Guia Prático para Túneis em Rocha

Um roteiro prático para o planejamento, projeto, construção, operação e inspeção de túneis em rocha, principalmente para jovens profissionais

Disponibilidade prevista para maio de 2021 na Amazon / Kindle Book Shop como e-book e versões impressas

21    Capítulos
386 Páginas

127 Imagens

182 Referências

18 Anúncios

Informações e recomendações do autor com base em 35 anos e mais de 1500 km de experiência internacional na indústria de túneis

Índice

1            Introdução

2            Usos funcionais de túneis de rocha

2.1         Generalidades

2.2         Usos Funcionais

3            Execução do projeto do túnel

3.1         Generalidades

3.2         Formas de entrega do projeto

3.3         Etapas de execução

3.4         Pré-planejamento pelo cliente

3.5         Engenharia de projeto por consultores

3.6         Trabalho de engenharia e entregas durante a execução

3.7         Requisitos funcionais para projeto-construção

3.8         Envolvimento Antecipado do Construtor (Early Contractor Involvement)

3.9         Análises de Construtibilidade 

3.10       Avaliação de risco do TBM independente

4            Investigações do local

4.1         Generalidades

4.2         Possíveis consequências de investigações limitadas do local

4.3         Revisão das informações existentes e experiência anterior

4.4         Planejamento e custos das investigações do local

4.5         Compilação de informações relevantes e mapa básico

4.6         Identificação dos principais riscos geológicos

4.7         Planejando de investigações em fases

4.8         Mapeamento de campo e confirmação de falhas geológicas inferidas

4.9         Investigações geofísicas

4.10       Perfurações

4.11       Testes in situ

4.12       Seleção e preparação de amostras

4.13       Testes de laboratório e controle de qualidade

4.14       Instrumentação e monitoramento de campo antes da construção

4.15       Galeria de testes

4.16       Relatórios

4.17       Fotografias de núcleos de perfuração

4.18       Armazenamento de longo prazo de núcleos de perfuração

5            Caracterização de rochas

5.1         Geologia regional e local

5.2         Geologia do alinhamento do túnel

5.3         Falhas geológicas e zonas de fratura

5.4         Fraturas do maciço rochoso

5.5         Resistência da rocha

5.           Mineralogia da rocha

5.7         Alteração de rocha

5.8         Abrasividade da rocha

5.9         Durabilidade da rocha e potencial de dilatação

5.10       Condições, fluxo de infiltração e qualidade da água subterrânea

5.11       Esforços in situ

5.12       Qualidade do maciço rochoso

5.13       Alinhamento do túnel e caracterização da seção transversal

6.           Projeto do Túnel em Rocha

6.1         Critérios de projeto

6.2         Normas Técnicas e Guias Práticos

6.3         Seção transversal do túnel e requisitos geométricos internos

6.4         Tamanho e forma do túnel

6.5         Localização do portal e projeto de suporte

6.6         Alinhamento horizontal e separação

6.7         Alinhamento vertical

6.8         Inclinação de rampas

6.9         Requisitos de acesso intermediário ou temporário

6.10       Requisitos de drenagem

6.11       Requisitos da seção inferior (Invert) do túnel

6.12       Requisitos de projeto operacional

6.13       Requisitos de acesso

6.14       Projeto de túneis sob pressão hidráulica

6.15       Considerações de projeto sísmico para túneis em rocha

6.16       Tampões de túnel em rocha

6.17       Avaliações de viabilidade de construção

7.           Estabilidade do túnel

7.1         Generalidades

7.2         Prováveis ​​tipos de instabilidade

7.3         Análise de estabilidade e seleção de parâmetros

7.4         Avaliações de estabilidade empíricas

7.5         Avaliação da estabilidade cinemática

7.6         Avaliação da estabilidade do maciço rochoso

7.7         Avaliação da estabilidade do maciço rochoso pelo método de elementos discretos

7.8         Avaliação e caracterização de sobretensão

7.9         Estabilidade do túnel em zonas de falha

7.10       Condições de compressão

7.11       Estabilidade de túneis hidrelétricos antigos

7.12       Revisão da estabilidade dos túneis existentes em geologia semelhante

8.           Escavação de túneis

8.1         Considerações práticas

8.2         Tamanho mínimo de construção

8.3         Considerações de overbreak

8.4         Escavação a fogo (“Drill&Blast”)

8.5         Projeto de detonação

8.6         Método químico de fragmentação de rochas sem vibração

8.7         Escamação e remoção de fragmentos

8.8         Escavação “Drill&Blast” de alta produção para túneis longos

8.9         Método de Escavação Sequencial (SEM) para Rocha Fraca

8.10       Escavação através de máquina de perfuração de túnel (tuneladora ou TBM)

8.11       Avaliação de Aplicabilidade TBM

8.12       Utilização de TBM solos sujeitos à compressão

8.13       TBMs para projetos de mineração

8.14       Especificações técnicas mínimas para TBM

8.15       Escavação Roadheader

8.16       Métodos para escavação inclinada

8.17       Escavação de poço

8.18       Escavação da caverna

8.19       Tecnologias novas e em desenvolvimento para escavação em rochas

8.20       Avaliação da metodologia de construção e riscos

9            Suporte da escavação de túneis

9.1         Princípios gerais de projeto

9.2         Suporte inicial

9.3         Suporte final

9.4         Instalação prática

9.5         Suporte do portal

9.6         Componentes de suporte e produtos típicos

9.6.1      Tirantes (ancoragem)

9.6.2      Cabos

9.6.3      Malha soldada

9.6.4      Concreto projetado

9.6.5      Vigas treliçadas e estrutura de metal

9.7         Suporte de túnel para escavação por TBM

9.8         Suporte de túnel para sobrecarga severa e estalos (rockbursts)

9.9         Suporte de túnel para condições de compressão

9.10       Avaliação de potencial de corrosão

9.11       Requisitos de suporte pré-escavação

9.12       Congelamento de solos

9.13       Verificação da estabilidade do túnel e projeto de suporte

10.         Requisitos de revestimento do túnel

10.1       Razões para revestimentos de túneis de rocha

10.2       Critérios de aceitação de túneis de rocha não revestidos

10.3       Revestimento final com concreto projetado

10.4       Revestimento final de túneis hidráulicos com concreto projetado

10.5       Revestimento final com concreto moldado in loco

10.6       Revestimentos de concreto para grandes falhas geológicas em túneis hidrelétricos

10.7       Revestimento em aduelas de concreto pré-fabricadas com escavação em TBM

10.8       Requisitos e aplicações de impermeabilização

10.9       Requisitos de proteção contra incêndio

11.         Considerações de construção

11.1       Mobilização do site

11.2       Preparação do local do acampamento e áreas de abastecimento

11.3       Acesso ao portal e ao poço

11.4       Ventilação

11.5       Abastecimento de água para construção

11.6       Fornecimento de energia elétrica

11.7       Bombas de drenagem e reservatórios

11.8       Tratamento de águas subterrâneas e de construção

11.9       Amostragem ambiental e requisitos de teste

11.10     Depósito de materiais escavados

11.11     Implementação do projeto de suporte do túnel

11.12     Requisitos de mapeamento geológico e geotécnico

11.13     Inspeções de garantia de qualidade

11.14     Instrumentação geotécnica

12.         Riscos de construção e medidas de mitigação

12.1       Riscos do portal

12.2       Riscos na construção do túnel

12.3       Influência da estabilidade entre túneis adjacentes e existentes

12.4       Controle e gestão das águas subterrâneas

12.5       Impactos e perturbações na construção de túneis para a comunidade

12.6       Aprisionamento e liberação de TBM

12.7       Problemas especiais e características de projeto com TBM

12.8       Geração de materiais finos durante a escavação TBM

12.9       Perfuração de pesquisa

12.10     Pré-drenagem

12.11     Pré-injeção

12.12     Pós-injeção

12.13     Túneis piloto

12.14     Técnicas de investigação durante a construção

12.15     Equipamento e recursos adicionais durante a construção de túneis

13.         Estimativa de custos de construção para túneis em rocha

13.1       Generalidades

13.2       Padrões de custo e procedimentos recomendados

13.3       Principais premissas para estimativas de custo de construção

13.4       Custos diretos de construção

13.5       Custos indiretos de construção

13.6       Custos de contingências e lucros

13.7       Custos do cliente

13.8       Custo total esperado do projeto do túnel

13.9       Análise probabilística de custos de construção e incerteza geológica

13.10     Análise de risco de custo e cronogramas integrados

13.11     Comparações de custos com projetos semelhantes

14.         Cronograma de construção para túneis em rocha

14.1       Identificação das principais atividades de construção e apresentação gráfica

14.2       Tempo de aquisição de equipamento essenciais

14.3       Avaliação de taxas realistas de produtividade e horas de trabalho

14.4       Contingências devido a eventos de risco

14.5       Atividades do caminho crítico

15.         Estratégia e implementação do contrato do túnel

15.1       Generalidades

15.2       Documentação do contrato e tipos de contratação

15.3       Pré-qualificação

15.4       Formas de pagamento

15.5       Risco compartilhado e compensação para diferentes condições do local

15.6       Relatórios geotécnicos de base e implementação

15.7       Gestão do contrato de construção e cronograma

15.8       Parcerias

15.9       Resolução de disputas

15.10     Gestão de reclamações

16.         Gestão de risco

16.1       Gestão de risco e práticas

16.2       Avaliações qualitativas de riscos e registros de riscos

16.3       Alocação de risco

16.4       Avaliações quantitativas de risco

17.         Inspeção de túneis em rocha

17.1       Generalidades

17.2       Inspeções manuais, documentação de dados e práticas de segurança

17.3       Inspeções de túneis históricos utilizando drones

17.4       Inspeções em túneis hidráulicos sem água usando veículos remotos (ROV)

18          Renovação, reparos e descomissionamento

18.1       Renovação de túneis em rocha

18.2       Reparação de túneis em rocha

18.3       Descomissionamento de túneis em rocha

19.         Estudos de caso e lições aprendidas

19.1       Generalidades

19.2       Lesotho Highlands Water Project, Fase 1, Lesotho

19.3       Túnel de pedestres Pacific Place, Hong Kong

19.4       Túneis do anel viário de Taipei, Taiwan

19.5       Bolu Mountain Traffic Tunnel, Turquia

19.6       Túnel ferroviário na base do São Gotardo, Suíça

19.7       Túneis gêmeos de água potável Seymour Capilano, Canadá

19.8       Niagara Hydroelectric Tunnel, Canadá

19.9       Túneis de transferência de água em Arrowhead, EUA

19.10     Canada Line Metro Tunnels, Canadá

19.11     Túnel Hidrelétrico de Ashlu, Canadá

19.12     Projeto Hidrelétrico Forrest Kerr, Canadá

19.13     Túnel Hidrelétrico Río Esti, Panamá

19.14     Túnel Hidrelétrico Chacayes, Chile

19.15     Túneis Hidrelétricos Los Arandanos, Chile

19.16     Túnel de transporte de alta velocidade, Red Lake Gold Mine, Canadá

19.17     Túnel transportador da mina Pascua Lama, Chile

19.18     Túnel Hidrelétrico Los Cóndores, Chile

19.19     Túneis Hidrelétricos Pando e Monte Lirio, Panamá

19.20     Projeto Hidrelétrico Alto Maipo, Chile

19.21     Túnel de descarga de efluentes, Mid-Halton, Canadá

19.22     Projeto Hidrelétrico Ituango, Colômbia

19.23     Túnel de Abastecimento de Água Melamchi, Nepal (novo texto para a versão em português)

20.         Contratação e funções e responsabilidades dos profissionais

20.1       Contratação de profissionais

20.2       Funções dos profissionais

20.2.1    Generalidades

20.2.2    Geólogos

20.2.3    Engenheiros Geotécnicos

20.2.4    Engenheiros civis

20.2.5    Engenheiros de Túneis

20.2.6    Especialistas técnicos independentes

20.3       Responsabilidade legal dos profissionais

21          Saúde e segurança

22          Referências

23          Glossário

24          Sobre o autor e tradutor

25          Dedicação e Recomendação

26          Patrocínio para estudo de Mestrado em Túneis

27          Renúncia

28          Agradecimentos

Prólogo do livro

Este "Guia Prático para Túneis em Rocha" é exatamente isso, um guia e uma ferramenta útil para profissionais da indústria de túneis. Este livro fornece informações sobre quase todos os tópicos e estágios de um projeto de túnel em rocha, desde o planejamento até a construção, operação e inspeção. É uma referência valiosa para os proprietários / clientes, pois inclui a discussão de temas como: planejamento de projetos, custos, cronogramas e avaliação de riscos, nunca antes abordados ​​em livros técnicos clássicos. Excelentes fotografias e gráficos estão incluídos em todo o livro, ilustrando claramente a mensagem do autor de sua experiência prática em uma infinidade de assuntos.

 

Este livro fornece orientação sobre o estado atual da prática de escavação de túneis em rocha, discutindo as inovações da última década, desde registros de visualização de poços de exploração, levantamentos aéreos LiDAR para mapeamento de falhas geológicas, fotografias de núcleo de rocha adequadas até considerações sísmicas para projetos de túneis em rocha. Como parte dos estudos de viabilidade, novas avaliações técnicas e métodos gráficos são apresentados para sobrecargas extremas e compressão em túneis profundos. Uma boa discussão, ilustrada com fotografias, é fornecida sobre a importância da durabilidade da rocha. Além disso, os critérios de aceitação para túneis sem revestimento para transporte de água são discutidos.

 

Este livro é baseado em 35 anos de experiência prática em pesquisa, projeto, construção e operação de túneis em rocha, juntamente com uma revisão abrangente da literatura. O "Guia Prático para Túneis em Rocha" deve fazer parte das bibliotecas de todos os profissionais de túneis, incluindo engenheiros, geólogos, gerentes de projeto e proprietários ou concessionários.

Sobre do Autor

O engenheiro Dean Brox tem 35 anos de experiência em planejamento, projeto, construção, operações e inspeções para mais de 1.500 km de grandes túneis e projetos de infraestrutura subterrânea em todo o mundo, incluindo 575 km para túneis de mineração e 525 km para túneis hidrelétricos. Dean Brox é graduado em Engenharia Geológica pela University of British Columbia em Vancouver, Canadá, e pelo Imperial College, University of London, Reino Unido, com mestrado em Engenharia Mecânica de Rochas com Distinção. Ele trabalhou em projetos de túneis em Angola, Argentina, Austrália, Bolívia, Canadá, Chile, Colômbia, Equador, EUA, Escócia, Filipinas, Grécia, Groenlândia, Guatemala, Hong Kong, Índia, Indonésia, Lesoto, Malásia, México , Nepal, Panamá, Peru, Portugal, Reino Unido, África do Sul, Suíça, Taiwan e Turquia.

Dean publicou mais de 40 artigos técnicos para conferências internacionais e atuou como professor universitário para apresentações de projetos históricos e lições aprendidas. Dean é o Líder da Tarefa do Grupo de Tarefa 14 - Túneis Mecanizados, da International Tunnel Association. Dean é um reconhecido especialista internacional em túneis e apoiou clientes e empreiteiros em disputas de contratos de construção. Dean é atualmente consultor técnico do Banco Asiático de Desenvolvimento e membro do Painel de Especialistas para a Fase 2 do Projeto de Água do Lesoto Highlands, que inclui um túnel de condução de água de 38 km e uma barragem de 165 m de altura.

A experiência especializada do engenheiro Dean Brox inclui o seguinte:

  • Planejamento e execução de investigações geotécnicas;

  • Caracterização de rochas com testes de estresse in situ e testes de laboratório especializado;

  • Avaliação de perfuradoras de túneis para projetos de mineração;

  • Avaliação de risco e aceitabilidade de nenhum forro / forro de concreto projetado de túneis de pressão;

  • Avaliação e previsão de tensões, incluindo rockbursting para túneis longos e profundos;

  • Investigações forenses de colapso de túnel e;

  • Avaliação das condições estruturais de túneis hidrelétricos por meio de veículos de controle remoto.

Sobre do Tradutor

© 2014 by Dean Brox Consulting. Proudly created with Wix.co

Dean has an undergraduate degree in Geological Engineering from the University of British Columbia in Vancouver, Canada (1985) and a Masters Degree in Engineering Rock Mechanics with Distinction from Imperial College, University of London, England (1990). Dean is a registered Professional Engineer with the Engineers and Geoscientists of British Columbia, and the Association of Professional Engineers of the Yukon.

 

Dean started his career in the underground deep-level gold mining industry in South Africa learning and dealing with highly stressed ground and the daily occurrences of rockbursting. Dean also lived and worked for extended periods in Hong Kong and Switzerland involved with the design and construction of a variety of large and deep underground excavations associated with major transportation projects.

 

Dean was involved on such world famous underground projects including the Lesotho Highlands Water Project, the Hong Kong Airport Core Projects, and the Gotthard Base Rail Tunnel.

 

Dean regularly attends and presents at industry conferences including the International Tunneling Association (ITA) World Tunnel Congress, Rapid Excavation and Tunneling Conference (RETC), North American Tunneling (NAT), Tunneling Association of Canada (TAC), and the British Tunneling Society (BTS). Recent presentations, lectures, and seminars have included:

 

 

  • ITA Training Seminar on Risk Management Practice for Underground Projects, Chilean Tunneling Association, Santiago, 2017

  • ITA Training Seminar on Contract and Risk Management Practice, Nepal Tunneling Association Conference, Kathmandu, 2016.

  • Cutting Edge Conference, New York - Groundwater Control in Tunneling, Highly Acidic Groundwater Challenges at the World's Highest Tunnel, Pascua Lama Mine Project, Chile/Argentina, 2014. 

  • British Tunneling Society (BTS) Conference, London - Design and Construction Challenges at the World's Highest Tunnel, Pascua Lama Mine Project, Chile/Argentina, 2014. 

  • ITA World Tunnel Congress, Iguassu Falls, Brazil – Training Session Lecturer – Lessons Learned from the Design, Construction and Operation of Hydropower Tunnels. 2014

  • Clean Energy BC – Conference Presenter – Innovation in Hydropower Design, Water Conveyances - Tunnels and Shafts, 2013

  • UBC Geological Engineering Course – Guest Lecturer, 2013 and Past

  • Tunneling Association of Canada – Conference Presenter 1998-2012

  • Swiss-Canadian Chamber of Commerce Presentation, Construction of the 57 km Gotthard Base Rail Tunnel in Switzerland and Tunneling in British Columbia, 2011.

  • George Fox Tunnel Conference – Presenter, New York, 2011

  • BC Institute of Technology (BCIT) – Construction Management Course – Guest Lecturer

  • Rapid Excavation and Tunneling Conference (RETC) – Presenter (2003-2011)

  • North American Tunneling (NAT) Conference – Presenter (2004-2010)