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CONCRETAGEM DAS GALERIAS DE DESVIO DA UHE TRES IRMAOS - OTIMIZAcOES EM PROJETO E EXECUCAO Eng° Bento Carlos Sgarbosa Eng° Luiz A. Cal de 0. e Silva CESP - Cia Energatica de Sao Paulo - CESP Eng° Vladimir Antonio Paulon PROMON Engenharia RESUMO As dificuldades sentidas nas obras anteriores da CESP, onde o Desvio do rio (2a Etapa) se fez atravcs das Galerias de Desvio do Vertedouro, levaram aos esforgos que convergiram na solugao encontrada pars Tres lrmaos, onde a concepgao do projeto, simples e de facil execugao, permitiu o tamponamento de concreto das galerias de uma forma mais rapida , simples e confiavel, redundando em aprecigvel economicidade, em confronto com solugOes anteriores. 0 registro do fato atravas deste trabalho sucinto pode, assim, representar mals uma opgao a ser adotada em futuros projetos de obras similares , ja que consiste em uma solugao burilada e aperfeigoada de experiencias anteriores, constituindo-se num avango tecnolbgico importante. LOCALIZAgAO DA USINA HIDRELETRICA DE TRES IRMAOS 1. DESCRIcAO DA OBRA DE TRES IRMAOS 0 Empreendimento Tres lrmaos esta localizado no Rio Tiete, cerca de 28 Km a montante de sua confluencia com o Rio Parana , distante 660 km da cidade de Sao Paulo , proximo a Andradina, Pereira Barreto e Ilha Sol- teira, todas num raio de 40 km. As Estruturas de Concreto consistem de, Muro de Transigao Esquerdo, Barragem de Gravidade, Area de Montagem , Tomada D' Agua , Casa de Forga , Vertedouro , Muro de Transigao Direito , Eclusa I e Eclusa II, situando-se junto a margem esquerda , corn comprimento de crista de 480 m e volume de concreto de 1.900.000 m . - XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS - - 387 -

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CONCRETAGEM DAS GALERIAS DE DESVIO DA UHE TRES

IRMAOS - OTIMIZAcOES EM PROJETO E EXECUCAO

Eng° Bento Carlos SgarbosaEng° Luiz A. Cal de 0. e Silva

CESP - Cia Energatica de Sao Paulo - CESP

Eng° Vladimir Antonio Paulon

PROMON Engenharia

RESUMO

As dificuldades sentidas nas obras anteriores da CESP, onde o Desvio do rio (2aEtapa) se fez atravcs das Galerias de Desvio do Vertedouro, levaram aos esforgosque convergiram na solugao encontrada pars Tres lrmaos, onde a concepgao doprojeto, simples e de facil execugao, permitiu o tamponamento de concreto dasgalerias de uma forma mais rapida , simples e confiavel, redundando emaprecigvel economicidade, em confronto com solugOes anteriores.0 registro do fato atravas deste trabalho sucinto pode, assim, representar malsuma opgao a ser adotada em futuros projetos de obras similares , ja que consisteem uma solugao burilada e aperfeigoada de experiencias anteriores,constituindo-se num avango tecnolbgico importante.

LOCALIZAgAO DA USINA HIDRELETRICA DE TRES IRMAOS

1. DESCRIcAO DA OBRA DE TRES IRMAOS

0 Empreendimento Tres lrmaos esta localizado no Rio Tiete, cerca de 28 Km a montante de sua confluenciacom o Rio Parana , distante 660 km da cidade de Sao Paulo , proximo a Andradina, Pereira Barreto e Ilha Sol-teira, todas num raio de 40 km.

As Estruturas de Concreto consistem de, Muro de Transigao Esquerdo, Barragem de Gravidade, Area deMontagem , Tomada D 'Agua , Casa de Forga , Vertedouro , Muro de Transigao Direito , Eclusa I e Eclusa II,situando-se junto a margem esquerda , corn comprimento de crista de 480 m e volume de concreto de1.900.000 m .

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I

Os macigos da Barragem de Terra complementam o barramento entre as estruturas de concreto e asombreiras, com comprimentos de 1.620 m na margem esquerda e de 1.610 m na margem direita, e volumetotal de 12,5 x 106 m .

A Casa de Forga a constitulda de 08 unidades geradoras, com turbinas tipo Francis de eixo vertical, 165,4MW e 85,7 rpm, acopladas a geradores sfncronos, trifasicos de 161,5 MW, 60 Hz.

2. FINALIDADES DAS GALERIAS DE DESVIO DO VERTEDOURO

Face as caracterfsticas da obra e tambem a possibilidade de se reutilizar as comportas metalicas de desviodo Aproveitamento de Agua Vermelha, com algumas adaptag6es, born Como a ponte metalica provisbria as-sentada a jusante da soleira encaixada sobre os pilares do Vertedouro, foi decidido um esquema de desviodo rio, em 2a etapa, forgando sua passagem atraves de Galerias de Desvio (adufas).

As Galerias de Desvio, de Tres Irmaos, constituem-se de oito aberturas no sentido do fluxo d'agua, duas emcada vao do Vertedouro (foto 01).

FOTO 01

Vista por fusante das galerias.

Estas aberturas, de 5 x 8 m, foram dimensionadas para a cheia maxima de desvio (4.500 m) e sao fechadas,em ranhuras previstas, por comportas metalicas planas, tamponadas posterlormente por concreto.

0 fechamento do rio se da em duas fases, com quatro galerias em cada fase. Apbs o fechamento das quatroultimas galerias o enchimento do reservatbrio se inicia efetivamente.

Atualmente j$ foram fechadas e concretadas as quatro Galerias de Desvio centrais (n°s 03, 04, 05 e 06) e na2a fase as quatro laterais (n°s 01,02,07 e 08).

Alem das comportas metalicas de montante (em numero de 04, sendo reutilizadas na 2a fase), utilizou-setambem, a jusante stop-logs metalicos para possibilitar os trabalhos de concretagern a seco. Estes stop-logsde jusante fecham tambem quatro Galerias de Desvio por fase, tendo porem cada modulo comprimento sufi-clente para vedar duas galerias, no vao entre pilares do Vertedouro.

3. DIFICULDADES PARA A CONCRETAGEM EM OBRAS ANTERIORES

Em obras anteriores da CESP, como as de Agua Vermelha e Nova Avanhandava, inumeras dificuldadesforam enfrentadas para a concretagem das Adufas, devido a conformagao do teto (horizontal), been Como autilizagao de tubulagao para injegao de argamassa e calda [11.

Assim, devido a horizontalidade do teto, nao se conseguiu, sem uma injegao com calda de cimento,posterior a concretagem, um perfeito preenchimento entre o concreto do teto e o de tamponamento, paragarantir a estanqueidade quanto a percolagao da agua do reservatbrio, no sentido montante - jusante.

Para executar estas injegoes era deixado, embutida no concreto primario, uma rede de tubulagoes met$licasiniciando em uma galeria de injegoes, a jusante , ate o piso da Galeria de Desvio, tubulagoes estas posterior-mente prolongadas ate o teto desta galeria, sendo que nas paredes laterals foram introduzidas ValvulasManchete.

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Esta concepgao de projeto apresentou grandes dificuldades tanto pars sua execugdo como parscumprimento das metal estabelecidas nos programas, sem entretanto apresentar uma performancesatisfatbria quanto a estanqueidade [1].

Estas dificuldades induziram a pesquisa de alternativas com a finalidade de minimizer estes problemas, con-forme as apresentadas nos trabalhos citados na bibllografia [1 ] e [5].

4. CONCEPQAO DO PROJETO DAS GALERIAS DE DESVIO DE TRES IRMAOS - MODIFICACOESINTRODUZIDAS

As dificuldades encontradas durante o fechamento das galerias de Agua Vermeiha , forneceram subsidiosque, aplicados a nfvel de inicio de Projeto Executivo da UHE Tres Irmaos , facilitariam as concretagens etrariam major eficiancia no tamponamento.

As inovacoes basicas na concepcao do projeto foram (Desenho no 1):

a) Tampao de concreto de 12,63 metros, situado entre a forma metalica a montante e forma de tela demetal expandido a jusante;

b) Meia cana para deteccao de infiltracoes de agua proveniente da junta entre os concreto primario e dotampao;

c) Galeria sobre o tampao , no sentido do fluxo d'agua , com objetivo tanto de servir para concretagem daarea superior do tampao , como para injecoes; esta galeria denomina-se Galeria Transversal;

d) Aberturas no piso da galeria (item c) para concretagem da area superior do tampao;

e) Galeria no sentido perpendicular ao fluxo d'agua para injecao do Vertedouro. 0 concreto deenchimento da Galeria de Desvio a o prbprio piso desta galerla, denominada Galeria Longitudinal;

f) Veda -juntas metalicas para aumentar o caminho de percolagao de possfveis infiltracoes entre o con-creto primario e secundario;

g) Teto Inclinado da Galeria de Desvio com Inclinacao de 16% para facilitar as concretagens , permitindointroduzir carga sobre a masse de concreto no estado fluldo e, dessa forma obter o maximo deaderancia com o concreto primario.

5. ETAPAS DE CONCRETAGEM

As Galerias de Desvio de Tres Irmaos foram concretadas em 03 etapas, conforme Desenho n° 01.A 1 ° Etapa , a montante , considerada como um tampao , foi concebida pars funcionar estruturalmente e paraestanqueidade.Essa etapa , com 12 , 63 m de comprimento fica sob a Galerla Transversal introduzida (2,50 x 3 , 50 m) parafacilitar o acesso e a concretagem . 0 piso desta galeria foi executado com lajes pre -moldadas com algumasaberturas pars complementar as concretagens , e introduzir vibradores de imersao e tambam paraobservagao visual na fase final quando o concreto estivesse tocando o teto (o piso da Galeria Transversal a oteto da Galeria de Desvio - Fotos 02 e 03). As aberturas permitiram ainda uma pressao adicional ao concretojunto e sob o pre-moldado , pots alam da espessura do mesmo (20cm ) eram colocados "shuts" de madeira aoredor das aberturas, os quais eram cheios quando do fluimento do concreto. Esta pressao favoreceu aaderancia do concreto sob a laje pre -moldada , eliminando ou minimizando a necessidade de injegoes decimento para preenchimento de vazios.

FOTO 02

Vlbragao do concreto atraves do turnno p1so da Galeria Transversal.

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FOTO 03Concretagem atravvs dos furos noplao da Galerla Transversal.

Etapas de Coneretagem

DESENHO N° 01

T.to da Galena do Desvlo no Trecho do 'tampio',

Sendo o Piso do Galena Transversal de Concretagem

DESENHO N° 02

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Outro fator que favoreceu neste sentido fol o formato desta late pre-moldada, com Indinagao pare aslaterals , conforme Desenho no 02.

No sentido do fluxo d ' agua , a 1' Etapa era Ilmitada A montante por uma forma metfilica que fica perdida e Ajusante por uma forma de tela de metal expandido , utilizada pare meihorar a aderencla com a 2' Etapa (dis-pensando-se o corte de junta com Agua A ala pressao).A concretagern desta 1' Etapa foi executada de forma continua ate seu respaldo sob a laje pre-mddada,havendo apenas uma limitagao de velocidade de langamento pare controlar o empuxo de concreto frescosobre a tela metalica (maximo de 01 metro de concreto no estado fluldo).

A seguir foi concretada a 2' Etapa, a jusante da tela metalica ate proximo a soleira do Vertedouro, at forman-do degraus . Esta etapa fol tambem concretada de forma continua ate o teto . A Indinagao deste , no sentidodo fluxo , favoreceu tambem a aderencia do concreto novo ao velho , pois as "cabegas" de concreto , vindo demontante para jusante propiclavam a obtengao de uma pressao no concreto junto ao teto.

Por um problema meramente executivo , antes da concretagem da 2' Etapa fol concretado um "calgo" parsservir de apolo pars o equipamento de langamento . Este calgo ficou incorporado ao concreto da 2' Etapa.

A seguir , numa 3' Etapa , concretou -se sobre os degraus retrocitados a soleira do Vertedouro , regiao com ar-madura e com tragos projetados para resistir aos fen6menos de abrasao e cavitagao . 0 acabamento foi ob-tido com f6rmas temporariamente fixas.

Apbs 30 dias da concretagem da 1' Etapa foi removida a comporta metalica de montante e apbs 07 dias daconcretagem da soleira foram removidos os stop-logs metalicos de jusante.Apbs a remogao dos stop-logs de jusante foram concretadas as ranhuras que serviram de gula pare os mes-mos.

Atualmente estamos com quatro galerias concretadas e as restantes em fase inicial de concretagem.

Apbs esta concretagem sera removida a ponte de servigo da cota 295, que serviu de acesso e apoio paretodas as etapas narradas. Esta foi a mesma ponte utilizada (com aigumas adaptagoes) nas obras de AguaVermelha e Nova Avanhandava.

Finalmente, apbs esta remogao concretar-se-a os "block-outs" deixados nos pilares do Vertedouro pare en-cabce da ponte de servigo.

6. PROCEDIMENTOS EXECUTIVOS

Os Desenhos de n°s 03 a 09 ilustram os procedimentos e equipamentos utilizados pare concretagem das 03etapas citadas no Item anterior , bern como das ranhuras.

Concrotagom do Tampao com Correia Transportadorn

DESENHQ N° 03

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Concrotagem Final do Tampeo com Bomba

DESENHO N° 04

II tri

Concretagem do Ca/4;o

DESENHO N° 05

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Concretagem a Jusante do Tampio com CorreiaTransportadore (Junto so Toto com Bomba)

DESENHO NO 06

Continuagio da Concretagem a Jusante do Tampio com CorreiaTransportadora (Junto no Teto com Bomba)

DESENHO N° 07

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Concretagem do SolelraDESENHO N° 08

Concretagem da Ranhura do Stop-Log

DESENHO N° 09

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0 concreto foi descarregado da cagamba sobre um transportadora corn esteira de borracha (Foto 04)acoplada a uma langa que possula movimentos laterais e verticals , comandada atraves de controle remoto,propiciando alcance para langar o concreto em qualquer ponto das Adufas (Fotos 05 ,06 e 07). Apenasproximo (cerca de 01 metro ) ao teto foi necessaria a utilizagao de concreto bombeado . Consegulu-se cornisso grande autonomia e altas produgoes de concreto.

0 langamento corn a citada langa corn esteira e uma tromba de borracha acoplada na extremidade permitiumaximizer a utilizagao de tragos de concreto corn diametro maximo de 76 mm, corn consegiiente economiade aglomerantes e minimizar os efeitos termicos . Foi possfvel zonear o concreto , alterando-se tragos ediametros de acordo corn as conveniencias tecnicas e economicas, apesar do local confinado.

As produgoes obtidas foram, em media:

1 a Etapa = 15 m3/h

2a Etapa (fase A) = 25 m3/h

2a Etapa (fase B) = 20 m3/h

3a Etapa = 2,5 m3/h

Como JA comentado anteriormente, a 2a Etapa foi desdobrada em 02 fases devido a necessidade de se criarum calgo para a transportadora , de tal forma a altaa -la e impedir que a traseira da langa batesse no stop-logde jusante.A Fase A da 2a Etapa foi concretada corn cagamba convencional , e corn descarga lateral.

A soleira foi concretada corn formas temporariamente fixas e cagambas convencionais (Foto 08).

A concretagem das ranhuras foi executada a seguir, ap6s a remogao dos stop -logs de jusante.

Em virtude das ranhuras estarem submersas foi necessaria a colocagao de uma forma metalica, confec-cionada especialmente para este fim. Esta forma, modulada em varios segmentos , corre pelos mesmos tri-Ihos que serviram aos stop -logs metalicos, faceia o concreto adjacente e ficara perdida . A concretagem emseu interior foi feita atraves de urn tubo de 8" colocado ate o fundo da forma , junto a soleira , por onde flufa oconcreto, expulsando a agua do interior da forma metalica.

Quando o concreto atingiu o nfvel superior da forma o tubo foi removido, complementando-se entao o vaziofaltante. No infcio do langamento utilizou-se de uma bola de borracha precedendo o concreto, o qual a em-purrava ate ser expulsa junto a soleira.

A vantagem deste procedimento (corn a bola ) consiste no fato do concreto nao ter queda livre (pois a boladescia prensada as paredes do tubo ), o que ocorreria caso se utilizasse um tampao tipo roiha na ex-tremidade do tubo, e tambem de s6 ter contacto corn a agua ao sair do tubo, junto a soleira.

FOTO 04

Correia Transportadora de Concreto.

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FOTO 05Aspecto da Concretagem doTampao.

FOTO 06Aspecto da concretagem dotampio com correla transpor-tadora , onde pods ser observadoo teto Inclinado do tampao a osfuros pars complementacao daconcretagem (atravas de bombs).

FOTO 07

Aspecto da concretagem da YEtapa atravfs de correla transpor-tadora.

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FOTO 08Aspecto da concretagem da solelra.

7. CONCRETOS UTILIZADOS

Os concretos utilizados foram refrigerados entre 11 2 e 14°C, por facilidades executivas e nao por neces-sidade tacnica.

Tra^oResistOncia (fck) Relacao Slump Consum0 Aglom. (kg) Volume por Volume por

kgf/cm2 Idade (dias)

A/C equiv. (cm)

Cimento Fy-ash

Adufa (m) Adufa (%)

76C/03 100 90 0,80 3a4 128 15 1.180 64

38C/01 100 90 0 ,85 4a6 154 19 320 17

38C1/01 100 90 0,85 8a10 173 21 36 02

19E2/10 150 90 0,75 13 a 15 228 28 52 03

19E3/07 150 90 0,73 17 a 21 241 29 38 02

Arg E/03 150 90 0 , 69 7a9 317 38 2,25 -

38H/05 180 28 0,53 4a6 238 29 15 01

19H3/03 180 28 0,56 17 a 21 317 39 121 07

Arg H/03 180 28 0 , 55 9 a 11 393 48 3,31 -

19J/04 300 90 0,45 4a6 325 39 61 03 es

19A/04/04 300 90 0,45 8 a 10 351 43 10,75 01e

hh0

Arg J/01 300 90 0 , 45 7a9 440 54 1,25 - no1

Os tipos de concreto e caracteristicas especificados foram zoneados nas diferentes etapas conforme In-dicado no Desenho no 10. As dosagens caracteristicas e volume dos tragos utiiizados sao apresentados noDesenho no 11.

0 sistema empregado permitlu a utilizarao de tragos econbmicos sem perda da eficlAncla necessaria doconcreto, obtendo-se um consumo m6dio de 161 kg de cimento e 19 kg de cinzas por m3 de concreto.

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8. INSTRUMENTACAO

Os instrumentos instalados nas Galerias de Desvio estao ilustrados nos Desenhos 12 e 13.

Alem dos referidos instrumentos instalados nas galerias 02 e 07, foram tambem instalados dois termometrosprovisbrios no concreto do tampao da galeria 05, objetivando verificar a epoca mais adequada a uma even-tual injegao de calda de cimento.

Em caso de necessidade, serao injetados apenas as juntas correspondentes ao tampao de concreto, entreos concretos primarios e os secundarios, condicionando-se estas injegoes a existencia de infiltragoes porocasiao da estabilizagao da temperatura do concreto. Esta estabilizagao sera indicada pelos doistermometros provisorios da Galeria 05, que devem acusar cerca de 26°C.

A infiltragao sera observada na Galeria Longitudinal e no sistema de meia-canas instalado nas paredes dasgalerias. Caso o tampao metalico (forma perdida a montante) e o vedajunta metalico assegurem perfeita es-tanqueidade, nao havera necessidade de injegao, mesmo que os medidores de junta indiquem alguma aber-tura das juntas verticais, conforme especificagao da Projetista.

9. CONCLUSAO

Atualmente estamos na fase de enchimento do lago, sendo que o nfvel d'agua esta na cota 295 m, ou seja,11 metros acima do teto da Galeria de Desvio. Ate a presente data nao se observou qualquer tipo deinfiltragao, o que a um indicativo da performance da estanqueidade do tampao. Futuramente, corn pressoesmais elevadas poder-se-a ter uma conclusao efetiva do sistema de estanqueidade utilizado.

Em termos de caracteristicas medias do concreto, em relagao ao de Agua Vermelha, tem-se os seguintesparametros, indicados no Desenho no 14.

Desenho n° 14 AGUA VERMELHA TRES IRMAOS

Volume (m3) 22.933 14.720

Diametro Maximo (mm) 38 76

Tipo de Agregado Cascalho Brita de Basalto

Cimento - kg/m3 (mOdia) 130 161

Material Pozolanico - kg/m3 (madia) 69 19

Observa-se que o sistema permitiu a utilizagao de cimento corn diametros maiores, o que a tecnicamente in-dicado para estas situagoes, inclusive apresentando uma redugao no consumo global de aglomerantes.

Quanto ao aspecto executivo teve-se tempos de concretagem e facilidades otimizados em relagao ao queocorreu em Agua Vermelha.

10. AGRADECIMENTOS

Agradecemos aos colegas da CESP de Tres Irmaos, JOSE FERNANDO FERRAZ ROSA, CARLOS CESAR DEAQUINO GARCIA e NEURY JOSE PUCCI, e suas respectivas equipes, e tambem parabenizamos a CONS-TRUTORA ANDRADE GUTIERREZ, que corn dedicagao e competencia souberam colocar em pratica os con-ceitos e processos executivos descritos no presence trabalho.

11. BIBLIOGRAFIA

[1] SGARBOZA,B.C.; PAULON, V.A.; CARVALHO, R.C.C.; KUPERMAN, S.C. - FECHAMENTO DASGALERIAS DE DESVIO DE AGUA VERMELHA - "ANAIS DO XIII SEMINARIO NACIONAL DE GRAN-DES BARRAGENS, RIO DE JANEIRO - 1980".

[2] PROMON ENGENHARIA "ESPECIFICAQAO PARA CONCRETAGEM DAS ADUFAS", SAO PAULO -

[3]1982.

PROMON ENGENHARIA "VERTEDOURO - FECHAMENTO DAS GALERIAS DE DESVIO" , SAO

PAULO - 1986.

RELAT6RIOS TECNICOS CESP, CONTROLE DE QUALIDADE DO CONCRETO.

CAL, L.A.; SILVA, R.J. - PLANEJAMENTO EXECUTIVO DAS OBRAS DE CONCRETO DOEMPREENDIMENTO TRES IRMAOS - ILHA SOLTEIRA - 1980.

- XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS - - 399 -

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Yertedouro - Instrumentacao das Adufas A2 e Al

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CORTE

DESENHO N2 13

- XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS -