Fechamento Permanente dos Túneis de Desvio

Conforme dito anteriormente, com a conclusão do fechamento provisório dos túneis, com vazamentos dentro de níveis aceitáveis, pode-se iniciar o fechamento permanente destes. Em geral, são construídos tampões de concreto para a realização da obturação definitiva dos túneis.

Portanto o tampão (ou “plug” ou “rolhão”) é em geral uma estrutura de concreto, que funciona como uma “rolha” que impede o fluxo de água pelo túnel, garantindo sua estanqueidade de maneira permanente.

A construção do tampão se inicia com a execução de uma ensecadeira de jusante, que é necessária na maioria dos casos para possibilitar a execução dos trabalhos a seco, em seguida o túnel é esgotado, com o auxilio de bombas.

Inicia-se então a concretagem do plug, que é feita em camadas horizontais continuas e sem juntas verticais. A experiência de juntas de construção verticais em Emborcação mostrou inconvenientes sérios, com a necessidade de tratamentos especiais devido à percolação pelas juntas, inclusive sendo executado um tampão adicional.

O concreto deve ser, preferencialmente, de baixo teor de cimento para limitar a geração de calor e o aumento da temperatura, sendo que fck de 15 MPa é satisfatório. Poderá ser armado ou não, sendo que o concreto simples sem armadura libera a redistribuição de tensões e é mais barato e fácil de executar. A aplicação de concreto sem armadura em diversos casos teve seu desempenho aprovado, não acarretando nenhum efeito nocivo, como nos casos de Foz do Areia, Santiago, Nova Ponte (túnel 2), Xingó e Segredo.

A última camada de concretagem, junto à calota do túnel, deve ser executada com cuidados especiais, de forma a garantir o preenchimento do vazio superior com concreto bombeado. A figura 4.89 mostra uma foto da execução da última etapa de um tampão de um dos túneis de desvio da UHE Barra Grande.

Para complementar e garantir a estanqueidade do tampão, são executadas injeções de concreto, que podem seguir o esquema apresentado nas figuras 4.85 e 4.86.

Os tampões são normalmente utilizados em túneis que podem ter de 10 a 16 metros de diâmetro e estão sujeitos a pressões que variam entre 70 a 150 metros de coluna d’água.

Os tampões comumente tem tido característica geral semelhante à apresentada nas figuras 4.84 a 4.87, que devido a sua simplicidade de concepção e de execução tem prevalecido como solução na experiência brasileira.

De acordo com este esquema, apresentado pela bibliografia 43, o tampão é caracterizado pela cabeça maciça, que constitui a barreira principal à água, juntamente com as injeções, e o restante do corpo estendendo-se para jusante de modo a ampliar a área de contato com as paredes do túnel. O vazio central, além de reduzir o volume da estrutura, propicia um acesso adequado para a execução das injeções de concreto para vedação.

A concepção estrutural básica é a de uma obturação maciça, que resiste à força de pressão da água pelo esforço tangencial desenvolvido nos contatos laterais.

Três sistemas auxiliares para a construção e operação adequada dos tampões são comumente utilizados.

O primeiro é o sistema de drenagem para as águas de infiltração ou de vazamento pelas comportas, para evitar pressões sobre o tampão até a conclusão dos serviços de injeção. Para evitar entupimento do tubo de drenagem pelo carreamento de sólidos

pela água, deve-se prever uma grade próxima à entrada do tubo e uma cobertura para proteger a válvula contra detritos da construção do tampão.

O segundo sistema auxiliar são respiros através do tampão para eliminar o ar acumulado próximo à calota, durante o processo de enchimento do túnel, após a conclusão da execução do plug e fechamento do dreno.

Tanto o dreno como o respiro devem ser construídos de tubos de alta resistência capazes de suportar à pressão do reservatório cheio. Após sua utilização, serão vedados através da injeção de calda de cimento.

O terceiro sistema auxiliar são drenos para disciplinar o fluxo de percolação eventual, que são localizados no terço de jusante do tampão.

Os dois primeiros sistemas auxiliares funcionam durante o período de construção dos plugs, já o terceiro vai funcionar durante a operação do plug, ou seja, na vida útil do empreendimento.

As figuras 4.85 a 4.87 mostram esquemas típicos dos sistemas auxiliares aos plugs.

Figura 4.85 – Esquema típico de tampão – corte.

Figura 4.86 – Esquema típico de tampão – vista.

Figura 4.87 – Esquema típico de tampão. Detalhe do sistema de drenagem.

Os tampões podem ter uma finalidade adicional nos casos onde os túneis de desvio são utilizados para estruturas permanentes, como no caso de vertedores auxiliares e descarregadores de fundo. No caso onde o túnel de desvio se une ao permanente, o plug além de propiciar estanqueidade, deve modelar o túnel de forma a dar concordância para o túnel permanente. Este é o caso do projeto da Bolgenach Dam na Áustria, apresentado na referência 39, que pode ser visto nas figuras 4.59 e 4.60. A figura 4.88 retirada da referência 6, também mostra um caso onde o tampão de concreto foi feito no trecho do túnel que era exclusivo de desvio, a montante do encontro com o túnel permanente do vertedor de fundo, dando formato adequado a estrutura permanente.

Figura 4.88 – Plug de concreto em túnel de desvio com futuro uso como vertedor. A localização do plug dentro do túnel também deve ser definida com cuidado. O tampão deve se situar na vertical das estruturas de vedação do reservatório, de modo que a parte do túnel que passa sob o reservatório fique sob pressão e a parte restante livre de pressão, evitando a formação de gradiente de tensão forte.

Portanto, de forma geral, o tampão deve se localizar embaixo da parte vedante da barragem, ou seja, embaixo do plinto de barragens de enrocamento de face de concreto, como no caso da UHE Mauá (Figura 4.98) ou embaixo do núcleo de barragens de enrocamento com núcleo argiloso, como no caso de Pedra do Cavalo (Figura 4.57), ou, conforme apresentado na figura 4.84, abaixo da linha da cortina de injeções da barragem.

A exceção a esta regra são os casos onde o túnel servirá de estrutura permanente, sendo então sua localização definida pelo projeto da estrutura permanente, como apresentado nas figuras 4.88, 4.59 e 4.60.

Figura 4.89 – Foto da construção do tampão de fechamento dos túneis de desvio da UHE Barra Grande. Última etapa da concretagem.

4.2.8 Uso do Túnel para Manter Vazão Mínima a Jusante Durante o