Engenharia

No sítio da travessia, o rio corre num canal com cerca de 30 m1 de profundidade. Por baixo do leito há uma camada espessa de lodos e areias recentes, moles e cheios de água. Não há sondagens publicadas neste alinhamento, mas 2 km a jusante, na Ponte 25 de Abril, a fundação do pilar sul teve de descer cerca de 80 m22 abaixo do nível da água. Por isso assumimos que, a meio do rio, o terreno firme só aparece a cerca de 70 m Estimativa de profundidade.

Isto significa que, a meio do rio, o túnel fica dentro destes sedimentos, e não por baixo deles. As tuneladoras de lamas foram feitas para este tipo de terreno, mas ele exige mais cuidado no projeto sísmico. É a maior incerteza do projeto até haver sondagens.

O perfil geológico mostrado é interpretativo: não existem sondagens publicadas no alinhamento. A campanha de 2029–2031 inclui ~25 sondagens marítimas (espaçamento ~100 m), ensaios CPTu, pressiométricos e de permeabilidade, sísmica de reflexão de alta resolução e piezómetros com registo de maré.

Face de escavação prevista: mista junto a Cais do Sodré, aluviões (areias e lodos) na maior parte da travessia, e Miocénico na chegada a Cacilhas. Se as sondagens mostrarem aluviões menos espessas, o túnel passa a ter troços em terreno firme, o que é favorável.

Precedente local: durante a construção da estação Terreiro do Paço, um troço do túnel da Linha Azul junto ao rio sofreu um colapso e inundou26. Os solos ribeirinhos de Lisboa já mostraram que não perdoam.

Os túneis descem desde as estações, a cerca de 28 m de profundidade, até um ponto baixo a cerca de 59 m Estimativa abaixo do nível do mar, a meio do rio, e voltam a subir até Cacilhas.

• Inclinação máxima 4 % Estimativa; soleira nas estações −28 m Estimativa.
• Recobrimento mínimo de projeto 10 m Estimativa; o perfil proposto mantém ≈ 20–26 m.
• Profundidade máxima sob o leito 27 m Estimativa; pressão hidrostática no ponto baixo ≈ 6,1 bar Estimativa.
• Poço de bombagem no ponto baixo (PK 1+150), acessível pela galeria de ligação mais próxima; bombas redundantes com descarga para as estações.
• O perfil mostrado liga os pontos por troços retos; as curvas de concordância vertical serão definidas em projeto e não alteram as cotas principais.

Há duas formas habituais de atravessar um rio: escavar um túnel por baixo do leito com tuneladoras, ou afundar grandes caixões de betão numa vala dragada no fundo (túnel imerso), como no Øresund ou no Fehmarnbelt.

Propomos dois túneis escavados por tuneladoras. Não exigem dragar o leito de um estuário protegido, não interrompem a navegação nem os barcos de Cacilhas, e ficam mais fundo, com mais terreno por cima, o que num sismo se comporta melhor do que uma vala reaterrada. O túnel imerso seria mais barato e permitiria estações menos profundas, mas o seu impacte no estuário e no porto pesa mais.

• Duas TBM de lamas (slurry), Ø de escavação ≈ 7,3 m, adequadas a pressões de água até ~6 bar e a areias e cascalhos permeáveis.
• Revestimento em aduelas pré-fabricadas de 350 mm, anéis de 1,5 m, juntas EPDM dimensionadas para o dobro da pressão hidrostática.
• Ataque a partir de Cacilhas, com saída dos produtos de escavação por barcaça. Avanço médio 10–12 m/dia Estimativa: cada túnel em 9–12 meses Estimativa, compatível com a janela 2034–2037.
• Referência: o túnel imerso do Marmaray tem 1387 m18 e chega a ~60 m18 abaixo do nível do mar.
• Manutenção da cabeça de corte a ~6 bar: acima do limite de trabalho em ar comprimido corrente. O projeto exige ferramentas substituíveis a partir do interior da máquina (à pressão atmosférica) e prevê intervenções hiperbáricas com mergulho de saturação apenas como recurso. Tem efeito no custo e no prazo.

Dois túneis ou um só?

A solução de referência são dois túneis de via única. A alternativa é um único túnel maior, com as duas vias separadas por uma parede central, que dispensa as galerias de ligação. As galerias são o elemento de maior risco desta obra: cerca de oito escavações manuais entre túneis, com terreno congelado, em areias sob ~6 bar de água.

O perfil proposto (recobrimento ≥ 20 m) serve as duas soluções. A escolha final fica para depois da campanha geotécnica: quanto piores forem as areias a meio do rio, mais forte é o argumento a favor do túnel único.

Cada túnel leva uma via. Entre eles, a cada 240 m, uma galeria de ligação permite passar para o outro túnel em caso de emergência.

• Diâmetro interior 6,3 m Estimativa: gabarito de material com ~2,8 m de largura, via em laje, terceiro carril compatível com a rede, passadiço de evacuação ≥ 0,85 m e caminhos de cabos.
• Pilar entre túneis de 7,0 m (≈ 1 diâmetro) para limitar a interação durante a escavação.
• Galerias de ligação a cada 240 m Estimativa: cumpre a NFPA 130 (≤ 244 m13) e excede a ETI SRT europeia (≤ 500 m14). Executadas a partir do túnel com tratamento de terreno por congelação.

O sismo de 1755 teve uma magnitude estimada de 8,5–9 Mw5 e um tsunami com ondas de 5–15 m5. Qualquer obra em Lisboa tem de contar com isso.

Os túneis profundos costumam comportar-se bem em sismos, porque se movem com o terreno à sua volta. Os pontos sensíveis são as ligações às estações e as mudanças de tipo de terreno, e é aí que o projeto concentra as juntas flexíveis e o reforço.

Como o túnel atravessa areias soltas e saturadas, é preciso verificar se elas podem perder resistência durante um sismo (liquefação) e, se for o caso, tratar o terreno ou adaptar o traçado.

• Lisboa está na Zona A, a de maior perigosidade, do regulamento de 1983; a perigosidade para 475 anos no continente varia entre 0,05–0,20 g6.
• Projeto segundo a EN 1998-1 e EN 1998-5 com o Anexo Nacional português; análise de ovalização do revestimento e deformação longitudinal por propagação de ondas.
• Liquefação: o túnel e as paredes das estações atravessam aluviões. Avaliação por ensaios CPTu e de laboratório cíclicos; verificação de flutuação e de assentamentos pós-sismo; juntas entre anéis com capacidade de rotação e extensão.
• O Anexo Nacional do Eurocódigo 8 define dois tipos de ação sísmica (afastada e próxima) que têm de ser ambos verificados23.
• Falhas: a zona de falha do Vale Inferior do Tejo é associada a sismos históricos de magnitude 6,5–7,025, como o de 1531. A campanha de sísmica de reflexão tem de confirmar se alguma falha ativa cruza o traçado; se cruzar, o túnel leva nesse troço um revestimento articulado.
• Juntas sísmicas flexíveis nas ligações túnel–estação; comportas estanques nas estações ribeirinhas para o cenário de tsunami.

Em caso de incêndio ou avaria, os passageiros saem do comboio pelo passadiço e entram na galeria de ligação mais próxima, nunca a mais de 120 m, passando para o outro túnel, que funciona como local seguro. A ventilação empurra o fumo no sentido oposto.

• Ventilação longitudinal com ventiladores reversíveis nos poços das duas estações; velocidade crítica calculada para um incêndio de projeto de comboio.
• Galerias de ligação pressurizadas com portas corta-fogo; portas de plataforma nas estações.
• Betão das aduelas com fibras de polipropileno contra lascamento explosivo.
• Sem poço intermédio no rio: a distância máxima a uma estação (~1,15 km) é coberta pelas galerias de ligação.

Os riscos que mais podem afetar prazo, custo ou segurança, e como são tratados.