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Instalação de esgoto de gravidade em rocha dura da Geórgia

Encarando condições de terreno desafiadoras, a DeKalb Pipeline vence usando o sistema de perfuração guiada por laser

Jul-2011

Foi necessário um empreiteiro que tivesse uma abordagem receptiva e inovadora para a nova instalação, uma boa dose de paciência e muita determinação; depois de duas tentativas anteriores mal-sucedidas por outros empreiteiros usando perfuratrizes e martelos pneumáticos, finalmente o impertinente granito azul da Geórgia de quase 243,8 m foi vencido. Por isso, a Autoridade de Água e Esgoto do Condado de Coweta, proprietária do projeto, confiou na DeKalb Pipeline Company para sair vitoriosa.

Mesmo sem as duras formações rochosas, que em muitos locais ao longo da rota de instalação mediam até 2.068 bar, o projeto de expansão da rede de esgoto foi bastante complicada. Ela envolveu a instalação de um novo esgoto para a cidade de Newnan (GA), uma comunidade histórica singular de 27 mil moradores a 64,4 km a sudoeste de Atlanta, no Condado de Coweta. Com a população da cidade projetada para crescer de forma constante pelos próximos anos, a Autoridade de Água e Esgoto do Condado aprovou uma expansão da rede existente antes do crescimento da cidade.

O plano de instalação tinha três componentes, começando com um cano mestre de 20,3 cm de aproximadamente 2.133,6 m até uma estação de bombeamento; em seguida, uma extensão de 25,4 cm de esgoto de gravidade por 1.066,8 m; por fim, uma outra ramificação com um cano mestre de 20,3 cm cobrindo uma distância de pouco menos de 2.438,4 m que tinha de ser apoiada por uma segunda estação de bombeamento. A longa rota de instalação de quase 4,8 km foi traçada para correr em paralelo com a Georgia Highway. 34, uma grande via pública de quatro pistas separadas por um canteiro gramado, para fornecer serviço de esgoto a dois grandes projetos de desenvolvimento comercial para acomodar o crescimento antecipado.

Sediada em Conyers (GA), a DeKalb Pipeline foi premiada com o trabalho depois de participar de um processo de licitação. Desde sua incorporação, em 1960, e atualmente de propriedade da segunda geração da família, a DeKalb Pipeline desempenhou uma importante função na construção de infraestrutura de muitas das comunidades do condado de DeKalb (GA) e, desde então, ganhou reputação como uma das principais empreiteiras de utilidades em terrenos e nivelamentos da região metropolitana de Atlanta e do norte da Geórgia. Sem medo de enfrentar até mesmo os projetos mais desafiadores, James King, presidente e gerente de operações da DeKalb, classifica o projeto de Newnan entre os mais desafiadores da empresa.

King explica que “nosso lance foi baseado na abertura de tudo, com exceção de ruas, interseções, estradas e obstáculos de superfície”. “Porém, uma vez que demarcamos a linha de gravidade, percebemos que partes da tubulação seriam difíceis de ser construídas conforme o planejado. No local em particular havia uma área em que uma creche, um consultório de dentista e algumas tubulações de serviços tornavam difícil abrir um macaco convencional e perfurar em ambos os lados das vias. Também suspeitamos que haveria alguma área rochosa no caminho, então ficamos preocupados em como abrir uma escavação em corte aberto, fazer remoções e perfurações para aquele pequeno alongamento.”

Prevendo os problemas de usar o método de instalação planejado na proposta de licitação para esse alongamento de gravidade de 243,8 m e outras áreas altamente urbanizadas, King e a equipe se puseram a identificar uma abordagem alternativa e, ao mesmo tempo, continuar a concluir a tubulação principal e as seções de gravidade onde o corte aberto ainda era factível. Mas uma resolução para percorrer esse curto e complicado intervalo de 243,8 m era uma nuvem que pairava sobre a paisagem, lançando uma sombra de apreensão. Então, perto da metade do projeto, um raio de luz começou a despontar no horizonte e foi possível vislumbrar uma possível solução.

“Discutimos a possibilidade de usar uma perfuratriz direcional em partes da tubulação principal em que havia uma urbanização extensa e também na ramificação de gravidade em frente à creche e ao consultório dentário”, afirmou King. “Essa abordagem exigiria que obtivéssemos ordens de alteração para desviar do plano original, mas acabamos conseguindo assegurar todas as permissões necessárias para alterar a abordagem. Identificamos um subempreiteiro que sentimos que conseguiria concluir essa seção de 244 m usando uma perfuratriz direcional horizontal (HDD), o que eliminava a necessidade de abrir buracos de até 5 m de profundidade por 3 m de largura e 9 m de comprimento nas áreas limítrofes ao estacionamento e às vias públicas.”

Solução identificada, mas com alterações imprevistas à frente
Tendo identificado uma solução viável de instalação com todas as ordens de alteração necessárias, a DeKalb estava de volta ao trabalho. A próxima tarefa era analisar o plano de instalação e fazer ajustes com base na alteração para HDD.

O projeto foi alterado para incluir dois trajetos de 122 m com objetivo de instalar a tubulação de gravidade de 25 cm por meio da área afetada, usando uma localização estabelecida de bueiro como ponto de entrada e saída. A DeKalb selecionou dois subempreiteiros diferentes de HDD: um para os dois lances de gravidade de 244 m e outro para a tubulação principal de cerca de 853 m ao longo de outras partes do projeto.

A primeira perfuração de 244 m pareceu transcorrer de acordo com o plano. Com o primeiro segmento instalado com sucesso e com o material de 25 cm de HDPE no lugar, era hora de passar para o segundo segmento. Essa perfuração exigia que a perfuratriz fosse reposicionada na direção oposta em direção ao bueiro a jusante, quando as coisas começaram a ficar piores.
“Depois de cerca de 9 m adentro da perfuração de gravidade, o subempreiteiro da HDD começou a encontrar rocha dura”, observou King. “Depois de recuar e tentar diversas vezes a perfuração da rocha, eles determinaram que a perfuratriz não tinha potência o bastante e que não conseguiriam. Perdemos cerca de três a quatro semanas enquanto o subempreiteiro tentava delinear uma solução, e tínhamos alguns problemas com o prazo. Algo precisava ser feito.”

Enquanto isso, para concluir a parte da tubulação do cano mestre, o empreiteiro King contratou outro empreiteiro de HDD associado que tinha uma máquina maior e com mais potência que ele acreditava que pudesse vencer a rocha densa. Assim, DeKalb acertou com outro empreiteiro de HDD para que enfrentasse a seção de rocha de 122 m. A perfuração foi finalmente concluída depois de três semanas, somente o tempo para enfrentar outro atraso dispendioso.

“Quando cavamos até a metade do local do bueiro para conectar as duas perfurações e instalar o bueiro pré-moldado, a elevação da segunda perfuração estava 30,5 cm mais alta e não permitia o fluxo dentro da tubulação do bueiro”, explicou King. “Para complicar ainda mais, descobrimos que a primeira perfuração, ainda em nível, não passaria em um teste de lâmpada exigido pelo engenheiro. Isso também inutilizava a primeira perfuração.”

A AXIS® leva o sistema de perfuração ao resgate
Depois de dificuldades, atrasos e frustração crescente, quase já não havia esperança quando King e a empresa encarou um grave dilema. “Temos duas seções com 122 m com um cano de HDPE encaixado e, porque um empreiteiro perdeu o nível e outro não estava contínuo e direto, ambas as perfurações são inúteis”, afirmou King. “Não existe um jeito de recuperar o cano que foi instalado em nenhum dos túneis e um dos empreiteiros literalmente sumiu do mapa. Por isso, abandonamos as duas tubulações e voltamos à prancheta.”

King ficou encantado com a sugestão dada pelo subempreiteiro de HDD, Cobalt Telecommunications, que tentou a primeira parte da tubulação de gravidade de 243,8 m para entrar em contato com a revendedora Vermeer Southeast para assistência.

“A Dekalb e a Cobalt se juntaram com a Monte Erritt e a Vermeer Southeast para conversar sobre a possibilidade de o AXIS™ guiasse o sistema de perfuração como uma opção possível”, relembrou King. “Não se esqueça de que era preciso considerar o desafio de fazer uma seção de 122 m em duas direções diferentes em uma tubulação e em um nível de 0,8%, o que não permitia nenhum erro. Eu ainda tinha minhas dúvidas, mas, nesse ponto, fazer algo era melhor que não fazer nada.”

A próxima etapa era obter uma compreensão exata do que o AXIS era capaz de fazer. Uma das principais preocupações era a presença de uma HDPE de 25,4 cm já instalada no lugar, obviamente uma situação longe do ideal já que era mais provável que o sistema AXIS conseguisse perfurando material virgem. Para conseguir isso, a DeKalb precisava do dom do engenheiro de projeto para mover o bueiro intermediário em aproximadamente 2,4 m para alterar o ângulo, de forma a evitar a perfuração do caminho direto do buraco existente, que era inútil.

O sistema AXIS, desenvolvido pela Vermeer Corporation, é um método de instalação de escavação sem valas iniciado em poço projetado para operar em extrema precisão em declive e, ao mesmo tempo, eliminar algumas das etapas difíceis associadas a outras técnicas de instalação. O sistema tem a capacidade de instalar uma ampla gama de produtos em declive com uma gama de materiais e diâmetros, projetado para instalar canos de 25,4 a 35,6 cm a comprimentos de até 106,7 m ,e pode manter desníveis menores que 0,5%. Os componentes básicos do sistema incluem unidade de potência, rack, bomba a vácuo e tanque de armazenamento. Além de ser capaz de manter uma estrita tolerância de precisão, o sistema também é flexível.

Um poço foi construído no local do bueiro intermediário e o AXIS foi colocado dentro dele. A partir daí, a equipe perfurou pela terra até o bueiro a vazante e chegaram ao centro. Todo o processo, desde a configuração até a conclusão da perfuração, levou somente três dias.

O sistema de perfuração guiada AXIS foi girado em 180° e o segundo ramo de 122 m começou até o bueiro a jusante. Estimativas indicam que a pedra ao longo dessa seção registrou entre 1.724,1 e 2.068,9 bar e foi muito difícil de perfurar. Perfurando a uma profundidade de 4,3 m, a equipe atingiu a rocha a cerca de 12 m no buraco e teve de reequipar a ferramenta a 46 m com um cabeçote de corte mais capaz de lidar com as condições difíceis da rocha.

“A densidade dessa formação rochosa era muito maior do que qualquer um de nós imaginava. Estimo que ela tinha pelo menos 1379 bar”, afirmou King. “O furo teria levado menos de cinco dias se a rocha não tivesse sido um empecilho tão poderoso. Assim que o cabeçote de corte correto estava instalado, o sistema começou a operar perfeitamente.”

Uma vez concluído, o HDPE de 25,4 cm foi puxado através da perfuração de desnível menor que 1% e a tubulação de esgoto de 122 m foi conectada usando luvas sólidas e a extensão longa da tubulação de esgoto de aproximadamente 5 km estava concluída.

“Do começo ao fim, essa foi uma daquelas tarefas que deram muito, muito trabalho”, comentou King. “Apesar de todas as frustrações, dificuldades e momentos de incerteza, posso dizer honestamente que estou 100% satisfeito com o sistema AXIS. Ele salvou nossas vidas de diversas formas e com uma mínima interferência na urbanização. Não conheço nenhum outro sistema que pudesse ter lidado com uma rocha tão dura quanto aquela e que conseguisse concluir a perfuração da tubulação e em desnível. Depois de duas tentativas sem sucesso por outro empreiteiro, a Vermeer e o sistema AXIS ajudou a salvar todo o projeto.”