TRATAMENTO DE MACIÇO EM TÚNEIS NATM CONFORME A CLASSIFICAÇÃO GEOMECÂNICA 2017.04.13 recebido 03 07 2017 FINAL

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TRATAMENTO DE MACIÇO EM TÚNEIS NATM 
CONFORME A CLASSIFICAÇÃO 
GEOMECÂNICA 
 
 
2 
 
TIAGO EUGENIO CONEGLIAN DE OLIVEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TRATAMENTO DE MACIÇO EM TÚNEIS NATM 
CONFORME A CLASSIFICAÇÃO GEOMECÂNICA 
 
 
 
 
 
Artigo Técnico para obtenção de título de 
Especialização Em Engenharia de 
tuneis da Faculdade Redentor Apresentado 
ao Prof. Misael Cardoso Pinto Neto na 
disciplina de Metodologia e Pesquisa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
13/04/2017 
3 
 
TRATAMENTO DE MACIÇO EM TÚNEIS NATM 
CONFORME A CLASSIFICAÇÃO GEOMECÂNICA 
 
 
Prof. Misael Cardoso Pinto Neto* 
Tiago Eugênio Coneglian de Oliveira** 
 
 
 
 
 
RESUMO 
O artigo a seguir visa apresentar explicações sobre execução de suporte de 
túneis utilizando a avaliação geomecânica, e detalhar a utilização destes. 
Palavras-chave: NATM, Escavações Subterrâneas, Túnel, Tratamentos de 
Maciços 
 
ABSTRACT 
The following article aims to provide explanations on the execution of tunnel support 
using the geomecânica evaluation, and to detail the use of these. 
Keywords: NATM, Underground excavations, Tunnel, Massif treatments 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Professor Orientador. Graduado Bacharel em Engenharia Civil, Pós-Graduado em Perícia, auditoria 
Ambientais, Professor Pós-Graduação Pericias de Engenharia. 
Pós-Graduando do Curso Especialização em Engenharia de Túneis pela Faculdade Redentor, 
Graduado Bacharel em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Nove de Julho e Técnico em 
Edificações pelo Instituto Tecnológico de Barueri, Engenheiro Responsável de Produção em Obras 
de Infraestrutura na Construtora OAS 
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1. Introdução 
 
Devido à verticalização dos grandes centros urbanos e à grande necessidade 
de melhorar as infraestruturas destes, a execução de túneis tem se tornado 
essencial para o desenvolvimento destas construções, essa grande demanda teve 
um grande apoio com o surgimento do NATM- New Austrian Tunelling Method- em 
1960. 
Com o NATM novos parâmetros e conceitos geotécnicos referentes à 
estabilidade dos maciços começaram a ser adotados em obras subterrâneas. Com a 
aplicação deste método, além de inovações quanto aos tratamentos objetivando à 
estabilidade das frentes de serviço, ocorreu uma grande evolução das técnicas de 
escavação subterrânea e dos equipamentos até então utilizados, com toda a 
segurança possível e reduzindo de forma direta os custos [1]. 
As construções subterrâneas têm desenvolvimentos de suporte provisório e 
definitivo utilizando como base critérios empíricos de classificação de maciços 
rochosos. A posterior modelação a partir de modelos numéricos de cálculo através 
do método dos elementos finitos, procura analisar a influência que exercem alguns 
fatores sobre o comportamento dos túneis, tais como: o estado de tensão inicial do 
maciço, a dimensão das aberturas, e os modelos usados na representação do 
comportamento mecânico dos diversos materiais [1,2]. 
Nesse sentido, os métodos empíricos de classificação geomecânica para 
suporte de túneis permitem uma primeira aproximação do tipo de suporte necessário 
para uma dada obra, e uma previsão plausível do seu desempenho. Esses métodos 
levam em consideração um número limitado de parâmetros geotécnicos, em geral, 
passíveis de serem determinados à custa de ensaios simples de laboratório e a 
partir de observações da superfície e do estudo da amostragem efetuada nas 
sondagens mecânicas permitindo, assim, a divisão dos maciços rochosos em várias 
classes e, com isso, o seu zoneamento em termos de comportamento geomecânico, 
possibilitando a escolha do suporte adequado, de acordo com as características 
avaliadas no maciço rochoso [1,2]. 
As investigações geológicas preliminares em um projeto passaram a ter uma 
importância ainda maior para as escavações subterrâneas. O quadro geológico-
geotécnico identificado por elas permitirá uma correta projeção das metodologias a 
serem empregadas, dos tratamentos necessários para garantir a estabilidade dos 
maciços a serem escavados, além do correto dimensionamento prévio dos recursos 
humanos, materiais e equipamentos a serem disponibilizados para as obras [1]. 
 
2. Fundamentação 
 
O NATM introduziu a aplicação de tratamentos específicos para cada classe 
de maciço, sendo estes preliminarmente definidos na fase de projeto [1]. 
Para a escavação de um túnel, por exemplo, a partir do quadro geológico-
geomecânico revelado pelas investigações, os maciços a serem escavados podem 
ser classificados em até cinco classes de rocha, como previsto pelo NATM: 
 
5 
 
• Classe V: maciços formados por solo de alteração ou rocha totalmente 
alterada, com pouca ou sem nenhuma coesão, ausência de auto suporte e 
estabilidade quando escavados; na presença de água subterrânea esses 
maciços são classificados como Classe VI. 
• Classe IV: maciços de rocha mais fraturada e apresentando faixas 
intercaladas de rocha alterada, com menor coesão, auto suporte e 
estabilidade temporária, sendo que o quadro pode se agravar na presença de 
água subterrânea; 
• Classe III: maciços de rocha sã, fraturada, com certo grau de auto suporte e 
coesão, porém entrecortado por famílias de fraturas segundo diferentes 
direções e mergulhos, podendo ocorrer faixas de alterações nessas fraturas, 
relacionadas a maiores concentrações de água subterrânea. 
• Classe II: maciços de rocha sã, sem alterações, autoportantes e coesos, 
porém já apresentando no mínimo uma família de fraturas ou diaclases; 
• Classe I: maciços de rocha sã, sem alterações, autoportantes e coesos, com 
ausência de planos de fraturas ou diaclases que, no entanto, podem ocorrer 
de forma isolada; 
Uma das primeiras classificações geomecânicas conhecidas, adaptável a 
rochas e solos, foi elaborada por Terzaghi. Nesta classificação, os terrenos foram 
englobados em nove classes, sendo indicada para cada uma a carga transmitida ao 
suporte. Todavia esta classificação possui divergências quanto à eficiência da 
escolha adequada dos suportes de túneis, tendo em vista que não leva em 
consideração o estado de tensão inicial no maciço, limitando a previsão das cargas 
transmitidas ao suporte após a formação do vazio. Além do mais, Terzaghi limita a 
escolha do suporte em túneis a cambotas metálicas. Por este motivo, surgiram 
outros sistemas de avaliação geomecânicas para classificação e dimensionamento 
de suportes em túneis que englobavam critérios quantificáveis e que forneciam 
indicações mais precisas no que se dizia respeito às propriedades intrínsecas do 
maciço. 
A partir dos anos 1970, graças a um maior e melhor detalhamento da 
geologia local e de seus condicionantes geotécnicos, os maciços estão sendo 
mapeados e classificados pelo RMR (Rock Mass Rating- Bieniawski) e pelo sistema 
Q de Barton. Estas classificações são mais rigorosas e precisas que uma primeira 
classificação pelo NATM e deverão ser sempre bem fundamentadas, ajustadas e até 
refeitas corretamente já na fase das escavações subterrâneas, quando as frentes de 
avanço devem ser acompanhadas e mapeadas por geólogos experientes [1]. 
 
2.1. Classificação de Bieniawski pelo RMR 
A classificação geomecânica proposta por Bieniawski, bastante versátil e de 
fácil utilização, surgiu logo após a necessidade de quantificar com maior precisão 
parâmetros geológicos no maciço frente à necessidade de dimensionamento de 
suporte em aberturas subterrâneas. 
O sistema RMR (Rock Mass Rating), assim intitulado por Bieniawski, analisa 
uma série de parâmetros geológicos e geotécnicos no maciço e ponderam uma 
pontuação frente estes parâmetros. A partir do valor obtido para o RMR pode-se 
estimar uma série de informações úteis,como o vão autoportante, o tempo de auto 
sustentação, a pressão de suporte para uma dada abertura, e também, ajudar na 
escolha do método de escavação. Também, pode-se estimar: a coesão, o ângulo de 
6 
 
atrito interno, o módulo de deformação do maciço rochoso e a pressão de suporte 
máxima variando conforme a classe do maciço. No entanto, estas informações só 
deverão ser utilizadas para estudos de viabilidade e projetos preliminares. Ensaios in 
situ e modelagens numéricas para definições de suportes permanentes serão 
sempre essenciais, principalmente para o caso de cavernas ou grandes aberturas, 
em que as condições geológicas apresentam uma grande variação [1]. 
Para determinar o RMR de um dado maciço rochoso, alguns parâmetros 
geomecânicos devem ser analisados e receberão uma pontuação crescente, quanto 
mais favorável for à estabilidade na frente de escavação [1]: 
• Resistência à compressão simples (de 0 a 15 pontos); 
• RQD= Índice de Qualidade das Rochas (de 3 a 20 pontos); 
• Maior ou menor espaçamento entre as fraturas mapeadas (de 5 a 20 
pontos); 
• Condições das fraturas (de 0 a 30 pontos); 
• Posição, orientação das fraturas em relação às escavações (de -60 a 0 
ponto); 
• Presença ou ação de água subterrânea (de 0 a 10 pontos). 
O somatório destes pontos irá determinar o valor do RMR e, assim, a classe 
do maciço. Baseado no valor do RMR é possível projetar o vão autoportante, o 
tempo de auto sustentação, a pressão de suporte para uma dada abertura de um 
maciço, a dimensão e a geometria mais adequada para as seções de escavação e, 
também, projetar os tratamentos primários a serem aplicados, estimar a coesão, o 
ângulo de atrito interno, o módulo de deformação do maciço e a pressão de suporte 
máxima variando conforme sua classe [1,4]: 
Tabela 1- Classe do maciço pelo RMR [1]. 
Classes I II III IV V 
PONTOS 110/81 81/61 60/41 40/21 < 20 
DESCRIÇÃO Ótimo Bom Regular Pobre Muito 
pobre 
SUSTENTAÇÃO 10 anos 6 meses 1 semana 5 horas 10 minutos 
VÃO/SEÇÃO 15 m 10 m 5 m 2,5 m 1 m 
 
Bieniawski estabeleceu recomendações quanto ao modo de escavação e tipo 
de suporte a adaptar para túneis com cerca de 10 metros de vão, tensão vertical 
inferior a 25 [MPa] e escavados com explosivos. 
 
2.2. Sugestão de Suporte de túneis de Romana 
Romana estabeleceu recomendações quanto ao modo de escavação e tipo 
de suporte em túneis com vão entre 10 e 14 metros. Para tal, buscou complementar 
novos parâmetros à classificação de Bieniawski. Todavia, Romana estabeleceu 
essas novas recomendações com base em estudos geológicos na construção de 
túneis na Península Ibérica, por esta razão os parâmetros descritos podem não ser 
representativos para outras regiões. 
A classificação de Bieniawski divide o índice RMR em cinco classes (I, II, III, 
IV e V) variando entre “Muito boa” a “Muito má”. Romana propõe então a 
substituição do sistema de cinco classes por um sistema de 10 subclasses. Tendo 
7 
 
cada subclasse uma amplitude de 10 pontos, e para manter certo grau de correlação 
com a classificação de Bieniawski, denomina-se com a numeração romana de 
Bieniawski (I, II, III, IV e V) seguido de uma letra, a para a metade superior e b para 
a metade inferior de cada classe. 
 
2.3. Classificação de suporte de túneis pelo índice Q (Barton) 
 
Baseado em mais de 200 casos históricos de problemas em obras 
subterrâneas, Barton et. al. desenvolveram esse sistema de classificação, pelo NGI- 
Instituto Geotécnico da Noruega. Esse índice é determinado a partir do 
levantamento de seus parâmetros geomecânicos e é calculado pela expressão: 
Q= (RQD/Jn) x (Jr/Ja) x (Jw/SRF), onde [1,4]: 
• RQD (de 10 a 100); 
• Jn= nº de famílias de fraturas (de 0,5 a 20); 
• Jr= rugosidade das paredes das fraturas (de 0,5 a 4); 
• Ja= grau de alteração das paredes das fraturas (de 0,07 a 20); 
• Jw= influência da água subterrânea (0,05 a 1); 
• SRF= (Stress Reduction Factor), estado de tensões do maciço no entorno da 
seção da escavação. 
Em suma: o maciço será classificado numa classe inferior, com valor do 
índice Q reduzido, na medida em que o RQD for baixo (<50); o nº de famílias de 
fraturas for alto (Jn>1); a rugosidade das paredes das fraturas for baixa, ou paredes 
lisas (Jr<1); as paredes das fraturas forem mais alteradas ou preenchidas com rocha 
alterada (Ja>1); ocorrer uma maior quantidade de água subterrânea na frente (Jw<1) 
e/ou SRF alto (>1), adotado quando há presença de minerais expansivos ou de 
maciços sujeitos a fenômenos geológicos como rockbursting [1]. 
Em princípio, uma classificação geomecânica de maciços rochosos baseado 
neste índice pode ser assim expresso [1]: 
 
Tabela 2- Classificação pelo índice Q[2]. 
CLASSE I II III IV V VI 
INDICE 
Q 
>20 10<Q<20 4<Q<10 1<Q<4 0,1<Q<1 <0,1 
 
3. Tratamentos de acordo com a classificação geomecânica 
A partir das classificações geomecânicas dos maciços pelo NATM, e ajustes 
pelo RMR ou Q, para cada classe de maciço deverão ser previstos os tratamentos a 
serem aplicados, acompanhando o avanço da frente de escavação. Estes se 
constituem nos tratamentos primários, ou até definitivos, que irão proporcionar uma 
maior estabilidade nas frentes de escavação, evitando-se problemas acidentais 
como queda de blocos, por exemplo, além de inibir a iniciação de processos de 
relaxamento-deformação do maciço, que podem ocorrer em função do avanço das 
escavações [1]. 
Para classes de maciços com menor auto suporte e coesão (maciços de 
classe inferior a IV) poderão, também, ser indicados e quantificados tratamentos 
especiais, a serem aplicados preliminarmente às escavações subterrâneas, de modo 
8 
 
a dispor uma maior estabilidade temporária. Isso favorecerá as escavações na 
frente, além de propiciar a aplicação de tratamentos primários posteriores, seguindo 
passo a passo o avanço das escavações [1]. Os principais tratamentos referentes a 
suportes nas escavações, a partir do advento do NATM são segundo Geraldi [1]: 
 
Tratamentos preliminares especiais: 
• Enfilagens mecânicas; 
• Enfilagens tubulares injetadas; 
• Pregagem da frente de escavação; 
• Injeções de consolidação do maciço; 
• Consolidação temporária do maciço por congelamento. 
Tratamentos primários e revestimentos: 
• Chumbadores de aço, tipo monobarra, ancorados com calda de cimento ou 
resinas epóxicas; 
• Telas metálicas soldadas; 
• Tirantes de aço, tipo monobarra, ancorados com resinas epóxicas e pós-
tensionados; 
• Concreto projetado; 
• Concreto moldado; 
• Cambotas metálicas, feitas de perfis metálicos ou com barras de aço 
soldadas, as chamadas cambotas “treliçadas”; 
• Concreto projetado reforçado com fibras metálicas ou de polipropileno. 
Além desses, algumas classes de maciços podem exigir tratamentos prévios 
e/ou durante a escavação da frente, como a drenagem da água subterrânea nas 
frentes e rebaixamento do lençol freático [1]. 
Nos projetos, essas metodologias permitem ao técnico maior controle, e 
consequentemente, maior segurança nas escavações subterrâneas, podendo ser 
previstos e quantificados com grande precisão, a partir de uma correta classificação 
geomecânica preliminar dos maciços [1]. 
Devido às condições geomecânicas mais favoráveis em maciços de classes I 
e II, a aplicação de tratamentos primários poderá até ser desnecessária ou 
acompanhar o avanço da frente com certa defasagem, de modo a não interferir os 
ciclos de escavação. Entretanto, para maciços de classes III e IV, maciços rochosos 
com condições geomecânicas variadas, a cada avanço devem ser aplicados os 
tratamentos necessários, após a conclusão dos serviços de limpeza da rocha 
detonada [1]. 
De acordo com o grau de alteração do maciço e suas condições de auto 
sustentação, as escavações da frente serão sempre acompanhadas da aplicaçãode 
suportes e revestimentos primários, tratamentos específicos para se conseguir uma 
maior estabilidade da frente escavada, sendo que, no final das escavações, o túnel 
deverá ser revestido com concreto moldado ou mesmo com camada mais espessa 
de concreto projetado aplicado sobre armadura metálica, ou concreto projetado 
reforçado com fibras [1]. 
Como dito antes, com o surgimento do NATM e da classificação dos maciços 
rochosos, foram projetados suportes, revestimentos e tratamentos, a serem 
aplicados durante as escavações de túneis. Os maciços rochosos, classificados 
como uma das classes I, II ou III, contemplam rochas duras e autoportantes quando 
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escavadas. Todavia, nos maciços rochosos de classe IV, a presença de 
descontinuidades atuantes como falhamentos, planos de xistosidades, fraturas e 
água subterrânea, podem criar zonas de instabilidade ao longo do traçado do túnel, 
de forma isolada ou em conjunto [1]. Poderão ocorrer acidentes geotécnicos durante 
as escavações, tais como quedas de blocos ou de lascas de rocha, além de ser 
iniciados processos de instabilização mais amplos. 
Por isso se faz necessária a execução de tratamentos durante as 
escavações, com a aplicação de suportes e revestimentos primários, seguindo a 
evolução, avanço da frente, inibindo esses processos de instabilização e, portanto, 
propiciando maior segurança para os trabalhos. 
O NATM recomenda a aplicação dos seguintes suportes e revestimentos 
primários, para a escavação de túneis em rocha [1]: 
 
3.1. Chumbadores monobarra ou ancoragens passivas 
 
Aplicados de forma isolada ou segundo uma distribuição regular na seção de 
escavação de um túnel e visam à fixação de blocos e cunhas de rocha ou mesmo 
como reforço de abóbadas e paredes rochosas provenientes das escavações em 
maciços mais fraturados. São os principais suportes primários para tratamentos 
localizados em trechos de túneis escavados em maciços rochosos de classes I e II, 
permitindo a continuidade normal das escavações e melhorando as condições de 
segurança. 
Esses chumbadores são fabricados, normalmente com barras de aço CA-50, 
diâmetros de 7/8” a 1”, comprimento variando de 2 a 6m (monobarra ou 
interconectados com luvas especiais) e devem receber uma pintura anticorrosiva. 
Sua fixação nos furos é feita com a utilização de argamassas de cimento, com 
aditivos especiais, ou cartuchos de resinas epóxicas, que deverão preencher todo o 
espaço anular entre o furo e a barra de aço. 
Segundo Geraldi, 2011 [1]: “Os chumbadores não receberão nenhuma carga 
ou protensão após a sua colocação no furo e seu princípio de funcionamento pode 
ser assim explicado: ocorre inicialmente uma tração natural, inicial e instantânea da 
barra de aço ancorada, provocada pelo relaxamento do maciço rochoso em 
escavação, seguida da posterior reação da barra tracionada, que exercerá uma 
força de compressão contra o maciço”. 
 
3.2. Tirantes monobarra 
Estes tirantes são fabricados com barras de aço CA-50 ou de aços especiais, 
com maior resistência a tração, em geral com comprimentos de 2 a 6m e diâmetro 
de 1” a 1 ¾”, também com pintura anticorrosiva. Entretanto, uma vez aplicados, 
estes receberão cargas de tração-protensão, variando de 8 a 20 ton. de modo a 
exercer sobre o maciço esforços de compressão quase que imediatos, inibindo de 
forma rápida qualquer processo de movimentação, ruptura ou deformação do 
maciço na frente de escavação. Sua utilização é indicada para maciços de classes 
III e IV, que envolvem rochas sãs a medianamente alteradas, com grau de 
fraturamento elevado [1]. 
Sua aplicação será sempre em conjunto, com os tirantes distribuídos 
radialmente ao longo do trecho de túnel, em fileiras ou malhas geometricamente 
demarcadas, normalmente na abóbada ou nas paredes do túnel, com espaçamentos 
10 
 
e afastamentos adequados a cada situação, criando um arco de maciço sob forte 
compressão, de modo a conferir à seção escavada, por completo, uma maior 
estabilidade, o chamado efeito “arco colaborante” (vide Figura 1). 
 
Figura 1- Aplicação de chumbadores e/ou tirantes radiais em abóbada de túneis escavados em rocha, e 
revestimento com concreto projetado de acordo com a classificação geomecânica dos maciços. 
Retirado de Geraldi, 2011:pág 222, [1]. 
Para aplicação da protensão, os tirantes serão colocados nos furos já 
preenchidos com cartuchos de resina epóxicas. Em geral, na extremidade do furo 
serão colocados dois cartuchos de resina de pega-rápida (40 a 60 minutos, quando 
a protensão deverá ser aplicada), sendo o restante do furo preenchido com 
cartuchos de resina de pega-lenta. Esses tirantes têm sua extremidade rosqueada e 
são equipados com placas de aço especiais, uma cunha para posicionamento e 
duas porcas. A protensão será conferida apertando-se a primeira porca contra a 
placa, utilizando-se ferramentas especiais, como chaves de impacto. A carga de 
tração conferida ao tirante deverá ser checada depois com torquímetros [1]. 
Assim como nos chumbadores, os tirantes deverão ser aplicados em furos da 
ordem de 1,5 vez o diâmetro da barra de aço. Também são fabricados os tirantes de 
coquilha expansiva, que poderão receber cargas de protensão da mesma ordem dos 
tirantes de resina. O baixo custo somado à facilidade de colocação dos tirantes de 
resina, entretanto, tem sido decisivo para a adoção deste tipo de tirante na grande 
maioria das obras de mineração subterrâneas. 
Segundo Geraldi, 2011 [1]: “Para a utilização de tirantes, não poderá ser 
empregada argamassa de cimento para sua incorporação ao maciço, uma vez que 
iria ocorrer o completo aprisionamento da barra de aço, impossibilitando a execução 
do seu giro para se aplicar a tração-protensão desejada”. 
O atirantamento em maciços de classes III e IV será sempre sistemático, 
acompanhando sempre os avanços da frente de escavação. Sua aplicação com 
maior defasagem em relação ao avanço da frente poderá ser totalmente inofensiva, 
visto que o maciço mais fraturado já pode ter entrado em estado de relaxamento, 
com desprendimento inicial de blocos e cunhas de rocha. Sua correta aplicação 
proporcionará à escavação uma estabilidade quase que permanente; todavia, 
sempre é aconselhável proceder a um revestimento final, com concreto projetado, 
do trecho já reforçado com tirantes (vide figura 2) [1]. 
11 
 
 
Figura 2- Aplicação de enfilagens tubulares e cambotas em abóbada de túneis escavados em rocha alterada; 
revestimento com Concreto Projetado Reforçado com Fibras (CPRF). Fonte: Geraldi, 2011. Pág. 223 [1]. 
 
3.3. Tela metálica 
A aplicação de telas metálicas é ainda muito utilizada em túneis escavados 
em rocha, onde o maciço se encontra mais fraturado e, principalmente, em túneis 
escavados em solo e rocha alterada. No geral, a superfície rochosa deverá ser limpa 
e receber a projeção de uma primeira camada de concreto projetado de espessura 
reduzida (<3cm) [1]. A tela metálica, geralmente eletrossoldada, será assim aplicada 
com a utilização de chumbadores curtos, recebendo em seguida a projeção de 
novas camadas de concreto projetado até a sua completa cobertura e incorporação 
ao maciço. 
Com o surgimento do Concreto Projetado Reforçado com Fibras (CPRF), a 
tela metálica foi sendo substituída aos poucos nos túneis em rocha como suporte 
primário, uma vez que sua utilização apresenta as seguintes desvantagens se 
comparadas às do CPRF: 
• Flexibilidade e rapidez 
A projeção de concreto sobre a tela metálica é muito demorada e 
complexa, visto que a colocação da tela exige tempo considerável, 
paralisando praticamente as outras atividades na frente da escavação. Há de 
se considerar, inclusive, que o maciço já poderá apresentar alguma relaxação 
até que se termine o revestimento com tela e concreto projetado. 
• Volumes de concreto 
A projeção de concreto sobre a telaserá sempre de maior volume que 
o volume previsto em projeto, em função das maiores perdas por reflexão 
provocadas pela própria estrutura da tela e por sua fixação contra o maciço. 
Há de se considerar inclusive a necessidade de se cobrir totalmente com o 
concreto projetado a área com tela aplicada. No geral, caso se trate de um 
maciço mais fraturado, a superfície rochosa será sempre mais irregular, 
surgindo os overbreaks provocados nas escavações. Desse modo, maiores 
volumes de concreto sem nenhuma função estrutural poderão ser necessários 
para “tapar” estes buracos e cobrir totalmente a tela. 
12 
 
3.4. Concreto projetado 
Com o advento do NATM, este suporte passou a ser mais utilizado nas obras 
subterrâneas, uma vez que, após sua aplicação com altas pressões contra a 
superfície rochosa, o concreto projetado atingirá resistências elevadas, da ordem de 
até 3 kg/cm2 em no máximo duas horas, passando a atuar como suporte imediato à 
seção em escavação ou escavada [1]. 
Essa propriedade fundamental aliada à evolução dos equipamentos e aditivos 
diversos para a aplicação de concreto projetado fez desse revestimento primário o 
principal recurso técnico para a abertura de trechos de maciços em condições 
geomecânicas adversas, aumentando quase instantaneamente as condições de 
auto suporte do maciço e “inibindo os processos de relaxação e deformação que 
podem se instalar na frente recém-escavada” [1]. 
A mistura das fibras metálicas com o concreto projetado, convenientemente 
aplicadas no contorno da seção escavada, substituiu, com vantagens, a utilização de 
telas metálicas eletrossoldadas. Antes, as telas eram prefixadas no maciço mais 
fraturado que, em seguida, receberia o revestimento de concreto projetado simples. 
O Concreto Projetado Reforçado com Fibras Metálicas, prontamente aplicado contra 
o maciço recém-escavado, atinge rapidamente resistências ainda mais altas (até 6 
kg/cm2 em 3 horas) e se apresenta atualmente no principal artifício de tratamento 
primário nas escavações de túneis em maciços muitos fraturados ou alterados, que 
apresentam condições variadas de suporte e estabilidade [1]. 
Para a correta aplicação do concreto projetado, deverá ser feita 
preliminarmente uma correta limpeza da superfície rochosa, com a completa 
remoção de fragmentos de rocha soltos e uma criteriosa lavagem da área de 
aplicação. De acordo com um maior ou menor grau de faturamento da rocha no local 
de aplicação, a camada inicial de concreto irá variar de 5 a 10 cm de espessura [1]. 
Em áreas ou faces de maciço com uma maior presença de água subterrânea, 
será necessário fazer drenagens e condução dos cursos de água, evitando-se 
maiores perdas por reflexão de concreto, graças à baixa aderência que será 
provocada pela presença de água [1]. 
OBS: Geraldi, 2011 [1], afirma que desde o ano 2000 as fibras plásticas de 
polipropileno estão substituindo as fibras metálicas com os mesmos resultados com 
relação à resistência do concreto projetado, já que as fibras metálicas causam 
grande desgaste nos equipamentos de projeção de concreto e tubulações. 
Com o desenvolvimento das modernas metodologias de escavação de túneis 
e tratamento dos maciços, essas obras podem ser desenvolvidas hoje em dia 
atingindo grandes avanços mensais, vencendo desafios de engenharia que, até 
então, eram considerados quase impossíveis de serem superados [1]. 
 
4. Tratamentos para a escavação de túneis em maciços de classe V 
As técnicas usualmente empregadas para tratamentos preliminares em 
maciços de classe V são [2]: 
4.1. Enfilagens tubulares injetadas 
Consistem na execução prévia de furos acompanhando o contorno da seção 
da escavação do túnel, em toda sua extensão ou na abóbada. Nesses furos serão 
colocados tubos de aço tipo Schedule de 2” a 2 ½”, que serão injetados com caldas 
13 
 
de cimento, formando um arco de proteção mais resistente englobando toda a seção 
de escavação do túnel ou, no mínimo, seu teto. 
Poderá ser necessário executar mais de um lance de enfilagens ou até 
mesmo se empregar sistematicamente esse tratamento ao longo de todo o traçado 
do túnel, em maciços com baixo grau de auto suporte. 
Os furos terão de 3” a 4” de diâmetro, com profundidade de 10 a 12m, de 
acordo com as condições locais do maciço. Uma vez concluídas as injeções, 
procede-se o avanço gradual do túnel, com a colocação de cambotas metálicas e 
projeção de concreto, até se chegar a 8 ou 10m de penetração, permanecendo um 
trecho de 2m de enfilagens como uma proteção à frente, para a execução de mais 
um lance de enfilagens, se for preciso [2]. 
4.2. Enfilagens mecânicas 
Caracterizam-se na perfuração e colocação nos furos de barras de aço, 
normalmente de aço CA-50 de 1”, que serão colocadas no maciço com resina 
epóxica ou argamassa, seguindo o contorno da escavação. Normalmente essas 
enfilagens são colocadas principalmente na escavação da abóboda, onde o maciço 
se apresentar com baixas condições de estabilidade temporária [2]. 
4.3. Colunas de CCPH (Jet Grouting) 
Trata-se do principal tratamento para escavações em maciços mais frágeis, 
de baixa coesão, sem qualquer estabilidade temporária. De modo geral, esse 
método consiste na “fabricação” de colunas justapostas de concreto no interior do 
maciço a escavar, dispostas de modo a envolver a seção de escavação formando 
um arco de proteção com grande resistência (vide figura 3) [3]. 
A fabricação das colunas é feita a partir da perfuração de um furo piloto com 
diâmetro de 4” a 6”, utilizando uma perfuratriz rotativa especial. Atingida a 
profundidade projetada, geralmente entre 8 e 12m, a coluna de perfuração passará a 
atuar como ferramenta de injeção de calda de cimento com altas pressões que, no 
seu giro e recuo, irá desintegrando o maciço misturando-o com cimento injetado, 
formando a coluna em diâmetros de 0,4 até 1 m [2]. 
Sua limitação se encontra na menor ou maior resistência do material que 
forma o maciço. Sendo um maciço mais consistente, mesmo que alterado, não será 
possível a sua desagregação e formação da coluna, impedindo de o método ser 
aplicado. 
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Figura 3-Aplicação de Jet Grouting e escavação preliminar de sidedrifts para túneis em terrenos de baixa coesão; 
aplicação posterior de cambotas metálicas e revestimento com concreto projetado, inclusive a construção de 
arco invertido. Fonte Geraldi, 2011, Pág:237. 
 
4.4. Pregagem da frente 
A utilização sistemática do “jet grouting” como agulhamento da frente de 
escavação será de alto custo e até inviável em alguns tipos de rochas mais 
heterogêneos. Normalmente, visando uma maior estabilidade temporária da frente 
de escavação, é utilizado o agulhamento ou pregagem da frente. Isso consiste na 
perfuração, seguida da instalação de tubos de PVC rígido com diâmetro de 64 a 
100mm, com até 15m de profundidade. Os furos são horizontais, dispostos em 
malhas de perfuração adequadas à maior ou menor instabilidade da frente e serão 
injetados com calda de cimento, promovendo o “enraizamento” ou pregagem da 
frente [21]. 
Sem maiores riscos de ocorrência de abatimentos para o interior do túnel, a 
pregagem irá facilitar e muito as escavações, a colocação de cambotas e a projeção 
de concreto. 
4.5. Injeções de consolidação do maciço 
Estas irão proporcionar uma maior coesão intergranular, consolidar e até 
impermeabilizar o maciço em tratamento, melhorando suas condições de auto 
sustentação e estabilidade temporária para as futuras escavações subterrâneas [2]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. Conclusão 
A realização de investigações geológica-geotécnica é cada vez mais fundamental 
para concepção de projetos de escavações subterrâneas, tendo uma importância 
impar para definições de parâmetros das metodologias a serem utilizadas para 
execução destas obras. Além das investigaçõespreliminares, o acompanhamento 
técnico constante durante as escavações para otimização das atividades a serem 
realizadas nos tratamentos e escavações do maciço a frente. 
Quando temos o domínio do que foi projetado com o que está sendo observado 
nas frentes de serviços, não tem o porquê de não executar um bom serviço e manter 
a frente de escavação estável com segurança. 
 
6. Referências 
1. AGUIAR, J. C. N. M. Calibração de uma Classificação de Suportes de 
Túneis com o Obtido em Modelo. Faculdade de Engenharia- Universidade 
do Porto, Mestrado Integrado em Engenharia Civil, p. 5-42. Porto, Portugal, 
2010. 
2. ANDRADE, G.G Geotecnia Aplicada a Túneis Executados Pelos Métodos 
NATM ou Similares, São Paulo: Apostila, 2011. 
3. AZEVEDO, I. C. D.; MARQUES, E. A. G. Introdução a Mecânica das 
Rochas. Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais: Editora UFV, p. 90-
105, 2006. 
4. BIENIAWSKI,Z.T. Engineering rock mass classification: A complete 
manual for engineer and geologists in mining, civil, and petroleum 
engineering /Ed: Wiley – Interscience 1989. Cáp 5 – 73 – 88. 
5. FIORI, A. P. Carmignani, L. Fundamentos de mecânica dos solos e das 
rochas: aplicações na estabilidade de taludes. Rev e ampl. Curitiba: ED. 
UFPR, 2009. Págs: 395, 396, 398, 399. 
6. FOSSEN, H..Geologia estrutural. Tradução Fábio R. D. de Andrade. São 
Paulo: ED Oficina de Textos, 2012. p. 172-179. 
7. GERALDI, J. L. P. O ABC das Escavações de Rocha. Rio de Janeiro: ED. 
Interciência, 2011. Págs: 169-175, 182, 183, 193, 218-228, 235-246. 
8. STEREONET. Disponível em: www.app.visiblegeology.com/stereonet.html. 
Retirado em <07 de maio de 2016>.