Gestão de risco geotécnico na construção de túneis em maciços rochosos

Abstract

As técnicas e métodos utilizados no contexto da construção de túneis têm tido amplo desenvolvimento nos últimos séculos. Entre eles salienta-se, nos últimos anos, a implementação e desenvolvimento de métodos de gestão de risco geotécnico que tem como objetivo principal a diminuição de custos e realização das obras em segurança para trabalhadores, equipamento e terceiros. Esta investigação tem como objetivo principal o desenvolvimento da implementação da gestão de riscos geotécnicos na fase construtiva de túneis escavados em maciços rochosos. Tendo em consideração os elementos disponíveis na bibliografia e em cinco casos de estudo selecionados, analisam-se os documentos disponíveis e procedimentos implementados, integrando-os num sistema de gestão de riscos. Para o efeito, a fase construtiva é dividida em quatro situações genéricas: fase inicial de construção, trecho a escavar, frente de escavação e trecho escavado. Para cada situação genérica mostra-se o modo de deteção e identificação de riscos geotécnicos e selecionam-se as metodologias consideradas mais adequada para análise. Perante os riscos detetados apresentam-se as medidas para a respetiva eliminação ou mitigação, mas sempre que possível, também são indicadas medidas otimizadoras. Por último, identificam-se os riscos residuais. Na fase inicial da construção, os principais riscos resultam da escassez de informação relativa às condições geológicas e geotécnicas provenientes das fases anteriores à construtiva, onde a opção para a análise de riscos recai numa lista de verificação. No trecho a escavar, o principal risco geotécnico prende-se com a variação das características geotécnicas do maciço. Para metodologias de análise do risco, descreve-se uma árvore de eventos quantitativa, baseada na estimação da qualidade do maciço em avanço por diferentes metodologias matemáticas (regressão linear, krigagem, redes neuronais) e, também, pela análise empírica, expedita, de um especialista. São ainda definidos os dados probabilísticos sobre a variação dessa qualidade, representada pelo RMR, na frente de escavação seguinte, tendo em conta a qualidade observada na frente de escavação em curso. Relativamente à frente de escavação, os principais riscos detetados resultam de uma insuficiente caracterização do maciço rochoso, da falta de iniciativa para proceder à análise dos resultados recolhidos e da implementação deficiente de procedimentos executivos. Para analisar os riscos nesta situação, recorre-se a três metodologias: uma lista de verificação, uma árvore de falhas e duas árvores de eventos. Na situação de trecho de túnel escavado, os principais riscos geotécnicos detetados relacionam-se com a garantia de estabilidade da escavação e, para a respetiva análise, usa-se uma lista de verificação e uma árvore de eventos com o objetivo de verificar a ocorrência de deformações excessivas do maciço e a identificação de patologias na contenção que indiciem situações de instabilidade potencial. Cada um dos riscos detetados é alvo de avaliação. Desta resulta que, na maioria das situações, os riscos são intoleráveis. Para controlo desses riscos são apresentadas medidas com o objetivo de os eliminar, sempre que possível, ou em caso de impossibilidade, mitigá-los. Por último são ainda indicados os riscos residuais, ou sejam, aqueles que se mantêm em obra, por impossibilidade de eliminação e/ou mitigação eficaz. A metodologia desenvolvida de gestão de riscos geotécnicos em túneis é ainda aplicada a um caso de obra em curso, um túnel rodoviário em escavação, permitindo identificar os respetivos riscos geotécnicos potenciais, realizar a sua análise e avaliação e definir as medidas de controlo a implementar. Indicam-se ainda os riscos residuais potenciais. Neste contexto, a aplicação da metodologia proposta apresentou-se como uma mais-valia na gestão de riscos geotécnicos associados à construção de túneis em maciços rochosos. Esta investigação abre um novo caminho à gestão de riscos geotécnicos, com interação entre as condições impostas pelas características do maciço rochoso e as metodologias habitualmente utilizadas na construção de túneis, tornando possível a efetiva eliminação ou diminuição da ocorrência de acidentes, o que se traduz numa redução dos custos e respetivos prazos de execução de obra.