Artigo Túneis (1)

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1- INTRODUÇÃO 
 
Os túneis e as obras subterrâneas têm adquirido 
uma importância crescente no planejamento e 
gestão do espaço, tanto em áreas urbanas como 
no atravessamento de zonas montanhosas. As 
inúmeras vantagens da utilização do espaço 
subterrâneo são apenas ensombradas pelos seus 
custos associados, dado tratar-se de estruturas 
complexas executadas por técnicos e empresas 
altamente especializados. 
Os túneis têm como objetivos permitir uma 
passagem direta através de certos obstáculos, 
que podem ser elevações, rios, canais, áreas 
densamente povoadas, etc. 
São elementos de transporte, com exceção 
daqueles usados em mineração. São exemplos 
os túneis ferroviários, rodoviários, de metrôs, de 
transporte de fluidos (água). No transporte de 
água, a finalidade pode ser tanto para a obtenção 
de energia, como de abastecimento de 
populações. Os túneis são também 
freqüentemente usados em barragens como 
obras auxiliares, através das quais as águas do 
rio são desviadas, a fim de permitirem a 
construção das estruturas da barragem no leito 
do rio. Porem, para se construir um túnel vários 
fatores devem ser analisados, como as 
características do material geológico que a 
construção vai atravessar. Túneis em solo moles 
ou em rochas usam técnicas diferentes, 
requerendo assim, um estudo minucioso para 
cada etapa do processo de escavação. 
 
 
 
 
1.1 Tipos de Túneis 
Muitos túneis são considerados obras de arte 
tecnológicas, envolvendo um planejamento 
minucioso que levam em consideração ações 
como: custo, qualidade, limitações, impactos e 
transtornos à sociedade, qualidade das 
condições de trabalho, equipamentos e 
produtividade. 
Os túneis são divididos em três classes: 
•Túneis de mineração; 
•Túneis de serviços públicos; e 
•Túneis de transporte. 
Além dessas três classes, ainda existem os 
túneis submersos, que podem servir tanto para 
transporte, quanto para serviços públicos. 
Os túneis de serviços públicos servem para o 
transporte de água, esgoto ou gás através de 
grandes distâncias. Os primeiros túneis eram 
usados para levar água e retirar esgoto de 
regiões densamente povoadas. Os engenheiros 
romanos usavam uma extensa rede de túneis 
para ajudar a transportar água das fontes, nas 
montanhas, para cidades e vilas. 
 
1.2 – Influências dos fatores geológicos e 
Critérios de Projeto 
A exploração cuidadosa das condições 
geológicas é a fase mais importante dos 
trabalhos preliminares para túneis. A escolha do 
alinhamento básico de um túnel é governada 
primeiramente pelos interesses de trafego e 
transporte. A locação exata é controlada pelos 
fatores geológicos e hidrológicos particulares da 
área do túnel. A tendência para a implantação de 
um alinhamento de túnel é mantê-lo o mais reto 
possível, não só por seu percurso menor, custos 
inferiores, melhor visibilidade, mais também 
TÚNEIS – TIPOS E MÉTODOS DE ESCAVAÇÃO. 
Laerte SOUSA DE BRITO 
IESPLAN, Brasília, Brasil. 
RESUMO: Diante da crescente ocupação dos ambientes urbanos e das demandas por infraestrutura, a 
ocupação do espaço subterrâneo mostra-se uma opção. Para este fim, os túneis são a principal 
alternativa, seja para a implantação de redes de utilidades, para transporte rodoviário, para transporte 
metroviário ou para sistemas de saneamento. Assim, este artigo apresenta alguns conceitos e técnicas 
empregadas para se construir um túnel, como, também, as características do material geológico que a 
construção do mesmo vai atravessar e os diferentes métodos e tecnologias utilizadas nas escavações 
dos vários tipos de túneis. 
 
 
 
 
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pela simplificação da construção e de sua 
locação topográfica. A locação geral de um 
túnel, apesar de administrada pelos interesses 
econômicos e de trafego, somente é definida 
quando são definidas as condições geológicas 
A locação de um túnel, quando possível, deve 
ser acima do nível da água, caso contrário, deve 
ser esperada a entrada d’água através do teto e 
das paredes laterais. Em certas condições, pode 
ser necessária a aplicação de métodos especiais 
à construção, como o da couraça, ou a aplicação 
de rebaixamento do nível d’água, etc. 
O estudo do perfil geológico é o primeiro 
passo para a elaboração do projeto, originando a 
conceituação geológica através de estudos, que 
compreendem: 
- pesquisa bibliográfica e mapeamento 
geológico-geotécnico da área de implantação do 
túnel; 
- elaboração de modelo geológico: ênfase em 
compreensão estrutural e geomorfológica; e 
- elaboração do plano de investigação por meio 
de sondagens mecânicas e/ou geofísicas, bem 
como caracterização das amostras das 
sondagens e elaboração da classificação 
geomecânica do maciço. 
Para minimizar a possibilidade de colapsos é 
necessário profundo conhecimento do terreno, 
pois durante a escavação do túnel isto 
possibilitará que sejam adotadas medidas 
preventivas. 
De acordo com Mello (1998), o levantamento 
topográfico deve ser preciso e realizado em toda 
a área a ser atravessada pelo túnel, com traçado 
das curvas de nível a cada metro. Devem 
constar da planta topográfica todas as 
características da superfície do terreno, tais 
como afloramentos de rocha, tipo de vegetação, 
erosões, bacias com água, deslizamentos, falhas, 
rastejamento de encostas, etc. Na área dos 
emboques a escala da planta deve ser 
preferencialmente 1:500, e curvas de nível 
traçadas a cada metro, permitindo a elaboração 
do projeto de terraplenagem. 
O reconhecimento geológico é feito através 
de investigações superficiais, complementadas 
com sondagens espaçadas adequadamente as 
quais fornecem as informações para o 
anteprojeto preliminar. 
 
 
2 - ESCAVAÇÕES EM MATERIAIS 
MOLES (SOLOS) 
 
2.1 - Método de Construção a Céu Aberto – 
“cut-and-cover” 
No método a céu aberto, o túnel propriamente 
dito tem uma secção transversal retangular para 
duas ou mais vias, estando sua base geralmente 
10 m a 20 m abaixo da superfície e tendo em 
conseqüência um reaterro de 4 m a 14 m de 
altura. 
Os diversos métodos de construção a céu 
aberto se distinguem principalmente pelo tipo 
de parede de escoramento. Os principais 
trabalhos que acompanham esse método, sem 
levar em conta a desapropriação do terreno, são: 
a) Remoção das interferências 
Sob as ruas das grandes cidades, encontra-se 
grande número de linhas, cabos e sistemas de 
distribuição de todos os tipos. Nos lugares onde 
não é possível sustentar essas linhas sem 
comprometer o bom andamento da obra, elas 
devem ser relocadas. Canais comuns para todas 
as linhas de distribuição só são feitos raramente, 
devido ao custo elevado e a problemas 
administrativos e técnicos. 
b) Escoramento de prédios 
Para determinar o traçado da construção a 
céu aberto, o engenheiro deve seguir o traçado 
das ruas, o que muitas vezes não corresponde a 
um traçado ideal. 
Ainda assim, não é possível evitar totalmente 
que sejam atingidos prédios. O escoramento ou 
a demolição dos prédios não pode ser 
determinado unicamente por cálculos 
econômicos. 
c) Medidas para o remanejamento do tráfego 
Um dos principais problemas durante a 
construção do túnel é o remanejamento do 
tráfego de veículos. Muitas vezes, necessitam-se 
medidas bastante delicadas, como mudança de 
linhas de tráfego, colocação de sinais e 
semáforos novos, etc. Todas essas medidas 
devem ser tomadas antes de iniciar-se a 
escavação. 
 
2.1.1 - Métodos de construção 
Os métodos de construção a céu aberto 
propriamente ditos são os seguintes: 
a) com taludes inclinados; 
b) com paredes de escoramento de diversos 
tipos: métodos de Berlim e de Hamburgo; 
c) com paredes que farão parte da estrutura da 
obra: método de Milão ou de paredes-
diafragma; e, 
d) métodos especiais. 
A Figura 01 mostra a sequência construtiva 
de um túnel de seçãoquadrada, executado a 
 
 
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partir de escavação a céu aberto, sendo as 
paredes laterais do tipo “paredes diafragmas”. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 01 –Túnel executado a partir de escavação a céu 
aberto, através de concretagem de paredes diafragmas. 
Fonte: Google.com 
 
2.2 - Método da Couraça – “shields” 
O método de construção de túneis com 
couraça é um dos mais modernos, e é o que traz 
menores problemas, tanto para o tráfego 
superficial como para a remoção de 
interferências. Foi utilizado pela primeira vez no 
começo deste século por Brunel, para um túnel 
rodoviário sob o Rio Tamisa, em Londres. Ele é 
aplicável em quase todos os tipos de solo, nos 
moles como nos muito rígidos, acima ou abaixo 
do lençol freático. Ele se adapta muito bem às 
mais variadas condições. Para um 
funcionamento seguro, é necessária a existência 
de uma altura mínima de terra acima do túnel. 
De resto, sua profundidade só é limitada quando 
se trabalha com ar comprimido, abaixo do 
lençol freático. Mesmo trechos em declive ou 
em curvas, quando necessários para estradas ou 
metrôs, não apresentam problemas. 
Atualmente existem três tipos de couraças: 
a) couraça manual; 
Esse tipo é o mais seguro para resolver todos 
os problemas, dentro das mais variadas 
condições. Relativamente ao escoramento do 
solo na frente de trabalho, usam-se dois 
sistemas: As plataformas de trabalho são 
dispostas de modo a permitir que as pessoas 
trabalhem de pé. A escavação do solo e o 
escoramento são feitos de cima para baixo, 
sendo que a plataforma de trabalho avança 
empurrada hidraulicamente. O escoramento 
também é feito com auxílio de macacos 
hidráulicos. Quando a couraça avança, as 
plataformas de trabalho e o escoramento ficam 
parados, isto é, retrocedem relativamente à 
couraça, regulando-se a compressão do solo por 
um comando de pressão dos macacos 
hidráulicos. Isto significa, admitindo-se um 
trabalho muito cuidadoso, que o solo na frente 
de trabalho está completamente escorado a 
qualquer momento e em qualquer fase de 
trabalho. Esse método clássico, de grande 
adaptabilidade, pode ser empregado tanto acima 
como abaixo do nível do lençol freático (com ar 
comprimido). 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 02 - Exemplo de avanço da perfuração com 
couraças com escavação manual. 
Fonte: Google.com 
 
 
b) couraça semi-mecanizada; 
A respeito do escoramento do solo na frente 
de trabalho, as couraças semi-mecanizadas não 
diferem das de escavação manual. Tenta-se 
simplesmente racionalizar e acelerar alguns 
serviços manuais por máquinas adequadas. 
Contudo, as máquinas são operadas 
individualmente. Isso pode ser feito tanto no 
carregamento como na escavação, que é a parte 
mais importante. 
O solo na frente de trabalho, a qualquer 
momento, pode ser escorado total ou 
parcialmente por chapas de aço, usando-se as 
pás mecânicas para colocá-las ou retirá-las. O 
escoramento propriamente dito é feito por 
macacos hidráulicos e pode ser regulado 
exatamente conforme as condições. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 03 - Exemplo de avanço da perfuração 
com couraças semi-mecanizada. 
Fonte: Google.com 
 
c) couraça totalmente mecanizada. 
Nas couraças mecanizadas conhecidas, o solo é 
escavado, na frente de trabalho, por placas 
rotativas, sendo levantado mecanicamente e 
conduzido por correias transportadoras ou 
vagonetes. Todas as instalações auxiliares são 
instaladas na couraça ou em um "reboque". A 
colocação dos segmentos dos anéis e a injeção 
de argamassa são feitas como nos outros tipos 
de couraça. Devem-se distinguir couraças com a 
frente de trabalho escorada ou não, isto é, se a 
escavação e feita por um disco fechado ou 
aberto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 04 - Exemplo de avanço da perfuração com 
couraças totalmente mecanizada. 
Fonte: Google.com 
 
2.3 - NEW AUSTRIAN TUNNELING 
METHOD ( NATM) 
 
As primeiras publicações sobre o NATM 
surgiram em três artigos pela Revista Water 
Power escritos por Rabcewicz em 1964 e 1965. 
Segundo Ferrari (1993), caracteriza-se como um 
processo de escavação subterrânea que, 
utilizando o concreto projetado como 
revestimento, busca a estabilização das 
deformações do terreno através do alívio 
controlado das tensões atuantes, exigindo para 
isso instrumentação de campo adequada e a 
monitoração constante das condições de 
escavação, para que sejam alcançados os 
resultados esperados. A principal característica 
no NATM é o uso de uma camada delgada de 
chumbadores que é aplicada a uma superfície da 
rocha adjacente. 
Segundo Mello (1998), para viabilizar a 
escavação de um túnel pelo NATM, é 
importante que o terreno tenha capacidade 
autoportante, por isso torna-se necessária a 
estabilização do maciço, durante o tempo 
mínimo de instalação do suporte. Percebendo a 
importância do conhecimento do 
comportamento do maciço, Terzaghi (1950) 
apresentou uma classificação de solo baseada na 
reação do maciço submetido à escavação e no 
tempo decorrido entre o início das escavações e 
o início da instabilização do maciço, 
denominada “classificação do tuneleiro”. 
Segundo este critério, o solo é classificado em 
seis categorias que consideram o modo como o 
maciço se degrada em conseqüência da 
escavação do túnel. A classificação cuja 
característica representa maior parcela do tipo 
do solo estudado é a do solo desplacante. Esta 
classificação descreve o maciço que se 
instabiliza através de placas ou blocos de solo 
que se destacam após a sua exposição. Se o 
processo não for interrompido os 
desplacamentos podem ocorrer 
progressivamente, formando cavidades ou 
capelas que podem atingir a superfície. 
Os princípios básicos do NATM podem ser 
mais bem ilustrados comparando-se a mecânica 
das rochas de túneis, escorados com esse 
método e com os antigos. Ao passo que todos os 
métodos mais antigos de escoramento 
temporário, sem exceção causam vazios e o 
afrouxamento através da plastificação de 
diversos elementos da estrutura de escoramento, 
uma camada delgada de concreto projetado, às 
vezes, junto de um adequado sistema de 
chumbador de rocha, aplicando à superfície da 
rocha imediatamente após a detonação, evita o 
afrouxamento e reduz de certo modo a 
descompressão da massa de rocha adjacente. 
Embora basicamente o NATM pareça ser 
bastante simples, essa técnica de execução de 
túneis é bastante delicada em sua aplicação, 
 
 
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especialmente em rocha fraca e saturada. A 
aplicação correta e bem sucedida desse método 
requer bastante experiência prática e a íntima 
colaboração de um geólogo – engenheiro. 
Para que sejam aproveitadas ao máximo as 
possibilidades desse método de execução de 
túneis, é necessário não somente ter a 
experiência prática de execução de túneis, mas 
também é preciso ter um conhecimento 
profundo das propriedades e do comportamento 
da rocha. 
 
3 - MÉTODO DE ESCAVAÇÃO EM 
MATERIAIS DUROS (ROCHAS) 
 
3.1 - Método Tradicional 
Túneis desenvolvidos em rochas podem 
apresentar diferentes métodos de avanço, como 
a Escavação Total onde toda a frente é perfurada 
e dinamitada; Escavação por Galeria Frontal e 
Bancada que envolve o avanço da parte superior 
do túnel, sempre adiante da parte inferior; e, 
Escavação com Galerias podendo ser central, 
lateral, de fundo e de teto. Em túneis bastante 
largos, pode ser vantajoso desenvolver um túnel 
menor, chamado galeria, antes da escavação 
total da frente. 
 
3.2 - Método Mecânico 
Esse método é antigo e suas vantagens 
comparadas com as do método tradicional, são 
evidentes no que tange segurança, pois suas 
aberturas de paredes arredondadas são mais 
resistentes e perigo da queda de blocosé menor; 
menor número de trabalhadores; e, avanço 
rápido. 
Porém, existem algumas desvantagens, como 
o alto investimento inicial requerido pelo 
equipamento, o que elimina sua aplicação em 
túneis curtos. O sistema de ventilação necessita 
ser mais largo e/ou mais complexo para 
proporcionar o controle da poeira do calor. 
Deve ser efetuado cuidadoso controle na direção 
e no “grade” do túnel, para evitar possíveis 
desvios, de difícil correção. 
O projeto básico do equipamento é quase 
sempre definido com a seleção das condições 
geotécnicas do local e do diâmetro do túnel. A 
seleção do tipo apropriado dos elementos 
cortantes é feita em função das características 
das formações rochosas a serem atravessadas. 
 
3.2.1 - Máquina Tuneladora (Tatuzão ou 
TBM). 
Conhecida popularmente no Brasil por 
“Tatuzão” e internacionalmente por TBM 
(Tunneling Boring Machine), os TBMs são 
máquinas metálicas e com seção transversal 
idêntica àquela que será escavada (Moreira, 
2006). 
Em definição mais exata tecnicamente, o 
tatuzão (Figura 05) é um sistema composto de 
um corpo principal e outros elementos de apoio, 
constituído por mecanismos de corte e impulso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 05 – Máquina Tuneladora (Tatuzão). 
Fonte: Google.com 
 
Bastos (1998) destaca a existência de diversos 
tipos de máquinas tuneladoras algumas delas 
possuindo couraças – também nomeados 
escudos ou shields – para auxílio à escavação 
em rochas brandas, solos saturados ou outras 
condições que requeiram colocação imediata de 
estrutura de suporte. Muitas são fabricadas 
unicamente para uma obra, às vezes podem ser 
usadas em outra escavação, mas raramente isso 
acontece. Os tipos de tuneladoras e sua 
classificação são em função do solo a ser 
escavado, conforme a Figura 06. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 06 - Classificação das máquinas tuneladoras. 
Fonte: Google.com 
 
 
 
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Sobre a utilização de máquinas tuneladoras, 
Da Silva (2007) ressalta que importantes 
condicionantes do método são a variabilidade 
geológica possível de ser encontrada ao longo 
de um túnel e a baixa flexibilidade com relação 
a mudanças na geometria do túnel. Moreira 
(2006) confirma estas informações e acrescenta 
que um acentuado problema do método 
construtivo é a sobrescavação (overbreak - 
escavação para além do limite útil ou do limite 
geométrico previsto em projeto), decorrente da 
geometria circular das tuneladoras. É a situação 
que ocorre para se conseguir uma largura maior 
a partir de uma máquina circular, o que acaba 
gerando um aumento desnecessário na altura da 
cavidade e, por consequência, no custo do 
projeto. 
Dentre as vantagens da escavação com 
tuneladoras, Da Silva (2007) cita: maiores 
condições de segurança da obra, favorecimento 
de atividades laborais, maior regularidade e 
qualidade da superfície escavada, maior 
velocidade de escavação e menor indução de 
vibrações no maciço escavado. Alguns 
consideram esta técnica de escavação viável 
apenas na ocorrência de seções transversais 
geometricamente uniformes e formações 
geológicas também uniformes. 
 
4 - DEFINIÇÃO E ESCOLHA DO 
MÉTODO CONSTRUTIVO 
 
As escolhas dos métodos de execução de uma 
obra dependem das condicionantes gerais de 
cada empreendimento. Daí decorre a 
necessidade de se conhecer estas condicionantes 
antes do processo decisório. Esta afirmação é 
apoiada por Moreira (2006), que declara o 
julgamento ponderado dos condicionantes que 
intervêm no processo como premissa para a 
seleção do método construtivo mais apropriado. 
Feita a exposição das metodologias 
construtivas até o momento consagradas – 
incluindo suas limitações, vantagens, 
desvantagens e potencialidades – alguns fatores 
intervenientes na escolha do método construtivo 
de túneis podem ser apontados como de maior 
relevância: finalidade, características do solo, 
cobertura do maciço sobre o túnel, ocupação da 
superfície, seção transversal, extensão, taxas de 
avanço requeridas e modalidade contratual. O 
conjunto destes fatores forma o contexto no qual 
um túnel estará inserido durante e após sua 
construção. Contudo, a regra geral é que este 
contexto apresente mudanças à medida que cada 
componente varie. Assim, a variação do solo 
existente no traçado de um longo túnel ou a 
variação da cobertura sobre ele devido ao relevo 
do ambiente constitui um exemplo de contexto 
mutável. Diante disso é possível e comum que 
mais de um método construtivo seja utilizado 
para o mesmo túnel, fazendo com que trechos 
distintos da obra sejam construídos com 
diferentes tecnologias. 
 
5 – CONCLUSÃO 
 
Como visto ao longo deste trabalho, os túneis 
possuem diversas finalidades tais como: vias de 
comunicação (estradas, caminhos de ferro, 
passagens pedonais); vias de condução 
hidráulica (adutores de água, de gás, 
aproveitamentos hidroelétricos); minas; acessos 
a instalações subterrâneas militares; depósitos 
de carburantes; armazenamento de resíduos; etc. 
É, assim, bastante vasto o campo de aplicação 
destas obras geotécnicas, possuindo 
particularidades específicas que se prendem 
com o fim a que se destinam e com as condições 
naturais existentes no local de construção. Após 
se estudar o terreno e suas condicionantes, 
escolho-se o melhor método construtivo 
avaliando inúmeros fatores: fluxo de caixa, 
prazos, valores, meio ambiente, e, 
principalmente, questões sociais acerca dos 
transtornos que podem ser minimizados ou até 
mesmo evitados. Pelo que foi dito, é fácil de 
entender que a construção de um túnel ou de 
uma obra subterrânea envolve equipes 
multidisciplinares especializadas, onde a 
Geotecnia tem uma intervenção preponderante 
em praticamente todas as etapas. 
 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
De Mello, V.; Boscov, P. & Campanhã C. Túneis em 
Terrenos Pouco Consistentes. Manual Técnico. São 
Paulo: CBPO, 1998 
Ferrari, O.A. O NATM como Alternativa Versátil de 
Método Construtivo. Revista do Instituto de 
Engenharia, São Paulo, v.1, n.494, p. 58-59, mar.1993. 
Terzaghi, K. Geologic aspects of soft-ground tunneling. 
In: TRASK,P.D. Applied sedimentation. New York: 
Wiley, 1950. Cap.11, p.193-209. 
Moreira, Carlos Manuel da Cruz. Túneis: uma herança 
ancestral rumo ao futuro. A 
obra nasce: revista de Arquitectura da Universidade 
Fernando Pessoa. Porto, 
Portugal, n. 3, p. 92-115, jan. 2006. 
Bastos, Mário José N. A Geotecnia na concepção, projeto 
e execução de túneis em maciços rochosos. 1998. 166 
 
 
7 
f. Dissertação de Mestrado. Instituto Superior Técnico, 
Universidade Técnica de Lisboa, Lisboa, Portugal, 
1998. 
Da Silva, Carlos Antônio R. Perfil geológico-geotécnico 
do subsolo ao longo do traçado do Metrô de Goiânia. 
2007. 227 f. Dissertação de Mestrado. Departamento 
de Engenharia Civil, UnB, Brasília, DF, 2007. 
ENGENHARIA CIVIL.COM – ENGENHARIA NA 
INTERNET. Máquina Tuneladora 
http://www.videos.engenhariacivil.com/como-
funciona-uma-tuneladora. Acesso em 02 nov. 2016.