PROJETO PORTO

MARAVILHA TÚNEIS DAS VIAS EXPRESSA E BINÁRIA

Marcelo Waimberg

ÁREA DE INTERVENÇÃO PORTO DO RIO

DE JANEIRO

REURBANIZAÇÃO

DE 5.000.000m2

- SISTEMA VIÁRIO - INFRAESTRUTURA URBANA - REURBANIZAÇÃO E PAISAGISMO

ARRANJO GERAL

Túnel da Providência

Viaduto demolido

Túnel da Saúde

Via Expressa

Via Binária

Galeria de Emergência

Trecho em Grelha Mista;

Trecho em Caixão Metálico;

Trecho em Caixão de Concreto Protendido.

Extensão total 5 km

Implosão entre Rodoviária / Rua Rivadávia Corrêa;

Desmontagem/demolição do tabuleiro no trecho em grelha mista, nos trechos restantes;

Demolição a Frio nos trechos de caixão de concreto protendido.

Tipos de Demolição

DEMOLIÇÃO DO ELEVADO

Trecho em Grelha Mista Trecho em Caixão Metálico

Trecho em Caixão de Concreto Protendido

Rampa provisória Lançamento de vigas metálicas

Implosão do trecho em grelha Implosão do trecho em grelha

Demolição das lajes Içamento da vigas

2

“Cut and Cover” Extensão total de 230m Escavação invertida Estacionamento

subterrâneo

Vala a Céu Aberto Extensão total de 214m Seção “U”

Adequação de Vias Superficiais

Túnel NATM Extensão total de 1.018m Escavação em rocha,

principalmente

Poço Praça Mauá • 27,0m de diâmetro e profundidade de

38,0m, com contenção em paredes diafragma executadas com hidrofresa

VIA BINÁRIA (TÚNEL RIO 450)

Perfil Longitudinal

Vala pelo método invertido

Execução das paredes diafragma Início da escavação

Execução da laje de cobertura Escavação sob a laje

Execução das lajes intermediárias Execução da laje de fundo

Seção de 90m2 Revestimento em concreto

projetado/moldado “in loco” com fibras metálicas

Fibras plásticas para proteção contra “spalling”

NATM em Rocha

Seção de 120m2 Revestimento em concreto

projetado/moldado “in loco” com tela de aço

Fibras plásticas para proteção contra “spalling”

Tratamento com colunas JG, da superfície

NATM em Solo

Condicionamento do maciço com colunas de “Jet Grouting”

Túneis em solo – modelos numéricos

MODELO PLANO DE ELEMENTOS

FINITOS – GEOMETRIA

FASES DE ESCAVAÇÃO – SIMULAÇÃO DO

ALÍVIO DEVIDO AO EFEITO 3D

MODELO PLANO DE ELEMENTOS FINITOS –

ESFORÇOS SOLICITANTES NO REVESTIMENTO

FORÇA NORMAL MOMENTO FLETOR

MODELO PLANO DE ELEMENTOS FINITOS –

DESLOCAMENTOS E TENSÕES NO MACIÇO

Túneis em rocha – modelos numéricos 1. ANÁLISE DE BLOCOS

POTENCIAIS

2. MODELO PLANO -

GEOMETRIA

VINCULAÇÃO ELÁSTICA

βh

A αh βh

A1

2. MODELO PLANO –

CARREGAMENTOS POTENCIAIS

PRESSÃO D’ÁGUA

ψγh

δγh

R

B

Grocha B/2

R1

CARGA DO MACIÇO

PARÂMETROS DE CARREGAMENTO

2. MODELO PLANO – RESULTADOS

M=227 kNm/m

M=228 kNm/m M=263 kNm/m

M=227 kNm/m

M=207 kNm/m M=227 kNm/m

M=228 kNm/m M=263 kNm/m

MOMENTOS FLETORES

F=4000 kN/m

F=5840 kN/m F=5160 kN/m

FORÇA NORMAL

2. MODELO PLANO – RESULTADOS

MODELOS 3D DE ELEMENTOS FINITOS - GEOMETRIA

Interseções

MODELOS 3D DE ELEMENTOS FINITOS

PARA AS INTERSEÇÕES – RESULTADOS

TENSÕES NO MACIÇO

SOLICITAÇÕES NO REVESTIMENTO

Escavação do Poço Mauá Escavação do Poço Mauá

Emboque do Túnel sentido morro São Bento Escavação sob o morro São Bento

Emboque do Túnel sentido Rodoviária

Vala a Céu Aberto da 1º de Março Escavação na rua dos Trilhos

Emboque após conclusão

Túnel concluído

Túnel NATM • Extensão total de 1.844m • Escavação em rocha, principalmente

“Cut and Cover” • Extensão total de 787m • Escavação invertida • Estacionamento

subterrâneo

1

Vala a Céu Aberto • Extensão total de 381m • Seção “U”

Adequação de

vias superficiais

Poço Barão de

Ladário • 24,0m de diâmetro • Profundidade de 30,0m • Contenção em paredes

diafragma com hidrofresa de até 1m de espessura.

Mergulhão da Praça XV

Poço Venezuela • 20,5m de diâmetro • Profundidade de 45,0m • Contenção em estacas raízes secantes de 0,5m de

diâmetro • Revestimento interno em concreto projetado.

VIA EXPRESSA

Perfil Longitudinal

Vala pelo método invertido

PROLONGAMENTO DA VIA EXPRESSA

Execução dos tirantes Demolição da laje existente

Reaterro Execução das diafragmas

Seção de 95m2 Revestimento em concreto

projetado/moldado “in loco” com fibras metálicas

Fibras plásticas para proteção contra “spalling”

NATM em Rocha

Seção de 125m2 Revestimento em concreto

projetado/moldado “in loco” com tela de aço

Fibras plásticas para proteção contra “spalling”

Tratamento com colunas JG, da superfície

NATM em Solo

Condicionamento do maciço com JG

IMPERMEABILIZAÇÃO

Revestimento 2ário

(moldado)

Revestimento 1ário

(projetado)

Manta de PVC + drenos

Escavação invertida Escavação invertida

Poço Venezuela /

Emboque Túnel de ligação Poço Venezuela

Poço Barão de Ladário

Instalação da manta de PVC Revestimento secundário com formas

Túnel da Providência Túnel de 285m de extensão; Alargamento de túnel

ferroviário existente

4

TÚNEL DA PROVIDÊNCIA

TÚNEL DA PROVIDÊNCIA - Perfil Longitudinal

Remodelação de túnel

ferroviário existente e

desativado sob o morro

da Providência.

Projeto de realce da

seção do túnel

totalmente escavado em

rocha.

Tratamentos com tela

metálica e concreto

projetado, e tirantes

esporádicos.

Gabarito VLT

Pista Oeste com 80m de extensão

Pista Leste com 62m de extensão

Túnel do Veículo Leve sobre Trilhos – VLT com 4,0m de largura e 5,75m de altura.

3

TÚNEL DA SAÚDE

Edifícios residenciais

Lado Mar

Lado Terra

Posto de gasolina Armazéns

PLANTA

- “Geometria triangular” com emboques esconsos - Baixo confinamento no lado mar

VISTA AÉREA

Seção parcializada – 298m2

“Túnel estrutural” – pouco arqueamento da carga vertical

Revestimento em concreto armado

Tratamento do maciço com tirantes e enfilagens metálicas.

SEÇÃO

GEOLÓGICA

TÍPICA

SEÇÃO

TRANSVERSAL

Projetado Moldado “in loco”

SEQUÊNCIA

CONSTRUTIVA

1. CONFINAMENTO DO MACIÇO –

INSTALAÇÃO DE TIRANTES E

CHUMBADORES

2. ESCAVAÇÃO DOS TÚNEIS LATERAIS

SD

-1 A

XIS

SD

-2 A

XIS

SEQUÊNCIA

CONSTRUTIVA

3. ESCAVAÇÃO DO TÚNEL CENTRAL

SD

-1 A

XIS

LR

V A

XIS

SD

-2 A

XIS

SEQUÊNCIA

CONSTRUTIVA

4. CONCRETAGEM DAS ESTRUTURAS INTERNAS

DO TÚNEL CENTRAL E DO TÚNEL LATERAL LADO

MAR

SD

-1 A

XIS

LR

V A

XIS

SD

-2 A

XIS

SEQUÊNCIA

CONSTRUTIVA

5. ESCAVAÇÃO E CONCRETAGEM DO

REVESTIMENTO DA GALERIA LADO MAR

SD

-1 A

XIS

LR

V A

XIS

SD

-2 A

XIS

WE

ST

RO

AD

AX

IS

SEQUÊNCIA

CONSTRUTIVA

6. ESCAVAÇÃO E CONCRETAGEM DO

REVESTIMENTO DA GALERIA LADO TERRA

SD

-1 A

XIS

LR

V A

XIS

SD

-2 A

XIS

WE

ST

RO

AD

AX

IS

EA

ST

RO

AD

AX

IS

SEQUÊNCIA

CONSTRUTIVA

7. REVESTIMENTO CONCLUÍDO

SD

-1 A

XIS

LR

V A

XIS

SD

-2 A

XIS

WE

ST

RO

AD

AX

IS

EA

ST

RO

AD

AX

IS

SEQUÊNCIA

CONSTRUTIVA

MODELO NUMÉRICO

LADO TERRA LADO MAR

Ks = 30 MN/m3

1. MODELO PLANO -

GEOMETRIA

Ks = 10 MN/m3

1. MODELO PLANO -

CARREGAMENTO

LADO TERRA LADO MAR

240 kN/m2 330 kN/m2 440 kN/m2

22 k

N/m

2

1. MODELO PLANO -

RESULTADOS

MOMENTOS FLETORES (kNm/m)

5,500 970

440

FORÇA NORMAL (kN/m)

2,900

2,500

1. MODELO PLANO -

RESULTADOS

DESLOCAMENTOS

20 mm

1. MODELO PLANO -

RESULTADOS

2. MODELO 3D ELEMENTOS

FINITOS - GEOMETRIA

VISTA LATERAL

VISTA SUPERIOR

2. MODELO 3D ELEMENTOS

FINITOS - RESULTADOS

MOMENTOS FLETORES NA DIREÇÃO TRANSVERSAL (MNm/m)

MOMENTOS FLETORES NA DIREÇÃO LONGITUDINAL (MNm/m)

2. MODELO 3D ELEMENTOS

FINITOS - RESULTADOS

FORÇAS NA DIREÇÃO TRANSVERSAL (MN/m)

2. MODELO 3D ELEMENTOS

FINITOS - RESULTADOS

FORÇAS NA DIREÇÃO LONGITUDINAL (MN/m)

2. MODELO 3D ELEMENTOS

FINITOS - RESULTADOS

Parcialização da seção Seção mista

Montagem de formas e armação Prolongamento do túnel

TÚNEL CONCLUÍDO

DEEP SETTLEMENT GAUGES

INSTRUMENTAÇÃO

PLANTA DE INSTRUMENTAÇÃO NO MORRO DA SAÚDE

RECALQUES DEVIDOS A:

- DEFORMAÇÕES CAUSADAS PELA ESCAVAÇÃO - VIBRAÇÃO CAUSADA PELAS DETONAÇÕES

BUREAU DE PROJETOS E CONSULTORIA LTDA.

TASSÔMETROS

Tempo (dias)

Reca

lqu

es (

mm

)

´VALOR DE ALERTA VALORES ESPERADOS

TÚNEL DA SAÚDE - RECALQUES

PROFUNDOS ACIMA DA GALERIA LADO

MAR

BUREAU DE PROJETOS E CONSULTORIA LTDA.

MARCOS SUPERFICIAIS

Reca

lqu

es (

mm

)

Tempo (dias)

VALORES

ESPERADOS

VALOR DE ALERTA

TUNEL DA SAÚDE - RECALQUES

SUPERFICIAIS ACIMA DA GALERIA LADO

MAR

Reca

lqu

es (

mm

)

Tempo (dias)

VALORES

ESPERADOS

VALOR DE ALERTA

BUREAU DE PROJETOS E CONSULTORIA LTDA.

TASSÔMETROS

TUNEL DA SAÚDE - RECALQUES PROFUNDOS

ACIMA DA GALERIA DO VLT

BUREAU DE PROJETOS E CONSULTORIA LTDA.

PINOS DE NIVELAMENTO

Reca

lqu

es (

mm

)

Tempo (dias)

RECALQUES NAS EDIFICAÇÕES NO MORRO DA

SAÚDE

OBRIGADO PELA ATENÇÃO