Dimensionamento de blocos para fechamento de rio por enrocamento lançado em ponta de aterro : ensaios em modelos reduzidos

Abstract

Resumo: O desvio do rio e uma das etapas mais complexas da construção de uma barragem. Dependendo da largura do rio, pode ser a atividade de maior duração em todo o cronograma. O procedimento de fechamento de um rio consiste em construir ensecadeiras para desviar o fluxo do rio para um túnel ou canal e ensecar a área de construção. No momento de lançamento do enrocamento, este fica exposto a velocidades consideráveis, podendo ocorrer o arraste do bloco. Relações clássicas entre diâmetro médio do enrocamento lançado e o desnível de agua criado pelas ensecadeiras foram verificadas. Foram analisados resultados de 64 ensaios realizados em 15 modelos hidráulicos reduzidos, perfazendo um total de 278 dados que relacionam desnível entre montante e jusante da ensecadeira e o diâmetro médio do material lançado quando no limite de sua estabilidade. Somente os materiais sujeitos ao limite de estabilidade foram considerados. A relação obtida a partir destes dados resultou na expressão d = 0,33 × ?H, a qual foi similar e validou as equações clássicas teóricas para o dimensionamento de blocos de enrocamento lançados em ponta de aterro. Os dados coletados apresentaram dispersão quando comparados com os métodos tradicionais, indicando a dificuldade de se aplicar métodos teóricos em situações diferentes das quais eles foram desenvolvidos. Os resultados se ajustaram melhor ao método de BLANCHET (1946) e ao método indicado pela ELETROBRAS (2003), sendo que o método de IZBASH (1936) se aproxima dos valores mais conservadores encontrados para a relação. Na revisão bibliográfica identificou-se que esta relação pode ser influenciada por diversos fatores característicos do modelo reduzido, do material que esta sendo lançado em ponta de aterro e de projeto da ensecadeira. Buscou-se então identificar se a relação e influenciada pelas características geométricas da ensecadeira como altura e largura, porem para a escala de modelo não foi possível identificar relação direta. Estes resultados reforçam a necessidade da execução do modelo reduzido para o dimensionamento correto dos blocos. Palavras-Chave - ensecadeiras, lançamento em ponta de aterro, desvio de rio, modelo reduzido.

Abstract: River diversion is one of the most complex phases of dam construction. It causes important impact on the construction schedule. Depending on the width of the river it may be the longest activity throughout the schedule. The procedure of river closure is building a cofferdam to divert the flow to a tunnel or a canal to isolate the construction area. At the moment of release of the rock fill, it is exposed to considerable velocities and it can be carried by de flow. Classical relationships between the mean diameter of the deposited rock fill and the water drop created by the cofferdam were checked. Results of 64 tests performed on 15 reduced hydraulic models were analyzed. A total of 278 relationships between the mean diameter and the water drop of water were considered. Only material stability limit was considered. The relationship obtained from these data resulted in the expression d = 0,33 × ?H which was similar and validated the classical theoretical equations for the dimensioning of rock fill blocks launched at the end dump method. The data showed a dispersion when compared to traditional methods, indicating the difficulty of applying theoretical methods in different situations for which they were developed. The results were better adjusted to BLANCHET (1946) method and to the method indicated by ELETROBRAS (2003), and IZBASH (1936) method approaches the more conservative values found for the relation. In the bibliographical review, it was identified that the studied relationship can be influenced by several factors characteristic of the reduced model, the material that is being launched and the design of the cofferdam. It was then searched to identify if the diameter versus slope relationship is influenced by the geometrics characteristics of the cofferdam as height and width, but for the model scale it was not possible to observe a direct relationship. These results reinforce the need to execute the hydraulic model for the correct dimensioning of the blocks. Keywords - cofferdam, end dumping, river diversion, hydraulic model.