Abaixo da superfície: uma visão geral das aplicações de rejuntamento para um rejuntamento de túneis bem-sucedido - TBM: Tunnel Business Magazine

Por Jake Swanson e Britt N. Babcock

A construção de túneis é um dos tipos de construção mais profundos e desafiadores que a comunidade de projeto e construção enfrenta. Os desafios de escavar abaixo do solo, muitas vezes dentro de formações contendo água, são feitos incrivelmente difíceis de alcançar. Tiremos o chapéu para todos aqueles que trabalham incansavelmente para projetar, construir e desenvolver a indústria de construção de túneis e os processos utilizados. Este artigo irá destacar os tipos de argamassas comumente usadas, quando e onde as argamassas são geralmente usadas e como as argamassas são utilizadas para auxiliar no desenvolvimento e construção de um sistema de túneis. Este artigo não pretende ser abrangente ou simplista demais, mas sim uma visão geral dos materiais de argamassa, técnicas e aplicações utilizadas na construção de túneis. Este artigo é um resumo do que pode ser um processo muito complicado.

As argamassas de cimento (particuladas) e químicas (solução) são usadas em aplicações de túneis para preencher cavidades/rachaduras estreitas, fissuras rochosas e vazios geológicos, reduzir pressões hidrostáticas, permear solos para controle de águas subterrâneas, solidificar solos fluidos, criar contato entre revestimentos e arredores geologia, ou controlar as águas subterrâneas localmente através de juntas ou fissuras no revestimento do túnel, ou mais globalmente com o uso de argamassa de cortina.

As argamassas de cimento podem consistir em argamassa de cimento Portland ou argamassa de cimento ultrafina. A diferença distintiva entre uma argamassa de cimento Portland e uma argamassa de cimento ultrafina é o tamanho das partículas. Uma argamassa de cimento Portland pode variar de uma média de 50 a 100 mícrons em tamanho de partícula para um Tipo I/II, e uma média de 15 e 20 mícrons para um Tipo III. O cimento ultrafino é muito menor, com tamanho médio de partículas de três mícrons. Para referência, o tamanho de um fio de cabelo humano é de aproximadamente 70 mícrons.

O lado químico da família de rejuntes se ramifica em dois tipos diferentes de rejuntes: espumas de poliuretano quimicamente reativas e expansivas. As argamassas quimicamente reativas consistem em acrilamida, acrilatos, acrílicos e silicatos de sódio. Acrilamidas, acrilatos e acrílicos são predominantemente usados ​​para controle de água, enquanto silicatos de sódio são usados ​​para suporte estrutural temporário. As argamassas expansivas de poliuretano consistem em dois tipos: hidrofílicas e hidrofóbicas. As argamassas hidrofílicas são tipicamente sistemas de componentes únicos que reagem com a água e curam formando uma espuma flexível expansiva ou um gel não expansivo. As argamassas hidrofóbicas requerem o uso de um catalisador, mas também são consideradas componentes únicos quando bombeadas. Eles são tipicamente altamente expansivos durante a cura e requerem muito pouca água para reagir. Embora o cimento e as argamassas químicas possam diferir em composição e aplicação, na maioria das vezes são produtos complementares no mesmo projeto.

Os túneis variam em tamanho de micro a macro e são instalados para transportar qualquer coisa, desde água até tráfego. Um sistema de túneis possui componentes que consistem no próprio túnel, poços de entrada e saída e passagens cruzadas entre túneis adjacentes, quando necessário. O grouting pode ser uma tecnologia utilizada em cada componente de um sistema de túneis – antes, durante e depois das fases de construção. Seja como parte do projeto inicial ou devido a desafios imprevistos, o grauteamento é muitas vezes o herói desconhecido no que diz respeito à conclusão bem-sucedida e à funcionalidade de qualquer projeto de construção de túneis. A seguir estão algumas das finalidades mais comuns de rejuntamento que podem ser necessárias durante a construção do túnel. Podem ocorrer situações especiais não listadas abaixo:

Os tipos de desafios que os empreiteiros podem enfrentar ajudarão a determinar o tipo de argamassa utilizada. O rejuntamento de uma formação geológica, rocha ou solo pode ocorrer antes do avanço da construção do túnel, durante a construção ou pós-construção. O tipo de argamassa escolhido é geralmente ditado pelo resultado desejado e pelas condições geológicas. Para a infiltração de água através de fraturas e fissuras de rochas ou para reduzir as pressões hidrostáticas no revestimento de um túnel, o cimento Portland é normalmente a argamassa de escolha devido ao seu desempenho e benefícios económicos. Quando fissuras e fissuras exigem um material mais fino, o empreiteiro pode ser obrigado a usar cimento Ultrafino. Ao encontrar areias fluidas que podem impedir o avanço do túnel e potencialmente criar problemas de subsidência ou estabilidade para infraestruturas e edifícios acima do nível do solo, cimento ultrafino ou argamassas de solução podem ser usados ​​para permear as areias e criar uma matriz estável de areia/argamassa. Vazios geológicos podem ocorrer em algumas formações que requerem preenchimento antes do avanço das máquinas de escavação para perfuração de túneis. Argamassa de cimento Portland será frequentemente usada, mas quando aplicável, espuma de poliuretano pode ser utilizada. Depois que uma perfuradora de túnel escava o alinhamento em solo firme ou rocha dura, existe um espaço entre os limites da escavação e o revestimento do túnel; o reaterro e o rejuntamento de contato são realizados usando uma mistura de argamassa de cimento Portland para obter contato íntimo entre a geologia e o revestimento do túnel. Em grandes áreas de túneis ou revestimentos de poços, o empreiteiro poderá realizar o rejuntamento da cortina com cimento ou argamassa química para impedir a infiltração de água. As argamassas de poliuretano são frequentemente utilizadas quando os vazamentos estão mais localizados em juntas ou defeitos.