SUBTERRÂNEO

O METRÔ SUBTERRÂNEO

As linhas subterrâneas de metrô são as mais apropriadas para as áreas densamente ocupadas, proporcionando menor impacto à superfície, menor volume de desapropriações, facilidades para o remanejamento de grandes interferências enterradas, reduzidas interrupções do tráfego e preservação do patrimônio histórico.

TRINCHEIRAS OU VCA

Também conhecido como método destrutivo devido à sua interferência na superfície, o método de trincheira, ou VCA, é utilizado em condições geotécnicas e geológicas variadas. O recobrimento costuma ser baixo, de até 20 m de profundidade, sendo aplicado onde não há interferência com o sistema viário, ou onde seja possível desviar o tráfego sem que isso cause grandes transtornos.

Em linhas gerais, os procedimentos são os seguintes:
abertura de valas de grandes dimensões;
paredes laterais de contenção escoradas ou em talude;


e, finalmente, o reaterro.
construção das estruturas definitivas como paredes, lajes e pilares;
rebaixamento de lençol freático existente à profundidade necessária;


Construção Metrô Subterrâneo

O VCA também conhecido como cut-and-cover, foi o método mais utilizado para a construção da Linha 1-Azul, tendo sido aplicado de forma contínua no trecho entre Jabaquara e Liberdade.

Esse método foi utilizado para o traçado da Linha 2-Verde sob as avenidas 23 de Maio e Heitor Penteado.



Uma variação desse processo, conhecido como "método invertido" ou cover-and-cut, é utilizada quando a ocupação temporária da superfície precisa ser abreviada devido às condições locais.

Para sua execução, estão disponíveis três métodos construtivos:
  • 1

    trincheira ou VCA (Vala a Céu Aberto);

  • 2

    túnel mineiro (NATM - New Austrian Tunnelling Method);

  • 3

    mecanizado, ou por máquina tuneladora (TBM - Tunnel Boring Machines).


Aqui, o procedimento é o seguinte:
  • 1

    as paredes de contenção são executadas a partir da superfície;

  • 2

    em seguida, é feita a laje de teto, que libera o tráfego de superfície;

  • 3

    depois, é feito o escoramento interno das paredes laterais;

  • 3

    conclui-se com as etapas sucessivas de escavação e execução de lajes intermediárias até atingir-se a cota desejada.


TÚNEIS MINEIROS (NATM)

Construção túnel Metrô

O método NATM é utilizado com sucesso na construção de túneis e estações subterrâneas de grandes dimensões. Uma de suas vantagens é a adaptabilidade da seção de escavação, que pode ser modificada em qualquer ponto, de acordo com as necessidades geométricas e de parcialização da escavação, que, às vezes, se torna necessária em maciços pouco competentes ou que estão sob forte pressão hidrostática. Nesses casos, outras medidas associadas à aplicação desse método são rebaixamento do lençol freático, revestimento prévio e as mais comumente usadas, injeções químicas ou de cimento.

O NATM consiste na escavação sequencial do maciço utilizando concreto projetado como suporte, associado a outros elementos como cambotas metálicas, chumbadores e fibras no concreto, em função da capacidade autoportante do maciço.


Por meio do método NATM, a deformação do maciço adjacente é deliberadamente favorecida, adaptando-a ao contorno escavado, bem como redistribuindo e reduzindo as tensões máximas induzidas, evitando-se assim a desagregação do maciço.

O MÉTODO CONSTRUTIVO NATM

Plano de construção subterrânea

Detalhe típico de incorporação de cambotas com concreto projetado

1º Etapa

Plano de construção

2º Etapa

3º Etapa



  • A - Aplicação de uma camada de concreto projetado sobre a superfície escavada
  • B - Colocação da cambota
  • C - Execução parcial da 2ª camada de concreto projetado
  • D - Complementação da 2ª camada de concreto projetado no passo anterior
SEQUÊNCIA EXECUTIVA
  • 1

    Executar tratamentos e DHPs

  • 2

    Escavar avanço na 1/2 sessão

  • 3

    Instalação cambota + concreto projetado da 1/2

  • 4

    Executar o arco invertido provisório

  • 5

    Escavar o rebaixo em nichos laterais

  • 6

    Instalar cambota + concreto projetado do rebaixo

  • 7

    Escavar o arco invertido definitivo

  • 8

    Fechar a cambota + concreto projetado do arco

  • 9

    Executar revestimento final


OS TIPOS DE CONDICIONAMENTO DE MACIÇO MAIS COMUNS SÃO:

  • 1

    colunas de solo-cimento horizontais ou verticais;

  • 2

    enfilagens tubulares (injeção de calda de cimento através de tubos);

  • 3

    enfilagens cravadas (tubos metálicos);

  • 4

    injeção química (injeção de produtos químicos aglutinantes);

  • 5

    agulhamento (vergalhões de aço, fibra de vidro ou jet grouting);

  • 6

    drenagem - rebaixamento do nível d'água(poços, ponteiras, drenos - vácuo);

  • 7

    congelamento do maciço;

  • 8

    enfilagens por microtúneis.


No caso de mezaninos próximos à superfície, entre 1 e 4 metros de profundidade, bem como de áreas onde há tráfego intenso, o NATM pode não ser a solução mais adequada devido à baixa cobertura de solo, a menos que sejam utilizados sistemas auxiliares. Para esses casos tem sido adotado o uso de enfilagens horizontais, como as utilizadas na construção das estações sob a Av. Paulista, que proporcionam interferência mínima na superfície. Trata-se de uma solução mista entre o NATM e a escavação invertida.

Plano de construção de túneis

Seção típica das estações Brigadeiro e Trianon-Masp, onde foi utilizado o método misto com uso de enfilagens

MECANIZADO (TBM - TUNNEL BORING MACHINES)

A escavação de túneis em terrenos brandos, ou pouco competentes, sempre se constituiu em um grande desafio, finalmente vencido em 1825, por Marc I. Brunel. Ele construiu o primeiro túnel sob o Rio Tâmisa mediante o avanço de uma couraça metálica sob a qual a escavação e o revestimento podiam ser feitos em segurança. Essa primeira couraça (em inglês, shield) evoluiu com o tempo e hoje se desdobra em diversos tipos de máquinas tuneladoras (Tunnel Boring Machines - TBM). Outra grande evolução da técnica de engenharia de túneis é a utilização de máquinas para a escavação em rochas competentes e duras em substituição à escavação com uso de explosivos. Na escavação de rochas, muitas vezes a utilização da couraça pode ser dispensada.

O Metrô de São Paulo foi o primeiro a utilizar no Brasil, uma máquina tuneladora de grande diâmetro que a população paulistana logo apelidou de "tatuzão". Esse método construtivo foi aplicado desde a Linha 1-Azul, executada nos anos 70, até o novo projeto da Linha 4-Amarela, que previa a utilização de uma grande máquina para a escavação dos túneis de via.

A escavação é efetuada por equipamento mecanizado, com frente aberta ou fechada, sob a proteção da couraça. Imediatamente atrás, ainda dentro da couraça (eventualmente fora dela, quando o maciço permitir), é montado o revestimento segmentado pré-moldado de concreto (ou metálico). O avanço da máquina se dá pela reação de macacos contra os anéis de revestimento já montados. No caso de TBM para rocha, sem couraça, o avanço se dá mediante sapatas ancoradas nas paredes laterais do túnel.

TBM do tipo couraça, ou shield, destacam-se as seguintes:
  • 1

    shield manual (frente aberta);

  • 2

    shield com suporte mecânico frontal;

  • 3

    shield manual com ar comprimido;

  • 4

    shield bentonítica (Slurry Shield);

  • 5

    earth pressure balanced shield - EPBS.


A SEGUIR, A REPRESENTAÇÃO DOS ESQUEMAS DE FUNCIONAMENTO DOS PRINCIPAIS TIPOS

  • Talude - suporte natural
  • Cabeça de corte - suporte mecânico Placa de suporte
  • Câmara de pressão e eclusa de ar


  • Suporte por pressão de terra balanceada EPBS
  • Suporte de bentonita (Shurry)