O documento descreve os principais tipos e métodos construtivos de túneis. São descritos três tipos de túneis: de mineração, serviços públicos e transporte. Além disso, são explicados vários métodos construtivos como tuneladoras, vala recoberta, perfuração e explosão controlada.

1. Túneis - Tipos e
Métodos
Construtivos de
Glenda Miranda Zellin
Isabela Mara Bonifacio
Suellen Alves
Prof.: Amaro Francisco Codá

2. O espaço subterrâneo não é mais um espaço opcional, mas antes,
um espaço necessário.
(HANAMURA, T.)

3. Introdução
As técnicas empregadas para se construir um túnel
dependem das características do material geológico
que a construção vai atravessar. Fazer túneis através
de rochas ou solos moles tais como argila, pedra
calcária ou arenito requer técnicas diferentes das
necessárias para atravessamento de rochas duras tais
como o granito, assim como a escavação de túneis
subaquáticos, o mais desafiador de todos os
ambientes, exige tecnologia especial.

4. Tipos de Túneis
Os túneis são divididos em três classes:
• Túneis de mineração;
• Túneis de serviços públicos; e
• Túneis de transporte.
Além dessas três classes, ainda existem os túneis
submersos, que podem servir tanto para transporte,
quanto para serviços públicos.

5. Túneis de Mineração

6. Túneis de Mineração
• São usados durante a extração de minério.
• São feitos com técnicas semelhantes às usadas em
outros tipos de túneis, mas têm custo de
construção menor.
• São túneis de ocupação provisória e por isso não
tem uma construção com critérios tão rigorosos
como os demais.

7. Túneis de Serviços
Públicos
• Esse tipo de túnel serve para o transporte de
água, esgoto ou gás através de grandes
distâncias.
• Os primeiros túneis eram usados para levar
água e retirar esgoto de regiões densamente
povoadas.
• Os engenheiros romanos usavam uma extensa
rede de túneis para ajudar a transportar água
das fontes, nas montanhas, para cidades e
vilas.

8. Túneis de Serviços
Públicos

9. Túneis de Transporte
• Podem ser rodoviários ou ferroviários.
• Usualmente ligam duas seções de uma
estrada, via férrea ou rua, podendo tratar-
se ainda de túneis subaquáticos.

10. Túneis Submersos
• Túneis construídos sob leitos de rios, baías e outros
locais com água.
• A execução de túneis imersos constitui hoje em dia
uma alternativa à construção de pontes e de
túneis escavados no subsolo.
• As principais questões relativas a estes túneis estão
sobretudo relacionadas com a estanqueidade, a
dragagem, a interferência com a navegação e a
durabilidade das obras em relação às águas
agressivas.

11. Métodos Executivos
Métodos
Executivos
Não
Mecanizados
Vala Recoberta
Método Direto
Método
Invertido
Escavação
Sequencial
Por Simples
Escavação
Por Desmonte
de Rocha
Mecanizados
Com
tuneladora
Por cravação
de tubos

12. Métodos Executivos
Túneis mecanizados
• Por tuneladora (TBM)
• Por tubos cravados (Pipe-Jacking)
Túneis não mecanizados
• Vala recoberta (Cut and Cover Direto)
• Vala recoberta invertida (Cut and Cover Invertido)
• Sequencial convencional (NATM)
• Sequencial por desmonte de rocha (Drill and Blast)

13. Recurso a Explosivos
• Mais comum em solo rochoso;
• Abre-se um certo número de furos na
frente de trabalho, carregando-os
com explosivos e detonando-os de
seguida;
• Deve obedecer: orientação dos furos,
tipos e quantidade de explosivos,
número e sequência de retardos,
etc...

14. Recurso a Explosivos
• Evacua-se o túnel e detonam-se as cargas;
• Após todos os gases nocivos criados na
explosão terem sido aspirados, os operários
podem entrar e começar a retirar os
destroços;
• Continua-se a abertura mecânica do túnel
até às dimensões de projeto, o saneamento
mecânico e/ou manual de todos os blocos
instáveis que apresentam risco de queda, a
retirada do entulho para fora do local de
trabalho, e a estabilização da cavidade.

15. TBM – Tunneling Boring Machine
É uma técnica de execução de obras subterrâneas onde
toda a estabilização do túnel ocorre em sintonia com o
avanço da escavação, através do uso de cilindros
hidráulicos, que aplicam esforços nos tubos que
compõem a estrutura do túnel

16. TBM – Tunneling Boring
Machine
• Qualquer tipo de solo, desde que não varie
• Diâmetros de até 19m
• Inflexível com relação
a mudanças na geometria
• Produtividade: 1 a 70 m/dia

17. TBM – Tunneling Boring Machine
• Alta regularidade e qualidade da
seção escavada
• Elevado investimento: U$ 10 a 20
milhões cada TBM
• Reduzida interferência na superfície
• Revestimento com peças pré-
moldadas de concreto
• Viabilidade: extensões acima de 3,2
km

18. TBM – Tunneling Boring
Machine

19. TBM – Tunneling Boring
Machine
Os principais meios de escavação que utilizam algum
tipo de TBM são:
• Shield
• Pipe Jacking
• Directional Drilling
• Pre Lining System

20. Shield
• Escoramento com a couraça metálica de
equipamento;
• Perfuração mecanizada por meio de fresas
ou manual (não é mais utilizado);
• Revestimento pré-fabricado (chapas
metálicas ou placas pré-moldadas de
concreto);
• Altíssimo rendimento;
• Custo elevado;
• Falta de flexibilidade.

21. Shield

22. Pipe-Jacking
• Cravação de tubos de concreto ou metálicos
• O primeiro segmento é acoplado a um mini TBM
• Quaisquer tipos de solo, desde que não varie
• Diâmetros definidos pelos tubos: 15cm a 3m
• Alinhamento pouco flexível (não faz curvas)
• Alta produtividade: 4 a 10 m/dia
• Investimento moderado: até U$ 1 milhão cada
conjunto
• O revestimento é composto pelos próprios tubos
cravados
• Reduzida interferência na superfície

23. Pipe-Jacking
• Cravação de furos com macacos
hidráulicos (processo propulsão e/ou
percussão);
• Permitem a execução de túneis em
pequenos diâmetros com menores
interferências externas;
• Necessita de poços e blocos de
ancoragem;
• Possuem limites de comprimento.

24. Pipe-Jacking

25. Directional Drilling
• Processo de perfuração (por rotação/
percussão) e instalação orientada em
tubos, sem grandes interferências externas
no maciço;
• Não necessita de poços, a perfuração é
feita pela superfície, controlada por
“joysticks” e/ou monitorada pelo
computador;
• Máquinas compactas fazem a perfuração
e a instalação dos tubos;
• Instalação dos tubos de 15 a 500 mm.

26. Directional Drilling

27. Pre Lining System
• Execução de um pré-revestimento anterior a
escavação através de corte e posterior injeção de
concreto numa abertura limitada pela espessura da
serra;
• Efetua os dois serviços: corte e injeção do concreto;
• Possibilita uma maior segurança na frente na calota, os
riscos de colapso são limitados à frente;
• Seção limitada pelo equipamento (falta de
flexibilidade);
• Necessita de remanejamento da máquina para as
escavações e execução do arco invertido.

28. Pre Lining System

29. Cut-and-cover (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.

30. Cut-and-cover (Trincheiras ou
VCA)

31. Cut-and-cover Direto

32. Cut-and-cover Invertido

33. Tunneling
Method
• O método NATM é utilizado com sucesso na
construção de túneis e estações subterrâneas de
grandes dimensões;
• Uma grande vantagem é a adaptabilidade da
seção de escavação, que pode ser modificada
em qualquer ponto
• 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.

34. Tunneling
Method
VÍDEO

35. Drilling and Blasting
• Adequado a escavação em rochas
• Custo reduzido em relação aos TBMs
• Aceita diversidade geométrica
• Ciclo: perfuração, carregamento com explosivos,
tratamento
• do maciço e suporte
• Emissão de ruído, fumaça, poeira e vibrações
• Baixa produtividade: 0,1 a 1 m/dia
• Necessidade de mão de obra altamente especializada
(blasters
• não são peões)
• Sequência semelhante ao NATM

36. Drilling and Blasting

37. Bibliografia
• http://conbotassucias.wordpress.com/tuneladoras/tunelador
a-e-p-b/
• http://www.metro.sp.gov.br/tecnologia/construcao/subterran
eo.aspx
• http://pcc2506.pcc.usp.br/Aulas/M%C3%B3dulo%2009%20-
%20Tuneis.pdf
• http://www.metrolisboa.pt/obras/glossario-tecnico/
• http://ria.ua.pt/bitstream/10773/2398/1/2010000335.pdf
• http://conbotassucias.wordpress.com/tuneladoras/tunelador
a-e-p-b/
• http://www.metro.sp.gov.br/tecnologia/construcao/subterran
eo.aspx
• http://pcc2506.pcc.usp.br/Aulas/M%C3%B3dulo%2009%20-
%20Tuneis.pdf
• http://www.metrolisboa.pt/obras/glossario-tecnico/
• http://ria.ua.pt/bitstream/10773/2398/1/2010000335.pdf
• http://engenharia.anhembi.br/tcc-03/civil-23.pdf
• http://pt.wikipedia.org/wiki/New_Austrian_Tunnelling_Method