Sistema de Enfilagem - AT
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Sistema de Enfilagem - AT
Sistema de Enfilagem - AT 2 Conteúdo Introdução .................................................................................................................... 3 Áreas de Aplicação....................................................................................................... 4 Vantagens Principais .................................................................................................... 4 Descrição do Sistema .................................................................................................. 5 Componentes do Sistema ............................................................................................ 5 Especificações.............................................................................................................. 6 Características Técnicas .............................................................................................. 7 Sistemas de Brocas - AT............................................................................................... 7 Acoplamento de Tubos - AT.......................................................................................... 8 Procedimento de Instalação ...................................................................................... 10 Unidade de Automação do Sistema AT...................................................................... 11 Acessórios .................................................................................................................. 14 Maiores Referências ................................................................................................... 14 Introdução O Sistema de Enfilagens AT é um sistema de pré – suporte usado em condições de solos fracos utilizando equipamentos mecanizados convencionais. O Sistema de Enfilagens de tubos aumenta a estabilidade e a segurança na área de trabalho transferindo as cargas na direção longitudinal e diminuindo as deformações induzidas pelas escavações. Em comparação a esse uso padrão, o Sistema é frequentemente aplicado para aumentar a estabilidade na seção de emboque e na re-escavação de seções colapissadas em construção subterrânea. Uma outra área de aplicação é a melhoria e impermeabilização do solo na combinação com todos os métodos de construção de túnel. 3 Áreas de Aplicação ■■ Avanços em solos em condiçoes de subsidências ■■ Avanços em maciços sedimentares ■■ Re-excavação em zonas colapissadas ■■ Avanços em zonas de falhas ■■ Emboques ■■ Túneis Urbanos ■■ Avanços em zonas de transição de solos Seção transversal quando escavando sob a Enfilagem AT Enfilagem AT - Simples Enfilagem AT - Simples com sobreposição dupla Enfilagem AT - Dupla Vantagens Principais ■■ Instalação com jumbos convencionais ■■ Execução da enfilagem com o pessoal no local ■■ Sistema de componentes simples e resistentes ■■ Instalação rápida do sistema simultaneamente à perfuração ■■ Impossibilidade do fechamento da parede do furo devido ao revestimento imediato do mesmo pelo tubo durante a instalação ■■ Instalação precisa com baixa inclinação, minimizando o vão anular ■■ O comprimento dos tubos pode ser adaptado para espaço confinado ■■ Disponibilidade de diferentes tipos de acoplagens para diferentes necessidades de projetos 4 Descrição do Sistema ■■ O Sistema de Enfilagem AT é instalado ■■ Usando o método de revestimento de furo ■■ Comprimento adequado ■■ Com perfuratrizes convencionais ■■ Furação hidráulica, roto-percussiva O resfriamento, limpeza e retorno do material escavado é feito pelo interior do tubo usando a água de furação. Componenentes do Sistema ■■ Tubo Iniciador com Bit de Furação - AT ■■ Tubo de Extensão - AT ■■ Furos para Válvulas de Injeção Uni-direcionais ■■ Adaptadores - AT ■■ Hastes de Perfuração ■■ Válvula de Injeção de Groute 5 Especificações 1) Sistema Aço Modulos de elasticidade Carga Tipo AT - 76 AT - 89 AT - 114 AT - 139 AT - 168 2) [N/mm2] [N/mm2] E355 210,000 355 Outros diâmetros [mm] 76.1 88.9 114.3 139.7 168.0 Expessura de parede do tubo [mm] 6.3 6.3 6.3 8.0 12.5 1)Propriedades estruturais diferentes estão disponíveis mediante pedido 2)Conforme EN 10296-1 6 Peso [kg/m] 10.8 12.8 16.8 26.0 48.0 Comprimento Momento dos tubos de Inércia [m] 3.0 3.0 3.0 3.0 2.0 [cm4] 85 140 312 720 1,860 Seção [cm3] 22 31 54 103 221 Coeficiente de elasticidade [kNm] 7.9 11.2 19.4 36.6 78.5 Características Técnicas ■■ Fácil e rápido ajuste no comprimento do Sistema de Enfilagens - AT ■■ Acoplamentos especiais de tubos para diferentes tipos de necessidades ■■ Conexão simples dos tubos de extensão mesmo em espaços reduzidos ■■ A aplicação da Unidade de Automação do Sistema AT aumenta o avanço de furação, minimiza re-furações e aumenta a segurança do pessoal envolvido ■■ Elevada precisão de furação dos bits - AT ■■ Possível aplicação preventiva ■■ Controle do processo de injeção usando um medidor de pressão do fluxo Sistema de Furação - AT O impacto da perfuração é transferido através da haste de perfuração para o adaptador do bit de sacrifício, dentro da unidade do tubo iniciador AT. O fluxo de água é imediatamente transportado do bit para trás, dentro do tubo. Após a instalação competa do primeiro tubo, o adaptador e haste de perfuração são removidos e re-utilizados consecutivamente nas instalções dos próximos tubos. ■■ É impossível perder ou travar um bit de furação porque ele é fixado dentro da unidade iniciadora ■■ Um único bit de furação garante a mesma alta qualidade para cada processo de furação ■■ A aplicação de um único bit de furação oferece sempre condições prévias favoráveis de alcançar o comprimento total da furação ■■ O modelo de bit pode ser adaptado as condições geológicas ■■ A direção estável da perfuração é devido a firme orientação do bit ■■ É possível desconectar e reconectar as hastes de perfuração a todo instante ■■ Corte superior pequeno garante um possível relaxamento de estresse menor 7 Acoplamentos - AT O Sistema AT de Enfilagem é instalado com equipamentos convencionais de perfuração. Cada tubo individual é cortado no comprimnento adequado ao comprimento da lança do equipamento de perfuração. O tipo e qualidade do acoplamento do tubo são fatores decisivos para determinação da capacidade máxima de carregamento do sistema de suporte. Por essa razão, três diferentes tipos de acoplamentos são disponibilizados para o Sistema de Enfilagem AT. Conexão Padrão Os tubos possem em suas extremidades o sistema de roscas macho / fêmea para melhor acoplamento. Este tipo de acoplamento reduz o ponto de fragilidade, melhora as condições geométricas, eliminando o uso de luvas e torna a capacidade de carregamento igual ao longo de todo o tubo. Este tipo de conexão pode ser recomendada para facilitar a instalação do sistema, melhorando a penetração dos tubos no maciço. ■■ Tipo de conexão simples ■■ Os tubos instalados mostram um constante diâmetro interno ■■ A resistência das conexões é consideravelmente inferior a resistência dos tubos ■■ A carga de ruptura das conexões é comparável a carga de projeto dos tubos; ela é claramente inferior para tubos não calibrados ■■ A capacidade de carga será diminuída, caso o enroscamento ou rejuntamento dos tubos, não seja perfeito ■■ Uma menor capacidade de carga só pode ser compensada pelo maior número de tubos ■■ Deslocamento das posições de engate na direção longitudinal não aumenta a capacidade de carga ■■ Instalação pode ser realizada utilizando-se ou não uma unidade de automação AT Conexão de Aperto Uma conexão de aperto consiste na prensagem dos tubos contendo um pedaço de tubo com diâmetro reduzido, em seu interior, com auxílio de um equipamento de força. Na área de acoplamento, a seção transversal permanece constante e o módulo de seção é diminuído. ■■ A carga final desta conexão é maior do que a carga de projeto elástico de uma tubulação normal (> 1.5) ■■ A Transição do comportamento elástico para o plástico, do material, começa aproximadamente à ¾ da carga de projeto (tubulação padrão) ■■ Redução do diâmetro interno na área de conexão ■■ Redução da rigidez contra dobramento na área de conexão ■■ A instalação só pode ser realizada com o sistema de enfilagem AT. O equipamento de prensagem deverá ser incorporado à unidade de aplicação dos tubos 8 O uso deste tipo de conexão pode ser recomendado para todos os avanços, onde a enfilagem tubular é instalada por causa de sua capacidade de carga estática. Acoplamentos - AT Conexão Bocal Roscado Acoplamentos de bocal roscado são os que utilizam um bocal adicional de aço onde a conexão de rosca é prenssada e soldada em ambas as extremidades dos tubos de extensão. Isso garante que o módulo de seção no acoplamento nunca será menor do que o módulo da seção da tubulação padrão. O uso deste tipo de conexão pode ser recomendado para os avanços onde a capacidade de carga estática é necessária para conseguir condições de estabilidade, limitadas por parte do projeto. ■■ A carga elástica de projeto é igual a carga de uma tubulação padrão ■■ A rigidez na faixa elástica é comparável de uma tubulação padrão ■■ Redução da secção transversal interna ■■ A instalação pode ser realizada utilizando ou não a unidade de automação do Sistema AT 200 180 160 Carga Elástica [kN] 140 120 Carga elást. de projeto 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 4 5 Deflexão [mm] 6 7 8 9 10 Tubo Padrão Conexão Padrão Conexão de Aperto Conexão Bocal Roscado Comportamento Elástico do Material (analítico) Comportamento Plástico do Material (analítico, características de material bi-linear) 9 Procedimento de Instalação 1.Para a perfuração, a Cabeça de Furação, composta pelo Tubo Iniciador e Bit, é montada juntamente com o primeiro Tubo de Extensão, sendo passado pelo seu interior o Adaptador e a Haste de Perfuração 2.Instalação do primeiro tubo de estensão - AT 3.A próxima Haste de Perfuração e o próximo Tubo de Extensão AT são conectados, respectivamente, à Haste e Tubo instalados anteriormente, repetindo-se este procedimento até atingir o comprimento de enfilagem especificado pelo projeto 4.O último passo deve ser repetido até se atingir o comprimento especificado pelo projeto 10 Unidade de Automação do Sistema AT A unidade de automação AT permite além da alimentação automatizada, o enroscamento e instalação dos tubos de extensão e hastes de perfuração. Principais Vantagens ■■ Tempos mais curtos de manipulação devido a alimentação exata e automatização ■■ Construção mais rápida de um sistema de suporte de enfilagens tubular ■■ Maior segurança no trabalho ■■ Nenhum tratamento além de mover as peças da máquina de perfuração ■■ Simples recarga dos tubos de extensão, através de uma cesta de carregamento ■■ Controle remoto de alimentação de tubos ■■ Menos mão de obra necessária ■■ Otimiza a utilização do espaço de trabalho ■■ Menor ângulo de aplicação e, assim, menor volume de escavação 11 Grupos de Montagem Unidade de Furação e Central de Aperto Dispositivo de Guia Central Sistema de Alimentação de Tubos Interruptor Elétrico Controle Remoto Caixa de Controle Hidráulico Apoio de Tubos Especificações Características / Peças Apoio de Tubos Unidade de Furação e Central de Aperto Sistema de Alimentação de Tubos Dispositivo de Guia Central Caixa de Controle Hidráulico Interruptor Elétrico Controle Remoto 12 Dimensões (C x L x H) [mm] 1,040 x 230 x 350 1,165 x 360 x 745 3,485 x 350 x 565 155 x 190 x 220 550 x 275 x 345 380 x 600 x 350 250 x 140 x 180 Características Un Valor Peso Total (bruto) [kg] 460 - 490 Alimentação Elétrico Alimentação Hidráulica [V] [L/min] 24 20 Peso [kg] 28 160 160 12 60 35 2.3 OBS Possível Desvio, dependendo do tipo DC aprox. 170 [bar] Grupos de Montagem Unidade de Furação e Central de Aperto Dispositivo de Guia Central Perfuratriz Hidráulica Unidade Iniciadora AT com Bit Drill boom Maciço de Fundação Apoio de Tubo de Extensão AT e Haste de Perfuração Caixa de Controle Hidráulico Sistema de Carregamento e Alimentação de Tubos AT, Haste de Perfuração e Bit 13 Acessórios ■■ Manômetro ■■ Bomba de Injeção com Misturador ■■ Chave de Haste de Perfuração ■■ Groutes de Injeção ■■ Sistema Injetor DYWI® ■■ Chave Corrente ■■ Guia (Pescador) ■■ Equipamentos de perfuração, acoplamentos e adaptadores Referências ■■ Volkmann, G.M. & W. Schubert 2007. “Geotechnical Model for Pipe Roof Supports in Tunneling.” In Proc. of the 33rd ITA-AITES World Tunneling Congress, Underground Space the 4th Dimension of Metropolises, Volume 1. eds. J. Bartak, I. Hrdina, G. Romancov, J. Zlamal, Prague, Czech Republic, 5-10 May 2007, Taylor & Francis Group, ISBN: 978-0-415-40802. app. 755-760 ■■ Volkmann G.M. & Schubert W. 2008. Tender Document Specifications for Pipe Umbrella Installation Methods. In proceedings of the 34th ITA-AITES World Tunneling Congress, Agra, India, 22-24 September 2008, pp. 285-293 ■■ AT - Pipe Umbrella Geometry Calculator ■■ Installation Manual for the AT - Pipe Umbrella System 14 15 USA DSI Underground Systems, Inc. 9786 S Prosperity Road West Jordan, UT 84081, USA Phone +1-801 973-7169 DYWIDAG-Systems International Canada Ltd. 853 Boulevard Rideau Rouyn-Noranda, QC J9Y 0G3, Canada Phone +1-819 762-0901 DSI Underground Systems, Inc. 447 DuPont Rd. Martinsburg, WV 25404, USA Phone +1-800 332-3308 DYWIDAG-Systems International Canada Ltd. 15 Toulouse Crescent Sturgeon Falls, ON P2B 0A5, Canada Phone +1-705-753 4872 DSI Underground Systems, Inc. 700 Technology Drive South Charleston, WV 25309, USA Phone +1-800 547-4751 DYWIDAG-Systems International Canada Ltd. 17 Burns Rd., Unit 2 Whitehorse, YT Y1A 4Z3, Canada Phone +1-867-393 2841 DSI Underground Systems, Inc. 5400 Foundation Blvd. Evansville, IN 47725, USA Phone +1-812 214-2968 DSI Underground Systems, Inc. 9344 Sunrise Road Cambridge, OH 43725, USA Phone +1-800 457-7633 DSI Underground Systems, Inc. 26161 Old Trail Road Abingdon, VA 24210-7631, USA Phone +1-276 623-2784 DSI Underground Systems, Inc. 1774 Mellwood Ave Louisville, KY 40206-1756, USA Phone +1-502 473-1010 DSI Underground Systems, Inc. 1032 East Chestnut Street Louisville, KY 40204-1019, USA Phone +1-502 583-1001 Canada DYWIDAG-Systems International Canada Ltd. 3919 Millar Avenue Saskatoon, SK S7P 0C1, Canada Phone +1-306 244-6244 DYWIDAG-Systems International Canada Ltd. 199 Mumford Road Unit C&D Lively, ON P3Y 1L2, Canada Phone +1-705 692-6100 Mexico DS International S.A. de C.V. 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