Ligação rodoviária Hong Kong-Macau avança com inovações técnicas

 

Projeto inclui o mais longo túnel submerso do mundo, medindo 6,7 km, e um dos mais profundos - a 45 m, no delta do rio Pearl

A possibilidade de ligar por rodovia Hong Kong e Macau, dois polos econômicos de vital importância para a China, é avaliada há 20 anos. Mas essa rodovia de quase 50 km precisa contornar o aeroporto de Hong Kong, com as restrições do espaço aéreo, executar um túnel submerso em solos difíceis, que vão desde o argiloso ao arenoso, enfrentar a ocorrência frequente de tufões, além das condições de mar aberto. O assoreamento excessivo do rio Pearl e o impacto sobre o hábitat de um raro golfinho branco precisaram ser estudados, e três entidades com interesses diversos foram buscar um consenso — os governos de Hong Kong, Macau e do município de Zhuhai, na província de Guangdong.

Esse é o cenário de um projeto complexo, afirma o vice-gerente geral da CCCC-China Communications Construction Co., Luo Dong, que supervisiona as obras do túnel imerso, duas ilhas artificiais de 100 mil m² nas duas extremidades, que servem de interligação com pontes que somam 23 km, dois sítios de reaterro no mar e diversos acessos rodoviários. O prazo é apertado — os três governos querem inaugurar o complexo em 2016, como parte do 20º aniversário da devolução de Hong Kong à China, em 1997.

 

Três padrões de qualidade

O estudo de viabilidade, lançado em 2004, se junta a outros 30 programas de pesquisa, na sua maior parte de natureza ambiental, além dos aspectos econômicos e financeiros, diz Tian Feng, gerente-geral da CHELBI Engineering Consultants, uma associação entre Louis Berger International e China Highway Planning and Design Institute Consultants, esta controlada pela CCCC.

Hong Kong adota padrões britânicos; Macau utiliza os padrões europeus; e há os padrões chineses a ser considerados. Os projetistas acabaram adotando os melhores padrões para as partes importantes do empreendimento — o concreto seguiu as normas europeias; a capacidade da rodovia acompanhou o padrão chinês de seis faixas de tráfego; e o projeto todo aplicou o conceito britânico de 120 anos de vida útil.

Dong relata que a maior parte do trajeto da rodovia é percorrida sobre pontes, que em alguns trechos marítimos precisam prever a passagem de milhares de embarcações todo dia. Houve longas discussões sobre a adoção de um túnel perfurado por TBM, que teria que atingir 60 m de profundidade e resultaria em maior comprimento. O túnel imerso seria algo mais econômico, mas de impacto ambiental maior, por causa da escavação da vala no leito do mar.

Trabalhando com empresas globais — COWI, Tunnel Engineering Consultants, AECOM, Mott MacDonald e Ove Arup, entre outras — a CCCC e algumas subsidiárias começaram as obras em 2009. O processo de construção se assemelha ao túnel Busan-Geoje, na Coreia do Sul, em que elementos pré-fabricados do túnel são imersos ainda no dique seco, para ser rebocados até o local definitivo, onde são assentados sobre leitos de cascalho, especialmente projetados com rigorosas tolerâncias. A COWI trouxe a sua experiência do túnel da Coreia para a obra de Hong Kong-Macau.

Este túnel tem uma complexidade singular porque se situa entre duas ilhas artificiais, sobre camadas de solo mole. Sua estrutura fica bem abaixo do leito do mar existente, para assegurar o calado do futuro canal por onde passam navios de 300 mil t. Com a sua largura incomum para seis faixas de tráfego, o túnel trabalha com cargas pesadas e terá uma estrutura densamente armada.

Os engenheiros chineses estão adquirindo uma experiência até então inédita, trabalhando lado a lado com construtoras globais. Empregando tecnologias sofisticadas, as equipes estão lançando um a um os 33 elementos pré-moldados do túnel numa vala dragada com precisão, que possui um greide de 3%. Pesando 75 mil t cada, as seções medem 180 m X 38 m de largura (em média) X 10 m de altura.

O 11º elemento do túnel foi, na verdade, o primeiro a ser assentado no funda da vala. Os engenheiros monitoram o efeito desconhecido das diferentes velocidades das correntes nesta profundidade e os movimentos da seção pré-moldada dentro da vala: na vala as correntes se deslocam a 1 m/s versus 0,6 m/s a 0,8 m/s no leito do mar. Antes de retomar os trabalhos, houve um tradicional banquete comemorativo na obra.

Ilhas artificiais formadas por megaestacas

As partes de pontes da ligação rodoviária fazem a transição para o túnel através de duas ilhas artificiais quase idênticas, medindo 625 m de comprimento por 160 m de largura. São cerca de 1.000 m² de área, aterrados com camadas de solo com espessura de 30 m. As subsidiárias da CCCC, First Harbour Engineering e Third Harbour Engineering, constroem as ilhas nos lados do ocidente e oriente. Peng Li Yan, diretor da primeira empresa, lembra que consultou a APE-American Piledriving Equipment, em 2009, sobre a viabilidade, do ponto de vista técnico, de se cravar tubulões de grande diâmetro, ao invés de estacas-prancha, para formar o perímetro da ilha — o que reduziria dois anos de prazo nestas obras.

A CCCC já dispunha de experiência no estuário do rio Yangtsé em 2003, quando cravou estacas de concreto de 13,4 m de diâmetro, com a consultoria da APE. Esta empresa norte-americana acabou ganhando em 2011 o contrato para construir um supermartelo, ao custo de US$ 20 milhões — que na verdade são oito martelos vibratórios formando um conjunto, os quais precisam operar em sincronia perfeita. Se apenas um martelo vibrar fora da fase dos outros, geraria tanto calor, que fundiria o aço em menos de 15 segundos. A margem de erro era de 1/300 frações de segundo. Apelidado de Octakong, o supermartelo consumia 9.600 HP para cravar estacas pesando 600 t.

A APE instalou 61 “cilindros” na ilha ocidental e 59 na outra. Os cilindros gigantescos foram fabricados pela Shanghai Zhenhua Heavy Industries e embarcados para o canteiro do túnel. Medindo 40,5 m a 50,5 m de altura, 22 m de diâmetro, empregando placas de aço de até 25 mm, foram cravados a 29 m de profundidade em solo arenoso — um recorde mundial. Uma vez fechado o perímetro, o interior era aterrado e a água, esgotada. Recalques potenciais tinham que ser controlados dentro de 30 cm de tolerância. Curtas escavações de corte e aterro farão a transição entre as ilhas e o túnel submerso.

 

Pré-fabricação de alta precisão

Na ilha desabitada de Guihan, a CCCC instalou geradores e alojamentos para cerca de 1.000 trabalhadores, para construir os elementos pré-fabricados do túnel — medindo 180 m de extensão, 38 m de largura e 11,4 m de altura. Cada seção é formada por oito segmentos de concreto de 22,5 m, moldados continuamente em etapas de 33 horas. Rigorosos critérios na mistura do concreto e em aditivos e na concretagem possibilitaram limitar as fissuras abaixo de 0,2 mm. Cada m³ de concreto tem mais de 300 kg de armadura, duas vezes a média habitual. A fábrica de elementos de concreto opera desde 2011 em três turnos, 24 horas ao dia.

Foi montada uma correia transportadora para levar o concreto refrigerado com gelo para um sistema hidráulico de formas. Cada par de elementos é moldado casado sobre leitos fixos, para depois ser empurrados sobre trilhos deslizantes, abrindo espaço para o par seguinte. No final, o elemento concluído do túnel é deslocado sobre trilhos para o dique seco, onde é imerso na água.

A CCCC construiu uma barcaça sob medida para rebocar e baixar os elementos pré-fabricados em mar aberto, até o local a 11 km da fábrica. A viagem precisava levar em conta as ondas, ventos, o deslocamento do gigantesco elemento, intenso tráfego marítimo na região e o hábitat do golfinho branco. Ao rebocar o primeiro elemento pronto, foram mobilizados seis rebocadores e a viagem foi contra a correnteza, para se ter melhor controle, e demorou 96 horas. Já no segundo elemento foram acionados dez rebocadores e navegou-se a favor da correnteza, e o tempo total gasto foi menos da metade da primeira vez.

Do comprimento total de 6,7 km do túnel, os elementos imersos somam 5.664 m, sendo o restante formado pelas seções de corte e aterro e rampas. Equipamentos montados sobre barcaças fizeram a dragagem da vala, com tolerância de 0,5 m, onde se assentariam os elementos pesando 74 mil t.

A COWI desenvolveu um modelo informatizado para monitorar o recalque diferencial do leito de cascalho, que pode ser de 1 m ou 2 m em espessura por causa das variações das camadas de solo, com diversos tipos de material mais mole sobre uma camada de rocha dura.

 

209 ha “recuperados” do mar

Em 2013, empresas do grupo CCCC concluíram outro componente importante do programa, ao aterrar uma área de 209 ha para alojar novas instalações de píeres e para viajantes destinados às administrações de Zhuhai e Macau, na baía de Gongbei. No lado oposto, a China Harbor Engineering-CHEC avançava um projeto similar de 150 ha, ao custo de US$ 900 milhões, ao nordeste do aeroporto internacional de Hong Kong. O complexo inclui um dique de proteção contra o mar, de 6 km, composto de 135 estruturas celulares e de estacas-prancha, de 34 m de comprimento e 30 m de diâmetro. É a primeira vez que se fez um aterro no mar sem recorrer à dragagem de depósitos no leito marinho, minimizando o impacto ambiental.

Por sobre o dique, geotêxteis cobertos por uma camada de areia funcionam como uma cortina de proteção contra a sedimentação, aponta Ian Chung, diretor-gerente da AECOM de Hong Kong.

A CHEC participa ainda de uma joint venture com a Dragages, subsidiária da francesa Bouygues, e a VSL, para construir 9,4 km de viadutos, num contrato de R$ 1,7 bilhão. Servem para ligar o píer e instalações administrativas da baía de Gongbei através de um canal estreito, com o aeroporto no lado norte e uma porção de terra virgem protegida no lado sul. As restrições do aeroporto afetaram os trabalhos, limitando a altura dos equipamentos à faixa de 30 m a 53 m.

Os viadutos vão utilizar quase 5.700 elementos pré-moldados; para cruzar o canal, haverá um trecho de 180 m executado com balanço sucessivo. O contrato de 54 meses é considerado o maior já realizado na modalidade projeto e construção em Hong Kong. No lado leste, a China State Construction Engineering está executando um túnel de 1 km e 1,6 km da rodovia de acesso.

No lado oeste do túnel, as pontes do projeto principal vão empregar tanto vigas metálicas, como estruturas de concreto moldadas in loco, mobilizando betoneiras e guindastes sobre balsas. Os pilares de 30 m de altura são suportados por estacas metálicas cravadas a 100 m de profundidade em rocha dura, servindo como plataformas de trabalho temporárias. Os vãos variam de 90 m em águas rasas a 110 m em profundidades maiores. Vigas metálicas estaiadas vão cruzar os três canais de navegação principais, com mastros dos estais atingindo 180 m de altura.

 

 





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