Túneis

A observação dos túneis assume actualmente uma importância fundamental. As actividades associadas à observação de uma obra subterrânea são vastas e por vezes complexas, pois influenciam e interagem com as tarefas de construção, exigindo uma elevada capacidade de resposta, tanto na execução como no tratamento da informação. As actividades de observação de uma obra subterrânea dependem das questões associadas á própria obra bem como às do meio em que esta se insere, necessitando de um apropriado planeamento e dimensionamento, de forma a dotar as entidades responsáveis por estas actividades com meios materiais e humanos apropriados.

A escavação de uma obra subterrânea afecta localmente a continuidade do maciço, perturbando muitas vezes de forma decisiva o seu estado de equilíbrio, adquirido ao longo de todo um processo geológico. Em consequência, é modificado o campo de tensões existentes, originando-se deslocamentos na zona envolvente da escavação, até que um estado final de equilíbrio seja atingido pela mobilização da capacidade resistente do maciço e (ou) sustimento de uma estrutura de suporte. A interacção entre o maciço e o suporte constitui um problema hiperstático, em que a carga sobre o suporte depende do deslocamento permitido ao maciço envolvente e por seu turno a colocação do suporte influencia o próprio comportamento do maciço em torno da abertura (Cunha e Fernandes, 1980).

A observação de uma obra subterrânea integra todas as medições e inspecções destinadas ao controlo e verificação da estabilidade da estrutura subterrânea – maciço escavado e (ou sustimento) que, em proporção variável, contribuem para assegurar o equilíbrio – durante a fase de construção ou, a longo prazo, na fase de exploração da obra.

O estabelecimento de um plano de observação, que deverá ser elaborado em fase de projecto e adaptado durante e após a execução da obra, é uma tarefa que deverá exigir a colaboração do projectista e cujo êxito final implica a consideração de múltiplos aspectos, tais como (Cunha e Fernandes, 1980):

i. Características geotécnicas do maciço – os elementos mais importantes que deverão ser tidos em conta na localização e projecto do sistema de observação a instalar são a litologia, a ocorrência de acidentes tectónicos e, no caso de rochas ou mesmo de solos sobreconsolidados, o seu sistema de diaclasamento. A maior ou menor incidência e variação, no espaço e no tempo, destes diferentes parâmetros, condiciona não só a malha de observação mas também o próprio tipo de instrumentação e frequência da sua utilização;

ii. Natureza, tipo e localização da obra – deverão condicionar igualmente o plano de observação da obra não só em fase de construção, mas muito especialmente, se se encarar o seu controlo em fase de serviço, dado que nem todas as técnicas de observação são compatíveis com a sua utilização naquelas fases. Assim, a natureza da obra ou a finalidade a que se destina poderão impor desde logo certos condicionalismos em relação ao tipo, robustez e protecção do equipamento a instalar. Quanto à localização da obra, existem diferenças entre a observação de uma obra a pequena profundidade, em meio urbano por exemplo, e de um túnel profundo.

iii. Métodos construtivos e ritmo de construção – a observação de uma obra subterrânea durante a fase construtiva é, ainda hoje, encarada pelo empreiteiro como uma imposição que, colidindo com o ritmo de execução, lhe pode acarretar quebras na cadência de avanço. Por esse motivo, interessa que a concepção do sistema de observação e o seu “timing”, embora naturalmente sujeitos a correcções ditadas pelo conhecimento directo que for sendo obtido, sejam estabelecidos com a antecedência suficiente para permitir a sua inclusão no planeamento geral da obra.

Na fase de construção, as informações resultantes dos trabalhos de observação da obra devem servir para a escolha dos métodos de escavação apropriados, o redimensionamento dos suportes, a aferição da qualidade da obra e a elaboração do relatório de execução. Trata-se assim de utilizar os meios que permitam intervir tanto nos métodos de escavação, suportes e técnicas de execução, como realizar uma retroanálise para aferir a qualidade e o nível de segurança real da obra. O conhecimento preciso do comportamento de um túnel é cada vez mais importante à medida que novas técnicas de construção são introduzidas e, os túneis existentes, são obrigados a permanecer em serviço para além do seu período de vida teórica. O acompanhamento, tanto durante a construção como a longo prazo, contribui para o aumento do conhecimento sobre o real comportamento de um túnel e no planeamento de intervenções.

O controlo das deformações em profundidade antes, durante e após a construção do túnel é realizada através da instrumentação, colocada em profundidade para medir os "movimentos" do maciço nas proximidades da escavação. Deste modo, passará a dispor-se de informação em profundidade sobre o modo como o terreno se comportou com a aproximação da escavação, sabendo assim, se o ritmo dos trabalhos é o adequado. O controlo das deformações superficiais permitem avaliar as deformações em profundidade, pois estas transmitem-se à superfície, e consequentemente o impacto das obras (Casanova e Inaudi, 1998).

Segundo o US Army Corps of Engineers, 1978 em Bastos (1998), a instrumentação de um túnel tem como principais objectivos a detecção antecipada das condições que possam motivar a instabilidade do túnel na fase de construção, determinar o desempenho a longo prazo dos suportes após a construção e obter informação que permita analisar detalhadamente o maciço e o comportamento do sistema de suporte. Assim, durante a execução do túnel, a informação a recolher destina-se a controlar o comportamento das estruturas para, se necessário, intervir e, na fase pós construção,

a controlar a evolução das cargas e das deformações para prevenção de possíveis anomalias.

Um novo método para uma avaliação contínua da estabilidade de túneis em fase de construção ou de serviço, é o Método Extensométrico para Monitorizar COnvergências em Túneis (MEMCOT). Este método difere dos métodos convencionais pois não se limita a medições pontuais, feitas periodicamente, nem é necessária uma interrupção da realização dos trabalhos de construção ou de exploração dos túneis, o que permite uma avaliação contínua, tanto física como temporal, não sendo necessárias paragens na construção nem durante a exploração. Este novo método permite ainda uma consulta interactiva dos dados de convergência instantâneos ou acumulados, assim como as velocidades de convergência calculadas entre quaisquer intervalos de tempo escolhidos pelo utilizador, ao longo de direcções ortogonais ou inclinadas em que se determinem as convergências. Devido às características evolutivas, este método tem vindo a ser aperfeiçoado, através de novas aplicações (Dinis da Gama, s. d.).