Dados das seções típicas 104 

A barragem da margem direita, em planta, mostrada na Figura 5.5 e vista aérea durante a construção, ilustrada pela Figura 5.6, pode ser representada em corte transversal pela seção típica da Figura 5.8, situada na seção 5 (estaca 1 + 240,0).

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As barragens das margens esquerda e direita são formadas por núcleo argiloso, com transição em cascalho de terraço nos espaldares de montante e jusante e uma zona de random compactado. O maciço de terra é zoneado, com núcleo de areia argilosa e enrocamento em cascalho de terraço, na barragem da margem esquerda. As barragens de terra possuem um sistema interno de drenagem composto de um filtro chaminé inclinado, a jusante do núcleo, ligado ao sistema horizontal de drenagem através de tapete drenante da fundação.

A proteção dos taludes da barragem foi executada por rip-rap a montante e rocha miúda com dimensão máxima de 40 cm, como mostra a Figura 5.7.

Figura 5.5 – Barragem de Terra da Margem Direita – BTMD Fonte: Modificado de FONSECA, 2003, p. 64.

Figura 5.6 - Vista da barragem de terra da margem direita (época da construção) Fonte: CEMIG – GA/SM.

Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 106 Figura 5.7 – Vista parcial do espaldar da barragem de terra da margem direita

A Figura 5.8, seção 5 (estaca 1 + 240,0), evidencia núcleo impermeável (8A), constituído por uma areia argilosa. A montante e a jusante usaram-se cascalho de terraço (5). Nota-se que acima da elevação 380,0 m, usou-se rip-rap a montante (1); a jusante observa-se filtro chaminé (6A), tapete drenante tipo sanduíche (4A) e tapete drenante de enrocamento (10).

Figura 5.8 – Seção típica da BTMD – Seção 5 – Estaca 1 + 240,0 Fonte: Modificado de FONSECA, 2003, p. 65.

Para fazer a ligação entre a barragem de terra e a transição nº 1 (FIG. 5.9), os materiais foram substituídos a partir da estaca 1 + 270,0. Essa substituição objetivou abraçar a transição nº 1. Na região de transição, a seção transversal típica é constituída por um núcleo impermeável (8A) de areia argilosa e uma transição de cascalho de terraço (5) e enrocamento (3). A jusante, o sistema de drenagem adotado foi tapete drenante tipo sanduíche (4A), filtro

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chaminé (6A) e um tapete drenante de enrocamento (10), no contato com a face de jusante da estrutura de concreto e ao longo da fundação.

Figura 5.9 – Seção típica da zona de transição nº 1 – Seção 6 – Estaca 1 + 440,0 Fonte: Modificado de Fonseca, 2003, p. 67.

A barragem da margem esquerda é mostrada na Figura 5.10, em destaque o random. A extensão dessa barragem é 952,0 m, altura máxima de 64,0 m, e está localizada entre a estaca 2 + 663,0 até a estaca 3 + 600,0, como pode ser observado na Figura 5.11.

Figura 5.10 – Vista parcial a jusante da margem esquerda da barragem de terra Random

Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 108 Figura 5.11 – Barragem de terra da margem esquerda – BTME

Fonte: Modificado de FONSECA, 2003, p. 67.

A Figura 5.12 mostra a barragem da margem esquerda em fase de construção, notando-se a ensecadeira “D”, na margem esquerda, incorporada ao barramento.

Figura 5.12 – Vista aérea da barragem da margem esquerda e ensecadeira a montante Fonte: CEMIG – GA/SM.

A barragem da margem esquerda é representada pela seção 5, como mostra a Figura 5.13. Esse maciço é zoneado em argila e cascalho. O núcleo (8A) é constituído por areia argilosa. A montante e a jusante os taludes são formados por cascalho de terraço. Acima da elevação

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380,0 m, o talude a montante tem proteção de rip-rap (1). A jusante possui sistema de drenagem composto de filtro chaminé (6A) e tapete drenante (4A).

Figura 5.13 – Seção típica da BTME – Seção 5 – Estaca 2 + 780,0

Fonte: Modificado de FONSECA, 2003, p. 68.

As Figuras 5.14 e 5.15 mostram a barragem de terra e enrocamento, situada entre as estacas

2 + 008,0 até a estaca 2 + 663,0 m.

Figura 5.14 – Barragem de terra e enrocamento no leito do rio (margem esquerda) Fonte: Modificado de FONSECA, 2003, p. 69.

Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 110 Figura 5.15 – Vista parcial da transição nº 2 e barragem de enrocamento

A seção típica nesta parte é zoneada em argila e cascalho, com altura máxima de 127,0 m. A Figura 5.16 mostra essa seção, na posição da estaca 2 + 410,0.

O núcleo (8A) é formado por areia argilosa. Os taludes de montante e jusante foram construídos em enrocamento (3). À montante, há uma transição entre o núcleo impermeável e o enrocamento que é formado por cascalho de terraço (5).

Figura 5.16 – Seção típica da barragem de terra e enrocamento – Estaca 2 + 410,0 Fonte: Modificado de FONSECA, 2003, p. 70.

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Na área de transição nº 2 mostrada na Figura 5.17, o uso de areia argilosa (8A) a montante e cascalho de terraço, a montante e a jusante (5), fazem transição para os taludes de enrocamento (3).

Figura 5.17 – Seção típica da transição nº 2 – Seção 9 – Estaca 2 + 016,0 Fonte: Modificado de FONSECA, 2003, p. 72.

A Figura 5.18 mostra os materiais aplicados no maciço. Destaca-se o cascalho de terraço aplicado nos espaldares de montante e jusante, na margem esquerda e direita. Esse material foi aplicado com a finalidade de fazer a transição entre o núcleo de areia argilosa e a rocha de proteção do talude, possuindo 30 a 70% de material retido na peneira nº4 e 20% de material passante na peneira 200, com permeabilidade 10-6 cm/s, depois de compactado.

Figura 5.18 – Materiais de granulometria diferenciada, aplicados na construção do maciço

(rocha em basalto, cascalho de terraço e areia argilosa)

Fonte: CEMIG – GA/SM.

Cascalho de terraço

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Análise de dados: Adotando-se como referência a posição de montante para jusante, o estaqueamento partiu da margem direita até a margem esquerda. Em toda a extensão da barragem, destacam-se cinco seções características. Elas se apresentam com configurações diferenciadas, denominadas seções zoneadas. Nessas seções foram aplicados materiais de características geotécnicas apropriadas para atenderem às especificações de projeto, com o objetivo de manter a estabilidade da obra.

A Figura 5.8 mostra a seção típica da barragem de terra da margem direita, situada na seção 5 (estaca 1 + 240,0). Ela é zoneada por possuir núcleo impermeável (8A), constituído por uma areia argilosa. Além desse material, foi aplicado cascalho de terraço (5) a montante e a jusante. Possui sistema de drenagem composto de filtro chaminé (6A), tapete drenante tipo sanduíche (4A) e tapete drenante de enrocamento (10).

A seção típica da barragem de terra da margem esquerda (FIG. 5.13) é zoneada por apresentar um núcleo impermeável (8A) em areia argilosa. Os espaldares a montante e a jusante são formados por cascalho de terraço.

A seção típica da barragem de terra e enrocamento (FIG. 5.16) demonstra que é zoneada, pois o núcleo (8A) é formado por areia argilosa, com taludes de montante e jusante de enrocamento (3). Existe uma transição a montante, entre o núcleo impermeável e o enrocamento. Essa transição é de cascalho de terraço (5).

A área de transição nº 2 também é zoneada (FIG. 5.17), por possuir parte do núcleo em areia argilosa (8A). As áreas de transição números 1 e 2, a montante e a jusante, possuem cascalho de terraço (5) que fazem transição para os taludes de enrocamento (3).

Assim, pela análise das seções apresentadas e pela estatística levantada por Foster et al. (1998), observa-se pela Tabela 5.1 que o tipo de seção para representar a probabilidade histórica a ser adotada é a seção zoneada, formada por terra e enrocamento.

A entrada de dados na Tabela 5.1 é a linha referente à barragem de terra, zoneada e enrocamento e na coluna do barramento, referente aos dados de probabilidade para barragens em operação acima de cinco anos (barragem em estudo em operação há 29 anos).

Essas entradas determinam o valor para a probabilidade média anual de formação de piping através do barramento como Pe = 24 x 10-6.

Programa de Pós-graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da UFMG 113 Tabela 5.1 – Probabilidade média de ruptura em barragens pelo modo de piping, em função

do tipo da seção BARRAMENTO (MACIÇO) FUNDAÇÃO BARRAMENTO PARA FUNDAÇÃO TIPO DE SEÇÃO Média PTe Média Anual Pe (x 10-6) Média PTf Média Anual Pf (x 10-6) Média PTef Média Anual Pef (x 10-6) (x10-3) Prim. 5 anos operação Após 5 anos operação (x10-3) Prim. 5 anos operação Após 5 anos operação (x10-3) Prim. 5 anos operação Após 5 anos operação Terra, homogênea 16 2080 190

Terra com filtro 1,5 190 37

Terra com enrocamento de pé 8,9 1160 160

Terra, zoneada 1,2 160 25

Terra, zoneada e enrocamento 1,2 150 24

Terra com núcleo central e enrocamanto

(<1,1) (<140) (<34) 1.7 255 19 0.18 19 4

Terra com face de concreto 5,3 690 75

Enrocamento com face de concreto

(<1) (<130) (<17)

Terra com núcleo

impermeável 9,3 1200 38

Terra com cortina espessa (<1) (<130) (<8)

Enrocamento com cortina espessa

(<1) (<130) (<13)

Aterro Hidráulico (<1) (<130) (<5)

TOTAL DE BARRAGENS 3.5 450 56 1.7 255 19 0.18 19 4

Fonte: Modificado de FOSTER et al., 1.998, p. 123. Notas:

(1) PTe, PTf e PTef são probabilidades médias de ruptura sobre a vida útil da barragem.

(2) Pe, Pf e Pef são as probabilidades médias anuais de ruptura.