túneis subterrâneos para a implantação de túneis:

MODELO 1

Em tal escavação, será implantado um túnel na direção X, sem inclinação. Analisando as rochas em torno dessa direção, pode-se destacar dois tipos rochosos: calcário, na parte superior, e arenito com cimento argiloso, na parte inferior.

O calcário é um maciço rochoso de alta porosidade, o que lhe dá uma grande capacidade de absorção de água, apresentando, portanto, uma alta taxa de infiltração. Isso constitui um problema em períodos chuvosos, pois é possível ocorrer a dissolução do maciço em contato com a água, além do fato de a lama formando escorrer pelo declive, arrastando o calcário que provê a maior resistência.

Já o arenito, devido à baixa porosidade, apresentará acúmulo de água por conta da infiltração sofrida pelo calcário.

MODELO 2

Nesta escavação, será implantado um túnel na direção Y, também sem inclinação. Analisando as rochas em torno dessa direção, pode-se destacar novamente dois tipos rochosos: siltito com cimento carbônico, na parte superior, e calcário, na parte inferior.

O siltito é um tipo rochoso que apresenta baixa resistência, o que pode implicar na ocorrência de trincamentos com o decorrer da obra.

O calcário é um maciço rochoso de alta porosidade, o que lhe dá uma grande capacidade de absorção de água, apresentando, portanto, uma alta taxa de infiltração. Isso constitui um problema em períodos chuvosos, pois é possível ocorrer a dissolução do maciço em contato com a água.

Nesse modelo, a quantidade de solo acima do túnel é muito baixa e por isso a chuva faz com que a água infiltre nas rochas, podendo gerar respingos dentro do túnel. Para evitar isso, deve ser feito uma boa vedação na parte superior do mesmo, para não atrapalhar as escavações e nem a utilização do túnel após este ser construído.        

A direção de escavação é ortogonal à direção de estratificação da rocha, logo a parte esquerda do túnel ficará muito próxima do talude e, por ventura de chuvas e possíveis intemperismos, poderá ocorrer um desabamento.

MODELO 3

Nesta escavação, será implantado um túnel na direção X-Y, também sem inclinação. Analisando as rochas ao redor da região, pode-se destacar dois tipos rochosos: folhelhos, na parte superior, e calcário, na parte inferior.

O folhelhos é um tipo rochoso muito heterogêneo e, por isso, ter diferentes comportamentos para diferentes camadas. Apresenta também uma grande quantidade de matéria orgânica em decomposição, o que pode acarretar fissuras e escorregamentos durante as escavações e explosões do túnel. Além disso, por apresentar baixa porosidade, dificilmente apresentará infiltrações.

O calcário é um maciço rochoso de alta porosidade, o que lhe dá uma grande capacidade de absorção de água, apresentando, portanto, uma alta taxa de infiltração. Isso constitui um problema em períodos chuvosos, pois é possível ocorrer a dissolução do maciço em contato com a água.

Um problema que dificultaria as escavações nas superfícies limites é a diferença das magnitudes de explosões necessárias: enquanto elas seriam muito importantes para o calcário, uma vez que essa rocha é de extrema dureza, os folhelhos dispensariam magnitudes tão grandes.

O fato de acima da região do modelo 3 passar um rio e, provavelmente, o mesmo ser rodeado de uma floresta (no mínimo de matas ciliares) é extremamente desvantajoso para a construção do túnel, uma vez que o índice de absorção dessa superfície é extremamente alto. Com as infiltrações e o alto intemperismo, o risco de desabamento nessa região é muito grande.

MODELO 4

Neste modelo, serão implantadas duas escavações numa região com o problema de haver uma grande diferença entre a altitude dos pontos, uma na direção Y e outra na direção X:

Túnel na direção Y

Analisando os tipos rochosos em torno dessa região de escavação, tem-se calcário, na parte superior, e folhelhos, na parte inferior.

O calcário é um maciço rochoso de alta porosidade, o que lhe dá uma grande capacidade de absorção de água, apresentando, portanto, uma alta taxa de infiltração. Isso constitui um problema em períodos chuvosos, pois é possível ocorrer a dissolução do maciço em contato com a água.

O folhelhos é um tipo rochoso muito heterogêneo e, por isso, ter diferentes comportamentos para diferentes camadas. Apresenta também uma grande quantidade de matéria orgânica em decomposição, o que pode acarretar fissuras e escorregamentos durante as escavações e explosões do túnel. Além disso, por apresentar baixa porosidade, dificilmente apresentará infiltrações, ocorrendo acúmulo de água em seu piso.

Como a escavação será em um ponto de vale, dentro da região do modelo proposto, essa região será muito problemática, pois a água das chuvas escorrerá nas encostas dos montes e se infiltrará nessas regiões de vale.

Túnel na direção X:

Analisando os tipos rochosos em torno dessa escavação, pode-se destacar os tipos rochosos: argilito com caulinita, na parte superior, e calcário, na parte inferior.

A camada de argilito com caulinita é formada por rochas lutáceas com uma granulação baixíssima e isso as torna extremamente maciças e compactas. Além disso, essas placas de rochas deslizam com muita facilidade uma sobre as outras, criando um ambiente não estático para o túnel.