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CONSULTORES DE ENGENHARIA E AMBIENTE

SEGURANÇA NO PROJECTO DE

OBRAS SUBTERRÂNEAS

Raúl Sarra Pistone

Director Serviço de Geotecnia

COBA - Consultores de Engenharia e Ambiente Vice Presidente Comissão de Túneis da SPG

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SEGURANÇA NO PROJECTO DE OBRAS SUBTERRÂNEAS INICIAR FINALIZAR RECUAR AVANÇAR

INDICE

SEGURANÇA NO PROJECTO

MEDIDAS DE SEGURANÇA ESPECÍFICAS DO PROJECTO DE TÚNEIS RODOVIÁRIOS ESTUDOS GEOLÓGICOS E GEOTÉCNICOS

PROJECTO ESPECÍFICO DAS ÁREAS DE EMBOQUILHAMENTO SECÇÃO TRANSVERSAL

MÉTODOS CONSTRUTIVOS

SUSTIMENTO E SUPORTE DEFINITIVO

AUSCULTAÇÃO E RECONHECIMENTO DURANTE A CONSTRUÇÃO. ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO – INSTALAÇÕES DEFINITIVAS. MONITORIZAÇÃO A LONGO PRAZO DA OBRA CIVIL

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As Obras Subterrâneas incluídas nos projectos de infra-estruturas de transporte terrestre precisam de atenção específica por parte da Autoridade Pública, devido à sua especial incidência na segurança das pessoas e bens, tanto na fase de Projecto e Construção como na fase de Exploração.

Como ponto de partida é essencial que exista um bom projecto em quanto a traçado, geometria das secções, instalações e equipamentos.

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SEGURANÇA NO PROJECTO DE OBRAS SUBTERRÂNEAS

• Resistência mecânica e estabilidade – Segurança Estrutural.

• Segurança em caso de incêndio ou de derrame de materiais tóxicos ou inflamáveis. • Segurança de utilização.

• Minimização dos impactes no ambiente.

INICIAR FINALIZAR RECUAR AVANÇAR

SEGURANÇA NO PROJECTO

REQUISITOS ESSENCIAIS

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• Normas Portuguesas,

• Normas Europeias, Eurocódigos,

• Directiva 2004/54/CE do Parlamento Europeu e do Conselho (29-Abril-04, relativa aos requisitos mínimos de segurança para os túneis da Rede Rodoviária Transeuropeia • Recomendações do PIARC.

• Recomendações dos grupos de trabalho da ITA (segurança durante a construção, WG nº 5)

SEGURANÇA NO PROJECTO

NORMATIVA

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• Autoridade Administrativa • Gestor do Túnel:

•O organismo da Administração Pública •O concessionário

•O organismo autónomo ou entidade pública

•Em situações de emergência, o Gestor do Túnel ou entidade delegada, coordenará

as actuações necessárias conjuntas com as autoridades sanitárias, laborais a da

protecção civil, de acordo com a legislação em vigor.

SEGURANÇA NO PROJECTO

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As análises de risco, se necessárias, devem ser efectuadas por um organismo

funcionalmente independente do gestor do túnel.

O conteúdo e os resultados das analises de risco devem ser incluídos na

documentação de segurança apresentada à autoridade administrativa.

A análise de risco é uma análise dos riscos apresentados por um determinado túnel,

tendo em conta todos os factores de concepção e as condições de circulação que afectam a segurança, nomeadamente as características do tráfego, a extensão do túnel, o tipo de tráfego e a geometria do túnel, bem como o número de veículos pesados de mercadorias previsto por dia (Art. 13º da DE 2004/54/CE).

SEGURANÇA NO PROJECTO

ANÁLISE DE RISCO

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Prepared jointly by

BTS - The British Tunnelling Society ABI - The Association of British Insurers

THE JOINT CODE OF PRACTICE FOR RISK MANAGEMENT

OF

TUNNEL WORKS IN THE UK

Published by

The British Tunnelling Society

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•Análise e justificação da estabilidade e segurança estrutural da obra, nomeadamente: •acessos, instalações de obra,

•emboquilhamentos •obra subterrânea

•estabilidade das escombreiras. •Túneis Urbanos ou em Zonas Industriais

•Subsidências e assentamentos.

•Efeitos das vibrações do terreno sobre as construções circundantes •Equipamentos de segurança e controlo.

•Requisitos de segurança e higiene no trabalho

SEGURANÇA NO PROJECTO

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•Comparação com o comportamento de obras semelhantes em circunstâncias análogas.

•Dever-se-á demonstrar a semelhança dos aspectos fundamentais que influenciam a estabilidade.

•Utilização de métodos empíricos ou semiempíricos, suficientemente comprovados na prática. •Cálculo tenso-deformacional do conjunto obra-terreno.

•Estudos de riscos nas edificações e/ou instalações industriais próximas.

SEGURANÇA NO PROJECTO

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INDICE

SEGURANÇA NO PROJECTO

MEDIDAS DE SEGURANÇA ESPECÍFICAS DO PROJECTO DE TÚNEIS RODOVIÁRIOS

ESTUDOS GEOLÓGICOS E GEOTÉCNICOS

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TRAÇADO

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MEDIDAS DE SEGURANÇA ESPECÍFICAS DO PROJECTO DE TÚNEIS RODOVIÁRIOS

ESTUDOS GEOLÓGICOS E GEOTÉCNICOS

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•Formações geológicas

•Falhas e contactos estratigráficos.

•Zonas tectónicas com especial atenção às falhas activas em zonas com risco sísmico.

•Zonas alteradas

•Zonas carsificadas / milonitizadas. •Rochas evolutivas, solúveis ou

expansivas. •Estudos hidrogeológicos •Resistência e deformabilidade. •Permeabilidade. •Alterabilidade. •Expansibilidade. •Erosionabilidade. •Susceptibilidade à liquefacção.

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On the early morning of Saturday, February 10, 1996, due not to an earthquake but a fault in a mountain range's shaley rock, a section of tunnel collapsed a few dozen meters from the entranceway on a tunnel connecting towns Furubira (古平) and Yoichi (余市), on the Shakotan Peninsula of Hokkaido (CNN).

ESTUDOS GEOLÓGICOS GEOTÉCNICOS

ACIDENTE NO TÚNEL DE FURUBIRA (JAPÃO)

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In the tunnel is a bus that was carrying 19 people and a car with one motorist…..

ESTUDOS GEOLÓGICOS GEOTÉCNICOS

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• Identificação dos Riscos

• Avaliação da probabilidade de ocorrência e potenciais consequências • Medidas para reduzir ou eliminar os riscos identificados

• Gestão do risco e controlo do risco residual

ESTUDOS GEOLÓGICOS GEOTÉCNICOS

RISCO GEOTÉCNICO

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Análise de risco geotécnico realizado para o TUNEL DE PANTELEIMONAS, no tramo MALIAKOS-KLEIDI da Autoestrada Atenas-Thesalonika.

Regarding the possible geological risks that could affect the safety level during tunnel construction, the following items are considered: _REMARKS

1) Obervational program including in-situ observations. The results must be compared with conceptual and computational models, in order to provide an early assessment of every risk situation.

2) At the present state of geological and geotechnical knowledge, the mentioned geological risks do not mean serious concern and the proposed temporary support measures are strong enough to guarantee the general stability of the works.

3) The tunnels will be constructed following the Observational Methodprinciples. The following elements will be of paramount importance for the assessment of the overall stability and safety:

• Definition of an alert and alarm limit system with action procedures to be implemented in each situation. • Detailed and systematic geological and geotechnical survey in all excavation stages;

• Study of the displacement-time curves, namely first and second order increments that correspond to the speed and to the acceleration of displacements, respectively;

• Comparison between systematically obtained results in different monitoring sections; • Comparisons with the numeric models out puts;

• Comparisons with case histories of tunnel construction in similar ground conditions.

• Interpretation of deformations of the rock mass according to the position of the principal geological discontinuities.

4) The proposed additional geotechnical site investigationwill contribute to the tunnel design in the following ways: By improving the definition of the soil - rock condition to be found during excavation including the portal areas. Contribution to the fulfillment of the requirements of the national codes and regulations.

Definition of the physical and mechanical properties of the soil - rock formations that were encountered during the geological survey but not enough characterized from the geotechnical point of view.

Verification of the geological - geotechnical model.

a) Underground water b) Tectonic or natural stresses c) Zones of very weak rocks d) Tectonic Faults – Active Faults e) Ground swelling

ESTUDOS GEOLÓGICOS GEOTÉCNICOS

RISCO GEOTÉCNICO

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ESTUDOS GEOLÓGICOS GEOTÉCNICOS

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ESTUDOS GEOLÓGICOS GEOTÉCNICOS

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ESTUDOS GEOLÓGICOS GEOTÉCNICOS

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INDICE

PROJECTO ESPECÍFICO DAS ÁREAS DE EMBOQUILHAMENTO

SECÇÃO TRANSVERSAL MÉTODOS CONSTRUTIVOS

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PROJECTO ESPECÍFICO DAS ÁREAS DE EMBOQUILHAMENTO

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INDICE

PROJECTO ESPECÍFICO DAS ÁREAS DE EMBOQUILHAMENTO

SECÇÃO TRANSVERSAL

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• Gabarit requeridos segundo a funcionalidade de cada tipo de obra,

• Estrutura geológico-geotécnica do terreno e optimização do comportamento estrutural • Instalação dos órgãos de drenagem e equipamento de segurança e controlo

• Áreas de segurança para estacionamento de viaturas de serviço e emergência

• Passeios para circulação de pessoal de serviço e pessoas em situação de emergência, • Galerias de emergência e refúgios.

SECÇÃO TRANSVERSAL

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INDICE

MÉTODOS CONSTRUTIVOS

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MÉTODOS CONSTRUTIVOS

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Publicação da International Tunnelling Association – ITA - WG nº 5

MÉTODOS CONSTRUTIVOS

SEGURANÇA NO TRABALHO

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INDICE

SUSTIMENTO E SUPORTE DEFINITIVO

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SUSTIMENTO E SUPORTE DEFINITIVO

O projecto do sustimento é o ponto principal da segurança do projecto

construtivo de um túnel.

• Definição de secções tipo

• Projecto específico de emboquilhamento • Faseamento da instalação do suporte

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SUSTIMENTO E SUPORTE DEFINITIVO

RESISTENCIA DO SUPORTE DEFINITIVO AOS INCENDIOS

TEMPERATURA DO BETÃO: • Perda de resistência: > 200ºC • Spalling: > 100ºC

• Recuperação da estrutura:

≤

400ºC

BARREIRAS TÉRMICAS:

• Incremento espessura do betão • Projecção de produtos cimenticios • Instalação de elementos de protecção

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INDICE

AUSCULTAÇÃO E RECONHECIMENTO DURANTE A CONSTRUÇÃO.

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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AUSCULTAÇÃO E RECONHECIMENTO DURANTE A CONSTRUÇÃO

• Quando se aplica o Método Observacional.

• Quando os movimentos estáticos ou dinâmicos induzidos pela obra possam afectar edificações, instalações industriais, etc.

• Quando seja previsível uma modificação nas condições hidrogeológicas.

• Quando as circunstancias previsíveis possam influenciar a segurança dos operários, pessoal de manutenção, utentes.

• De acordo com a autoridade competente seja admitida a conveniência dum sistema de auscultação durante a exploração da obra.

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INDICE

AUSCULTAÇÃO E RECONHECIMENTO DURANTE A CONSTRUÇÃO.

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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THE IMPACT OF RECENT CATASTROPHIC TUNNEL FIRES

Routes and Roads – PIARC – Latest Incidents-Accidents:

- Channel Tunnel (UK-France) 18-11-1996 no victims - Mont Blanc Tunnel(Italy-France) 24-03-1999 39 dead - Tauern Tunnel (Austria) 29-05-1999 12 dead - Gottard Tunnel (Swiss) 24-10-2001 11 dead - Kitzsteinhorn (Austria, funicular) 11-11-2000 156 dead - Metro of Daegu (South Korea) 18-02-2003 196 dead - Frejus Tunnel (Italy-France) 04-06-2005 2 dead

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• 24 de Março de 1999

• Camião TIR que transportava 9 tn de margarina e 12 tn de farinha

•Circulava no sentido França-Itália, na zona central do túnel.

• Comprimento: 11.600 metros •7.640 m lado francês •3.960 m lado italiano.

• Entrou em serviço no ano 1965, depois de 6 anos de construção.

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

INCÊNDIO NO TÚNEL DE MONT BLANC

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Tráfego Ano 1998:

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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Equipamento de segurança no momento do incêndio

• Zonas de estacionamento: Cada 300 metros

• Galerias de inversão de marcha: Cada 300 metros, frente a cada zona de estacionamento.

• Refúgios para pessoas: Cada 600 metros e sempre em correspondência com uma zona de estacionamento.

• Sistema de ventilação: forçada do tipo “transversal”

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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SECÇÃO TRANSVERSAL DO TÚNEL E ESQUEMA DE VENTILAÇÃO

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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Perdas humanas e materiais • 39 mortos

• 23 camiões, 10 automóveis, uma mota e duas viaturas de emergência .

Danos no túnel

• Estrutura do túnel: ~900 m • Equipamento do túnel

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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Conclusões principais

• Coordenação deficiente

• Ausência duma galeria de segurança

• Equipamento de segurança e controlo não actualizado

• Falta de comunicação entre operadores e as pessoas dentro do túnel

• Carga altamente combustível (a pesar de ser considerada como “não perigosa” na regulamentação europeia em vigor)..

• Equipas de bombeiros destacados para combater o incêndio insuficientes. • Reacção dos operadores insuficiente e inadequada

• Extracção do fumo insuficiente e inadequada

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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24 de Outubro de 2001, 09.45 hrs.

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

INCÊNDIO NO TÚNEL DE SÃO GOTARDO

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Situação e características do túnel San Gotardo

• Comprimento: 16.918 metros

• Autoestrada N-2, integralmente em território suiço, • Inaugurado em Setembro de 1980

• Mono tubo,

• Com galeria auxiliar para saída das pessoas e circulação de viaturas de emergência em caso de acidente.

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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Perfil longitudinal poços/chaminés de ventilação

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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Secção Transversal

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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EQUIPAMENTO DE SEGURANÇA

Áreas de estacionamento: Cada 125 metros

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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Refúgios para pessoas: Cada 250 metros

• Com ambiente pressurizado e injecção continua de ar limpo com portas cortafogo. • Estes refúgios permitiram salvar a vida de numerosos utentes durante o acidente.

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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• Sistema de ventilação: tipo “semi-transversal”.

• Sistema de detecção

automática de incêndios e sinalização

• Sistema de Gestão Central Computarizada

• Bombeiros

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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Perdas humanas e materiais

• 11 pessoas mortas (incluindo os motoristas dos camiões que provocaram o acidente)

• 25 viaturas

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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DANOS NO TÚNEL

• Na zona do incêndio as temperaturas atingiram os 1.000 – 1.200 °C, que diminuíram até cerca dos 32 °C só depois de 24 horas.

Consequências:

•Destruição do equipamento instalado no sector

•Destruição da estrutura de betão armado de revestimento do túnel

ACIDENTES DEVIDO A INCÊNDIOS

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INDICE

EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO – INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

MONITORIZAÇÃO A LONGO PRAZO DA OBRA CIVIL PREVENÇÃO DE RISCOS LABORAIS.

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• Espaço limitado.

• Maior incidência que a céu aberto de qualquer acidente.

• Efeitos psicológicos que possam influenciar o condutor: Claustrofobia, sonolência, etc. • Reacções desconhecidas dos utentes em caso de acidente grave.

• Mudança de condições ambientais e físicas nas entradas e saídas do túnel (secção, luz...)

EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

CIRCUNSTANCIAS ESPECÍFICAS DE UM TÚNEL RODOVIARIO:

No caso de túneis ferroviários os efeitos psicológicos no condutor são eliminados e as mudanças de condições ambientais e físicas na entrada e saída do túnel não influenciam significativamente a segurança.

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EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

• Fornecimento de Energia. • Iluminação • Ventilação. • Sinalização. • Comunicações. • Sistemas de controlo. • Auscultação.

• Incêndio. Detecção. Sistemas de extinção • Outras instalações.

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EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

RESUMO INFORMATIVO DE REQUISITOS MÍNIMOS

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A concepção, construção e funcionamento do sistema de ventilação deve

responder a:

•O controlo das emissões poluentes dos veículos em condições de tráfico

normal e muito intenso.

•O controlo das emissões poluentes dos veículos em caso de

engarrafamento.

•O controlo do incremento da temperatura e fumo em caso de incêndio.

EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

VENTILAÇÃO

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EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

TIPOS DE SISTEMAS DE VENTILAÇÃO

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EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

TIPOS DE SISTEMAS DE VENTILAÇÃO

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A iluminação de um túnel justifica-se fundamentalmente por razões de segurança.

Procura-se minimizar o impacto da variação brusca de luminosidade criando

condições de transição gradual

.

EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

ILUMINAÇÃO

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EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

INCÊNDIO. DETECÇÃO E EXTINÇÃO

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EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

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•Circuito fechado de televisão (CCTV) conectado ao centro de controlo.

•Equipamento de sinalização (semáforos, barreiras, paneis alfanuméricos, etc., com controlo remoto), para regulação do tráfico em caso de acidente, e equipamentos fixos de controlo de altura.

•Sistemas para coordenação do tráfego depois de um acidente o incêndio, de acordo com os planos de emergência.

EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

CONTROLO DE TRÁFEGO E CIRCULAÇÃO

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EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

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Existem diversos sistemas:

•Radiotrasmisão e recepção. •Altifalantes.

•Intercomunicação.

•Telefone (linha directa).

EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

COMUNICAÇÕES

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EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

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O túnel deverá dispor de sinalização no seu interior e nos acessos, que informe adequadamente aos utentes dos

aspectos que devem conhecer para garantia de máxima segurança na circulação

EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

SINALIZAÇÃO

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EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO - INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

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INDICE

EQUIPAMENTOS DE SEGURANÇA E CONTROLO – INSTALAÇÕES DEFINITIVAS.

MONITORIZAÇÃO A LONGO PRAZO DA OBRA CIVIL

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•Estruturas de Betão

•Revestimento de betão projectado

•Paredes e pavimento

•Orgaõs de drenagem

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INDICE

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Elaboração do

Plano de Segurança e Saúde e Compilação Técnica

do

Empreendimento.

A gestão, acompanhamento e prevenção da Segurança e Saúde na fase de

projecto atenderá ao disposto na legislação Portuguesa em vigor:

O Decreto-Lei nº 441/91 de 14 de Novembro, que estabelece o regime jurídico de

enquadramento da Segurança, Higiene e Saúde no Trabalho e transpõe para o

direito interno a Directiva nº 89/391/CEE.

O

Decreto-Lei nº 273/03 de 29 de Outubro

, que estabelece as regras gerais de

planeamento, organização e coordenação para promover a segurança, higiene e

saúde no trabalho em estaleiros da construção e transpõe para o direito interno a

Directiva nº 92/57/CEE, de 24 de Junho, relativa às prescrições mínimas de

segurança e saúde no trabalho a aplicar em estaleiros temporários ou móveis;

PREVENÇÃO DE RISCOS LABORAIS

MANUAL DE EXPLORAÇÃO

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As Obras Subterrâneas incluídas nos projectos de infra-estruturas de

transporte terrestre precisam de atenção específica por parte da

Autoridade Pública, devido à sua especial incidência na segurança

das pessoas e bens, tanto na fase de Projecto e Construção como

na fase de Exploração.

CONCLUSÕES

È fundamental a existência de legislação adequada e regulamentação

técnica correspondente.

Como ponto de partida é essencial que exista um bom projecto em

quanto a traçado, geometria das secções, instalações e

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• Directiva 2004/54/CE do Parlamento Europeu e do Conselho. Abril-29, 2004. Relativa aos Requisitos Mínimos de Segurança para os Túneis

• Instrucciones Para el Proyecto, Construcción y Explotación de Obras Subterráneas para el Transporte Terrestre (1998). España.

• Circulaire Interministérielle nº2000-63 du 25 août 2000. Annexe 2. Relative à la sécurité dans les tunnels du réseu routier national. Paris.

• Incendios en los túnels de Mont Blanc y San Gotardo. A. S. Cereseto. Operación de Túneles en Caminos. 2002. Chile.

• The Joint Code of Practice for Risk Management of Tunnel Works in the UK. The British Tunnelling Society. 2003. London.

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ABRIL 2006

FINALIZAR RECUAR