Simulação numérica tridimensional da escavação do trecho Asa Norte do metrô do DF com tuneladora tipo EPB

Abstract

O aumento significativo da população e a saturação dos espaços nas superfícies observados nos grandes centros urbanos têm levado a uma utilização cada vez mais acentuada dos espaços subterrâneos. Devido à grande concentração de construções no espaço urbano, o impacto que as obras subterrâneas causam na superfície deve ser mínimo. O objetivo deste trabalho é propor e analisar um método construtivo mais eficiente para a expansão do trecho Asa Norte do metrô do Distrito Federal. Propõe-se a escavação por tuneladora, pois, no geral, em túneis com comprimento superior a 4 km, as vantagens de uma escavação por meio de tuneladora costumam superar as suas desvantagens. O modelo de tuneladora proposto é o EPB. Como sua principal característica é a estabilização da face por uma mistura formada pelo próprio solo escavado, seu uso é recomendado em solos com baixa permeabilidade, como argilas e siltes, o que se encaixa com o perfil do solo de Brasília. A primeira parte desse estudo foi focada em descrever as principais características de grandes obras subterrâneas em grandes cidades: as peculiaridades do meio urbano, as condições do maciço neste ambiente e os possíveis cenários de risco. Depois discutiu-se sobre tuneladoras, apresentando um breve histórico, elementos gerias e principais tipos existentes no mercado. Em seguida, fez-se uma apresentação do histórico e das projeções do metrô de Brasília e das características regionais de geologia de engenharia e geotécnicas da área. Com base nelas características apresentadas, sugere-se um traçado para o trecho Asa Norte. Por fim, foram escolhidas três seções para a realização da simulação numérica tridimensional, de maneira que diferentes combinações de camadas do solo fossem analisadas, e seus resultados foram comparados com a escavação pelo método convencional (escavação sequenciada) realizada no trecho da Asa Sul. Após analisar o desempenho de cada seção, a proposta de escavar a linha por meio de uma máquina tuneladora tipo EPB se confirmou. Mesmo a escavação pelo método convencional apresentando reflexos na superfície a distâncias menores que a escavação por tuneladora, os recalques finais gerados pela última foram até 80% menores.