Túneis - tipos de escavamento

INTRODUÇÃO

Túneis, falando-se da maneira mais simples, são tubos que atravessam montanhas, solos ou até mesmo desviam leitos de rios. Já do ponto da construção, essa obra é uma das mais complexas no campo da engenharia civil.

Embora existam túneis criados naturalmente pelo processo de erosão, falaremos aqui sobre aqueles criados artificialmente, ou seja, por um processo chamado de escavação. Tal processo é composto por várias etapas, anteriores e posteriores à escavação do material rochoso em si.

Antes de escavar um túnel, é necessário definir sua locação, e para isso, é preciso que exista um estudo geológico minucioso sobre o terreno em que se esteja planejando a construção do túnel. A tendência maior na construção de um túnel é que ele seja o mais alinhado e reto possível, não somente por motivos financeiros e de percurso, mas para facilitação da sua construção e da sua locação topográfica.

Sempre que possível, é mais favorável a construção acima do nível da água. Mas caso não seja possível, existem alguns métodos, como o da couraça e rebaixamento do nível d’água, que podem resolver o problema.

Falando sobre o formato dos túneis, o mais usado é o do Arco Contínuo, pois isso permite que o túnel suporte a pressão enorme que vêm de todos os lados da construção; mas existem outros formatos comuns de túneis, como o em forma de ferradura (usado em ferrovias), em forma retangular e em arco (usados comumente em rodovias) e em forma circular (usados em construção de metrôs).

No que diz respeito à categoria dos túneis, existem 3 grandes categorias: mineração, obras públicas e transporte.

Os túneis de mineração, como o próprio nome sugere, são criados com o objetivo de transportar operários ou equipamentos - em alguns casos transportam ambos – para depósitos de minérios que ficam em camadas profundas do solo. Esses túneis são feitas com técnicas semelhantes aos demais, mas tem um custo de construção bem inferior. No quesito segurança, é a categoria que mais deixa a desejar.

A categoria de obras públicas consiste em túneis criados com o objetivo de transportar água, esgoto e até gás por longas distâncias. Um dos exemplos mais antigos desse tipo de túnel são os aquedutos romanos, que além de túneis subterrâneos possuíam também estruturas semelhantes a pontes sustentadas por arcos, para levar água das montanhas à cidade de Roma.

Os túneis de transporte nasceram junto com o surgimento dos carros e trens. Têm a função de melhorar a qualidade do transito e facilitar o deslocamento entre regiões que tinha entre elas algum obstáculo (como uma montanha ou algo do tipo). São construções caras e complexas, pois envolvem a segurança dos milhares de pessoas que por dia utilizam-se dos túneis.

Já sabendo quais são os grandes tipos de túneis e suas funções, podemos falar sobre os métodos pelos quais esses túneis são construídos, conhecidos como métodos de escavação. Uma abordagem maior sobre esses métodos será feita nos objetivos desse relatório.

No caso de rochas duras, existem dois métodos: o tradicional e o mecânico. O método tradicional é o mais usado. Nele geralmente são feitas duas ou mais frentes de escavação, sendo os métodos de avanço o de escavação total ou por galeria frontal e bancada. Já o método mecânico é bem mais elaborado, exigindo um custo inicial mais alto e por isso é aplicado na construção de túneis com grande extensão.

No caso de rochas moles, existem três métodos: “Cut-and-Cover”, NAMT e “Couraças”. O método NAMT vai ser abordado por outro grupo separadamente. Falando sobre o “Cut-and-Cover”, é um método de construção à céu aberto, que tem como principais trabalhos: a remoção das interferências, o escoramento de prédios e medidas de remanejamento do tráfêgo. O método da “Couraça”, também conhecido como “Shields”, é composto por três tipos de couraças: manual, semi-mecanizada e totalmente mecanizada. É um dos métodos mais modernos e que trás menos problemas e foi utilizado pela primeira vez na construção do túnel rodoviário sobre o Rio Tamisa, em Londres.

Outro importante aspecto na construção de túneis é o impacto que essa construção causa na comunidade e no meio ambiente. Para comunidade, um túnel de transporte é muito útil, pois ele pode servir de espaço para um metrô que ajuda no descolamento de milhares de pessoas por dia, ou pode ajudar diminuir os engarrafamentos, pois pode ser utilizado como uma “segunda opção” para se chegar ao seu destino. Já um túnel de obras públicas facilita a distribuição de água para as comunidades, retira esgotos, pode servir para o abastecimento de gás, ou seja, também tem um grande impacto positivo. Já um túnel de mineração, tem um impacto negativo para a população próxima, pois pelo menor investimento que é feito na sua construção, torna-se extremamente perigoso.

No que diz respeito ao meio ambiente, um Túnel tem influência essencialmente na aparência, onde montanhas podem dar origem a rodovias, ferrovias, ou um rio pode ter seu leito desviado por conta de Túneis (processo muito utilizado na construção de barragens).

OBJETIVOS

Este trabalho acadêmico tem como objetivo principal uma maior aprendizagem sobre diferentes áreas da Engenharia Civil. No caso da área de Túneis, busca-se aprender um pouco sobre como funciona sua construção, as diferentes funcionalidades e os diversos tipos de Túneis existentes. Além disso, pretende-se passar esse conhecimento aos nossos colegas de turma, para que todos saibam mais sobre essa imensa área de Engenharia.

Falando sobre o objetivo científico do trabalho, pretende-se abranger os métodos de escavação de túneis, tanto em rochas duras como em moles, especificando qual diferença e como são aplicados cada um desses métodos.

Também se busca informar o porquê de os túneis serem feitos, como tais construções afetam a sociedade e o meio.

MÉTODO

Para fazer esse trabalho, foi utilizado principalmente o conteúdo fornecido por sites, como alguns relatórios, artigos e projetos de pesquisas sobre Túneis. Também serviram de bases alguns e-books sobre o tema de escavações.