Desenvolvimento conceitual de uma técnica para escavação de microtúneis em solo

Abstract

Por centenas de milhares de anos a humanidade restringiu-se basicamente à ocupação bidimensional fazendo uso e explorando apenas a superfície. Entretanto, com o crescimento populacional, houve a necessidade de utilização da terceira dimensão tanto com a verticalização das edificações quanto com a exploração do espaço subterrâneo. Neste sentido a Engenharia de túneis oferece diferentes técnicas para escavações de túneis e microtúneis que atuam na execução de infraestruturas permitindo o desenvolvimento da sociedade moderna. Entretanto, em países em desenvolvimento, a infraestrutura é ainda relativamente precária. O método comumente usado para execução de trechos curtos de microtúneis em solo baseia-se em escavações manuais. No entanto, caso não sejam executadas adequadamente, essas obras podem apresentar problemas de grave seriedade podendo ocasionar colapsos durante sua execução. Portanto, por um lado têm-se os problemas em obras mal executadas por métodos manuais e de outro lado elevados custos de aquisição de equipamentos mecanizados. Este cenário apresentado gera um ambiente propício para inovação. Esta inovação pode ocorrer através da introdução de um grau de mecanização da técnica de escavação manual no qual se deseja proporcionar segurança e redução no tempo de execução de uma forma simplificadasem gerar custos elevados com o intuito de apresentar à sociedade uma filosofia adequada à realidade do mercado nacional. O presente trabalho adotou um método de desenvolvimento de produto bem estabelecido para chegar a uma nova técnica de escavação de microtúneis em solo. Esta nova técnica baseia-se no uso de cabos tracionados acoplados a uma couraça metálica, proporcionando uma solução racional para o avanço da mesma e eliminando a necessidade de revestimentos de alta robustez. Além disso, a técnica proposta apresenta baixos níveis de recalque, custos e tempo de execução competitivos. Portanto, como resultado, o presente trabalho traz uma abordagem inovadora no processo executivo de microtúneis através de um equipamento de escavação semimecanizado, com tecnologias simples e racionais e características vantajosas com respeito à forma do túnel, ao sistema de movimentação, à segurança e à qualidade global da obra.

Abstract : For hundreds of thousands of years humanity was basically restricted totwo-dimensional occupation, using and exploiting only the surface.However, with the population growth, it was necessary to use the thirddimension both with the verticalization of the buildings and with theexploration of the underground space. In this regard, TunnelEngineering offers different techniques for excavations of tunnels andmicrotunnels that are key for relevant infrastructures allowing thedevelopment of modern society. However, in developing countries,infrastructure is still relatively precarious. The commonly used methodfor excavating short microtunnels in soil relies on manual excavations.However, if not properly executed, these works can present severalproblems and even cause collapses during its execution. Therefore, onone hand there are problems in works poorly executed with manualmethods and on the other hand high costs of acquisition of mechanizedequipment. This scenario presents a favorable environment forinnovation. This innovation can take place through the introduction of adegree of mechanization into the manual excavation technique,providing safety and reduction in execution time in a simplified way andwith low costs, presenting to society an appropriate philosophy to thedeveloping countries reality. The present work adopted a well-stablishedproduct development method to achieve a new technique formicrotunnelling in soil. This new technique employs traction cablesattached to a shield, enabling a rational solution for its advancement andeliminating the need of high-strength lining. In addition, the proposedtechnique guarantees low ground settlements, costs and execution time.Therefore, the result of the present work is an innovative approach to thethe executive process of microtunnels through a semi-mechanizedexcavation equipment, with simple and rational technologies andadvantageous characteristics regarding to the tunnel shape, the advancesystem, the safety and the overall quality of the work.