AS OBRAS DE RECUPERACAO DA BARRAGEM DE

SANTA BRANCA

Eng° Nelson Ricardo DominguesEng° Carlos Fernando da Rocha Santos

LIGHT - Servicos de Eletricidade S.A.

RESUMO

0 presente trabalho relata as atividades envolvidas nas obras de reforgo do taludede jusante da Barragem de Santa Branca.Considerando tratar-se de uma obra de recuperacao, sao apresentadasinformacoes acerca do planejamento dos servicos, suas particularidades cons-trutivas, o tipo de acompanhamento e controle adotados, os custos e prazos en-volvidos bem Como o desempenho efetivo dos equipamentos nas condicoesimpostas pelo tipo de trabalho.

1. INTRODucAO

Este trabalho relata as obras de recuperacao da Barragem de Santa Branca, localizada nas cabeceiras do rioParaiba do Sul, no Estado de Sao Paulo, de propriedade da Light Servigos de Eletricidade S.A.

Estas obras objetivaram restabelecer as condicoes de seguranga da Barragem, uma vez que os estudos e asinvestigacoes de campo levados a efeito indicaram que a elevada permeabilidade do solo das ombreiras edo embasamento rochoso subjacente promovia a saturando da Barragem nas regioes proximas asombreiras. Tambem o embasamento rochoso da Barragem apresentava-se muito fraturado e permeavel,saturando permanentemente a porcao central do talude de jusante. NAo tendo sido a Barragem projetadapara estas condicoes, sua estabilidade tornou-se precaria, em condicoes normais de operagao.Diretamente associada a causa da saturanao do talude de jusante da Barragem, estava o fato da extensao in-suficiente do filtro horizontal, tanto na direcao do antigo leito do rio como na direcao transversal da Bar-ragem, impossibilitando a adequada drenagem d'agua que infiltrava atravas das ombreiras ou da fundaraoda Barragem, permitindo assim a permanente saturanao do macico compactado existente.

As obras de recuperacao da Barragem de Santa Branca compreenderam basicamente os servigos deescavag5o e tratamento da fundacao do aterro de reforco compactado, corn rebaixamento do Iengol d'agua,a execurao de aterro de reforco compactado sobrejacente ao talude de jusante do macico de terra existente,a execucao de filtros e transicoes, a execucao de sistema de drenagem superficial e da instalag5o dainstrumentacao de auscultacao.

A contratacao das obras foi realizada atravas de licitagAo na modalidade concorrancia do tipo menor prego.

Por ocasiao da licitacao, nove empreiteiras compraram o Edital, destas, sete visitaram o local das obras, umadas exigencias da fase de pre-qualificag5o. Somente duas empreiteiras apresentaram documentacao para apre-qualificacao. Ambas foram qualificadas.

A abertura das propostas de preco revelou que a diferenca de preco entre as duas propostas era inferior a1% e significativamente superior a estimativa orcamentaria da Light. Ambas as propostas foram desclas-sificadas.

Apbs reuniao tecnica entre a Light e as duas empreiteiras, foi solicitada nova apresentagao de propostas deprego. Desta feita, a proposta vencedora apresentou uma redugdo de preco da ordem de 25% em relag5o aovalor da proposta original.

2. ETAPAS DAS OBRAS

Os diversos trabalhos de recuperacao da barragem de Santa Branca podem ser agrupados em 3 etapas dis-tintas das obras.A primeira etapa se constituiu na escavag5o da cava de fundarao do aterro de reforgo. A segunda etapacaracterizou-se pelo reaterro desta cava. A terceira etapa se constituiu na execug5o do aterro de reforcocompactado da Barragem.A seguir a apresentado uma descricao sucinta dos principais aspectos dos trabalhos envolvidos em cadauma das tres etapas.

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la ETAPA • ESCAVAcAO DA CAVA DE FUNDAcAO

A 1a etapa das obras (Fig. 2) previa a remogao de todo solo imprbprio para fundagao com auxfio derebaixamento d'agua atraves de pogos profundos, de modo a permitir a implantagao do sistema dedrenagem interna da barragem e da fundagao do aterro de reforgo.Os trabalhos iniciaram -se pela escavagao da cava de fundagao ate o nivel do lengol freatico, a jusante do en-rocamento de pe da barragem existence. Ap6s a instalagao do sistema de rebaixamento do lengol d'agua, foidado prosseguimento a escavagao , ate a completa remogao dos materials de bota-fora das obras originalsda barragern e do solo aluvionar do antigo leito do rio, ate a superffcie rochosa. Os equipamentos utilizadosnesta Ease de escavagao foram 6 motoscrapers 627, 2 tratores D-8 para "push" e 1 trator D-6 como equi-pamento auxiliar na escavagao.

Para definir corn maior precisao a cota de fundo da escavagao e possibilitar instalagoo de medidores de niveld'agua para controle do nivel do rebaixamento, foi feita uma campanha de sondagens com execugao de 83mde furos perfurados.

Estas sondagens tambem forneceram informagoes precisas sobre a cota de arrasamento da perfuragao dospogos profundos, o que possibilitou a verificagao do tipo de equipamento a ser utilizado nos trabalhos deperfuragao.

A Figura 1 apresenta a area da cava de fundagao e o espagamento adotado para rebaixamento do lengolfreatico, alem do numero de bombas utilizadas para cada conjunto de pogos profundos instalados corn in-jetores.

Para perfuragao dos pogos foi utilizada uma perfuratriz WIRTH com circulagao direta de agua.Do lado esquerdo da cava, onde as infiltragoes eram fortemente influenciadas pelo clique de quartzitofraturado, foi adotado o espagamento de 4 m entre os pogos. 0 material do subsolo neste local daescavagao apresentava-se mais argiloso, havendo indicagao de artesianismo em determinados pontos.

Para o lado direito da cava, onde existiam camadas de areia aluvionar , foi adotado o espagamento de 8mentre pogos.

A montante do enrocamento de pe da barragem foi adotada perfuragao sem circulagao de agua, de modo anao danificar as camadas do aterro da barragern em consequencia da turbulencia das Aguas que poderiadeixar vazios de diffcil preenchimento. Foi entao utilizada uma sonda tipo bomba balde corn 0,2m dediametro. 0 espagamento entre pogos adotados foi de 8m. A existencia de uma camada de areia nafundagao da barragem facilitou o rebaixamento do Iengol d'agua neste local.

0 aparecimento de alguns olhos d'agua, na parte central da escavagao, foi atribuido a alta permeabilidade darocha fraturada da fundagao, impraticavel de ser captada pelo sistema de rebaixamento adotado.Os medidores de nfvel d'agua Instalados a volta da cava indicavam permanentemente o nivel do lengolfreatico.

0 prosseguimento da escavagao, ap6s o rebaixamento do lengol freatico, em princlpio, foi planejada paraser feita com caminhoes carregados com o auxilio de retroescavadeiras, contudo a saturagao do materialdiminuia a capacidade de suporte do solo, provocando o aparecimento de borrachudos e impossibilitando autilizagoo de caminhoes , o que obrigou a Construtora a alterar seu m6todo de trabalho . Foram entaoutilizados "motoscrapers" carregados diretamente por retroescavadeiras, ainda ajudado por urn trator D-6,para melhorar o caminho de acesso dos equipamentos, que ap6s carregados eram empurrados ou puxadospor tratores D-8.Como 6 usual neste tipo de escavagao, foram instalados pogos de bombeamento, utilizando manilhas comorevestimento, com bombas de lama nos pontos mais baixos da fundagao, objetivando a retirada das Aguasde infiltragao.A produgao da escavagao atingiu a media de 1050 m3/dia, com turno de 12 horas de trabalho, transportandoo material escavado para urn bota-fora localizado a 900 m do centro da cava. Foram escavados cerca de42.000 m3 de material de 1 a categoria. 0 t6rmino da escavagao permitiu a realizagao do mapeamentogeol6gico local.

2a ETAPA - REATERRO DA CAVA DE FUNDAgAO - (Figura 3)

Conclufda a escavagao, foi iniciado o langamento das camadas do filtro horizontal do tipo sanduiche.

Os trabalhos desta estapa coincidiram com o perfodo chuvoso da regiao.Logo ap6s o infcio dos trabalhos desta etapa , nos dias 11 e 13/02 /89, ocorreram elevadas precipitagoespluviometricas que causaram s6rios transtornos ao andamento das obras.

Os valores registrados das chuvas foram 135mm no dia 11/02/89 e 230mm no perfodo compreendido entreos dias 11 e 13/02/89, que corresponde a um tempo de recorrencia de cerca de 75 anos.

A principal consequencia das chuvas foi o alagamento da cava de fundagao.

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0 afluxo da agua para dentro da escavarao deu-se atravAs da rampa de acesso dos equipamentos, uma vezque ocorreu o transbordamento do sistema de drenagem provislria devido a excessiva quantidade de Agua,bern como o assoreamento das canaletas pelos materiais carreados da area de emprastimo.

As Aguas, com elevada quantidade de material sblido em suspensao, contaminaram o material do filtro,obrigando a remogao de cerca de 1000m3 de brita e 200m3 de areia.

Apbs o esgotamento da cava, foi encontrado no seu fundo uma camada de argila decantada variando entre 5a 15 cm de espessura.Como consequencia, as obras atrasaram em 1 mds e tiveram seus custos majorados em cerca de 3%.Para evitar novos transtornos, os taludes da escavagao foram cobertos por lonas plasticas e o filtrosandu(che, sendo executado em trechos, de modo a deixar sempre protegida a camada de brita Nacamada de areia , o que facilitava a limpeza quando, eventualmente, havia contaminacao por solo carreadopelas Aguas de chuva.

Para execugao do filtro vertical, tambem do tipo sandufche, foram montadas divisbrias de chapa de ago de

0,6m de altura por 4,Om de comprimento, que eram posicionadas em valas abertas por retroescavadeiras noaterro recem compactado. 0 use destes separadores de material facilitou o desenvolvimento dos trabalhos.

Apos langamento e compactagao das camadas de areia e brita, estas formas eram retiradas com auxflio depa carregadeira.

A produgao do aterro compactado nesta etapa da construgao, atingiu a 100m3/hora. Foram utilizados 7"motoscrapers" 627, 2 robs tipo Hyster e 2 robs CA 25 PD com vibragao, alem dos demais equipamentosnormais de terraplenagem. 0 ciclo de langamento por "motoscrapers" foi de 12 minutos, em media, car-regando a uma distancia de 400m e com um desnfvel de 40m em relagao a area de emprestimo.

A areia utilizada nos filtros era proveniente de jazidas comerciais existentes no Rio Paraiba do Sul, a jusanteda obra, a uma distancia de 25km.

0 material petreo para composigao dos filtros e enrocamento de pe foi obtido em pedreiras comerciais naregiao, localizadas a 70km de distancia da obra. (Pedreira Embu - munfcipio de Itapeti).

3a ETAPA - ATERRO DE REFORqO - (Figura 3)

Antes do infcio do langamento das camadas do aterro de reforgo, foram instalados piezbmetros no macigosaturado da barragem, a jusante do filtro vertical, para controle do desenvolvimento de pressoes neutras,devido a esta sobrecarga no aterro existente.

Ficou constatado que nao houve necessidade de reduzir o ritmo de alteamento do aterro, jfi que as pressOesneutras nao atingiram os nfveis de alerta estipulados para cada instrumento.

Primeiramente se procedeu a limpeza do talude da barragem, atraves da remogao de uma camada deaproximadamente 0,3m da capa vegetal superficial, que eram transportadas e estocadas para use posterior.A remogao deste material foi feita com retroescavadeira e pa carregadeira.

Em seguida eram langadas as camadas do filtro de areia, em contato direto com o macigo da barragem, comuma altura de 0,6m, que correspondia a 3 camadas de aterro compactado.

As camadas do aterro eram langadas com 0,25m de material solto, de modo a se obter uma espessura finalde 0,20m de aterro compactado apos 8 passadas de rolo Hyster (ida e volta) e mais 4 passadas de rolo CA25 PD com use de vibragao.

Para langamento do material de aterro foram utilizados 7 "motoscrapers" 627, carregados a uma distancia de600m. A produgao media foi de 1800m3/dia (turno de 12 horas) para um volume total de 220.000m3 de solocompactado.

Para o material empregado no aterro foi utilizada a camada do horizonte inferior da jazida originalmente ex-plorada para a construgao da barragem, cuja caps remanescente era constitufda de solo residual jovem degnaisse, com presenga de camadas siltosas com finos leitos de quartzo resistente e camadas de areia fina,se enquadram nos tipos SC do SUCS.Devido ao alto grau de erodibilidade do material do aterro, foram langadas camadas de solo argiloso notalude externo do aterro compactado. Este material, transportado por caminhao basculante, de uma area deemprestimo situada a 1800m de distancia, era langado na extremidade do talude, espalhado e compactadopor trator de esteira D-6. Onde a inclinagao permitiu (talude 1V:3H), a argila era compactada por pneu de pacarregadeira 930 para melhor regularizagao, facilitando os trabalhos de colocagao das placas de grama.Onde a inclinagao era maior (talude 1V:2H), a compactagao foi feita somente com o trator D-6.

0 material solto da saia do aterro, com espessura de 0,5m medido na horizontal, foi removido por retroes-cavadeiras Fiat S-90 e Caterpilar 225 cujos dentes foram retirados; para melhor regularizagao da linha "off-set" externo; e substitufdos por uma draga de ago plana.

Os servigos de langamento das camadas de aterro eram interrompidos a cada 2m de altura, de modo a per-mitir a escavagao de baixo para cima a partir da praga de trabalho.

- XIX SEMINARIO NACIONAL DE GRANDES BARRAGENS - _89-

Durante esta paralisacao, tambem eram lancadas as camadas do filtro de areia, junto ao macigo da bar-ragem e das ombreiras.

Todas as canaletas de concreto do sistema de drenagem existentes na barragem foram preservadas epreenchidas com areia.Lateralmente, na descida da drenagem junto as ombreiras, as canaletas foram preenchidas com brita envoltaem areia, para aumentar a capacidade da vazao das Aguas de infiltracao.

Para a saida das Aguas provenientes da drenagem interna da barragem, foram instalados dentro do corpo doaterro, tubos de 1,2m de diametro de concreto classe CA3 (1760 kg/m) , A tubulacao foi assente sobre bercode areia compactada e envolvida com este material, de modo a facilitar a compactagdo das camadas.

3. EXPLORACAO E TRATAMENTO DE AREA DE EMPRESTIMO E DO BOTA-FORA

Os materials terrosos utilizados no aterro de reforro foram obtidos nas imediacoes da barragem, a umadistancia media de 600m, em terrenos de propriedade da LIGHT.

Esta area ja havia sido explorada anteriormente durante a construcao original da barragem, encontrando-seem processo ativo de degradag5o, atraves de erosao superficial intensa, incluindo a formacao de vogorocas.

Durante a exploragao da jazida, foram tornados cuidados para recuperacao ambiental e a protecao contra aretomada da erosao.

Todo material retirado da limpeza da superficie da barragem foi estocado e ao final da exploragAo da area,este material de caracteristicas predominantemente argilosas, com materia organica, foi espalhado nasuperficie apbs a regularizacao do terreno.

A exploragAo da area foi conduzida em patamares sub-horizontais de modo a evitar a formagAo de taludesingremes que facilitariam o processo de erosao. No patamar inferior que serviu de emprestimo ao aterro dacava da fundacao e a parse do aterro de reforco, foi deixada uma bacia de acumulacao de Aguas pluviais,coin uma saida de emergencia, para que as Aguas infiltrassem por formacoes mais permeaveis de rocha al-terada e fraturada, diminuindo assim o custo de execucao de um sistema de drenagem mais complexo,

tendo em vista o desnivel de 45m para saida das Aguas.

0 patamar superior da area foi explorado com a inclinacao na direcao do reservatorio e toda a drenagemconduzida a um l nico canal, que foi interligado ao sistema de drenagem ja existente no local.

Toda area foi protegida por revestimento vegetal pelo processo de hidrossemeadura, inclusive os caminhosde servigo, que foram reaterrados de tal forma a retomar o terreno a sua topografia original.

Apos a terraplenagem e drenagem da area, o local do bota-fora foi tratado com adubos qufmicos para me-Ihorar a fertilidade do solo. A semeadura manual de capim do tipo bracchiria propiciou o cobrimento com-pleto da area em 2 meses, compreendido entre os meses de abril a maio de 89.

4. ACOMPANHAMENTO E CONTROLE DAS OBRAS

Inicialmente, foram relacionadas as diversas atividades de cada uma das tres etapas das obras, de modo ase obter a estrutura analitica do empreendimento.

As atividades mais significativas foram selecionadas como parcela de controle das obras.

A cada parcela de controle foram associadas as curvas de progresso contratualmente prevista, a efetiva-mente realizada e uma curva teorica, esta ultima representando o progresso teoricamente obtido emservicos semeihantes.Mensalmente, foi emitido o Relatorio Interno de Acompanhamento das Obras, no qual constava a descrig5odas principais atividades executadas no perfodo, a estrutura analitica das obras, as curvas de progresso dasparcelas de controle, a tabela mensal de acompanhamento das quantidades dos servicos executados, o his-tograma de pessoal, a tabela de utilizacao de equipamentos, a tabela e grafico de acompanhamentoorcamentario, a tabela do nivel d'Agua do reservat6rio, a tabela corn os valores diarios das precipitacoespluviometricas.A seguir, sao apresentados, a titulo de exemplos, a estrutura analitica da 1a etapa das obras ( Fig. 4), o grA-fico das curvas de progresso associadas as obras de recuperacao (Fig. 5), o histograma de pessoal (Fig. 6) ea tabela de utilizacao de equipamentos.Coube ao Relatorio Interno de Acompanhamento das Obras fornecer a Light as informag6es necessAriaspara uma adequada resposta aos eventuais pleitos da empreiteira. bem Como permitir a antecipag5o deawes corretivas, canto de carater orgamentario como de prazo de execug5o das atividades.

5. CUSTOS

A seguir sao apresentados os custos dos servicos de engenharia e das obras de recuperacao da Barragemde Santa Branca.

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CUSTOS DAS OBRAS DERECUPERACAO

DISCRIMINAQAOPRAZO

( MESES )VALOR

(US$) PORCENTAGEM

OBRAS 15 4.634 . 000 93%

LABORATORIO 12 46.000 1%

AP010 A FISCALIZACAO 15 320.000 6%

TOTAL 15 5.000.000 100%

CUSTOS DOS SERVIQOS DE ENGENHARIAE DAS OBRAS DE RECUPERACAO

DISCRIMINACAOPRAZO(MESES )

VALOR

(US$) PORCENTAGEM

SERVIqOS DE ENGENHARIA 16 463.000 8%

OBRAS 15 5.000.000 92%

TOTAL 30 5. 463.000 100 %

BARRAGEM DE SANTA BRANCA - OBRAS DE RECUPERACAOTABELA DE UTILIZA(;AO DE EQUIPAMENTOS

C OT. MESMAX.

p EQUIPAMENTO P REV. MAI /89 JUN/89 JUL/89 AGO /89 SET/89 OUT/89 NOV/ 89 DEZJ89 JAN/90

prey ocor prev ocor prey ocor prey ocor prey ocor prey ocor prey ocor prey ocor prey ocor

01 Bomba d ' agua fligt 4 2 - - - - - -

02 Caminhao bast . Ch. D 13000 10 1 3 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 - 1

03 Caminhao Carroc . Chev D68 1 1 1 1 - 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

04 Caminhao c/ munk Chev D68 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 -

05 Caminhao esparg . Chev D68 1 - - - - - - 1 - 1 -

06 Caminhao irrig. Chev D68 3 3 2 3 3 3 3 3 3 1 3 1 3 1 3 3 3

07 Comp . man. Dynapac CM-20 1 1 1 1 1 1 - I - 1 - -

08 Compressor dear A . C. XA-120 2 2 2 2 2 1 - 1 1

09 Cj. Moto bomba Montgomery 1 1 1 1 1 1 - 1

10 Espallrador de agreg . EA-12 1 - - - - - - 1 1

11 Grade de disco Tatu 20X24 " 4 4 3 4 4 4 1 1 1

12 Marlelete Atlas Copco TEX 30 5 5 3 5 5 5 2 2

13 Motoniveladora CAT 120 - B 3 3 2 3 2 3 2 3 2 1 2 1 2 1 2 2 2

14 Motoscraper Terex TS - 14 8 8 6 8 7 8 7 8 7 1 7 1 7 7 7 7

15 Pa carregadeira CAT 966 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 - 2 - 2

16 Retro escavadeira CAT 225 1 - 1 1 1 - 1 - I - I - 1 1

17 Retro escavadeira Fiat S-90 3 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 - 1

18 Retro escavadeira Ford 6600 1 1 1 1 1 - 1 - 1 - I 1 -

19 Rolo compac. Dynapac CA - 25 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1 3 1 3 3 - 3 3

20 Rolo pneus T . Terra SP•8000 1 1 1 1 1 - 1 - 1 - - -

21 Tanque estacionario Trivet 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - 1 1

22 Trator agricola CBT 2105 4 4 2 4 2 4 1 4 1 1 1 1 1 1 - -

23 Trator de esteiras CAT D-6 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2

24 Trator de esteiras CAT D - 8 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 2 2

25 Vassoura met. Erica VM 7 1 - - - - - - 1 - 1 -

26 Trator de esteiras CAT D- 4 2 2 2 2 2 2 2 2

27 Onibus 1 1 1 1 - 1 - 1 1 1 1

28 Perfuratriz Wirth -

29 Betoneira 2 1 1 1 2 2 2 2 2

30 Rolo Compactador Hystes 2 2 2 - 2 - 2 - 2 - 2 2

31 Automovel passeio 3 3 3 - 3 - 3 - 3 - 3 - 3

32 Picape 1 1 1 - 1 - 1 - 1 - 1 1

33 Pa carregadeira 930 1 i 1 - 1 - 1 •• 1 1 1

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6. BIBLIOGRAFIA

[11[2]

[31

Diario de obras de recuperagao da Barragem de Santa Branca - SCG.C de Set/88 a Fev/90;

Relatbrio Interno de Acompanhamento das obras de recuperacao da Barragem de Santa Branca -SCG.C de Set/88 a Fev/90;

Registro dos principals aspectos dos trabaihos de recuperacla- o da Barragem de Santa Branca -Projeto "Como Construido" - SCG.C - Maio/90.

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