Estação de metrô Marienplatz Munique, ampliação da plataforma de embarque Avanço sob o gelo
Imagem: Lang Hugger Rampp GmbH Architekten
Estação de metrô Marienplatz – Visualização
Marienplatz A estação de metrô Marienplatz é com certeza o entroncamento mais movimentado na rede metroviária de Munique. A possibilidade de baldeação entre as linhas subterrâneas U3 / U6 e as linhas de metrô de superfície que trafegam na linha principal, bem como a localização bem no coração da cidade contribuem para uma enorme afluência de passageiros. Depois que em 2001 foi decidida a construção de um novo estádio de futebol em Fröttmaning – o qual deveria ser ligado ao centro da cidade através da linha de metrô 6 – ficou estabelecido que a estação de metrô Marienplatz, que há muito tempo já tinha atingido seus limites de capacidade, teria que ser ampliada significativamente antes da Copa de 2006. O objetivo era conseguir uma desconcentração eficiente do fluxo de passageiros. Como resultado da análise de diferentes projetos, cristalizou-se uma solução com a qual os dois túneis de alívio que correm paralelamente às plataformas, e que estão ligados a estas através de onze aberturas em forma de galerias, deveriam praticamente duplicar a área da plataforma. A obra de implantação significava intervir no subsolo a apenas aprox. dez metros abaixo da prefeitura de Munique. A edificação histórica sensível não poderia em hipótese alguma ser afetada por problemas de acomodação do solo. Para a execução foi utilizado um processo de perfuração do túnel com o auxílio do congelamento parcial do solo, o que minimizou significativamente a intervenção prevista no subsolo e, além disso, ofereceu vantagens consideráveis na análise de risco quanto à técnica de segurança. A SSF Ingenieure foi responsável pelo planejamento executivo completo desta sugestão, apresentada como proposta acessória, e em 2005 recebeu o Prêmio de Engenharia da Câmara de Engenheiros Civis da Bavária pela ampliação da estação de metrô Marienplatz. O subsolo A camada superior é formada por cascalhos arenosos finos e grossos. Não há um horizonte completo de lençol freático, era de se esperar apenas águas quaternárias isoladas devido à infiltração de águas pluviais. Na camada subjacente de argilas e siltes estão presentes dois estratos de areias finas e médias com espessuras de 7,5 m a 12 m que represam a água subterrânea. Elas conduzem a água subterrânea, parcialmente sob pressão muito alta (“água tensionada”). Não foi fácil lidar com as estruturas remanescentes das primeiras obras de implantação do metrô dos anos de 1966
a 1970. Naquela época muitos poços de rebaixamento do nível do lençol freático não foram desfeitos de acordo com as técnicas modernas atuais e não podiam mais ser localizados de forma inequívoca. A sequência das obras Atrás da prefeitura foram perfurados dois poços ovais iniciais: duas estacas perfuradas sobrepostas, com diâmetro de 1,2 m cada, as quais atingiram uma profundidade de até 30 metros, foram adicionalmente reforçadas com um anel de concreto armado contra a pressão do solo, na altura de entrada do túnel. Em seguida foram construídas duas galerias-piloto para o congelamento do solo. Essas galerias com aproximadamente cem metros de comprimento
tinham um diâmetro interno de dois metros e eram constituídas de anéis de concreto armado pré-fabricados, que foram prensados no solo a partir do poço inicial, um após o outro. A câmara de trabalho da máquina extratora era mantida sob sobrepressão de ar para manter distante a água subterrânea contida no horizonte de areia com 2 a 5 metros de espessura. O congelamento do solo Originalmente, a ampliação da estação de metrô foi planejada para ser realizada por meio de perfuração convencional com rebaixamento do lençol freático e método de construção fechada. Nesse processo o solo deveria ser drenado através de inúmeros poços horizontais. Os rebaixamentos do solo que resultariam da
Seção transversal da plataforma de embarque U3 / U6 Sentido sul 1 Plataforma existente 2 Nova plataforma de embarque no túnel de alívio Para que o túnel de alívio possa ser construído com a perfuração do método de construção fechada, é necessário o seguinte:
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3 Galerias-piloto para a instalação de poços e congelamento 4 Tubos de congelamento 5 Solo congelado como tampa de proteção para a perfuração 6 Pequenos poços para a secagem do solo 7 Arcos de revestimento 8 Concreto injetado – revestimento externo, 30 cm 9 Drenagem do fundo 10 Canto inferior da calota
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Gráfico : ediundsepp
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1 Avanço das galerias-piloto 2+3 Avanço do túnel 4 Interligação com o sistema existente 5 Seção transversal da plataforma de embarque
Imagens : 1 - 4 Max Bögl GmbH & Co. KG / 5 SSF Ingenieure GmbH
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utilização desse método teriam que ser compensados através de injeções de enchimento (compensation grouting). O processo de construção do túnel desenvolvido no âmbito da elaboração da proposta pela SSF Ingenieure, em cooperação com a empresa construtora e com a alternativa de proteção por congelamento para o método licitado, foi aprovado em vista das melhorias econômicas e técnicas.
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O túnel de alívio Embaixo do escudo de gelo foram construídos os dois túneis com perfuração e injeção de concreto no método de construção fechada. A velocidade na perfuração cíclica (calota, piso, leito) com uma área de seção transversal de escavação de 50 metros quadrados, foi de aprox. dois metros a cada 24 horas. Uma peculiaridade foi a posição tangente com relação às plataformas de embarque existentes. Para poder interligálas, os elementos de escoramento de aço antigos remanescentes no solo tiveram que ser removidos. Em seguida foram removidos 15 centímetros do revestimento externo de concreto existente. Chumbadores especiais possibilitaram a ligação da armação à edificação existente. Os novos túneis foram interligados às plataformas de embarque
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Enchimentos Cascalho Areia, seca Areia, saturada de água Marga (em grande parte impermeável) Zona de solo congelado
1 Execução dos dois poços iniciais 2 Perfuração das galerias-piloto 3 Congelamento do solo, alívio da água subterrânea 4 Perfuração do túnel
Gráfico : ediundsepp nach SSF Ingenieure GmbH / Max Bögl GmbH & Co. KG
Com o congelamento do solo pode-se dispensar os dispendiosos poços horizontais. Ao mesmo tempo aumenta a firmeza do solo devido à camada de gelo situada acima, o que facilita muito a posterior perfuração do túnel de alívio da plataforma de embarque e que, além disso, resultou em uma redução considerável do risco relativo às acomodações do solo na área da estrutura histórica da prefeitura. A partir das galerias-piloto foram realizadas 654 perfurações de congelamento em forma de leque com um diâmetro de 88,9 milímetros e um comprimento total de quase 4.000 metros. O solo foi congelado de forma intermitente, à temperatura de 38 graus negativos, através de duas unidades de refrigeração por dióxido de carbono e amônia com uma potência de 275 KW cada e uma solução de cloreto de cálcio como meio resfriador, respectivamente adaptadas ao andamento da perfuração. Esta medida foi monitorada permanentemente por 180 sondas de temperatura, o que possibilitou um controle dirigido da temperatura para evitar maiores “elevações de congelamento” (a água se expande em até nove por cento durante o congelamento).
existentes através de onze aberturas de passagem. Duas aberturas de passagem adicionais tinham que ser executadas nas extremidades frontais no lado sul. As execução das aberturas de passagem através das paredes dos túneis existentes - concreto armado de dupla camada com 2,5 m de espessura - foram realizadas com serras de fio diamantado em várias etapas individuais, devido à estática. Os blocos de concreto serrados pesavam aprox. 40 toneladas. Eles foram puxados por dispositivos hidráulicos especiais até o túnel de alívio, onde foram triturados e descartados através do poço inicial. Ligações a prova d’água e revestimento interno Tendo em vista que as plataformas de embarque ficam completamente dentro do lençol freático, a ligação entre a construção nova e a parte existente foi executada a prova d’água. O revestimento externo de concreto injetado foi complementado com um
revestimento interno de concreto armado impermeável com uma espessura de 50 centímetros. Todos os trabalhos nas obras foram realizadas sem interromper a operação regular do metrô. Durante todo o tempo da construção dos dois túneis de alívio não houve praticamente nenhum transtorno para os passageiros. Apenas na fase da abertura da passagem para a plataforma foi necessário fazer um estreitamento da plataforma e dos corredores de interligação.
Dados Marienplatz Contratante da obra
Departamento de obras da capital estadual Munique, setor de construção do metrô
Comprimento dos túneis
103 m / 95 m
Área da seção de abertura
50 m2
Tempo de construção
2003 – 2006
Tipo construtivo
Túnel em construção fechada com ligações transversais ao túnel existente, execução com auxílio de galerias-piloto, congelamento do solo e alívio da água subterrânea
SSF Ingenieure
Proposta acessória, planejamento executivo
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Com a planta baixa inalterada ocorreram as seguintes modificações durante a licitação realizada em toda a Europa, em função de uma proposta acessória da SSF Ingenieure: - Poços ovais - Galerias-piloto adicionais para congelamentos dirigidos do solo acima do topo do túnel - BCongelamento do solo e alívio do segundo estrato de água subterrânea
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Nova Prefeitura
Túnel de alívio Praça Marienplatz
Plataformas de embarque existentes e caminhos para o metrô de superfície e para a superfície
Gráfico : ediundsepp
Linhas U3 / U6 Poço inicial com galeria-piloto para a perfuração em construção fechada Conexão para o metrô de superfície
TĂtulo : Carsten Kykal - Fotolia.com