Projeto Túnel Estabilidade

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<p>UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ- CAMPUS CRATEÚS</p><p>DISCIPLINA: ESTABILIDADE DE TALUDES E GALERIAS</p><p>DOCENTE: MÁRCIO AVELINO DE MEDEIROS</p><p>PROJETO FINAL</p><p>JOÃO PEDRO DE ABREU MESQUITA - 470922</p><p>MÔNICA FERREIRA MOREIRA - 403904</p><p>CRATEÚS/CE</p><p>2022.2</p><p>1</p><p>SUMÁRIO</p><p>1. MEMORIAL DESCRITIVO.................................................................................................. 2</p><p>1.1 INFORMAÇÕES SOBRE A OBRA E PROJETISTAS................................................. 2</p><p>1.2 PLANO DE INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO....................................... 2</p><p>1.3 CONCEPÇÃO E JUSTIFICATIVA DO PROJETO....................................................... 3</p><p>1.4 DESCRIÇÃO E ESPECIFICAÇÃO DO SISTEMA DE SUPORTE............................... 3</p><p>1.5 INSTRUMENTAÇÃO DO TÚNEL................................................................................ 4</p><p>2. MEMORIAL TÉCNICO........................................................................................................ 5</p><p>2.1 CÁLCULO DAS TENSÕES NATURAIS E INDUZIDAS............................................... 5</p><p>2.2 CÁLCULO DOS DESLOCAMENTOS E DEFORMAÇÕES INDUZIDOS...................12</p><p>2.3 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE SUPORTE................................................ 13</p><p>2.4 BACIAS DE RECALQUES......................................................................................... 14</p><p>3. PLANTAS E DESENHOS..................................................................................................16</p><p>3.1 SEÇÕES DO TÚNEL E DETALHAMENTO DO SISTEMA DE SUPORTE................16</p><p>3.2 DISTRIBUIÇÃO DAS INSTRUMENTAÇÕES............................................................ 16</p><p>4. REFERÊNCIAS................................................................................................................. 17</p><p>2</p><p>1. MEMORIAL DESCRITIVO</p><p>1.1 INFORMAÇÕES SOBRE A OBRA E PROJETISTAS</p><p>A obra consiste em uma construção de túnel para o transporte intermunicipal entre</p><p>cidades da região noroeste do estado do Ceará, a Serra da Ibiapaba como é denominada essa</p><p>área contém 9 municípios, sendo eles Carnaubal, Croatá, Guaraciaba do Norte, Ibiapina, Ipu,</p><p>São Benedito, Tianguá, Ubajara e Viçosa do Ceará. Para a elaboração e construção da obra</p><p>foram contratados os engenheiros de minas João Pedro de Abreu Mesquita e Mônica Ferreira</p><p>Moreira.</p><p>1.2 PLANO DE INVESTIGAÇÃO GEOLÓGICO-GEOTÉCNICO</p><p>A região encontra-se na borda de uma das maiores bacias sedimentares do país, a bacia</p><p>de Parnaíba. Constituída de rochas sedimentares e rochas cristalinas, apresentando maciços</p><p>cristalinos e chapadas sedimentares.</p><p>Figura 1: Mapa geológico da Serra da Ibiapaba</p><p>Fonte: Moura Fé, 2015.</p><p>O planalto da Ibiapaba é considerado uma chapada, sendo um relevo tabular. Logo as</p><p>unidades da geomorfologia são demonstradas a seguir.</p><p>3</p><p>Figura 2: Mapa geomorfológico da Ibiapaba setentrional</p><p>Fonte: Moura-Fé, 2015.</p><p>1.3 CONCEPÇÃO E JUSTIFICATIVA DO PROJETO</p><p>O projeto tem como objetivo principal o transporte intermunicipal das cidades</p><p>localizadas na região da Serra da Ibiapaba, diminuir a distância e o risco de acidentes iminentes</p><p>presentes nas rodovias de acesso dessas áreas por conta das diferenças de topografia e altitude</p><p>da região, justificando a construção do túnel tanto para a segurança do traslado, como</p><p>esteticamente para a região.</p><p>1.4 DESCRIÇÃO E ESPECIFICAÇÃO DO SISTEMA DE SUPORTE</p><p>Sistema de suporte utilizado foi o concreto projetado com espessura de 0,12 metros</p><p>com resistência de 40 MPa para as seções I e II que apresentam um raio de abertura 5 metros e</p><p>40 metros de profundidade, que de com os cálculos de estruturas da seção I apresentou tensão</p><p>de sobrecarga de 0,96 KPa de acordo com uma curva de reação do maciço (CRM) de 0,576,</p><p>gerando o fator de segurança de 1,7 para a seção I. Na seção II tem-se o mesmo valor de raio e</p><p>profundidade, tendo uma alteração nos valores de tensão de sobrecarga e curva de reação do</p><p>maciço, respectivamente de 0,96 MPa e 0,64 de CRM, gerando um fator de segurança de 1,5.</p><p>Nas seções III e IV há alteração dos valores de raio do túnel e profundidade. Seção III</p><p>temos de raio 10 metros com profundidade de 45 metros e seção IV tem-se de raio 10 metros</p><p>4</p><p>e 50 metros de profundidade, analisando as tensões envolvidas nota-se que só o concreto</p><p>projetado não fornece um fator de segurança aceitável, logo tem a necessidade de uma alteração</p><p>no tipo de suporte de concreto projetado para concreto de alta desempenho, garantir a</p><p>estabilidade do maciço. O material agregado que foi usado no concreto foi o gnaisse com um</p><p>fator 1 para o dimensionamento dos concretos utilizados no projeto.</p><p>1.5 INSTRUMENTAÇÃO DO TÚNEL</p><p>A instrumentação é um conjunto de técnicas e aparelhos utilizados para a menção das</p><p>perturbações sofridas pelo maciço rochoso no ato da escavação, como também na sua vida útil</p><p>para a manutenção e garantia da estabilidade. No projeto em questão foram realizadas as</p><p>instrumentações a cada um metro de distância, o túnel apresenta 4 seções com dois diâmetros</p><p>e 3 profundidades diferentes, logo a análise de tensões e o comportamento do maciço tem-se</p><p>ser observado.</p><p>Sendo usado para a escavação um TBM (Tunnel Boring Machine), e como</p><p>instrumentação, será usado o método O NATM que acompanha as variações de tensões e</p><p>deformações do terreno, as quais ocorrem como resultado da perda do equilíbrio existente no</p><p>maciço antes da escavação. O método permite a ocorrência controlada das deformações e, com</p><p>isto, promove a mobilização das forças resistentes do maciço (Kolymbas, 2005).</p><p>5</p><p>2. MEMORIAL TÉCNICO</p><p>Para demonstrar o memorial técnico do projeto do túnel em questão, foram realizados</p><p>os cálculos para diversos parâmetros do projeto, tais como o cálculo de tensões naturais e</p><p>induzidas, cálculo dos deslocamentos e deformações, dimensionamento do sistema de suporte</p><p>e da bacia de recalques. A seguir, são mostrados os dados e parâmetros iniciais do projeto.</p><p>Tabela 1: Dados das regiões e das seções do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>2.1 CÁLCULO DAS TENSÕES NATURAIS E INDUZIDAS</p><p>A elaboração dos cálculos de tensões induzidas foi baseada no método analítico de</p><p>Kirsch, onde foram encontrados valores de tensões induzidas para as quatro seções do túnel,</p><p>assim como para diferentes inclinações utilizando os ângulos notáveis (0º, 30º, 45º, 60º e 90º).</p><p>Gráfico 1: Tensões induzidas da seção I para ϴ=0º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>6</p><p>Gráfico 2: Tensões induzidas da seção I para ϴ=30º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 3: Tensões induzidas da seção I para ϴ=45º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 4: Tensões induzidas da seção I para ϴ=60º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 5: Tensões induzidas da seção I para ϴ=90º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>7</p><p>Gráfico 6: Tensões induzidas da seção II para ϴ=0º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 7: Tensões induzidas da seção II para ϴ=30º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 8: Tensões induzidas da seção II para ϴ=45º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>8</p><p>Gráfico 9: Tensões induzidas da seção II para ϴ=60º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 10: Tensões induzidas da seção II para ϴ=90º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 11: Tensões induzidas da seção III para ϴ=0º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>9</p><p>Gráfico 12: Tensões induzidas da seção III para ϴ=30º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 13: Tensões induzidas da seção III para ϴ=45º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 14: Tensões induzidas da seção III para ϴ=60º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>10</p><p>Gráfico 15: Tensões induzidas da seção III para ϴ=90º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 16: Tensões induzidas da seção IV para ϴ=0º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 17: Tensões induzidas da seção IV para ϴ=30º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>11</p><p>Gráfico 18: Tensões induzidas da seção IV para ϴ=45º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 19: Tensões induzidas da seção IV para ϴ=60º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Gráfico 20: Tensões induzidas da seção IV para ϴ=90º</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Para o cálculo das tensões naturais, foi realizado o produto entre a profundidade da</p><p>seção do túnel e do peso específico de cada seção. Os resultados obtidos são demonstrados na</p><p>Tabela 2.</p><p>12</p><p>Tabela 2: Tensões naturais das seções</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>2.2 CÁLCULO DOS DESLOCAMENTOS E DEFORMAÇÕES INDUZIDOS</p><p>Para o cálculo dos deslocamentos e deformações induzidas, considerou-se variações no</p><p>ângulo de inclinação para 0º, 30º, 45º, 60º e 90º para as 4 seções do túnel.</p><p>Tabela 3: Deslocamentos e deformações da seção I do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Tabela 4: Deslocamentos e deformações da seção II do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>13</p><p>Tabela 5: Deslocamentos e deformações da seção III do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Tabela 6: Deslocamentos e deformações da seção IV do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>2.3 DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA DE SUPORTE</p><p>Tabela 7: Sistema de suporte da seção I do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Tabela 8: Sistema de suporte da seção II do túnel</p><p>14</p><p>Tabela 9: Sistema de suporte da seção III do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Tabela 10: Sistema de suporte da seção IV do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>2.4 BACIAS DE RECALQUES</p><p>Tabela 11: Bacia de recalques da seção I do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>15</p><p>Tabela 12: Bacia de recalques da seção II do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Tabela 13: Bacia de recalques da seção III do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>Tabela 14: Bacia de recalques da seção IV do túnel</p><p>Fonte: Autoria própria</p><p>16</p><p>3. PLANTAS E DESENHOS</p><p>3.1 SEÇÕES DO TÚNEL E DETALHAMENTO DO SISTEMA DE SUPORTE</p><p>As seções do túnel e o sistema de suporte das seções 1, 2, 3 e 4 estão em anexo</p><p>abaixo.</p><p>3.2 DISTRIBUIÇÃO DAS INSTRUMENTAÇÕES</p><p>A distribuição das instrumentações das seções 1, 2, 3 e 4 estão anexadas abaixo.</p><p>17</p><p>4. REFERÊNCIAS</p><p>Revista da Casa da Geografia de Sobral, Sobral/CE, v. 19, n. 2, p. 35-54, Dez. 2017,</p><p>http://uvanet.br/rcgs. ISSN 2316-8056 © 1999, Universidade Estadual Vale do Acaraú. Todos</p><p>os direitos reservados.</p><p>DE CLAUDINO-SALES, VANDA et al. Megageomorphology of the ibiapaba plateau, ceará</p><p>state: An introduction. William Morris Davis-Revista de Geomorfologia, v. 1, n. 1, p. 186-</p><p>209, 2020.</p><p>Melo, R. ; Albuquerque, P. ; Garcia, J. Análise da instrumentação durante a escavação de um</p><p>túnel de baixa cobertura em solo sob uma rodovia em operação.</p>