Engenharia geológica - método observacional

Contextualização

Artigo e projeto “Norra Länken ”

Apresentação do artigo

Introdução

Ligação do Norte

Aplicação do Eurocódigo

Estágio de projeto

Estágio de construção

Discussão e conclusões

Considerações finais

Referências

Bulletin of Engineering Geology and the Environment

2014

Contextualização – Artigo

Johan Spross e Stefan Larson

Instituto Real de Tecnologia

Divisão de mecânica dos solos e das rochas

Contextualização – Artigo

Norra länken em construção

Essingeleden aberto 1967

Södra Länken aberto 2004

Österleden em planejamento

Contextualização – Localização

1992

Contextualização – Histórico

1992

1992


1992

1991

1997

Cancelado

1992


1992

1991

1997

Cancelado

2002-2007

Maio 2007

Aceito

1992


1992

1991

1997

Cancelado

2002-2007

Rejeitado

Maio 2007

Aceito

Conclusão

2015

Contextualização

Contextualização 1,22 Bilhões USD

Contextualização

Contextualização

Contextualização

Contextualização – Motivos

Introdução – Método Observacional

Método observacional

Controle da água subterrânea.

minimizar impactos

Introdução – Método Observacional?

1. Estágio de projeto: estudo preliminar baseado nas condições dispostas na pré-investigação.

2. Estágio de contrução: comportamento durante a construção.

3. Se a observação indica que medidas são necessárias, contramedidas preparadas são postas em operação.

Introdução – Eurocódigo 7

Aceito para verificar estados limites

quando o comportamento geotécnico é difícil de prever.

Eurocódigo 7: projeto geotécnico

Introdução – Objetivos

“Apresentar um estudo de caso de como a entrada de água subterrânea em um túnel pode ser administrada usando uma abordagem observacional, através de uma comparação...”

Eurocódigo 7 Norra Länken

Normas Real

Introdução – Motivos

Método Observacional

Uso bastante limitado na Suécia

Uso bem documentado em túneis ainda é raro...

Mecânica dos solos e engenharia de fundações; Procedimentos de concretagem de rocha; Escavações de túneis.

Críticas

Ligação do Norte – Estudos preliminares

1. Investigação hidrogeológica

Mapeamento de fraturas, estimativas de formação de água subterrânea, teste de

bombeamento e localização de objetos sensíveis.

2. Acomodação máxima permitida infiltração máx.

Deformação dos solos: ensaios oedométricos CRS

Ligação do Norte – Pré-rejuntamento

Programa de pré-rejuntamento

Ligação do Norte

1. Programa de pré-rejuntamento;

2. Certificar que as medidas estão abaixo dos limites máximos;

3. Identificação de áreas com alto fluxo de água subterrânea;

4. Contramedidas consistindo em rejuntamento pós excavação e infiltração artificial - reduzir a infiltração e prevenir a redução no freático.

Ligação do Norte



Parágrafo 1 O método observacional com revisão do projeto durante a construção é aplicável quando a predição do comportamento geotécnico é difícil.

Dificuldade na determinação dos

dados hidrogeológicos


Incertezas:

1. Amostragem limitada e significativa dispersão nas propriedades

dos solos

2. Estimativa de formação e os efeitos na água subterrânea

Complexidade da área urbana

Espessura de sobrecarga, composição do solo, efetividade do rejuntamento...

Estágio de projeto


Parágrafo 2

1. Limites de comportamento aceitáveis.

2. Verificação da amplitude de comportamentos possíveis e demonstração com probabilidade que o comportamento estará dentro limites aceitáveis.

Estágio de projeto


Parágrafo 2



1. Limites Máximo anual 10 l/s Tribunal ambiental Diferentes limites - 1.5-4 l/min/100m Equação de Reinius/Darcy Poços de observação

Estágio de projeto


Parágrafo 2



1. Limites Máximo anual 10 l/s - Tribunal ambiental Diferentes limites - 1.5-4 l/min/100m Diferentes classes de rejuntamento Maior controle de qualidade/menor espaço entre os furos

Estágio de projeto


Parágrafo 2



1. Limites: total 10 l/s

2. Não definidas: Amplitude de comportamentos possíveis e a probabilidade do comportamento. Ex. probabilidade que o rejuntamento fosse suficiente

Estágio de projeto


Parágrafo 2

3. Plano de monitoramento rápido, em um estágio suficientemente inicial, que informe se o comportamento real está dentro dos limites aceitáveis.

Estágio de projeto


Parágrafo 2

3. Plano de monitoramento rápido, em um estágio suficientemente inicial, que informe se o comportamento real está dentro dos limites aceitáveis.

3. Programa de controle durante a construção

Influxo de água subterrânea nos túneis; água subterrânea nas rochas e solos; superfície da água nos lagos e pântanos; assentamento das contruções e ferrovia adjacente; mapeamentos das fraturas e controle do consumo de concreto.

Estágio de projeto

Ligação do Norte

Influxo de água subterrânea

• Áreas de medida

• Barragens de concreto

Estágio de projeto

Ligação do Norte




Eurocódigo

Depois de excavado

Estágio de projeto

Ligação do Norte




Ligação do Norte

Meses depois da excavação ou nas férias de verão.

Poços de bobeamento (pumping pits).

Estágio de projeto


Parágrafo 2

3. Plano de monitoramento.

4. Intrumentos/procedimento de análise dos resultados com tempo de resposta rápido em relação à evolução do sistema.

3. Programa de controle.

Estágio de projeto


Parágrafo 2


4. Intrumentos/procedimento de análise dos resultados com tempo de resposta rápido em relação à evolução do sistema.


4. Comparação com as predições do estágio de projeto

Limite de influxo/classe de rejuntamento; orientação espaçamento esperados das descontinuidades; drenagem e assentamento aceitáveis.

Estágio de projeto


Parágrafo 2


4. Intrumentos de análise.

5. Desenvolvimento de um plano de contingência e adoção quando o monitoramento indica comportamento fora dos limites aceitáveis.


4. Comparação com as predições do estágio de desenho

5. Contratos para:

Rejuntamento pós-excavação

Infiltração artificial



Parágrafo 3

Durante a construção o

monitoramento deve ser feito

conforme planejado



Parágrafo 3

Durante a construção o

monitoramento deve ser feito

conforme planejado

Monitoramento majoritariamente de acordo com planejado

Exceto:

Represas atrasadas ou nem sempre construídas

Uso de pumping pits não confiáveis



Parágrafo 4

Os resultados do monitoramento

devem ser avaliados e os planos de

contingências postos em ação se os

limites de comportamento forem

excedidos.



Parágrafo 4

Os resultados do monitoramento

devem ser avaliados e os planos de

contingências postos em ação se os

limites de comportamento forem

excedidos.

Ativados em dois locais

Zonas de fratura permeáveis no túnel sobrepostas por reservatórios de água subterrânea pequenos e sensíveis.

Influxo de água subterrânea Queda no nível do lençol freático



Ligação do Norte

Solução:

Infiltração artificial temporária

Rejuntamento pós-excavação

Problema:

Continuação da infiltração no estágio operacional



Parágrafo 5

Substituição ou extensão dos equipamentos de monitoramento se esses falharem em prover dados confiáveis ou insuficientes



Parágrafo 5

Substituição ou extensão dos equipamentos de monitoramento se esses falharem em prover dados confiáveis ou insuficientes

Erros em algumas medidas Sedimento nos equipamentos afetou as medidas Desconsideraram a água da chuva infiltrando o túnel e a água do processamento (não drenada) e de mangueiras com vazamento


Ligação do Norte

É desconhecido o quanto esses desvios nas medidas afetaram os resultados.

Considerado apenas o valor total do sistema do túnel

As duas áreas cruciais para medidas de contingência foram identificadas.

O requerimento do Tribunal Ambiental foi atingido.

Discussões e conclusões

Concordância entre a definição método operacional do Eurocódigo e

o projeto Ligação do Norte.

Desvio maior: verificação da amplitude dos comportamentos e demonstração de uma probabilidade aceitável que o comportamentos real estará dentro dos limites aceitáveis.

O modelo assemelha-se ao design as you go.

Falta de cálculos probabilísticos é um risco. Ferramentas para predizer a probabilidade suportam decisões do método mais adequado a ser empregado.


Projeto Ligação do Norte

“Não havia outra solução realística neste caso”

• Evitar design as you go - definição clara entre exceder os limites de alarme e a executar as contramedidas.

• E velocidade na execução de contramedidas.


Aplicação do Eurocódigo:

Facilita as considerações em um estágio inicial de construção.

Maior transparência - divisão justa do risco entre as partes envolvidas.

A adoção do método observacional para controle da água subterrânea conforme o Eurocódigo é simplesmente uma formalização dos procedimentos já empregados.

Considerações Finais

Organização confusa

Falta de descrição/apresentação dos dados

Ambiguidade em algumas afirmações

Referências bibliográficas

Artigo Spross J., Larsson S. 2014. On the observational method for groundwater

control in the Northern Link tunnel project, Stockholm, Sweden. Bull. Eng. Geol. Environ., 73:401–408.

Elertson L. 2014. Control of the Tunnel Ventilation System in the Northern Link

(Norra Länken) in Stockholm. Swedish Transport Administration, p. 21. Freiholtz B. 2012. How to define a continuous process to improve safety?

Swedish Transport Administration, 2nd European Forum of Road Tunnel Safety Officers, p. 18.

Referências bibliográficas

Kenyon P. 2013. Citação de referências e documentos eletrônicos. Disponível em: http://www.tunneltalk.com/Sweden-18Sep2013-Stockholm-E4-western-bypass-procurement-and-design.php. Acessado em 10 nov 2014.

Trafikverket. 2014. Citação de referências e documentos eletrônicos. Disponível em: http://www.trafikverket.se/Privat/Projekt/Stockholm/E20-norra-lanken/Aktuellt/2013-06/Delar-av-Norra-lanken-oppnas-tidigare-an-beraknat/. Acessado em 10 nov 2014.

Wikipedia. 2014. Citação de referências e documentos eletrônicos. Disponível em: http://sv.wikipedia.org/wiki/Norra_l%C3%A4nken. Acessado em 10 nov 2014.