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https://sites.google.com/site/naresifundacoesegeotecnias/101-reforco-e-recuperacao-de-tunel-ferroviario

101) Projeto, Reforço, Reabilitação e Recuperação de Túnel Ferroviário

VISTA DE UM DOS EMBOQUES DO TÚNEL

Estas intervenções servem para beneficiar ou reforçar as estruturas, com o intuito de evitar acidentes, pois estes, levariam a grandes prejuízos e contratempos, principalmente quando estas obras se situam em meios urbanos ou túneis ferroviários.

Os problemas patológicos que surgem numa estrutura são ocasionados pela sua antiguidade, por manutenção inadequada ou mesmo ausência de total de manutenção, têm na sua origem o desconhecimento técnico e/ou problemas financeiros. 

Este trabalho consiste num projeto de beneficiação e reforço de um túnel ferroviário, fazendo uma abordagem das patologias existentes nos vários elementos construtivos e uma apresentação das técnicas de reabilitação e reforço utilizadas.

2) AGRADECIMENTOS:

Primeiro quero agradecer aos meus fiscais por ter esta oportunidade de atuar numa obra importante e a empresa da qual trabalho tão conceituada e com um histórico fantástico de obras.

2.1) Equipe de Segurança

Marcelo Tozzo

Luiz Antônio Naresi Júnior

Thiago Galeno

Carlos Carvalho da Luz

Cleiton  de Jesus Silva

Maurício José Zanitti da Silva

Ronan Bento da Silva

2.2) Equipe de Produção

Eduardo Simões Teixeira

Giovani de Oliveira Thomasi

Leonardo Henrique Alves Cunha

Francisco Alves de Sousa

Maria Aparecida dos Santos

2.3) Equipe de Fiscalização

Anelise Mendes de Oliveira Salzani

Vagner Emanuel da Silva

Antônio de Padúa Loures Deotti

Jonas de Paula Alves

Donizetti Proença

3) PROJETO E EXECUÇÃO

Os projetos que se apresentam referem - se ao projeto de reforço de execução de um túnel 

ferroviário existente. 

Trata - se de um túnel extenso sensivelmente 150,00 m de comprimento e possuindo as anomalias típicas de túneis, praticamente ao longo de toda a sua extensão.

• Trinca extensa em todo o perímetro do túnel próximo ao emboque de montante;

• Identificado anteriormente a movimentação de uma das paredes do emboque a montante onde foi executado um reforço externo com estacas do tipo raiz justapostas com fichas suficientemente calculadas para a finalidade de impedir o deslocamento das paredes;

• Foi identificado em alguns pontos surgimento de água que percola principalmente na região da aboboda, sendo dado monitoramento e eventual tratamento pontual sempre que for necessário; 

O túnel em questão necessita efetivamente beneficiação, porém com maior expressão na vertente estrutural.

• Execução de chumbadores diâmetro 75 mm ancorados sm solo injetados com calda de cimento por imersão, e de diâmetro 44 mm em rocha com resina com pega diferenciada (lenta e rapido) ancorados no terreno barra / rocha conforme NBR 5629;

• Colocação de tela metálica ancoradas nos chumbadores

Para a verificação da segurança da capacidade resistente do revestimento do túnel, dividiu-se:

verificação de várias seções transversais ao longo Túnel de forma a saber a influência quer na distribuição de tensões ao longo no maciço, quer na estabilidade estrutural do túnel.

O sistema de drenagem foi dimensionado para que seja garantida a boa funcionalidade deste órgão a fim de evitar que as águas captadas pelos drenos não evadam a plataforma da via, como se verificou nas inspeções realizadas.

Para os órgãos de segurança para pessoas, nichos e câmaras de serviço, demonstra-se todo o processo e método de utilizado para o seu dimensionamento, respeitando as normas em vigor.

Seção típica do túnel

4) MODELO DE CÁLCULO

Geralmente nos estudos são modeladas seções transversais do túnel.

A escolha para estas seções baseia-se na situação mais desfavorável, o que quer dizer que estão sujeitas 

a maiores esforços e deformações.

As seções situam-se nos ao longo do túnel.

Seção 255 + 000

O modelo de cálculo adotado considera revestimento (abóbada e hasteais) em blocos de alvenaria de granito e o terreno do maciço encaixante granítico.

Elaboraram-se dois modelos de cálculo em cada uma das seções, um modelo para as ações estáticas e outro para as dinâmicas.

Estes modelos distinguem-se pela área de terreno do maciço encaixante

.Para o modelo utilizado no cálculo das ações estáticas considera-se:

-se engastamentos na base dos hasteais e nas ações dinâmicas considera-se molas simulando a continuidade do terreno envolvente do túnel

Exemplo de modelo utilizado para as Ações Estáticas.

Exemplo de modelo utilizado para as Ações Dinâmicas.

Os modelos referidos podem ser elaborados no programa de cálculo automático STRAP, onde o revestimento do túnel é modelado através de elementos lineares, barras, e o maciço encaixante (terreno envolvente) através de elementos finitos.

5) Determinação das ações atuantes:

5.1) Ação Vertical:

Para determinar a carga vertical, considera-se uma altura máxima de terreno a atuar sobre a abóbada, relacionada com a largura (B) e a altura (H) da seção do túnel.

Esquema de determinação da ação vertical

5.2) Ação Horizontal:

Para determinar a carga horizontal, considera-se o seu valor máximo na zona de maior largura 

da seção do perfil, valor este que é proporcional ao deslocamento horizontal sofrido e à correspon

dente reação do maciço rochoso.

A reação do terreno, sobre os hasteais do revestimento do túnel, é determinada considerando 

o seu valor máximo na zona de maior largura da seção do perfil, valor este, que é proporcional 

ao deslocamento sofrido, segundo a horizontal, e à correspondente reação do maciço rochoso.

A distribuição das reações do terreno sobre o revestimento, com a direção perpendicular ao 

eixo da sua seção média, foi considerada com os seguintes parâmetros:

1. Existem dois pontos em que o valor da reação é nulo, e que se situam respectivamente na 

seção de arranque do revestimento e a quartos da abóbada superior;

2.O valor máximo da reação lateral q, que como se disse localiza-se na zona de maior largura, será proporcional ao respectivo deslocamento na horizontal, sofrido sob a ação das cargas.

Para melhor esclarecimento representa-se, com as duas alíneas acima referenciadas

– ângulo formado pela radial do nó, com a vertical passando pelo centro do círculo médio do 

revestimento superior.

- ângulo formado pela radial do ponto de acção nula, com a vertical passando

pelo centro do círculo médio do revestimento superior.

E por fim, admitindo um coeficiente de reação(C (Gpa)), através da seguinte relação indica qual a carga máxima horizontal existente e então tem-se:

Ação Sobrecarga

As sobrecargas correspondem ás ações exercidas pelos edifícios existentes à superfície. Estas cargas são consideradas para avaliar a sua influência no comportamento global do maciço e do túnel. 

Podemos definir para a zona de implantação dos edifícios, uma carga permanente característica por piso (Gk) de 8kN/m2 e uma sobrecarga de utilização por piso no valor de 2,0 kN/m2.

Combinações de ações

Os valores de cálculo dos esforços atuantes para a verificação da segurança, devem ser obtidos considerando as regras de combinação. Portanto as combinações utilizadas para esta verificação 

foram:

•Combinação Estado Limite Último:

Os valores característicos das ações (Ψ) a considerar para as combinações frequentes são, conforme o quadro abaixo

06) LOCALIZAÇÃO DAS OBRAS

O objeto desta trabalho é a execução de obras de Recuperação Estrutural com prazo de execução previsto de cerca de 3 (três) meses.

06.1) Resumo das obras de recuperação à executar:

Serviços de bate-choco e limpeza com hidrojateamento.

Perfurações e instalação de tirantes.

Execução de concreto projetado;

Instalação de drenos e DHP’s.

06.2) ESTRUTURA PARA CANTEIRO DE OBRAS

a) O canteiro de obras dever ser instalado o mais próximo de acesso a boca do túnel, porém os trabalhos poderão ser executados a partir dos dois emboques do túnel.

b) O engenheiro gestor do contrato ficará deverá ter experiencia em obras similares ficando residente a obra atendendo diariamente à obra.

c) O canteiro será dotado das seguintes instalações:

. Escritório de obra, dotado de móveis e estações de trabalho computadorizadas.

. Escritório para fiscalização igualmente mobiliado.

Refeitório para fornecimento de café da manhã e almoços, provido de mesas, cadeiras, lavador de mãos é água potável.

Almoxarifado de pelas e ferramentas e depósito de materiais.

Central de Armação dotada de bancada para corte e dobra de aço CA50, assim como depósito de barras de aço.

. Gerador de energia elétrica 60KVA. Havendo disponibilidade próxima da concessionária poderá ser instalado padrão de energia elétrica trifásica.

. Demais instalações de água potável gelada, água industrial, sanitários químicos, prevenção incêndio e coleta seletiva de lixo.

6.3) INSTALAÇÕES BÁSICAS DA OBRA:

a) Serão instalados os seguintes equipamentos de apoio à execução dos serviços:

· 1 compressor de ar 900 PCM

· 1 gerador 60 kva

· 1 bomba de concreto projetado

Próximo ao túnel foram construídas baia provisórias e plataforma para transbordo de equipamentos que trabalharão dentro do túnel com objetivo de agilizar carga e descarga de equipamentos e materiais.

6.4) ALOJAMENTO E TRANSPORTE DO PESSOAL

a) A mão de obra, não local, será alojada em casas alugadas na região, mais próximas possível, das obras.

b) Os alojamentos obedecerão às NR18 e NR24.

c) O transporte do pessoal desde os alojamentos até o local das obras será feito

em ônibus, van conforme NR18.

6.5) REFEIÇÕES

a) No campo serão servidos café da manhã e almoço e nos restaurantes da cidade serão servidos jantar e as refeições dos dias feriados.

b) Nos Canteiros as refeições serão fornecidas no refeitório dotado de mesas e cadeiras.

c) Na cidade, as refeições serão fornecidas em restaurantes subcontratados, próximos dos alojamentos.

6.6) COMUNICAÇÕES ENTRE ESCRITÓRIO E FRENTES DE TRABALHO DENTRO DO TÚNEL

Serão utilizados rádios comunicadores.

6.7) PLANO DE AÇÃO EMERGENCIAL (PAE)

No Plano de Ação Emergencial (PAE) que será elaborado juntamente com os outros Planos de Segurança e Medicina do Trabalho, serão detalhados os endereços dos Hospitais que serão previamente conveniados, onde os acidentados do trabalho serão atendidos.

7) METODOLOGIA EXECUTIVA :

7.1) Definição do Plano de Contingência

7.2) Serviços dentro do Túnel:

· Os serviços de perfuração e concreto projetado serão executados dentro do túnel com a utilização de tróleis dotados de Plataformas Pantográficas;

· Estas plataformas funcionaram como bandejas de contenção do material refletido do concreto projetado e material de limpeza de furos;

· Os tróleis são dotados de freio;

· Os trabalhos, também, poderão ser executados por plataformas elevatórias autopropelidas;

· Será utilizado um caminhão Munck para colocação e retirada dos troleis.

7.3) Limpeza Diária do Túnel

· Será utilizada proteção da plataforma com manta/lona afixada nas laterais do túnel.

· A limpeza do túnel será otimizada com utilização de bandejas de retenção colocadas na região de perfuração e de projeção de concreto.

7.4) Segurança do Trabalho

· Toda a execução obedecerão ao cliente;

· Serão mobilizados Vigilância nas duas bocas dos túneis inclusive em feriados;

7.5) Montagem do Chumbadores;

7.6) Perfuração dos chumbadores;

7.7) Aplicação dos Chumbadores;

7.8) Injeção dos Chumbadores.

7.9) Perfuração dos grampos de fixação da tela metálica;

7.10) Transporte e aplicação da tela metálica;

7.11) Amarração da tela metálica;

7.12) Proteção da linha férrea para evitar a contaminação do lastro;

7.13) Aplicação de Concreto Projetado;

7.14) Instalação de drenos horizontais profundos em pontos de surgência de água

7.15) Execução de DHP na parte frontal dos túneis;

• O concreto projetado será fornecido por concreteira instalada na estrada entre Matias Barbosa e Juiz de Fora, próxima a Cedofeita;

• A garantia do fornecimento em horários certos, pré-estabelecidos, será conseguida em negociação comercial especial, cujos custos já estão incluídos nos preços;

• As bombas tipo CP-6 serão instaladas em cada boca dos túneis e serão do tipo seco;

  • O caminhão com a mistura do concreto projetado seco irá bascular a mistura na baia de material para acomodar o concreto projetado e poderá ser conduzido por canaletas de madeira até o local de aplicação da bomba, ou até mesmo direto da bica do caminhão na bomba de concreto projetado.

Dessa maneira o geocomposto atuará como fôrma para esses materiais e além da sua aplicação para concreto projetado em túneis, também pode ser utilizado em situações de concretagem de taludes. É importante salientar que em alguns casos são propostos também o uso das geomembranas para impermeabilização e geotêxteis nãotecidos para proteção mecânica, como meio de auxílio para inibir o afloramento da água, figura 3. Sabe-se também que estes materiais irão incorporar uma barreira impermeabilizante e protegida, mas não irão retirar o acumulo d’água da superfície escavada em solo. Esta condição de drenagem só pode ser alcançada quando se tem um elemento drenante no conjunto, justificando assim o uso do MacDrain® SC.

8) PLANO DE CONTINGÊNCIA

8.1 – APRESENTAÇÃO 

Este plano de contingência visa atender integralmente o que se preceituam as presentes instruções e todos os regulamentos e instruções de serviço concernentes a Segurança, Meio Ambiente e Saúde (SMS), vigentes no país. 

Estas instruções foram elaboradas com o propósito de atender a legislação vigente no país, proteger o pessoal e os equipamentos e evitar danos a terceiros, à comunidade e ao meio ambiente, sendo por isso de interesse comum. 

8.2 – OBJETIVO 

Este plano visa Estabelecer uma estrutura de responsabilidade para tomada de decisões durante uma situação de emergência e procedimento que permita agilizar as ações com eficácia em qualquer ponto das instalações, reduzindo ao mínimo o perigo potencial de lesões, mortes, danos à propriedade, ao meio ambiente e a toda coletividade. 

Focaliza desenvolver ações em geral, para adoção de medidas cabíveis no controle a emergência. 

8.3 – CONSIDERAÇÕES GERAIS 

· Este Plano encontra-se disponível para acesso no Departamento de Saúde, Segurança do Trabalho e Meio Ambiente (DSSTMA). 

· Participam deste plano de contingência a Diretoria, Gerência local, bem com o Técnico de Segurança do Trabalho e seus colaboradores com competência para participarem das emergências. 

· Este plano visa minimizar as conseqüências de eventuais cenários acidentais. A identificação dos riscos – segurança industrial, ambiental e saúde – constante deste documento foram baseados no histórico de ocorrências anormais e nas hipóteses acidentais; 

· As equipes que compõe este plano podem ser acrescidas com profissionais e especialistas para dar suporte técnico às ações de combate à emergência; 

· É imprescindível para a eficácia do plano que seus integrantes tenham pleno conhecimento do plano e receba treinamento, no mínimo em combate a principio de incêndio, preservação do meio ambiente e primeiros socorros, atendendo um cronograma de treinamento em que tenham atualizações periódicas; 

· Este plano é dinâmico, podendo sofrer alterações em função de mudanças operacionais, redução ou ampliação de efetivos mínimos e/ou implementações de novas tecnologias; 

· Qualquer interrupção ou paralisação de maquinas e ou equipamentos na linha férrea deverá ser comunicado de imediato a diretoria e ao engenheiro da obra e ao QSMR. 

· Qualquer acidente que apresente agressão ao meio ambiente deve ser de imediato comunicado a empresa e à Autoridade Ambiental competente na região. 

8.4 - Definições e Terminologias 

Administrador do Plano de Contingência - Responsável pela manutenção e atualização dos dados e procedimentos necessários á plena operacionalidade dos Planos de Contingência. 

Área Sensível: Áreas que possam ser impactadas adversamente de forma significativa, quando atingidas pelas conseqüências da emergência. Dentre elas, incluem-se regiões com populações circunvizinhas, regiões que tenham importâncias econômicas, turísticas, recreativa, ou ainda regiões que sejam ecologicamente relevantes e/ou sensíveis em termos de impactos ambientais. 

Organização para Controle de Emergência (OCE) - Estrutura organizacional, previamente estabelecida, mobilizada quando de uma situação de emergência, com a finalidade de utilizar recursos materiais e humanos e implementar ações de controle e combate às suas causas e de mitigação dos seus efeitos. 

Contaminação Ambiental: Poluição atmosférica do solo ou da água, devido à liberação de produtos nocivos ao meio ambiente. 

Contingência: Qualidade de um evento, que poderá ocorrer ou não, e que ocorrendo se transformará em uma emergência. 

Coordenador do Plano: É o responsável pelas ações estabelecidas no Plano, durante a emergência. 

Emergência: É uma combinação de circunstância que demandam uma ação imediata e que pode apresentar-se devido a uma falha de algum equipamento e maquinas nas frentes de serviço, falhas no controle de processos, fenômenos naturais ou falhas humanas, resultando em incêndios, derrame ou vazamento de produtos químicos, acidentes com lesão, danos à propriedade e ao meio ambiente. 

Ocorrência Anormal: É um fato inesperado ocorrido em equipamentos, instalações, obra ou processo, com ou sem envolvimentos de lesões pessoais e danos materiais que mereçam registro, analise ou divulgação. 

Plano de Contingência: É um documento padronizado que apresenta uma estrutura organizada, de caráter temporário, para combater uma emergência. O plano define responsabilidades e ações seguidas para o controle da emergência e de mitigação de seus efeitos. 

Ponto de Reunião: Ponto de reunião inicial da Brigada. 

Pontos de Encontro: São áreas previamente definidas e sinalizadas, destinadas ao encontro para evacuação de pessoas, máquinas e equipamentos sem causar paralização da linha férrea. 

Abandono de Área: Ato de retirar de forma ordenada todas as pessoas, máquinas e equipamentos de uma área afetada por uma emergência. 

8.5 – ÁREA DE ABRANGÊNCIA 

Este plano abrange toda a área afetada pelos serviços de recuperação do Túnel 20 em Cedofeitas, Matias Barbosa/MG realizado pela obra. 

8.6– CARACTERIZAÇÃO DAS INSTALAÇÕES 

· Hipóteses acidentais; 

As hipóteses acidentais consideradas neste plano resultam do histórico de ocorrências anormais, levantamentos de aspectos e impactos realizados em todas as áreas e as condições locais para desenvolvimento das atividades. 

As hipóteses acidentais e seus efeitos levam as seguintes rotinas.

8.7 – PLANO DE RETIRADA DOS EQUIPAMENTOS 

Este plano prioriza a retirada dos equipamentos de maior porte do túnel, caso aja alguma pane elétrica ou mecânica que impeça a locomoção destes. 

O responsável por todo o processo de retirada será o encarregado da obra, que é a pessoa mais preparada e com maior conhecimento destes equipamentos e suas peças. Ele será treinado e preparado para este procedimento com simulações que serão realizadas antes do início dos serviços. 

O importante nestas simulações é quantificar o tempo de retirada de cada equipamento do túnel, para assim definirmos em quanto tempo retiraremos cada equipamento antes do término do intervalo. 

Carreta de perfuração MW-5000 

O único problema que pode acontecer neste equipamento para que ele não se locomova, é algum problema no compressor, pois se trata de um equipamento pneumático que só se locomove ligada ao compressor. Caso isso aconteça o procedimento de retirada deste equipamento do túnel é o destravamento da sua esteira e reboque feito com cabo de aço pela retro escavadeira até o recuo localizado a 70 metros do emboque superior. Como falado anteriormente, será feita simulação da retirada do equipamento antes do início das atividades, para sabermos qual será o tempo necessário para este procedimento. 

Plataforma Elevatória Articulada 

Este equipamento pode sofrer tanto algum problema elétrico como mecânico. Neste dois casos, o procedimento para retirada será o mesmo da carreta de perfuração, com o reboque sendo feito com o uso de cabo de aço pela retro escavadeira até o recuo localizado a 70 metros do emboque superior. Também faremos simulação da retirada antes do início dos serviços para saber o tempo necessário para retirada deste equipamento. 

8.8 – ATENDIMENTO A EMERGÊNCIAS REAIS 

DETECÇÃO DO ACIDENTE E OU OUTRAS SITUAÇÕES DE EMERGÊNCIA REAL 

Qualquer pessoa que detectar um acidente ou outra situação de emergência real deverá entrar em contato com QSMR ou outra pessoa treinada nos procedimentos de emergência que acionará o responsável da área e o Engenheiro da obra para tomar os procedimentos e as ações determinadas neste Plano de Contingência 

Após receber informação do evento e respectivo local os envolvidos dirige-se para o local do evento e aciona os controles previstos definindo as ações complementares em função do tipo de acidente/situação, da abrangência e intensidade da situação. Depois de concluído o controle da situação da área providência a limpeza da área. 

8.9 – REGISTRO E ANÁLISE DA SITUAÇÃO DE EMERGÊNCIA 

O Engenheiro de Segurança do Trabalho providência: 

Formação de um grupo com participantes do evento para análise do ocorrido; 

Registro da situação de emergência; 

Avaliação da adequação dos procedimentos existente e ou implementação procurando identifica a necessidade de: 

Revisar o Plano de contingência; 

Implementar plano de manutenção em máquinas e equipamentos; 

Treina equipe de apoio; 

Revisa e ou elaborar o Levantamento de perigo e Danos( LPR); 

Aquisição de novos equipamentos ou tecnologia; 

Outras ações de melhoria. 

Esta análise deve ser realizada depois que a investigação tiver concluída, o que possibilitará o entendimento de todas as informações do evento, causas imediatas, causas intermediárias, causas básicas e plano de ação. 

8.10 – SIMULADOS 

Simulados serão realizados periodicamente no sentido de habituar aos colaboradores a procederem às ações de forma ordeira e com rapidez. 

Estes simulados servem também para avaliar as falhas e os pontos de melhoria e atendimentos a situações de emergência em geral e devem ser registrados e avaliados. 

A programação dos simulados devem seguir uma frequência mínima. Conforme descrição abaixo: 

COMBATE A INCÊNDIO 

Frequência mínima: Inicio das atividades e após 06 seis da atividade. 

Método indicado: Teoria e pratica e manejo de equipamento de combate a incêndio, pratica de primeiros socorros. 

Publico Alvo. Brigada de Emergência e todos os colaboradores. 

PREVENÇÃO E MITIGAÇÃO DE VAZAMENTO 

Frequência mínima: Inicio das atividades e após 06 seis da atividade. 

Método indicado: Teoria e pratica e manejo de equipamento prevenção e mitigação de vazamentos. 

Publico Alvo. Brigada de Emergência e todos os colaboradores. 

SIMULAÇÃO DOS DEMAIS CENARIOS DE EMEGÊNCIA 

Frequência mínima: Inicio das atividades e após 06 seis da atividade. 

Método indicado: Abandono da área, retirada de maquinas e equipamentos da linha férrea, teste de equipamentos e disponibilidade de recursos. 

Publico Alvo. Brigada de Emergência e todos os colaboradores. 

8.11 – ATRIBUIÇÕES E RESPONSABILIDADES 

Elaboração do Plano de Contingência -QSMR da Unidade. 

Prover recursos e Chamadas Externas – Diretor – Engenheiros – Encarregados – QSMR 

Fazer o simulados do plano na obra– Diretor – Engenheiros – Encarregados – QSMR 

Definição e treinamento da Brigada de Emergência - – Diretor – Engenheiros – Encarregados – QSMR – RH da Obra – Membros da brigada. 

Avaliação do Simulado Diretor – Engenheiros – Encarregados – QSMR –Membros da brigada.

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