ISSN 0399 - 0834

ET DUVRAGESSOUTERRAINS

ORGANE OFFICIEL DE l'ASSOCIATION FRANCAISE Des TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Reyue bimestrielle N° 77 SEPTEMBRE - OCTOBRE 1986

FOUGEROLLE

TUNNEL DE CHAMOISENANTUA (Ain)

photo Y Collel

CAMPENON BERNARD

CITRA

~.~PHOENIX

La Garantie de l'Expérience,

~

~,

Etanchéité éprouvée avecles procédés PHOENIX deJoint/Cadre en Elastomèrepour Tunnels.

PHOENIX Industries S.A R.L.Centre d'Affaires PARIS NORDB. P. 32193153 LE BLANC MESNIL-CEDEXtéL (1) 48.67.44.44télex: 231 782ftélefax: (1) 486792.35

ET OUVRAGESSOUTERRAINS

ORGANE OFFICIEL DE L,'ASSOCIATION FRANCAISE DES TRAVAUX EN SOUTERRAIN

Revue bimestrielle N° 77 SEPTEMBRE - OCTOBRE 1986

N de Commission paritaire: 62.124

Directeur de la Publication Christian RivièreSecrétaire de Rédaction Jean-Luc ReithB P 48 - 109 Avenue Salvador Allende 69672 BRON - Tél 78 418125

W DE LATHAUWER Secrétaire Général de IABTUS

p, DUFFAUT Vice Présidènt de 1AFTES

p, FOURNIER Ingénieur en Chef à la RATP

L GERTOUX Président de r Association desIngénieurs des Villes de France

B, GUILLEMINDT Directeur de la Voirie et desTransports Urbains de Ulle

J, GUNTHER Ingénieur en Chef Réseaux dAssai­nissement de l'AgglomérationParisienne

C, HUART Ingénieur en Chef des Mines - Directionde QUalité et de la Sécurité Industrielle

A. ARVIEU Directeur des Services Techniquesde la Société du Canal de Provenceet d'Aménagement dela RégionProvencale

H BEJUI Vice Président de 1AFTES

J BRUNET Directeur Général de Scetauroute

G CAGNIDNCLE Directeur Général C.M.M.Construction de Matériels des Mines

•J CLAVIER Directeur Général âu métro

1

de Marseille (SMM)

f CORDElLE Président dHonneur de 1AFTES

P CDUPRIE Directeur Technique deSOLETANCHE

P DEJOU Président d'Honneur de IAssociationdes Ingénieurs des Villes de France

M LAPORTE 234

Par R WALDMANN 222

203

223

244

Vie de l'Association

La construction du tunnel autoroutier de ChamoiseThe construction of the Chamoise motorway tunnei

par P HINGANT et y GUERPILLON 206

Par M VINCENT et C PONTOREAU 240

Par M PANET 228

M COLLOMB 236

Tunnel 85-90

Calcul du soutènement des tunnels à section circulaireDesign of support of circular tunnels

Le projet 85-90, creusement des tunnels en terrainmeuble et aquifère

SOMMAIRE

Métro de LiileThe Lille metro

Fonçage horizontal, journèes d'études du CEIFICIPar H BEJUI 233

Nouveltes des chantiers

Directeur Technique BOUYGUES IP

Président dHonneur de 1AFTES

In!lénieur-ConseH

Directeur du CE.TuVice Président de rAFTES

Directeur GénéralMONTCOCOL - Trésorier de 1AFTES

Ingénieur en Chef S NCF

Direction de 1Equipement E.D.FChef du Département Exécution

Attaché de Direction au CERCHAR

Secrétaire Général de 1AFTES

Directeur de la SEMAlYPrésident de l'AFTES

J L PICQUAND

J PONSY

L HURPIN

L LUPIAC

P MERMOO

J PERA

J PICARD

J.f. RA HOUX

L REYNAUO

R WALDMANN

A"F"T"E"S" Siège Social 3 rue de Messine 75008 PARIS

Le cOlmier doit ètre adressé àAFTES CiO EDF Rureau 4/181 - 22-30 avenue de Wagram 75008 PARIS

Tel Secrétariat Général (16/1) 47490233. Sécrétariat Melle FEINSTEIN (16/1) 47648477

Abonnements Editions SËPALY B P 1611 /69606 Villeurbanne CédexSiège social 43 Allée du Mens Z 1 Saint Jean 69100 VILLEURBANNE siret 306137 845 00013

Publicité Christian Rivière - Tél 78809023

ABONNEMENT UN AN:(six numéros pour 1986)

France 218 FEurope 290 F

Reste du Monde 320 F

Prix de ce numéro 58 F

Les articles signés n engagent que laresponsabilité de leur auteur.Tous droits de reproduction, traduc­tion, adaptation totales ou partielles,sous quelque forme que ce soit sontexpréssement réservés

1B""",rl""IBBlft,'urIl''ilirl''iéljatlaplé):,

-

®

203, route de Grenoble f B P 67169805 Saint-Priest Cedex f France

tél 789081 22 f télex: 340621Montabert France

18 agents techniques régionauxMontabert International

50 agents techniques couvrant plus de 60 paysFiliales en Suisse, RFA Suède et Belgique.

Un stock permanent de pièces de rechangeUn service après-vente efficace

MONTABERT. L'EXPÉRIENCE DU N° 1.

FL.-3R-40

BUFFLE WAV170

RENARD

BUFFLE WAV 178

LYNX Fl-5R-l10

FL-2-25

LYNX BUFFLE

Siège social et Usines:Rue du Champs de Mars - B P 23957202 SARREGUEMINES CedexTél : 87950277 - Télex: 860486

Bureau de Paris:37, avenue Paul Doumer75116 PARISTél: (1) 45047928 - Télex: 610527

Machines d'abattage ponctuelles

MATÉRIEL DE FOND ET D'INDUSTRIE

Membre du groupeWESTFALIA Lünen

BaRIE·5AE~ENTREPRISES DE TRAVAUX PUBLICS

Tunnelier à bras excavateurGaleries sous--marines de la Centrale Nucléaire de PENLY - Photo Poidvin

AMÉNAGEMENTS HYDROÉLECTRIQUES SOUTERRAINSTUNNELS ROUTIERS ET DE CHEMINS DE FERSTOCKAGES D'HYDROCARBURES SOUTERR,AINSMETROS - GALERIES EN MER - HOUILLERES

BORIE-SAE I:J Société anonyme au capital de 50 985 000 FSiège Social 92 Avenue de Wagram 75017 PARISTélex BORIE A 650927 F-Téléphone 47660361 +

GROUPE SAE

POUR VOTRE SOUTENEMENTMETALLIOUE,AVEZ-VOUS SONGÉ A CONSULTER;;

11:\ FORGES~ ET ATELIERS

DE LA NAVE SA

218, rue Bernard Palissy62404 BETHUNE B.P" 34

• Tous cintres ZORES en 14, 21 et 29 kgs• Tous cintres en profils> traditionnels: HEA­HEB-UPN-UAP-IPN• et également: tôles de blindage, palplan­ches, grilles de garnissage et matériel de tran­sport tels que convoyeurs à bandes, berlines,traverses embou ties, etc• Agent exclusif pour les pays dOutre­Mer: Société DAVUM à Villeneuve-Ia­Garenne.

•

Viedel'Association

Séance du conseil d'administration du 27 juin 1986

Membres présents:

M BEAU, BEJUI, BERENGUIER, BOUGARD,DUFFAUT, GESTA, MORICE, PERA,PICQUAND, PONSY, REYNAUD, WALD MANN

Membres représentés:

MM. BERTHIER (par M. BURDEAU), BIDAULT(par M DUFOUR), FILIPPI (par M BADAIRE),

ORDRE DU JOUR

1 - Approbation du compte rendu de la réunion du11 décembre 1985

2 - Vie de l'Association:

• évolution des effectifs

• activités des Comités, problèmes d'avenir

• rapport du Trésorier

3 - Participation de l'AFTES à l'Assemblée Géné­rale de l'AITES et au congrès international sur«Les Grands Ouvrages en Souterrain" tenu à Flo­rence du 8 au 12 juin 1986 Relations avecl'AITES

4 - Préparation des Journées Internationalesd'Etudes organisées par l'AFTES à Bordeaux enOctobre 1987 sur le thème «Collectivités Territo­riales et utilisation du sous-sol".

5 - Déroulement du projet national n' 4

6 - Prix décerné par l'AFTES

7 - Questions diverses

COMPTE-RENDULe Président Waldmann ouvre la séance à 14

heures, dix neuf membres du Conseil étant pré­sents ou représentés, celui-ci peutdélibérervala­blement

1ÎI10NTABERT (par M. BEJUI), PARRIAUD (parM.RAT), PICARD (par M REYNAUD), ROUME­GUIERE (par M PICQUAND)

Membres excusés:

MM. HH BALLOT, BOUREL, COUPRIE,GAUTHERIE, GERTOUX, GUNTHER, LONDE,LONGELlN, LUPIAC, PANET

1 - Compte-rendu de la réunion du 11 décembre1985: aucune observation n'ayant été formuléesur ce compte-rendu publié dans TaS n'67 celul­ci est adopté.

2 - Vie de l'Association:

2.1 - Composition du Conseil: M.. Waldmanninforme le Conseil de la démission de 3 Adminis­trateurs :

D'une part, M. Bruhat qui était Directeur del'Omnium d'Entreprises Dumesnyet Chapelle quia cessé ses activités,

D'autre part, MM Kérisel et Boulicault qui ontrespectivement proposé pour les remplacer M.Panet, Directeur Général de Simecsol et M.. Gun­ther, Ingénieur en Chef des Mines au Ministère del'Industrie. Le nombre des Administrateurs setrouve ainsi ramené à 29 étant entendu queconformément aux statuts de l'AFTES les dési­gnations de MM Panet et Gunther devront êtreentérinées par la prochaine Assemblée Générale

2.. 2 - Evolution du nombre des membres de l'As­sociation: le Président donne la parole à M. Rey­naud pour présenter les variations intervenues aucours du premier semestre 1986; au 15 juin 1986l'AFTES comptait 478 membres contre 471 au 1erdécembre 1985, répartis comme indiqué ci-après

au 1 1285 au 15.06.86 Adhésions Démissions

Membres individuels français 289 298 +9 24 15

Membres individuels étrangers 48 47 - 1 0 1

Membres collectifs français 128 127 - 1 9 10

Membres collectifs étrangers 6 6 0 0 0

TOTAUX 471 478 +7 33 26

203

204

M. Reynaud demande au Conseil son accordsur l'adhésion il l'AFTES de :

MM. LEJEUNE, PERTUIS, LECA, JABY, DAVID,MOLIN lE, GANTOIS, CHILLON, HARLE,FILIPPI, MENTRE, PICARD, ESTIVALET,BENOIST (de), BALLESTEROS, ANDRË, FAU­FAUVEL, ISARD, COUNIER, NURY, FAVRE,BOYMOND, BUZAC, DEROBERT, en tant quemembres individuels; la ville de Lyon, la SociétéNouvelle Cercomat, Sotraisol, Dyna France, leService Départemental d'Assainissement du Valde Marne, Sobéa, l'Ecole Nationale des Ponts etChaussées, Sotrabas et Nord France, commemembres collectifs

Le Conseil d'Administration approuve il l'una­nimité ces adhésions

Analysant les motifs qui ont entrainé la démis­sion de 16 membres, le Secrétàire Général indi­que qu'elles sont dues essentiellement il desdéparts en retraite et il des changements d'acti­vité professionnelle

Le Président enregistre avec satisfaction lenombre important des adhésions reçues au coursde ce premier semestre 1986; il estime toutefoisque les membres de l'AFTES pourraient être sen­siblement plus nombreux par l'insertion des col­lectivités locales qui sont il ce jour très peureprésentées Dans ce but, il informe le Conseilde l'édition d'une plaquette en couleur surl'AFTES et ses activités; cette plaquette seraenvoyée aux maires de toutes les villes de Francede plus de 40 000 habitants; le Président se pro­pose par ailleurs, de prendre contact avec lesresponsables des différents ministères concer­nés par les travaux souterrains de même qu'avecles Conseils Régionaux, Conseils Généraux,etc

2.3 - Comité Technique

Il s'est réuni le 30 avril sous la présidence de MPicquand afin de faire le point sur l'activité desgroupes de travail, d'arrêter les thèmes des Jour­nées d'Etudes 1987 de Bordeaux et de préparer lareprésentation française au Congrès Internatio­nal de Florence en juin 1986 Sur le premier point,le Comité Technique a enregistré qy,etroisrecommandations lui seraient prochainementsoumises pour examen avant publication; leComité Technique a toutefois constaté un certainessouflement dans l'activité des groupes de tra­vai 1 et ressenti la nécessité de rechercher desnouveaux domaines porteurs d'études; parmiceux-ci, l'utilisation du sol offre de très intéres­santes possibilités

2 .. 4 - Comité de Rédaction

Le Président Waldmann fait le point sur lesréponses qu'il a reçues des Administrateursconcernant la revue de l'AFTES et expose auConseil les mesures qu'il envisage pour étendresa diffusion

2.5 Rapport du TrésorierLe bilan de l'AFTESarrêté au 31 décembre 1985

fait apparaître:

• un excédent d'exploitation de 40496,47 F

;, un excédent .comptable de 248767,68 F

La différence entre ces deux chiffres provientdu paiement d'arriérés de cotisations pour lesannées 1983 et 1984 et de la prise en compte dusolde du résultat des Journées de Lyon pour unesomme de 194 631,21 F

La trésorerie disponible au 1er janvier 1986était de 102 238,39 F il laquelle il faut ajouter:802 144,80 F qui a fait l'objet de placementsdivers

La situation de l'AFTES est donc satisfaisante

Comme il l'habitude, les taux des cotisationspou r l'an née 1987 devront être fixés par la pro­chaine Assemblée Générale du mois de décem­bre prochain

Aucune observation n'étant faite sur ce bilan1985, celui-ci est adopté

3 - Participation de l'AFTES à la XII AssembléeGénérale de l'AITES et au Congrés Internationalde Florence..

3.. 1 - Assemblée Générale de l'AITES

L'AITES a tenu sa douzième Assemblée Géné­rale il Florence du 8 au 11 juin 1986 Elle a réunides représentants, délégués et membres desgroupes de travail de 26 nations sur les 33 nationsmembres de l'Association Internationale

3 11 - Membres affilés l'AITES a enregistrédepuis sa dernière Assemblée Générale, l'adhé­sion de 30 membres affilés: 11 collectifs et 19individuels, ce qui porte le nombre total de cesmembres il 89

3 1 2 - Bureau Exécutif' trois élections impor­tantes ont eu lieu; tout d'abord celle de M. Brochcomme Président en remplacement de M Lemleydont le mandat venait il expiration; celles de MMRoisin (Belgique) et Kirkland ,(Grande Bretagne)comme Vice-Présidents. A cé sujet, le PrésidentWaldmann rappelle que l'AFTES avait décidédepuis plus d'un an de prés'enter la candidaturede M Bougard il un poste de Vice-Président; lePrésident expose en détail au Conseil ies raisonsqui ont conduit M Bougard, en plein accord avecle Bureau de l'AFTES dont tous les membresétaient présents il Florence, il retirer sa candida­ture Le Conseil regrette vivement les conditionsqui ont conduit il ce retrait et le fait que la Francen'est plus représentée au Bureau Exécutif car siM Bérenguier, Administrateur de l'AFTES, a éténommé Secrétaire Général de l'AITES, ce derniern'est pas en titre membre du Bureau Après cetexposé, le Conseil, il l'unanimité moins une voix,demande au Président Waldmann que la candi­dature de M. Bougard soit présentée lors de laprochaine Assemblée Générale de l'AITES (1987)au cours de laquelle deux membres du Bureauseront il élire

3.2 - Congrès International (8-11 juin 1986)

Parallèlement il l'Assemblée Générale del'AITES, s'est tenu le Congrès International orga­nisé par la "Sociéta Italiana Gallerie» sur lethèmedes Grands Ouvrages Souterrains .. Ces Journéesd'Etudes ont réuni 629 participants de 31 pays; ladélégation française comprenait 66 personnesétant la plus nombreuse après celle de l'Italie etdevant celles de l'Allemagne et du Japon; 15com­munications ont été présentées par les Françaissur les différents thèmes il l'ordre du jour Unetrès bonne organisation et naturellement le cadrede Florence ont contribué au succès de cesJournées

4..- Journées d'études internationalesde Bordeaux

,Le Présid~nt Waldm~nn rappelle que ces Jour­nees organisees par 1 AFTES auront lieu il Bor-

TOS

deaux les 212223 octobre 1987 sur le thème«Collectivités territoriales et utilisation du sous­sol" Il présente le bulletin d'information prélimi­naire, largement distribué à Florence, qui préciseles sujets sur lesquels s'articuleront ces Jour­nées:

- l'utilisation du sous-sol: un atout majeur del'aménagement urbain,

- les travaux souterrains planification etréalisation

L'organisation de ces Journées se met en placeavec le concours efficace de M. Guichard

5,,· Déroulement du Projet National n' 4

Le Projet National de Recherche «Tunnel 85­90" dont nous avons annoncé le lancement aucours de notre Conseil du 11 décembre 1985, estmaintenant bien engagé

Le programme détàillé mis au point avec lesintervenants des cinq grands chantiers-supports(métro de Lyon, TGV Atlantique, métro de Lille,collecteur de Bordeaux) pour un montant total de26 millions de francs doit être diffusé très pro­chainement aux 50 participants réunis parl'AFTES parmi les maitres d'ouvrage, les maltresd'oeuvre, les laboratoires, les bureaux d'études,les universitaires, les entrepreneurs, lesconstructeurs de matériels concernés ou intéres­sés par le creusement des tunnels en terrain meu­ble et aquifère.

Monsieur Méhaignerie, Ministre de l'Equipe­ment, du Logement, de l'Aménagement du Terri­toire et des Transports a écrit le 5 juin 1986 auDirecteur du Projet «Tunnel 85-90" pour dire legrand intérêt qu'il attache il cette forme d'actiondont l'ampleur financière et la multiplicité desparticipants lui confère un caractère exemplaire,et pour apporter tous appaisements quant à l'en­gagement - en particulier financier - du Ministèrede l'Equipement pour cette affaire qu'il soutien­dra jusqu'à son terme.

L'AFTES a reçu notification le 24 juin 1986 de laConvention relative à la participation de l'Etat à lapremière phase du programme, pour un montantde 2,5 millions de francs (TTC)

La réunion inaugurale du Projet National «Tun­nels 85-90" devrait avoir lieu au mois d'octobre1986

6 - Prix de l'AFTES

Malgré une large information auprès des Uni­versités, Grandes Ecoles .. , sur le prix créé parl'AFTES pour récompenser un travail sur travauxsouterrains dont la valeur serait reconnue par leComité Technique, l'AFTES n'a reçu àce jour quetrois réponses. Lors de la prochaine réunion duComité Technique celui-ci examinera lesmémoires qui lui ont été adressés et proposeral'attribution éventuelle des prix

7 - Questions diverses: néant

Le Prèsident lève la sèance à 17 heures

1DIVISION GENIE CIVIL 1

coupleurs """L.H~DH'à filetage coniqueapplicables sur toutesbarres HA ou AD de (21nominal 10 à 57 mm

• Attaches de palplanches ou de coffrages

• Ancrages pour terrains armés

ÉCONOMIE - COMMODITÉRAPIDITÉ - SÉCURITÉ• Ancrages et fixations de sUi~ports et pro­

fils mét311iques

• Connexions d armatures de parois moulées et éléments préfabriqués

• Têtes d appui pour ancrage et complé­ment d'adhérence

Rue Benoit FourneyronZ,I. Sud ., BP 3142161 ANDRËZIEUX-BOUTHËON CËOEXTél. 77 3656.56 Télex 370074

TélécopieUf 77 55 37 89

• Reprises directes ou traditionnelles

• Reprises pour tirants d ancrage

• Attente de barres affleurantes a 13 surface dubéton

ERII:D"r; ----------------------------BDn nour documentallon et C:Jhlogue Lenton. ~~

1 STÉ NOM (f)

1 ADRESSE ::'_______________.1 CP VILLE TÉL ~

)S TOS 205

Tas

0,75

3,50 3,50

Fig 1 - Autoroute A. 40 The A 40 motorway

Fig 2 - Tunnel de Chamoise The Chamoise Tunnel

Fig 3 - Gabarit-type Standard tunnel gauge

P HINGANT el y" GUERPILLONChefs de Division à l'Agence Rhône-Alpes de Scetauroute

2.- DESCRIPTION DE L'OUVRAGE

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS N° 77 SEPTEMBRE - OCTOBRE 1986

la construction du tunnelautoroutier de Chamoise

Le Tunnel de Chamoise sera mis en serviceavec la section Bourg-Sylans par la Société desAutoroutes Paris-Rhin-Rhône (SAPRR) à la fin del'année 1986

Le Tunnel de Chamoise, long de 3 300 m, faitpartie de nombreux ouvrages (viadLlcs, tunnels,grands soutènements) qui assurent le fran­chissement du Jura méridional par l'autorouteA 40, Macon-Genève, un des derniers maillons dela liaison Paris-Rome, par le Tunnel sous le Mont­Blanc (Fig, 1)

Le Jura est formè de chainons parallèlesd'orientation Nord-Sud Il est entrecoupé dans lesens Est-Ouest par quelques cluses qui furentutilisées très tôt par les voies de communication

L'autoroute A.40 empru nte la cluse de Nantua­Bellegarde Le débouché Ouest de cette cluse estoccupé par la ville et le lac de Nantua

Le Tunnel de Chamoise permet d'éviter cetteagglomération et les rives de son lac en traversantle massif des Monts d'Ain sous 400 m de couver­ture à une altitude de 600 m (Fig. 2)

Il est associé à l'Est au Viaduc de Nantua­Neyrolles, long de 1900 m

1,,- PRÉSENTATION GÉNÉRALE

Le Tunnel de Chamoise comprendra en phasefinale deux tubes à deux voies de circulationDans un premier temps, compte-tenu du traficescompté, 6 à 7000 véhicules par jour, seul le tubeNord sera réalisè et exploité de façon bi­directionnelle

Le tracé en plan se définit par un alignementdroit central compris entre deux courbes derayon 3000 m vers l'Est, et 2000 m vers l'Ouest

En partie courante, les axes des deux tubessont distants de 73 m, ceci afin de limiter lessujètions qui apparaitront lors du creusement dif­fèré du tube Sud Au voisinage des tètes, l'en­tr axe est ramené à 30 m

Chaque tube sera revètu de béton coffrè etlibèrera un gabarit de 4 60 m de hauteur sur 9 mde largeur La longueur de l'ouvrage, 3,3 kmimplique une ventilation semi-transversale Aparti r de cond uits situés en plafond, 1 air frais serainjecté latéralement vers la base des piédroits,alors que l'air viciè sera aspiré par le conduitcentral (Fig 3)

206

)$ TOS

Fig 4 - Ouvrage tête Neyrolles The Neyrolles portal

Cette ventilation sera assurée à partir de deuxusines situées aux tétes du tunnel Sur la téteCombe de Vau, la topographie du versant per­mettait une implantation de l'usine sur le tympand'entrée en galerie Elle est précédée par un porti­que assurant le rétablissement d'un cheminforestier

Par contre, sur la tête Neyrolles (Fig, 4), lesentrées en galerie s'effectuent à la base d'unefalaise d'une centaine de mètres de hauteur dontle pied est enfoui sous une formation d'éboulis enéquilibre précaire" L'exiguité et l'instabilité de laplate-forme d'entrée, taillée dans ces éboulis, àconduit à :

- inscrire l'usine de ventilation en souterrain, àenviron 80 m de l'entrée:

- appuyer en soutenain le viaduc qui fait suiteau tunnel La portée de 124 m nécessaire au fran­ch issement du talus d'éboulis a été traitée commeune travée courante D'où la surexcavation de 10m de largeur, de 10 m de profondeur, régnant sur45 m environ, destinée à abriter la culée contre­poids du viad uc:

- excaver sur 120 m le tube Sud et rejoindre letube Nord par un by-pass travaux de façon àpouvoir mener simultanément le creusement dutunnel, la réalisation de l'usine souterraine et laconstruction du viaduc

3- GEOLOGIE

3,1,- Etudes géologiques préliminaires

La morphologie du plateau souligne la struc­ture monoclinale du massif des Monts d'Ain tra­versé par le Tunnel de Chamoise

Avec l'assistance d un spécialiste du Jura, leprofesseur Enay de la Faculté des Sciences deLyon les premières études ont montré que:

- le tunnel allait traverser des terrains d'àgejurassique comprenant des calcaires, mais aussides formations marneuses sous une couverturesupérieure à 400 m;

- linclinaison des couches était faible et varia­ble d'Est en Ouest, or une petite variation de cettefaible inclinaison induit un décalage important dupoint d'intersection avec l'ouvrage projeté;

- 1 activité karstiquedu massif était mal connue;

Fig 5 - Coupe transversale Cross-section

- la partie occidentale du massif pouvait êtreaffectée par des séries de faille

Un sondage carotté profond, réalisé près de latête Est, conduit jusqu'au niveau du radier dutunnel projeté a permis de caler la série géologi­que, mais ne levait pas l'incertitude liée à l'incli­naison faible et variable des couches

D'autre part, le comportement mécanique desmarnes demandait à être précisé, notamment afinde définir les modes d'abattage et de soutène­ment les mieux adaptés

Les formations marneuses se trouvant au cœurdu massif, le seul moyen d'investigation adapté,permettant de répondre aux questions posées,était alors la galerie de reconnaissance traversantde part en part le massif

3,,2,,- La galerie de reconnaissance

Cette galerie de 9 m' de section a été implantéeentre les deux tubes, etson radier calé environ 2 mplus bas que celui des grandes sections, (Fig, 5)

Cette implantation a été définie de façon à ceque la galerie assure, en plus de la reconnais­sance, plusieurs autres fonctions dans le temps:

- exutoire gravitaire des eaux rencontrées;

- galerie de ventilation et d'amenée de l'énergieélectrique pendant les travaux:

Fig 6 - Galerie de reconnaissance

Reconnaissance gallery

207

TOS

GENEVE -Sondage

1

Couverture ma~imum 43Sm

Les caractéristiques physiques et mècaniquesdes marnes, ainsi que leurcomportement, ont étédéterminés par de nombreux essais réalisés enlaboratoire et in situ, tout au long de la galerie dereconnaissance et dans un rameau d'essais

La teneu r en CaC03 des niveaux marneux estvariable (30 à 80%), et influe directement sur lescaractéristiques et le comportement du massifrocheux (Réf 1) Mais l'allure des phènomènesreste analogue. Les résultats présentés ici, cor­respondent à un niveau moyen des marnes d'Ef­fingen rencontrées sur les 3/4 du linéaire, quipeut être considéré comme représentatif du com­portement de l'ensemble du franchissement desmarnes

En réalité, comme l'a montré le oreusement dutunnel, il convient de distinguer deUl' niveauxmarneux:

- les marnes à nodules et fossiles pyriteux del'Oxfordien inférieur (PM 935 à 1120);

- les marnes d'Effingen de l'Oxfordien moyen(PM 1268 à 1830)

Les marnes de l'Oxfordien inférieur sont lésplus argileuses. Rencontrées les premières entunnel, elles ont permis d'apprécier l'effetd'échelle entre galerie et reconnaissance et tun­nel, et d'affiner la méthode d'excavation et desoutènement

blèmes à l'excavatjon et au soutènement (l'exè­cution l'a d'ailleurs confirmé)

Les études ont donc été plutôt axées sur lesmarnes rencontrées dans le tunnel sur environ letiers de sa longueur

Ces marnes sont relativement homogènes (lastratification est peu marquée, parfois soulignéepar des zones pl us sombres et plus tendres), sansfracturation particulière, et sèches En effet,compte-tenu de la structure monoclinale et dupendage des couches vers le SW, les marnes ducœur du massif sont protégées par les couchessuccessives de marnes dans les calcaires lités, etne sont le siège d'aucune circulation d'eau Cetteconfiguration a permis d'assurer une étanchéitépratiquement totale du chantier jusqu'au PM1900

4,.- CARACTERISTIQUES ET COMPORTEMENTDU MASSIF ROCHEUX

Longitudinal geological section

KIMMERIDGIEN CALCAIRE

Effingen maris

se-clion AA

~ ~ 0,5"'"

CALCAIRES CALCAIRES LITESPSELDOLITHOGRAPHIQUE

OXFORDIEN SUPERIEUR

Fig 7 - Coupe géologique longitudinale

Fig 8 - Marnes d Effingen

- galerie de service et de sécurité pendant l'ex­ploitation bi-directionnelle du tube Nord auquelelle est reliée par des by-pass tous les 400 m,by-pass piétons associés à garage VL, alternésavec by-pass VL associés à garage PL

La foration de cette galerie a été réalisée àpartir de chaque téte, à l'explosif, à l'aide de maté­riel circulant sur voie ferrée (Fig. 6)

3.3.- Géologie détaillée

La galerie de reconnaissance a permis de réali­ser un levé géologique détaillé du massifrocheux

Celui-ci a confirmé que l'inclinaison descouches était faible et variait en s'atténuant d'Esten Ouest L'orientation générale des couches, N25 E, 20 à 30' SW, conduit à un angle de 30' entrela direction de pendage et celle du tunnel N 55 ELe pendage apparent dans le plan du front detaille est de l'ordre de 20° (Fig 7)

Du point de vue 1itholog ique, la série jurassiq uetraversée est composée de trois grands ensem­bles: deux grandes dalles calcaires du Malm(Oxfordien supérieur) et du Dogger (Bathonienet Bajocien) enserrant l'ensemble marneux del'Oxfordien Compte-tenu du faible pendage, cesmarnes intéressent le tunnel sur un linéaireimportant, 800 m environ, pouruneépaisseurdescouches de l'ordre de 100 m

Les calcaires posent en général peu de pro-

208

Fig 9 - Essai de gonflement Swel!ing test

1

1

1

1

Q:JTube Sud

LYON - GENÈVE

35m

-d?Rameau d'essai

"'"

73 m

13m

1

1

1,

1

1

A"'-'l

Galerie dereconnaissance

25m

1

1

1

1

cb1

Tube NordGENEVE, LYON

1 :

entre les modules de déformation mesurés in situ(5600 MPa) et au laboratoire (10700 MPa), et lepeu d'influènce sur ces valeurs de l'orientation dela stratification par rapport à la direction de char­gement, confirment la relative homogénéité deces marnes

Afin d'apprécier l'état de contrainte du massif,des mesures au vérin plat par rétabl issement descontraintes furent réalisées dans les parois de lagalerie de reconnaissance Mais l'interprétationen est difficile Dans de nombreux cas, la rupturedu terrain a été obtenue avant l'annulation desdéformations induites par le sciage. En effet,compte-tenu de la hauteur de couverture, lescontraintes tangentielles sont souvent prochesde la résistance à la compression simple

Néanmoins, ces essais peuvent montrer descontraintes principales orientées suivant le plande stratification et une contrainte suivant ce plan,élevée Aussi, nous avons considéré dans le cal­cul du revétement, un état de contrainte primairede 10 MPa, représentant la pression géostatiquede 400 m de couverture

4,,3,,- Comportement de la galerie dereconnaissance et rameau d'essais

Les mesures de converg,ences relatives effec­tuées dans la galerie de reconnaissance ont misen évidence le comportement différé des roches,phénomène dont l'importance est primordialepour le dimensionnement du revêtement dutunnel

Elles ont pu être ajustées en fonction du tempspar une loi logarithmique de la forme:

C = Ca + b. log lia (a est l'ordre de 10 jours)

Les déformations différées se sont avérées fai­bles mais non stabilisées à long terme:

C - Ca = 3 mm, après 300 jours, avec une vitessede convergence de 0,15.10-2 mm/jour

Afin de préciser ce comportement différé, unrameau d'essai, (Fig. 10) de section parfaitementcirculaire (diamètre = 3 m, longueur= 30 ml, futcreusé, parallèlement à la galerie de reconnais­sance (à une distance de 10 m d'axe à axe) Cerameau d'essais avait pour objectif de comparertrois anneaux de5 m de long, correspondant cha­cun à une méthode de soutènement différente:

Fig. 10 - Implantation transversale des ouvrages: tunnels,galerie rameau d'essais

Cross location of structures: tunnels gallery, test branches

Plan de stratification

-~Position des échanlilklns

dans !l;T sondage

Gonflement total G, "" G, (gonflement radial) + G. (gonflement axial)· en %

1

2 a)le~ ~ ..

(3).. ~ ,.~~.,~.~~.-.-.~." ,., ...

~•••..••._ ••..••••••••...•••.*

4,,1- Susceptibilité au gonflement

Les marnes oxfordiennes du tunnel, plus oumoins carbonaté~s, présentent une proportionimportante de minéraux argileux sensibles augonflement en présence d'eau (Montmorillonite,interstratifiés) De nombreux essais de gonfle­ment furent réalisés sur ces marnes, type Huder­Ambert et Didier-INSA (Réf, 2) Ce dernier typed'essai a l'avantage de permettre d'imposer unevariation de volume !è.V/V donnée

La pression de gonflement P est définie enfonction de l'augmentation de volume par une loide la forme:

4,2,- Caractéristiques mécaniques

Les essais mécan iques fu rent réalisés pri ncipa­lement sur des êchantillons carottés à sec à partirde la galerie de reconnaissance

La résistance à la compression simple varie de20 à 50 MPa, la résistance à la traction brésilienneest de l'ordre de 2 MPa L'effet d'échelle modéré

OLo,~L.LLO,L.5LWiL---.l---'-..L!5-~'0o--.L.LJ-,l50o---J.fOO"-------.JPression de gonflement Pg (en bars)

!è.V/V = a log P + b (Fig, 9)

L'ensemble des résultats montre une pressionde gonflement de 30 à 80 bars pour une déforma­tion empêchée, ou une augmentation de volumede 2 à 4% dans le cas d'un gonflement libre Lapression de gonflement s'annule pour une défor­mation relativement faible La teneur en eau deces marnes est de3,7 à5,5% pour unesaturation à5-7%

Il était donc important d'analyser tous les mou­vements d'eau possibles et de s'en protéger

Du fait de la structure du massif, les marnes setrouvaient protégées des circulations d'eau Ilconvenait donc d'éviter tout apport d'eau exté­rieur pendant la construction et l'exploitation,C'est pourquoi, la machine à attaque ponctuelle aété imposée pour l'abattage des marnes D'autrepart, l'apport d'eau par condensation devrait être1imité" car, à partir de chaque tête, il faut paréo'!rir1 km avant de rencontrer les marnes

Toutefois, pour plus de sécurité, et pour éviterdes désordres dùs au gonflement et les travauxde confortement induits, un profil fermé par unecontrevoùte en radier a été adopté pour la traver­sée des niveaux marneux

Cette disposition était également justifiée par. leur comportement visco-élastoplastique

os ToS 209

TOS

moyennes suivantes, exercées sur le revétement

- anneau 1 : 0,6 MPa,

- anneau 2 : 2,5 MPa

Ces valeurs furent mesurées 26 mois après l'ex­cavation et peuvent être considèrées comme cor­respondant à la stabilisation

Par ailleurs, on observe une anisotropie dans larèpartition de ces contrai ntes radiales Elles sontmaximales selon une direction suivant approxi­mativement celle de la stratification

Ce comportement diffèré fut ègalementobservé par les essais de laboratoire ou analyseseffectués par divers instituts: CETu, BRGM,CETE, LMS de l'Ecole Polytechnique. Cepen­dant, les constantes de temps obtenues sontbeaucoup plus faibles

Les essais sous faible vitesse de chargementparaissent d'une part être proches de la situationréeile du matériau àutour de la galerie pendantl'excavation, et représentant d'autre part unemeilleure approche du comportement à longterme du matériau:

-les essais triaxiaux à déformation lentes, avecrelaxations successives ou fluage, effectués auLMS montrent que l'angle de frottement sous fai­ble vitesse de chargement est d'environ <P = 30',et les déformations de radoucissement apparais­sent à partir d'une pression de confinement de 15MPa;

- les essais de fluage uniaxial se stabilisentsous 8 à 9 MPa, avec une constante de tempsd'environ 15 jours;

- sous ce champ de contraintes, lestroisstadesvisuels du fluage se terminant par la rupture del'échantillon, furent observés.

A titre indicatif, la résistance à la compressionsimple instantanée des marnes est d'environ 30MPa

Afin d'apprécier l'influence de ce comporte­ment différé sur le dimensionnement du revête­ment et la méthode de construction du tunnel,une analyse par la· méthode convergence­confinement fut demandée au LMS

Le modèle rhéologique fut déterminé par ajus­tement entre les mesures in situ et les essais delaboratoire (Réf. 2). La loi de comportement cor­respond à un matériau élastoplastique incom­pressible, avec un critére de rupture de Tresca etradoucissement représenté par un amortisseur,avec les paramètres suivants:

- module élastique: E = 3 500 MPa

- module radoucissant E' : E/E' = 1,5

- cohésion: C = 5,5 MPa (<p = 0)

- cohésion résiduelle: Co = C/3

- constante de temps:'(; = 25 jours

Ce modèle permet d'établir les courbes reprè­sentant l'évolution de la déformation différée enparoi en fonction du temps Elles sont donnéespar la figure 11 pour plusieurs souténements pri­maires associant boulons et béton projeté de dif­férentes rigidités:

5 .. - DIMENSIONNEMENT DU REVETEMENT

SOUTÈNEMENTDÉFINITIF

T:::6 mois

Test branches

T:::2 mois

T::: mois

Fig 10 bis - Rameau d essais

- anneau 1 :

Soutènement immédiat par boulons et bétonprojeté, comparable à celui de la galerie dereconnaissance Après stabilisation des conver­gences (envi ron deux mois plus tard), réalisationen béton coffré d'un an neau de 25 cm d'épaisseur

- anneau 2 :

Un anneau en béton coffré de 30 cm d épais­seur est réalisé, à front directement aprèsl'excavation

~ anneau 3:

Seul un soutènement immédiatest mis en place(soutènement léger)

Les convergences relatives furent mesurées.Les valeurs correspondant au soutènementimmédiat sont en accord avec les résultats obte­nus dans la galerie de reconnaissance C'estpourquoi, on peut admettre, pour les deux gale­ries, les mêmes comportements à long terme dusoutènement primaire

Des cellules de pression furent placées pourmesurer directement la pression radiale appli­quée sur les anneaux en béton coffré (anneau 1 et2) La technique du vérin plat fut égalementemployée pour atteindre cet objectif par lamesure des contraintes tangentielles Les résul­tats obtenus par les deux techniques sont en bonaccord, et on peut retenir les pressions radiales

UiIA .. UolA E::: 25 000 P::: 100

Déformation différéeen paroi

SOUTENEMENTPROVISOIRE T::: 6 mois

Fig 11 ~ Réponse différée de la galerie

Delayed response of gallery

2 3 4 Temps (mois)<-~-'--~--"_---'---_"-~-L~_L-~-'--~--l

210

P;(M Pa)

4

Fig 12 - Détermination des pressions sur le revêtement définitif

Détermination of pressures on the final Iining

Les études et les enseignements tirés du creu­sement de cette galerie de reconnaissance et durameau ont permis de définir:

- les sections-types du soutènement;

-les longueurs d'application et leur localisationprécise le long du tunnel;

- les différentes natures et quantités d'ouvragesà réaliser;

- le phasage, les procédés de construction lesplus appropriés .

6.- DEFINITION DES METHODESD'EXCAVATION

déformations différées. A ce moment, la vitessede déformation est de 4,5.10-5/jour, soit unevitesse de convergence de 1 mm/mois, condui­sant à iong terme à une contrainte de compres­sion de 40 à 50 bars dans ie béton de la voûte

Nous verrons ci-après que les convergencesmesurées dans le tunnel, quoique plus faibles envaleur absolue, présentent un comportement dif­féré analogue. Nous avons donc conservé les cri­tères précédents pour la mise en place durevêtement définitif en les adaptant aux conver­gences réeilement observées (le bétonnage nesera autorisé que lorsque la vitesse de conver­gence aura atteint une valeur moyenne' de 1 mmpar mois)

Dans cette analyse, la section du tunnei estcirculaire. Afin de limiter le volume de l'excava­tion, la courbure retenue pour le radier est plusfaible que celle de la voûte Il s'ensuit uneconcentration de contraintes au raccordementcontrevoûte/piédroit Afin de reprendre lesefforts de flexion en ce point, celui-ci fut projetéen béton armé Ce ferraillage local (5 barres HAde diamètre 20 mm par ml à l'intrados et l'extra­dos) a été déterminé par un calcul avec laméthode des ressorts, en appliquant une pres"sion hydrostatique de 0,3 MPa (Fig .. 13 et 14)

6 CONVERGENCE(cm)

5432

- Kb =270 MPa, béton projeté épaisseur10cm(0)

- Kb = 415 MPa, béton projeté épaisseur 15 cm(F)

- Kb = 200 MPa, rigidité du soutènement déter­minée par analogie avec celui de la galerie dereconnaissance pour tenir compte de la plastifi­cation du béton et des irrégularités de surface(((pessimiste»)

Le diagramme de la méthode convergence­confinement permet, à partir de la réponse à longterme du terrain, obtenue par la loi précédente,de déterminer les pressions sur le revêtement

, définitif en béton coffré d'épaisseur 40 cm (0) ou60 cm (F) (Fig. 12)

Cette analyse montre l'intérêt d'une pose durevêtement définitif d'épaisseur 50 cm finalementretenu, au bout d'un délai minimum de 4 mois,afin de limiter les contraintes induites par les

"0-

;;. 3 RÉPONSE A LONG TERMEa..- DU TERRAIN>-rD" c,':;! 2u:z8

Diagramme desmoments

Schéma n~1:

Structure intégrée

+2 iF-

Boulons Ç)25 à scellement continu l=4 m(En fonction des défonnations

boulonnage secondaire l =5 ml

\L

Contre voûte déf!nilive

Béton proieté ép. moyenne15 cm en 2 couches avec

treillis soudé

Bétoo ooff,' 'P 50 omk

Fig. 13 - ProfiHype de soutènement dans les marnesd'Effingen

Standard support cross-section rn Effingen maris

Fig 14 - Soutènement sur appuis èla-stiques

Support on elastic stays

ros 211

212

Fig 15 - Jumbo Montabert à trois bras

The 3- arms Montabert Jumbo

L'importance des sections excavées, 90 m2

dans les calcaires, 120 m'dans les marnes, nous aconduit à imposer un creusement en deux temps:

- la calotte (partie située au-dessus du d iamétrehorizontal), d'environ 60 m2 de section,

- puis, le strass

Par ailleurs, la sensibilité des marnes à l'eau etaux ébranlements dûs aux tirs des mines consta­tée dans la galerie de reconnaissance, a conduit àimposer un abattage mécanisé des formationsmarneuses,

7.. - CREUSEMENT DU TUNNEL

Après consultation des entreprises, l'exécutiondes travaux de génie civil a été confiée au Grou­pement Fougerolle, Grands Travaux de Marseille(GTM), Citra France et Campenon Bernard, pourun montant de 270 millions de francs (mars 1981),et un délai d'exécution de 41 mois7..1.. - Excavation à l'explosif

Ce mode d'abattage a été utilisé dans lesniveaux calcaires, conformément au cahier descharges, en demi-section supérieure d'abord,puis en strass (Fig 15)

Pour réaliser la foration de la volée comprenant120 trous parallèles, en demi-section supérieure,le groupement d'entreprises a mis en œuvre surchacune des attaques deux jumbos électrohy­drauliques Montabert Pantofore Chaque jumboporte trois bras de foration et une nacelle deboulonnage

La longueur forée maximale est de 4,30 m, etchaque bras se déplace à front en restant paral­lèle à l'axe longitudinal du porteur (système Pan­tofore) Le bras peut également être orientéradialement pour effectuer la foration nécessaireet la mise en œuvre d'ancrages

La chargement du marinage a été assuré parune pelle électrohydraulique Brbyt, équipée d'ungodet de 2,5 m3 , et trois dumpers articulés DJBD 35 de 35 tonnes de charge utile (environ 20 m3

de matériaux) assuraient l'évacuation des déblais(Fig. 16)

Le chargement de la volée est une opérationqui est effectuée manwellement à partir denacelles ou plates-formes Les charges sont pré-

Fig 16 - Marinage

Mucking

fabriquées à l'extérieurdu tunnel Elles sont repé­rées par des couleurs différentes, selon le poidsd'explosif contenu et leur position sur le plan detir Ces dispositions limitent les erreurs, la durêedu cycle, tout en augmentant la sécurité Le tir estélectrique et l'amorçage est assuré par des déto­nateurs haute intensité

La régularité du profil excavé a été obtenue pardécoupage soigné, ce qui implique une forationtrès régulière de trous espacés de 0,50 m sur lecontour théorique Ce contour doit être tracé enmême temps què la volée, à chaque avancement,de façon à corriger les écarts éventuels et limiterles hors-profils

La ventilation mécanique consistait à aspirerau plus près du front les fumées, gaz et pous­sières dégagés par le ti r et à les rejeter dans lagalerie de reconnaissance Cette ventilation fai­sait intervenir un groupe de 30 m3/s pour l'aspira­tion, et un groupe de 18 m3/s pour la dilution

La purge était mécanisée grâce à une petitepelle mécanique spécialement équipée, et per­mettant d'écailler le front et la paroi fraîchementexcavée, de façon à remettre en sécurité la zoned'avancement avant d'appliquer le so~tènement

(s'il était nécessaire), ou d'engager le cyclesuivant

L'application du béton projeté était mécaniséeet assurée par un Robot Andersens, monté surchassis de chargeuse CAT 944

La foration a été conduite à trois postes de huitheures, cinq jours par semaine, chaque postecomprenant un chef et sept à huit mineurs

Voici quelques exemples concernant le creuse­ment en demi-section supérieure à l'explosif dansdes niveaux rocheux calcaires, mais dans desconditions très différentes selon le soutènementnécessaire

7.1 1 - Calcaires massifs, attaqueNeyrolles, entre PM 242 et 728, 486 ml

- section excavée: 59 m',

- volée comprenant 120 trous de 4,30 m, endiamètre de 45 mm,

- longueur utile: 4,12 m,

- soutènement: ancrages ponctuels ou scellésde 3 et 4,35 m, à raison de 14 ancrages par voléeen moyenne (Fig. 17)

TOS

'OS

Fig 17 - Soutènement dans les calcaires

Supporting works in Iîmestones

Un voile de béton projeté de sécurité étaitappliqué également, mais en temps marqué, horscycle

Sur 118 cycles, la durée moyenne du cycle estde 9 h 75, ce qui conduit à un avancementjourna­lier moyen de 9,17 ml Dans les zones ne nécessi­tant pas d'ancrages, le cycle dure 8 h etl'avancement journalier devient supérieur à 12ml/jour

7.1.2- Calcaires lités, attaqueCombe de Vau, sur 707 m

- bancs alternés de 3 à 4 m d'épaisseu r, demarne noire et de calcaire, trés contrastésmécaniquement

- marne: 30 < Rc < 60 MPa,

- calcaire: 170 < Rc < 200 MPa,

- pendage 5',

- section déroctée : 66 m2 ,

- volée comprenant 120 trous de 4,30 m, endiamètre 45 mm,

- longueur utile: 4,24 m,

- soutènement: béton projeté 10 cm en deuxcouches + treillis soudé, ancrages scellés: uneauréole de sept boulons tous les 1,50 m, compre­nant trois boulons de 4,50 m en clé, et deux foisdeux ancrages de 3 m latéralement

Fig 18 - Jumbo de perforation

Orilling jumbo

Un seul jumbo intervient à front pourassurer laforation d'abattage de la travée N et de boulon­nage de la travée N-1 (Fig 18)

La durée du cycle moyen est de 14 heures, cequi conduit à environ 7 ml/jour Le meilleur cyclea duré 12 h 50, ce qui correspond à 8 ml/jour. Lebéton projeté est appliqué sur deux travées, enpremière couche sur la travée N (à front), et endeuxième couche sur la travée N-1

7.1 3. - Excavation du stross

Dans ces mêmes terrains, les avancements enstross, avec les mêmes moyens, sont environdeux fois plus élevés, car:

- la section excavée est de l'ordre de 30 m',

- l'état de confinement, plus faible du fait del'ouverture en calotte, ne nécessitait que 55 trousde mine,

- la demande de souténement est moindre, etcelui-ci peut souvent être appliqué en tempsmasqué

Les avancements observés sont:

- dans ies calcaires massifs: 20 ml/jour,

- dans les calcaires lités: 14,5 ml/jour

7. 1 4 - Exécution de la surexcavationpour culée du viaduc

Alors que l'excavation du tunnel dans les cal­caires a été conduite par minage horizontal, lasurexcavation pour culée a été traitée par minagevertical (Fig. 19)

L'abattage de masse n'était pas un problèmedifficile à résoudre, mais il falfait par contre exé­cuter un parement vertical régulier sur 10,5 m deprofondeur, sans désorganiser le rocher au-delàdu profil excavé, sur tout le pourtour de lasurexcavation

Les dispositions suivantes ont été prises:

- foration verticale sur toute la hauteur Elle aété assurée par un appareil Tamrock-ZoomtrackLes mines d'abattage étaient forées en,0 67, à lamaille de 1,80 x 1,80, et chargé de nitrate de fuel,

- le pré-découpage a été réalisé à partir d'uneforation,0 67, trés régulièrement espacée de0,45m, parfaitement verticale et chargée avec un cor­don détonant de 100 g/ml, bou rrée de sable. Le ti rde pré-découpage a été effectué sur tout le pour­tour de la surexcavation avant les tirs d'abattage

Fig 19 ~ Surexcavation pour culée de viaduc

Over-excavation for the viaduc abutment

213

214

7,,2,,- Creusement mécanisé du puits deventilation reliant l'usine souterraineà la surface du plateau"

Ce puits par lequel l'air irais sera aspiré, pré­sente une profondeur de 100 m et un diamètredérocté de 4,65 m. Le cahier des charges ne pré­cisait pas de dispositions particulières pour lecreusement Le groupement a confié ce travail àl'Entreprise Huillet qui a mis en œuvre unemachine Robbins type 85 R, selon le procédéraise-drill (Fig. 20)

Depuis la surface du plateau, un trou pilotevertical de 350 mm de diamètre est foré au tri­cône, jusqu'à la clé de l'usine souterraine. Lors­que le train de tiges débouche, le tri cône estremplacé par l'aléseur de 4,65 m de diamètre quiamènera directement au profil recherché

L'aléseur est un ensémble en forme d'ogiveportant des molettes à picots, mis en rotation à lavitesse de 3 à 4 tours/minute, et tiré vers le haut,depuis la surface, avec une force de 160 tonnes

Les caractéristiques de la machine sont:

- puissance électrique: 1 000 kVA,

- force de traction maximale: 450 tonnes

- couple maximum: 50000 mkg

Les avantages de ce procédé sont:

- les cadences d'alésage : de 0,50 m à t,50rn/heure selon la dureté des rochers (Rc variantde 50 à 150 MPa). Ce puits a ensuite été revétu debéton coffré à l'aide d'un coffrage glissant,

Fig 20 - Aléseur Rabbins Robb.ins reamer

- la rapidité d'exécution : six semaines pourl'ensemble de l'opération, 15 jours d'amenée et derepli,

- la précision: 5 cm longitudinalement, 12 cmtransversalement (écart à 1'00 ml,

-la régularité de la paroi excavée: pas de hors­profil,

- la sécurité de la mécanisation: aucune inter­vention humaine dans le puits en cours decreusement

Fig 21 - Equarri.ssage dans les marnes

Squarring works in maris

7,,3.- Excavation et soutènementdes marnes

Les formations marneuses correspondent à latraversée de l'Oxfordien inférieur (marnes à fos­siles pyriteux) et aux assises d'Effingen et Geis­berg de l'Oxfordien moyen, sous 400 m decouverture

Les résistances à la compression varient entre16 et 30 MPa pour l'Oxfordien inférieur, 20 et 50MPa pour l'Oxfordien moyen Ces fiuctuationsont été suivies par les mesures de CaC03 etindice Franklin (Réf 1)

Ainsi les marnes de l'Oxfordien moyen sontsouvent plus fortement carbonatées (45 à 80%)que les marnes de l'Oxfordien inférieur (32 à55%)

L'état de contrainte élevé, classe CN3 AFTES,dans l'Oxfordien inférieur (Rc/" h) s'est traduitlors du creusement de la galerie de reconnais­sance par un écai liage abondant et l'équarrissaged'une partie du profil du fait de concentrations decontraintes

Localement, les contraintes tangentielles(oT = 2 80= 20 MPa) pouvait dépasser la résis­tance du terrain. Ces manifestations ont étémoindres dans l'Oxfordien moyen, ou l'état decontrainte était aussi moins élevé, de l'ordre de 3,classe CN2 AFTES La décompression rapide deces terrains après déroctage, l'extrême sensibil itéà l'eau, les déformations différées observées parle biais des mesures de convergences relatives etle rameau d'essais, ont déterminé les soutène­ments immédiats et définitifs avec fermeture duradier par contrevoute, et imposé l'exacavationmécanisée, c'est-à-dire excavation douce parrapport à 1 explosif et sans apport d'eau

TOS

TOS

Fig: 22 - Machine à attaque ponctuelle

Roadheader

Le groupement d'entreprises a retenu pourexcaver la demi-section supérieure une machineà attaque ponctuelle Westfalia type Buffle WAV170

Elle est équipée de deux têtes de coupe jume­lées, animées par un moteur électrique de 200kW La puissance totale installée est de 290 kWElle excave et évacue simultanément sur l'arriêrele marinage par le biais de deux convoyeurs laté­raux Pour 20 < Rc < 50 MPa, les débits obtenusont varié de 15 à 25 m3/h

Le béton projeté comme dans les calcaires étaitappliqué par un Robot

La foration à l'air pour boulonnage a été effec­tuée par un jumbo boulonneur SIG ou Lin jumbohydrofore Montabert

Les boulons de 4 m en 025 ont été scellés aumortier Quick Mix, la densité étant de 1 boulonpour 2 m'environ Un boulonnage secondaire aété appliqué dans certaines zones où les défor­mations étaient trop rapides

Dans les marnes les plus médiocres, celles del'Oxfordien inférieur, le béton projeté était ren­forcé par des cintres légers, type TH de 29 kg/ml,augmentant sa résistance au cisaillement(Fig. 23-24)

L'activité excavation-soutênement a étéconduite là aussi à trois postes de huit heures parjour, cinq jours par semaine, chaque poste com­prenant un chef et sept à huit mineurs

Fig 24 - Soutènement dans les marnes

Support in marIs

Fig 23 - Soutènement par cintres lé9e.rs dan.s les marnes

Support with light ribs in maris

7.3.1 Oxfordien inférieur, attaqueNeyrolles, entre PM 878 et 1036,soit 158 ml

- section déroctée : 54 m'

- surexcavation pour convergence: 10 cm,

- soutênement: un cintre TH 29/48 tous les 1,5m, boulons scellés au mortier, longueur4 m, den­sité 1 ancrage/2 m', soit une auréole de 9 boulonstraversant le ci ntre, et 4 boulons entre cintres,béton projeté, épaisseur 0,15 + treillis soudé fil04,5, maille 100 x 250

La durée moyenne du cycle, calculée sur 63cycles, est de 18 h 50, ce qui conduit à un avance­ment journalier de 3,24 ml/jour

7.3.2. - Oxfordien moyen, attaque Neyrolles,PM 1 250 à 1 570, soit 320 ml

- section déroctée : 51 m'

- surexcavation pour convergence: 5 cm,

- soutênement: boulons scellés au mortier, lon-gueur 4 m, densité 1 ancrage/2 m', soit une auré­ole de 7 ancrages, alternée avec une auréole de 6,espacêe de 1 m, béton projeté: 10 cm + treillissoudé

La durée moyenne du cycle calculée sur 107cycles est de 11 h 50, ce qui conduit à un avance­ment journalier de 6,26 ml/jour

Fig 25 - Brise-roche hydraulique Montabert 1100

Hydraulic rock-breaker Type Montabert 1100

215

TOS

6 7

1.!<,0>c!l'..,

7-6 1

TI3-6

3- BT jours

1 ..200

AVQncement F de T (m)

Avancement Strass Cm)

8,- LES MESURES GEOTECHNIQUESEFFECTUËES AU COURS DU CREUSEMENT

Conformément aux objectifs de l'étude, l'aus­cultation pendant les travaux avait essentielle­ment pour but de vérifier la loi de comportementdéfinie précédemment, d'adapter le soutènementprovisoire, de fixer le délai autorisant le béton­nage du revêtement définitif

Cette auscultation était basée principalementsur des mesures de convergence et de déforma­tion en forage.

734 - Contrevoùte définitive

Une fois le strass abattu dans les marnes, ilfallait fermer le profil par la réalisation de lacontrevoùte défintive. (Fig. 26)

Cette opération comprenait plusieurs phases:

- terrassement: 13 à 16 m', réalisé également aubrise-roche hydraulique,

- mise en place du drainage sous contrevoùte(deux.0150 enrobés de béton poreux),

- mise en place du ferraillage armant le raccor­dement contrevoûte/piédroil Ce ferraillage étaitconsititué de panneaux préfabriqués de3,50 m delongueur, assemblés sur place par longueur de 11m, correspondant aux plots de revêtement dubéton coffré,

- bétonnage à la pompe sans coffraged'intrados,

- puis, drainage et remblaiement

Fig 27 - Convergence au PM 1 502

Convergence at PM 1 502

100 ISO

l 'l'12 3021

•:'50>

• :"•~ ë

Vi 0u

50

~co'3o.n.!<.~ ëc­• 0E v• c~ .o'ë<1'

16 "969

7.3.3 - Abattage mécanisé du strassdans les marnes

L'abattage à la machine ponctuelle a été lemoyen utilisé pour excaver la demi-section supé­rieure Mais pour l'abattage du stross, le groupe­ment a mis en œuvre sur chaque attaque unbrise-roche hydraulique 1100 Montabert, montésur une pelle mécanique de 30 tonnes (Fig. 25)

La cadence d'abattage observée varie de 20 à25 m3/h selon la dureté des matériaux, la sectionderoctée variant de 55 à 57 m'

Le réglage des piédroits était également assu répar le BHR. Le marinage repris par chargeuseCAT 956 était transporté par DJB 035

Le soutènement appliqué assu rait la continuitéde celui placé en demi-section supérieure. Lesavancements suivants ont été relevés: 6,30 ml/jour dans les marnes de l'Oxfordien inférieur, 6,90ml/jour dans les marnes de l'Oxorfodien moyen

C mm

Fig 26 - Contrevoûte Inverted vault

30

20

10

.0

216

...:ufE 053)

~ 0521

$' "

1 _lOO

8 __O.&l

" -=

~r-J....

3 _0.0

2 ··.)00P'OlfR

,1 ~o 565 ~

O~ ... 700

o D 530

Les convergences mesurées sont en généralplus faibles (dans un rapport de 2) que ne laisse­raient supposer les études, mais le comporte­ment différé est analogue

8,,2,- Mesures de convergences absolues

. Paral,lèlement aux mesures de convergence,etait mise en œuvre une auscultation du massifpar des extensomètres en forage pour définirl'étendue de la zone décomprimée à court terme,et suivre l'évolution des déformations pendant lesdifférentes phases d'excavation et à long terme

Deux prafi Is com prenant chacun cinq extenso­mètres à bases multiples en forage, de typeTélémac-Distofor, ont été installés dans lesmarnes selon les dispositions de la figure 28

L'ensemble des mesures réalisées dans le Tun­nel de Chamoise a montré que la précision estexcellente et peut àtteindre + 0,05 mm, Toute­fois, elle dépend notamment de la mise en œuvredes Distofors qui exigent une liaison tube-massifparfaite

La figure 29 qui regroupe quelques mesuresréalisées sur une période de 200 jours avant lebétonnage de la voûte montre de maniéresignifi­catlve le comportement anisotrope de la cavité,En effet la décompression totale mesurée sur lesDistofors 530 et 521 est en moyenne deux foissuperieure à celle enregistrée par les autresextensomètres de la section respectivement envoûte et en radier .. Si on"considère les déforma­tions de surface, ce rapport peut atteindre 7 envoûte Cette différence est essentiellement limi­tée à une frange d'épaisseur 2 m autour de lacavité

Le tableau récapitulatif de la figure 29 donnel'ensemble des déplacements obtenus pour cha­que base de mesure au mois de janvier 86 et met

Fig 28 - Section de mesure pour distafor dans {es marnes

Measuring section with distofor in maris

Nous rappelons que le soutènement immèdiatdans les marnes d'Effi ngen (terrain auq uel se rap­portent les rèsultats de mesures présentés ci­après) était constitué par des boulons d'ancrageà scellement continu, de 4 m de longueur, placésà la maille de 2 m', associés à un béton projeté deta cm d'épaisseur Ce dernier est appliqué endeux couches avec interposition d'un treillissoudé

Certaines zones ont fait l'objet d'un renforce­ment du boulonnage en calotte avant ou aprèsl'excavation du strass par des ancrages à scelle­ment continu de longueur5 m et avec une densitéde 4 unités par ml

8,,1,,- Mesures de convergences relatives

Les mesures de convergences ont été réaliséesavec deux appareils distancemètre à fil d'invardetype DOt CETE LYON Les plots de convergenceétaient constitués d'une barre del2l40 mm en àcierdoux, scellés à la résine sur toute sa longueur(0,50 ml, équipée d'une téte en bronze Cetappa­reil, couramment employé pour sa fiabilité efsafacilité de mise en œuvre, permet d'apprécier desdéplacements de l'ordre de t/20 mm

Dans la partie centrale des marnes, les sectionsde mesure ont été espacées de 30 m et quelque­fois plus resserrées dans certaines zones sensi­bles, toujours installées le plus près possible dufrant de taille, à une distance inférieure à 1,50 mLa fréquence des mesures est élevée pendant lespremières semaines suivant une phase de dérac­tage, pour devenir hebdomadaire ou bimensuellesuivant l'importance des vitesses deconvergence

Une trentaine de profils de convergence ontainsi été mis en place dans les marnes

Chaque section de mesure comporte sept plotsde convergence, disposés pour permettre l'aus­cultation du massif rocheux soumis aux troisphases de déroctage: demi-section supérieure,strass, contrevoûte (plots 1,3,5,6, et 7), ainsi quele suivi de la contrevoûte avec les plots 8 et 9

La figure 27 indique l'ensemble des mesuresréalisées sur la section PM 1 502, considéréecomme représentative du comportement desmarnes d'Effingen. Ce diagramme permet d'obs­verser chaque phase d'excavation

Dès l'excavation de la demi-section supérieure,sur toutes les sections auscultées, les mesures deconvergences montrent une anisotropie desdéformations En effet, les bases de mesuresayant une direction proche de la stratification, apnori peu marquée, relèvent les convergences lesplus importantes- dans 1Hl rappo-rt C 1-3/(;-'3-5pouvant atteindre 6

L'existence d'une direction préférentielle dedécomlJression observée au cours du déroctagepar un ecarllage Important et sensiblement paral­lele à la stratification, est donc confirmée par lesmesures. Elle peut s'expliquer par une diaclasa­tian latente des marnes ou par une forte pousséedue à l'état de contrainte primaire, comme le lais­sent supposer les mesures de pressions durameau d'essais

La convergence maximale atteinte sur la base1-5 a été de 70 mm. La majorité des valeurs res­tent mfen~ures à 45 mm pour les bases 1-3, 1-5,7-6, et mferreures à 20 mm pour les autres bases

217

TOS

700

T jours

120

600

lOC

500

5··66 77.8 ~_~_

5·6

:

D 531

o 521

80

"0

•

La convergence C croit avec la distance x dufront de taille. Elle augmente d'autre part avec letemps t Les déformations sont dues au compor­tement rhéologique du massif rocheux

MM. Panet, Guenot et Sulem (Réf. 4 et5), à lasuite de l'analyse des mesures de plusieurs tun­nels, notamment ceux du Fréjus etde Las Planas,ont montré que la convergence C(x,t) pouvaitêtre considérée comme le produit de deuxfonctions:

-Cx(x) représentant l'effet de l'avancement dufront de taille,

0530

t

GO

300

40

200

•

20

"'"°

o

Fig 29 - Résultats de mesures par distofors dan.s les marnes - Result of ditofor measurements in maris

Ajust6'ment d'une loi

C mm40

C mm

en évidence que la décompression autour de lacavité peut s'étendre au delà de 10 m en calotteToutefois, les déformations en fond de foragerestent faibles et inférieures à 2 mm sur 2,50 m(0,810-3)

8.3.- Ajustemenl des mesures de convergenceavec une loi C(x,l) = Cx(x),Ct(l)

Les mesures de convergences lors de laconstruction ont permis de compléter notreconnaissance du comportement des marnes. Ilest intéressant d'analyser ces mesures afin devérifier le choix du revêtement définitif

30

• • Base 1··5 PM 1538

•• • Base 1··5 PM 1502

• 1-3 PM 150220 • Base

• Ba,. 7-G PM 1502

10

Fig 30 - Aju.stement d~s mesures de convergence à f excavation du strass

<iAdaptation of convergence of measurements to the strass excavation

ros

- Ct(t), l'effet du comportèment différé dumassif

Soit:

Cix,t) 0 c.., ['-1-",/] [" A 11_1---'--;:)0.3]]l+x: L 1+'T

Cette loi dépend de quatre paramètres sensi­blement constants pour un même tunnel:

- une constante de temps (T),

- un paramètre dépendant de l'extension de lazone plastique (X)

- la convergence instantanée (C"'x, obtenupour un tunnel creusé infiniment vite),

- la convergence totale au bout d'un tempsinfini [C'" x (1 + A)]).

Pour ie Tunnel de Chamoise, on obtient desparamètres relativement constants pour les diffé­rentes sections de mesu res (Fig 30 et Réf. 6)'

T = 12,3 j; X = 4,6 m; A = 6,8

Le rapport C'" xlC = totai = 1/(1 + A) estégalement constant et il possible de prévoir laconvergence finale dès la connaissance de C ooX

Pour les marnes d'Effingen, le rapport moyenissu de l'ajustement est de 0,13.

Cette analyse permet de prévoir la conver­gence à un temps donné, et ainsi de vérifier lacorrélation avec les études thèoriques ainsi queles résultats de fauscultation à long terme. Onpeut retenir que l'ajustement de la plupart desbases de mesures conduit à un accroissement dela convergence après le bétonnage du revête­ment définitif, de l'ordre de 8 mm, au bout de 100ans,

En tenant compte de l'effet de retrait, les défor­mations vont se traduire par une pression sur lerevêtement d'èpaisseur 50 cm de l'ordre de 0,6MPa

Cette valeur confirme tout-à-fait l'estimationque l'on peut se faire à partir du diagrammeconvergence-confinement de l'étude. En effet, ildonne 0,3 àO,8 MPa suivant la rigidité effective dusoutènement immédiat

Ces résultats montrent que l'application de laméthode converge~c~,J,g[lfjne.ment de la.._êonception du tunnel, est tout-à-fait adaptée

Fig '31 - Bétonnage du revêtement définitif en présencedétanchéité

Concreting the Tinal lining associated with waterproofing

9.- REVETEMENT DE BETON COFFREETANCHEITE - FINITIONS

Lorsque l'excavation à l'explosif du strass a étéachevée, la réalisation du revêtement de bétoncoffré a été engagée en pleine section, à partirdechaque tête, par plot de 11 ml. Cette longueurétait imposée par les réservations nécessaires à laventilation du tunnel

Une étanchéité a été mise en place en extrados(Réf 7) préalablement au bétonnage. à partir dechaque tête du tunnel, sur une longueurde300 mcôté Neyrolles et 1 000 m du côté Combe de Vau

Ce linéaire correspond aux zones où desven ues d'eau ont été observées

La pose de cette étanchéité a été mécanisée parl'utilisation d'un portique à partir duquel unenacelle de travail largement dimensionnée, cor­rectement éclairée; permet d'accéder en toutpoint de la paroi, même si celle-ci est irrégulière ..Là encore, cette mécanisation a permis d'accroî­tre à la fois la qualité du travail (soudures), lescadences d'application el la sécurité desouvriers,

Le bétonnage du revêtement a été réalisé surchaque attaque à l'aide d'un coffrage dont la peaucoffrante est une tôle acier de 7 min, montée surcintres mécano-soudés. L'ensemble du coffrageest aùto-porteur. Le portique intégré n'intervientque pour les manœuvres de décintrement, trans­lation et mise en place du coffrage, qui sontassu­rées par des moteurs ou des vérins hydrauliques.Le coffrage comprend toutes les réservationsdestinées aux ouvrages de ventilation: appuis dedalles, engravures pour cloisons et ancrages dessuspentes. (Fig 31)

Sur chaque attaque, le bétonnage a été mené àla cadence de un plot par jour

Le bétonnage du revêtement a été suivi parl'exécution des plafonds et cloisons de ventila­tion en béton armé, coulé en place (Fig. 32)

Parallèlement, les collecteurs, caniveaux àcâbles et fourreaux destinés aux équipements dutunnel étaient mis en œuvre en base de piédroits

Puis la chaussée, en béton armé continu, a étéexécutée à la machine à coffrages glissants sur8,5 m de largeur

Fig '32 - Plafonds et cloisons de ventilation

Ventilation ceilings and partitions

219

TOS

10,,- AUSCULTATION A LONG TERMEDU REVETEMENT DEFINITIF

Pou r suivre i'effet du comportement différé desmarnes sur le revêtement définitif, il a été mis enœuvre un appareillage destiné à mesurer lescontraintes dans le revêtement et les pressionstotales à l'interface béton-marne, La périodeactuelle d'auscultation est de 500 jours pour lacontrevoûte et 400 jours pour la voûte

Ces profils de mesu re de contraintes sont COm­plétés par les extensomètres en forage utiliséspendant la phase de creusement et quelques pro­fils de convergence relative du revêtementdéfinitif

10,1,· Dispositif d'auscultation

Deux profils sont équipés comme suit:

Les pressions totilles à l'interface béton-marnesont mesurées par seize cellules réparties parpaire, en voûte et en radier. Nousavons utilisé descellules Télémac type HCV avec compensationdont le principe consiste à mesurer la pressiond'un coussin hydraulique par un capteur de pres­sion à corde vibrante" Ce type d'appareil peutatteindre une précision de 10-3 MPa et demeurepeu sensible à la température

Les contraintes dont le revêtement définitifsont estimées à partir des mesures de dêforma­tion du béton par cordes vibrantes Télémac C11 0,couramment employées pour l'auscultation desouvrages d'art Le repérage des cordes est indi­qué Sur la figure 33 sachant qu'une corde inerte,isolée du champ de contrainte, permet de discer­ner les effets cumulés du retrait et gradient ther­mique Pour les variations de température à longterme, les déformations sont corrigées par lecoefficient de dilatation différentiel acier-béton

Les informations de l'ensemble de cet appareil­lage sont centralisées vers une niche spéciale­ment aménagée pour faciliter les mesures unefois l'ouvrage en service

10,2,· Résultats

L'ensemble des mesures est stocké sur ordina­teur, puis traité, et les résultats présentés sousforme graphique, (Fig, 34-35)

En ce qui concerne la contrevoùte, on observeun début de sollicitation du revêtement à 240jours pour atteindre une pression de 0,1 MPa à500 jours Si le module différé du béton est estiméà 16 000 MPa, la contrainte mesurée dans leszones latérales de la contrevoûte serait enmoyenne de 1,5 MPa, On observe une stabilisa­tion qui est vraisemblablement momentanée etliée à l'influence de variations thermiques saison­nières induites par la ventilation naturelle

Pour l'auscultation de la voûte, l'interprétationdes résultats est plus délicate En effet, si lescontraintes dans le béton sont du même ordre degrandeur que celles mesurées en radier, les cel­lules de pression n'indiquent pas encore de solli­citation significative, Il faut dire que la mise encontact béton-cellule-terrain est plus facile à réa­liser en radier qu'en voûte

Les mesures seront poursuivies lors de l'exploi­tation en liaison avec les sociétés concession­naires SAPRR, L'ensemble de l'auscultation encontrainte et déformation constitue le dispositifde surveillance du tunnel L'interprétation des

DECQRES -M......... 1

Df:OfOES l'1PA .... 1

o,. 0m·

~/-------,

o CEllUlE~ DE PRESSIONClCOROES ~IBR"NrES

,)- < - 1G~2

.,1- ..,,,-.1602

-,- ,,"PE.<IUO, .'" Ou ""ON

-M(), ''''UliS """>;1110/_1(1'

MO'\' CHlULES ., 9O?1 "'

-- "'le••.,u", '0' pu "<10"- "'0' 'ntu"5 'J." ",.,'"

..a, 'nlUct' ","""

_ ~L'" toRD" ".""••••• "",. COROfS ".,'_ ..

o Q"

L'ensemble des travaux de genle civil a étéachevé fin 1985, soit environ un an avant la dateprojetée de mise en service Cette année estnécessaire pour la mise en place des équipe­ments d'expioitation, éclairage, ventilation,signalisation, télévision, télétransmissions, leurgestion étant assurée à partir du poste decontrôle central de St-Martin-du-Fresne quigèrera également les équipements de tous lesouvrages d'art exceptionnels de la section

Long-term stress me:asuring section at PM 1 502

Fig 34 - Ausculation du revetêment en radier

Monitoring in the vault lining

Fig 33 - Section de mesure de contraintes à long termedu PM 1 502

Fig 35 - Auscultation du revêtement en voûteEquipment works under progress

220

mesures effectuées lors de la èonstruction per­met de fixer des seuils d'alerte En effet, suivantl'analyse effectuée au paragraphe 8.3, 70% desdéformations différées devraient être atteintesdans un délai de cinq ans, la convergence rési­duelle étant de l'ordre de 8 mm à tOO ans

CONCLUSION

La démarche globale appliquée lors de laconception de ce tunnel a donné des résultatsencourageants. Elle consiste à établir le modèlede comportement du massif rocheux avant laconstruction de l'ouvrage, pour dimensionner lesoutènement immédiat et le revêtement définitifLa validité de ce modèle est ensuite vérifiée pardes mesures lors de la construction

Cette approche n'a été possible que grâce à laréalisation d'une galerie de reconnaissance etd'un rameau d'essais

Le coût de telles investigations est élevé, envi­ron 8% du montant des travaux de génie civil dutunnel, et l'éco,!omie induite est difficile à chif­frer En contrepartie, les difficultés et lescontraintes ont été appréhendées suffisammenttôt pour que ies méthodes et les procédés d'exé­cution les prennent en com pte avant le début destravaux

Ainsi, le Tunnel de Chamoise a été réalisécpnformément aux prévisions de coût et dedéiai, grâce à ces techniques, mais aussi grâce àtous les hommes qui les ont mises en œuvre

REFERENCES

1,.- HINGANT P. et LEGRAND M.Ten years of French Motorways TunnelsTunnelling 82, BRIGHTON

2 .. - DIDIER G ..

New cell for study of swelling soils4th International Conference on Expansive Soi/s,DENVER 1980

3.- NGUYEN MINH D., HABIB P .. etGUERPILLON y

Time dependent behaviour of a pi/ot tunnel dri­ven in hard maris - Design an performance ofunderground excavations CAMBRIDGE 1984

4.. - PANET M.. et GUENOT A.

Analysis of a convergence behind face of a tunnel- Tunnelling 82, BRIGHTON

5,.- SULEM J,.

Comportement différé des galeries profondes ­Thèse, ENPC 1983

6.- GUERPILLON Y. et ALLAGNAT D..

Mesures géotechniques effectuées lors de laconstruction du tunnel autoroutier de Chamoise­Congrès AITES, FLORENCE 1986

7,.- HINGANT P,

A-40 - Tunnel du Vuache - Etanchéité d'extradospar feuille PVC - TOS n' 62, MARS-A VRIL 1984

221

préface du Président de l'AFTES

TOS

L'adhésion de l'ensemble de la professionautour de ce programme est à noter particulière­ment outre l'apport très important que celareprésente pour le financement du programme(quelques 10 millions de francs hors taxes), elleconfirme l'intérêt du thème de recherche proposéet la possibilité de monter en France une opéra­tion rassemblant les publics et les privés, lesgrands organismes nationaux et les autres.

Sur ce point le voudrais insister plus particuliè­rement sur la participation des villes et des COm­munautés urbaines (Paris, Lyon, Marseille, Nice,Bordeaux, Strasbourg) ou d'autres collectivitésterritoriales (Conseii Général des Hauts de SeineqUi ont pris conscience de la nécessité de réaliseren souterrain, quelque soit la nature du sol, desouvrages qui jusqu'àlors étaient construits à cielouvert, pour pouvoir respecter les nécessités derespect de i'environnement

C'est vrai pour les grands tunnels (métro, pas­sages routiers), c'est vrai aussi pour les ouvragesde plus petite section (assainissement, galeriestechniques, réseaux divers), comme on peut leconstater en RFA (le gouvernement a subven­tionné la construction de 14 mini-boucliers pro­totypes), en Grande Bretagne (qui publie unerevue spécialisée. Micro- Tunneling) ou au Japon(on y construit queiques 150 mini-boucliers paran)

Je suis persuadé que d'autres collectivités ter­ritoriales viendront rejoindre les rangs de «Tun­nel 85-90", de la même façon qu'elles serontintéressées par les Journées d'Etudes quel'AFTES organise les 21, 22et 23 octobre 1987surle thème. Collectivités Territoriales et Utifisationdu sous-sol

Enfin le dois souiigner l'appui très important duMinistre de l'Equipement, M Méhaignerie quinous a assuré de l'engagement - en particulierfinancier - de son département pour cette affairequ'il soutiendra lusqu'à son terme

Bon vent donc pour «Tunnel 85-90"

R Waldmann

A l'heure de son lancement effectif, il m a parusouhaitable de présenter le Projet National deRecherche dév(floppement «Tunnel 85-90" auxadhérents de l'AFTES et aux lecteurs de Tunnelset Ouvrages Souterrains

L article de M. BéjUi préCise le montage, lesobjectifs, ie programme et le budget de cet opé­ration dont la conduite a été confiée à l'AFTESpar le Ministère de l'Equipement du Logement, del'Aménagement du Territolfe et des Transports

Mais je voudrais rappeler d'abord l'histOriquede l'affaire et insister ensuite sur certains pointsqui me paraissent importants

Dès 1981 M Lupiac, alors Président de l'AFTESavait proposé, en réponse à une enquête lancéepar la DA El, de monter une action de recherchessur le thème du creusement des tunnels en ter­rain meuble et aquifère, en offrant les services del'AFTES pour conduire une telle opération

RéUniS à Lyon en novembre 1984 à l'occasiondes Journées Internationales d'Etudes del'AFTES les maitres d'ouvrages des chantiersmettant en œuvre des boucliers préssurisés(SNCF, Communautés Urbaines de Lille et deBordeaux, SEMAL Y) ont permis de concrétisercette proposition en acceptant de supporter unepart importante du financement de l'opération etde permettre, comme support de cette étude,l'utilisation des informatIOns recueillies à l'occa­sion du déroulement de leurs chantiers

Dans sa séance du 9 janvier 1985 le Comitéd Of/entation de la Recherche en Génie Civil(CORGEC) préSidé par M Chapon et la DAEI,confiaient officiellement à l'AFTES la direction duProjet National, baptisé «Tunnel 85-90"

L action conduite par l'AFTES et plus préclse­ment par M Béjui désigné comme Directeur duProjet National «Tunnel 85-90" a permis de ras­sembler autour de ce programme, une cinquan­taine de participants, parmi les maÎtresd'ouvrage, les maÎtres d'œuvre, les laboratoires,les bureaux d'études, les entrepreneurs concer­nés ou intéressés par le creusement des tunnelsen terrain meuble et aquifère

222

le projet «Tunnel 85-90»

creusement des tunnels en terrain meuble et aquifère

Un projet nationai de recherche et développe­ment dans le secteur du génie civil vient d'êtrelancé sous le nom de «Tunnel 85-90"

il a pour ambition de mieux faire connaitre enFrance la technique du bouclier pour le creuse­ment des tunnels en terrain meuble et aquifèreCette technique qui présente de nombreux avan­tages par rapport aux solutions concurrentes, auplan technique, au plan de la protection de l'envi­ronnement, au plan des détails de réalisation etau plan économique, est encore peu utilisée enFrance alors qù'elle a fait l'objet au cours desdeux dernières décennies d'un développementrapide avec la mise au point de boudliers à bouebentonitique ou de boucliers à pression de terreen Grande Bretagne d'abord, en AllemagneFédérale ensuite et enfin et surtout au Japon

S'il faut bien admettre que la géographie et lagéologie de notre pays et plus précisément lanature du sous-sol de nos grandes aggloméra­tions sont moins incitatives pour l'usage du bou­clier que dans d'autres pays (Londres,Hambourg, Anvers, Tokyo, etc ), il n'en reste pasmoins que le retard actuel de notre pays dans cedomaine est préjudiciable tant au développementdes travaux souterrains en France qu'à la compé­tivité des entreprises françaises à l'étranger, faceà la concurrence Internationale

Cependant, les deux dernières années ont vu,grâce à des maitres d'ouvrage et des entrepre­neurs dynamiques, le lancement en France decinq grands chantiers mettant en œuvre des bou­cliers pressurisés, pour la plupart de constructionétrangère, à savoir (par ordre chronologique) :

1) Métro de Lyon, ligne D, section sous-fluvialeGuillotière-Saint -Jean

- maltre d'ouvrage, maitre d'œuvre: SEMALy

- mandataire du groupement d'entreprises:Dragages Travaux Publics

- diamètre de creusement: 6,50 m

- longueur à creuser: 2 x 1 250 m

- bouclier à boue bentonitique allemand

2) Tunnels de Villejust, ligne nouvelle 2, TGVAtlantique

- maltre d'ouvrage, maltre d'œuvre: SNCF

- mandataire du groupement d'entreprises:SGE

- diamètre de creusement: 9,25 m

- longueur à creuser: 2 x 4 950 m

- 2 boucliers à boue bentonitique allemands

3) Métro de Lille, ligne 1 bis, lot 3

- maitre d'ouvrage: Communauté Urbaine de

- maltre d'œuvre: SOFRETU

- mandataire du groupement d'entrepriseMontcocol

- diamètre de creusement: 7,50 m

- longueur à creuser: 3535 m

- bouclier à boue bentonitique allemand

4) Métro de Lille, ligne 1 bis, lot 8

- maltre d'ouvrage: Communauté Urbaine deLille

- maltre d'œuvre: SOFRETU

- mandataire du groupement d'entrepriseBouygues

- diamètre de creusement: 7,50 m

- longueur à creuser: 850 m

- bouclier à boue bentonique japonaisconstruit en France sous licence par Fives-Call­Babcock

5) Collecteur d'orage Cauderan-Naujac àBordeaux

- maltre d'ouvrage: Communauté Urbaine deBordeaux

- maltre d'œuvre: Lyonnaise des Eaux

- mandataire du groupement d'entreprises:Chantiers Modernes

- diamètre de creusement: 5,10 m

- longueur à creuser: 1 950 m

- bouclier à air comprimé avec projection deboue bentonitique sur le front de taille, conçu etconstruit en France par CSM Bessac,

Pour répondre aux recommandations du COR­GEC (Comité d'Orientation de la Recherche enGénie Civil) présidé par M, Chapon, il a parusouhaitable à l'Association Française des Tra­vaux en Souterrain (AFTES) qui a pour vocationla promotion des travaux souterrains en France,d'exploiter l'opportunité offerte par la réalisationsimultanée en France de ces cinq grands chan­tiers pour proposer la réalisation d'un pro­gramme de recherches permettant une mise àniveau des connaissances dans le domaineconsidéré, un développement de procédésencore peu utilisés dans notre pays, le perfec­tionnement de techniques ayant fait leurspreuves à l'étranger et la promotion d'une fiIIièrefrançaise pour la construction de boucliers

Ce programme est né de la volonté des maitresd'ouvrage, maltres d'œuvre et entrepreneurscités plus haut qui ont bien voulu assumer unepart très importante du financement de l'opéra­tion et permettre l'utilisation comme support decette étude des informations recueillies à l'occa­sion du déroulement de leurs chantiers

223

224

[..es principaux thèmes dé recherche sont lesSUivants:

- le soutènement liquide du front de taille- le marinage hydraulique pour l'évacuation

des déblais- le traitement et la séparation des boues-la réalisation du revêtement du tunnel compa-

tible avec la technique de creusement au bouclier- le positionnement et le guidage du bouclier- le contrôle et la prévention des tassements du

sol

- la détermination des caractéristiques d'unbouclier polyvalent

D'autres thèmes de réflexion seront proposésaux participants du programme, et développés enfonction de l'intérêt qu'il pourront susciter

Parmi ces thémes, on peut citer les suivants:

a) Au titre de la fonction ..excavation» du bouclier:

- énergie spécifiqué pour l'abattage du terrain,rendement des différents types de boucliers(boue, pressionlerre, boue lourde, mécanique);

- orientation diJ plan de la tête de coupe parrapport il l'axe du tunnel;

- diamètre de la tête de coupe par rapport audiamètre du bouclier;

- formes, dimensions et dispositions des diffé­rents types d'outils de coupe: pics, couteaux,crayons, molettes, usure, durée de vie;

- passage au bouclier en terrain plus dur: jus­qu'ou peut-on aller avec les outils habituels;changement des outils par l'arrière de la tête; casde la craie, granulométrie du marinage;

- installation d'un concasseur ou d'un piége ilcailloux dans la tête de la machine;

- bouclier non circulaire;

- recherche d'une machine ((tous terrains"

b) Au titre de la fonction ..soutènement du frontde taille» :

- bouclier il la bentonite, bouclier il pression deterre, bouclier il boue lourde, bouclier il air com­primé, bouclier mécanique il ouvertures régla­bles : préconisations de choix en fonction descaractéristiques hydra-géologiques des terrainstraversés et de l'environnement (site urbain ounon);

- bouclier il air comprimé: projection de boueou de mortier;

- bouclier il la boue: technique allemande(bulle d'air) et japonaise : comparaison, apprécia­tion, propositions françaises;

- soutènement liquide: densité de la boue parrapport il la perméabilité du terrain, constructiondu cake, vitesse de rotation de la tête de coupe,tenue du cake hors boue sous air comprimé;essais au perméamètre de l'ENTPE

c) au titre de la fonction ..soutènement latéral» :

- effort de poussée pour le déplacement dubouclier: frottement du métal sur le terrain, avecou sans boue; autre solution de lubrification; casde dilatance du terrain;

- mesure des pressions entre la jupe du bou­clier et le terrain;

- diamètres relatifs de la tête de coupe et dubouclier;

- suralésage : ovalisation;

- conicité du bouclier;

- joint voussoirs-jupe: caractéristiques, consti-tution, épaisseur, nombre, durée de vie, usure,possibilité de remplacement, joint hautepression

d) Au titre de la fonction ..marinage» :

- marinage hydraulique: circuits de boue et demixture: vitesse critique, diamètre des tuyaute­ries, caractéristiques des pompes; abrasion destuyaux; usure du matériau: variation de la granu­lométrie pendant le transport;

- traitement des mixtures; récupération, régé­nération des boues; caractéristiques des bento­nites, en fonction de la granulométrie du terrain;

- traitement des boues en galerie, il l'arrièreimmédiat de la machine;

- traitement des blocs: concasseur dans lachambre d'abattage;

- vis d'Archimède : dimensions, puissance,débit possible, capacité granulométrique, abra­sion; vis à ruban;

- marinage pâteux (essais il Lille)

e) Au titre du ..revêtement du souterrain» :(en collaboration avec le Groupe de Travail n'?

de l'AFTES)

- béton mis en place sous pression il l'intérieurde la jupe: références allemandes, expériencesfrançaises, caractéristiques du béton; fibresmétal, verre, plastique; pression de mise enoeuvre du béton; technologie de mise en oeuvredu béton; pression engendrée dans le sol par lapression du béton;

- béton coffré et coulé il l'arrière du bouclier;

- voussoirs: constitution: béton armé, béton defibres, béton mixte, fonte, acier

• géométrie: anneaux biais, spirale, voussoirstrapézoidaux : pression des dimensions, tolé­rance positionnement des joints

• étanchéité: joint d'extrados, étanchéité d'in­trados

• boulons, tiges, clavettes, tirefonds, clés depositionnement; cas des galeries hydrauliques

• boulons normaux, boulons biais

• injections de blocage: en deux phases ou enune phase; points d'injections; caractéristiquesdu mortier ou coulis injecté

• érecteursde voussoirs: différents types; robo­tisation

• comparaison béton coulé en place par rap­port aux voussoirs: cout, délai, étanchéité, tasse­ment; pression d'extrusion du béton et pressiond'injection du bourrage

• revêtement poussé

• calculs et mesures in situ:

norme allemande (traduction CETu)

méthodes de calculs (Muir Wood, etc)

instrumentation sur revêtement en place

essais sur anneaux de voussoirs ou de bétonextrudé

corrélation plus calculs par rapport auxmesures in situ

TOS

- cotisations de 50 participants:50 x 200 KF = = 10 MF (HT)

= 12 MF_ 26 MF

g.~. &- - 5 JU1M lSBB

- participation escomptéedu MELATT (dont 2,1 MF, HT au titredu budget 1986) = 4 MF

- participation des cinqchantiers-suppo rts

TOTAL (Hors Taxes)

.5e A/:, ,,_ ,/'J ~.,., ... < .1• .2;.",,,,,"~ /~.,;"".,"-J .4. ~.:&.:..,

",c. .t.. g:>.~.At

Selon les stipulations de la Charte de «Tunnel85-90.. signée par tous les participants, lesconnaissances recueillies à l'occasion du pro­gramme leurs sont réservées en exclusivité

La caution que l'Etat apporte au programme ­«Tunnel 85-90.. est assurée par la lettre que M.Méhaignerie, Ministre de l'Equipement, du Loge­ment, de l'Aménagement du Territoire et desTransports a adressé le 5 juin 1986 au Directeurdu Projet National. «Tunnel 85-90.. pour dire legrand intérêt qu'il attache à cette forme d'action,dont l'ampleur financière et la multiplicité desparticipants lui confèrent un caractère exem­plaire et apporter tous ,les apaisements quant àl'engagement - en particulier financier-du Minis­tère de l'Equipement pour cette affaire qu'il sou­tiendra jusqu'à son terme (lettre photocopieci-jointe)

incidences des vibrations 'generees par lematériel roulant sur les caractéristiques duterrain

incidence du creusement d'un deuxième tube surle premier rèalisé précédemment

f) Au titre du «pilotage du bouclier.. :

• systèmes de pilotage

• accostage de deux boucliers

• tunnel et stations de métro

• tolérances de pilotage en alignement droit eten courbe pour les tunnels ferroviaires et lesmétros

• systèmes de détermination de la position etde la direction du bouclier; méthodes de pilotage;pilotage automatique

Le Directeur du Projet est assisté dans sa tachede préparation et de suivi du programme d'essaispar un Comité Scientifique de onze membresreprésentant respectivement le Centre d'Etudesdes Tunnels (CETu) ainsi que les maîtres d'ou­vrages, les maîtres d'œuvre et les groupementsd'entreprise des cinq chantiers constituant lesupport de l'opération, (voir encadré) tableau

Le Projet National «Tunnel 85-90.. d'une duréeprévue de quatre ans est lancé avec un budget de26 millions de francs HT (31 MT, TTC) La réparti­tion de ce total selon les différents thèmes derecherche est la suivante:

25%

24%

13%

}---- 1Ib'I!llrur HenrI lIS1UJDl~~ du Proje1. NIollono.l"'IlHlE1 85-90"M5OClalion ~1~ ""s Trav."" ~ Sout~rn1n(A.1'.'f.E.S.)

AUXb:n!! ""'w"" aSHC r15, ~ TUver5j~n

15171 PAlUS CIDEX 11

Je u .."" .. "A"'ler votre sHention .ur l' 1Jrp>t't&1>::e de1 effort f.lnancler e<>l1.'!enU pu ""'" MW.ter!! .u titre de cetteop!raUon. çet effort ".t ~Iont'lel ... un double titre : rares sontle! op!ratic<UI gui OI>t btnHlcJt d'~ aide "'une telle 41T1'1~. Cetle~';:'::f;e=,~:uç~~ant,I>'l pooree!lu'J!' notable de llaI ~t de

Je llOUhalte. de uU.. lf'olfl1ere. rli" ......r rorplHerent le,••due. cl "<"'U9" llUr J '~qenent de l Etat dans œtte op!raU.,.,

de ...5 &en~~~ fe~~":~~r.~~: """"'I~ l~ DIrKteur 1 ~mIOll

Je VO\15 confirme ~l~t tC'Jt 1 1l1ttr~l ~ p.-t.sen~ a .....}"''''' 1" c"f~l Pflr l'a.t ..l pu le, utlllutew:s -quJ sont"11.<51 1". ~f1clau.."- de ~H.. op!,ation-au titn de 18'l"'!Ue jevous ral'P"llt qu'~ """"" de 2.~Il~.(lOO r""l"" ~.ws pret" ~goer~lal_nl- .. ele pr~ 512< II> bIlI:l~t 19B6 de llan~l.

Jed~ a ""'" RtvJe,," de fdu dIligence p:>Ilr~::~~tlon de ~ ~tlon deslJ.nH .. p'r-tt.re l ''"''9"goment df 01'

- instrumentation des boucliers

- soutènement liquide

- marinage hydraulique,séparation des boues

- comportement du sol etdu revêtement 17%

- revêtement béton extrudé 6%

- revêtement voussoirs fonte 4%

- pilorage bouclier 6%

- divers 5%

Le financement de l'opération est prévu actuel­lement de la façon suivante:

LE COMITE SCiENTIFIQUE DE "TUNNEL 85-90"

CETuSEMALYSNCFCUD LilleSOFRETU-RATPCU BordeauxLyonnaise des EauxEntreprises LyonEntreprises VillejustEntreprises Lille 3Entreprises Lille 8Entreprises Bordeau.x

Titulaire 1er Suppléant 2ème Suppléant

M Péra M Schwenzfeier M EtienneM Ferrand M Bouyat M TalichetM Gandil M Izard M AndréM Guilleminot M Neuzy M RoyerM Vincent M De la Ménardière M Mauroy

M Guichard M Champetier de Ribes M Vilaldach

M Fraissinet M Nivot M MorcretteM Gesta M Rossignol M GuillaumeM Picard M Granier M DescourvièreM Hurpin M Crispino M FavoM Bertrand M Bessac M Fontaine

225

Direction du projet: AFTES - TUNNEL 85-90Cio SNCF Equipement SE - 15, rue Traversière 75571 PARIS - Cédex - Tél (33)(1) 43 414008

Secrétariat du comité scientifique CENTRE D'ETUDES DES TUNNELS109 Av S Allende - BP 48 - 69672 BRON Cedex - Tél 7841 81 25

226

L'AFTES a reçu notification de la DAEI le 24juin 1986 de la Convention relative à la participa­tion de l'Etat à la première phase du programmede 2,5 millions de francs TTC

..Tunnel 85-90» a été constitué dans le cadre dela procédure des Projets Nationaux deRecherche en Génie Civil organisé par la Direc­tion des Affaires économiques et Internationales(DAEI) du Ministère de l'Equipement, du Loge­ment, de l'Aménagement du Territoire et desTransports pour permettre à des organismes quis'intéressent au même sujet de réaliser ensembleun programme de recherche appiiquée

Bien que ces chantiers ne fassent pas partieintrinsèque du programme ..Tunnel 85-90» suitégalement, au plan technique, les chantiersconduits à l'étranger par des entreprises fran­çaises, en particulier:

- métro de Singapour: chantier Campenon-Bernard

- métro de Singapour: chantier Borie-SAE

- métro de Caracas: chantier SPIE

Il est important de noter que si les ouvrages quiconstituent le champ d'expérience de ..Tunnel85-90» sont de grandes dimensions - s'agissantpour la plupart de tunnels de métro ou de cheminde fer - il n'en reste pas moins que l'expérienceque l'on doit tirer des essais, des mesures, desconstatations qui y seront faites s'appliquenttotalement aux ouvrages de plus petite section,(collecteurs, égoûts, galeries techniques), ce quiexplique l'intérêt pour ..Tunnel 85-90» de nom­breuses villes ou communautés urbaines. Latechnique du mi-bouclier (diamètre 0,6 m à 3 m)fait l'objet actuellement d'un développementtrèsimportant en République Fédérale d'Allemagne(le Gouvernement a financé la construction de 14prototypes). au Royaume Uni (lancement de larevue spécialisée ..Micro-Tunneling») et surtoutau Japon (plus de 150 mini-boucliers construits

chaque année)

C'est l'ambition de ..Tunnel 85-90» de contri­buer à une meilleure connaissance des techni­ques de boucliers prêssurisés dont l'utilisationd'abord, la conception et la construction ensuite,devraient se développer en France à l'exemple dece que l'on peut constater dans d'autres grandspays industrialisés, le respect de l'environnementimposant de plus en plus de réaliser en souterrainet en terrain difficile des ouvrages exécutés aupa­ravant en tranchée ouverte

Le montage et la conduite du programme ontètè confiés à l'AFTES qui assure le rôle d'orga­nisme support du financement et de gestionnaireadministratif de l'opération L'AFTES a désignéM. Henri Béjui, l'un de ses Vice-Président, commeDirection du Projet National ..Tunnel 85-90»

L'AFTES a pu réunir autour de ce programmeune cinquantaine de participants parmi les maî­tres d'(,uvrage, les maîtres d'œuvre, les labora­toires, les bureaux d'êtudes, les entrepreneurs,les constructeurs concernés ou interessès par lecreusement des tunnels en terrain meuble etaquifère, dont:

- une vingtaine de maitres d'ouvrage et maitresd'œuvre

- une dizaine de laboratoires et bureauxd'études

une vingtaine d'entrepreneurs etconstructeurs

Dans la première catégorie, il faut signaler laprésence, outre les grands donneurs d'ouvragenationaux (SNCF, EDF, RATP, etc .... ) celle desvilles ou communautés urbaines (Paris, Lyon,Marseille, Nice, Strasbourg, Bordeaux, etc ).

Le Comité Directeur du Projet National ..Tun­nel 85-90» qui rassemble tous les participants estprésidé par M. J.L Picquand, Président duComité Technique de l'AFTES

TOS

Bordeaux: tunnel du Cauderan-Naujac

Monsieur Pierre Megaignerie,Ministre de l'Equipement, du Loge­ment, de l'Aménagement du Terri­toire et des Transports, et MonsieurJacques Chaban-Delmas, Présidentde l'Assemblée Nationale, Présidentde la Communauté Urbaine de Bor­deaux ont visité, le 3 octobre 1986,accompagnés de plusieurs Eluslocaux, le chantier de la conduiteforcée du Cauderan-Naujac àBordeauxLe tunnelier CS. M. Bessac, des­cendu la veille dans le puits dedépart, a pu être examiné dans sesmoindres détails

Oualifiant ce chantier d'exemplaire,Monsieur le Ministre a confirmé qu'ilétait retenu parmi les grands travauxdu Projet National «Tunnel 85-90»,avec le métro de Lyon, le tunnel duT G.V et le métro de Lille, et bénéfi­cierait ainsi des aides de l'Etat

Monsieur le Président Chaban­Delmas et Monsieur le MinistreMehaignerie ont été très satisfaitsde constater qu'une machine d'unetelle importance avait été conçue etréalisée entièrement par une entre­prise française

le 22 octobre 1986

métro de Lillelot 8de la ligne1 bis

Le bouclier à pression de boue,fabriqué par FCB et mis en œuvrepar l'entreprise Bouygues, a débou­ché le 26 septembre 1986 dans lafuture station Kennedy de la ligne 1bis du métro de Lille

Le creusement de ce premier tron­çon de tunnel 6,80 m de diamètreIntérieu r et long de 330 m a débuté le6 JUin 198r>. lia été réalisé avec travailà,2 postes aux cadences jou rna­lleres moyennes suivantes:

juin 1986 - 1 m juillet 2 70 m - aout2,70 m 450 m septemb~e 8 m

La photographie du laboratoirePoteau illustre le débouché de lamachine au travers de la réservationlaissée dans la paroi en béton de lastation

227

M .. PANETPrésident de SIMECSOL, Professeur adjoint de Mécanique des solset des roches à l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées

2.- CARACTERISTIQUES DU SOUTENEMENT

pression de soutènement soit appliquée au frontde taille comme cela est réalisé avec les boucliersà air comprimé, à pression de boue bentonitique,ou a pression de terrain En première approxima­tion, la validité du calcul doit être limitée aux casoù:

al l'extension maximale de la zone plastiquederrière le soutènement est inférieure à 10% del'ouverture du tunnel C< < 1,2 si rd. est le rayonde la zone plastique •

b) "; - 1'r d ",

'" résistance en compression simple à courtterme du terrain,

Pf pression de soutènement appliquée au frontde taille

Le soutènement est constitué par un anneaumince d'épaisseur es et de rayon d'extrados r; ilest constitué d'un matériau dont les caractéristi­ques élastiques sont un modèle de Young Es etun coefficient de Poisson 0 s

Si à l'extrados de cet anneau s'exercent unecontrainte radiale û ,(g) et une contrainte decisaillement "j;,o(gj, le déplacement radialMsret le déplacement trangentiel '\Ysr peuvent êtredéterminés, si l'épaisseur es de l'anneau estfaiblevisà vis du rayon r par les équations:

En écrivant Ij r et r rt sous la forme:

et de même

1 "-." r [u,. u, "'" ,e ](3) L oJ".... " ~ r '1.. ~Vn. te

les équations (1) deviennent:

1.- CARACTERISTIQUES GEOMECANIQUESDU TERRAIN

La méthode convergence-confinement est pré­sentée d'une manière désormais classique enconsidérant un tunnel circulaire creusé dans unmilieu où les contraintes initiales sont homo­gènes et isotropes .. Lorsque ces conditions nesont pas respectées, l'ingénieu r a alors recours àdes modèles par éléments finis pour appliquer lesprincipes de la méthode convergence­confinement L'objet de cet article est de donnerdes formules explicites dans le cas d'un tunnel àsection circulaire lorsque les contraintes initialessont homogènes, mais ne sont pas isotropes.Pour l'application de la méthode convergence­confinement, il est nécessaire de connaltre lescaractéristiques géomécaniques du terrain, lescaractéristiques du soutènement et Les condi­tions de sa mise en oeuvre.

calcul du soutènementdes tunnels à section circulairepar la méthode convergence-confinementavec un champ de contraintes initiales anisotrope

On considère un tunnel circulaire de rayon rdont l'axe à une profondeur h Dans l'état initial,les contraintes sont telles que l'axe du tunnelcorrespond à une direction principale du tenseurdes contrai ntes; <r: et (i'; sont les contrai ntesprincipalesinitiales dans le plan orthogonal àl'axe du tunnel; on pose:

G""~ :. K o cr:Ko étant le coefficient des terres au repos

Dans de nombreux problèmes, où on peutconsidérer l'axe du tunnel comme étant horizon­tal, on fait l'hypothèse que <r; est verticale et estdonnée par l'expression:,

~; J. 'Il ~l

û: est alors horizontale et perpendiculaire à l'axedu tunnel

Dans le calcul ci-dessous, on suppose que leterrain demeille dans le domaine d'un comporte­ment élastique. Cette hypothèse est acceptabletant que les déformations non linéaires demeu­rent limitées derrière le soutènement mais aussien avant du frontdetaille Dans de nombreux cas,cela suppose qu'un soutènement rigide vis à visdes caractéristiques de déformation du terrainsoit mis en place immédiatement derrière le frontde taille; pour les terrains dont la cohésion estinsuffisante, cela suppose également qu'une

228 TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS N° 77 SEPTEMBRE - OCTOBRE 1986 TOS

-

( K'-C. -+ ~ ~\>~) Ui :0 ';I:

t K,! u, ~ '~-!J

2.K"c. (Ut~2.'Jz.) "'~

ou

Ksc, E. " est le module de raideur(~ ..V~ 1.) r

compression du soutènement et

~-MODULE DE RAIDEUR (MPa)

SQUTENEMENTen compI'essiou Ksc en flexion Ksf

a 2 050 9,8

b 580 0,23

en , 420 0,52

1

E.... 1:...,

Ksf = .e.. _\_\l~z"-r;; , est le module de raideuren flexion du soutènement

(Is module d'inertie de la section = e1 ), "~

Le soutènement peut donc être caractérisépar les deux modules Ksc et Ksf Il convient deremarquer que:

Ksc = -"-(.':- \'Ksf .. e.}

et que, par conséquent, si es«r, Ksfest beaucoupplus petit que Ksc

Fig 1

La notion de module de raideur en compres­sion et en flexion d'un soutènement peut êtreétendue au cas d'un soutènement composite,comprenant par exemple une ou plusieurscouches de béton projeté et des cintres métalli­ques Il convient alors de considérer un anneauéquivalent d'épaisseur es et de module de défor­mation Es conduisant en moyenne au mêmechamp de déplacements à l'intrados dusoutènement

Pour fixer les ordres de grandeur, le tableauci-contre donne les modules de raideur en com­pression et en flexion de trois types desoutènement

a) un soutènement par un anneau en béton de0,40 m d'épaisseur(Es = 25000 MPa, 'J s = 0,15)

b) un anneau par voussoirs en fonte assemblésd'épaisseur équivalente 15 mm(Es = 170000 MPa, 'V s = 0,3, Is = 1,7 X 10-5

m'lm)

c) un soutènement composite comprenant unecouche de 20 cm de béton projeté (Eb =5 000MPa, ~ b = 0,15) et des cintres HEB 140 espacésde 1 m .

Pou r ces trois types de soutènement, le rapport

K--ê.c est compris entre 200 et 2500Ksf

L'effort normal N et le moment fléchissant Mdans une section du soutènement sont donnéspar les équations:

1N d'M

<l,r + =","'

(5 ):'-. .lM <lN

= '"r db ""L'intégration des équations (5) en prenant les

expressions (2) pou r les composantes Ir, et 'C"des contraintes s'exerçant à l'extrados du soutè­nement permet de déterminer l'effort normal N etle moment fléchissant M en fonction de x, y, z

!N ~ f'r + 3,r \'Z.~.'Ilj)~2.e

(6)

M ~ ~r' (b-'~) ",<B

3.- LES CONDITIONS DE MISE ENOEUVRE DU SOUTENEMENT

Nous supposons que le creusement du tunnel sefait en pleine section et que la stabilitédu front detaille est assurée. Le soutènement est mis enœuvre derrière le front de taille et devient effectifà une distance d du front de taille, c'est-à-direqu'au-delà de d le soutènement s'oppose auxdéplacements de l'extrados de l'excavation

Dans la méthode convergeoce-confinement, ilconvient de définir un taux de déconfinement ;\ dà partir des déformations qui se sont produitesavant que le soutènement ne devienne effectif Lechoix de la valeur de À d constitue le problème leplus délicat; il doit en effet tenir compte de plu­sieurs facteurs:

- de la distance non soutenue d

- de l'extension de la zone décomprimée (3)

- des conditions de stabilité et éventuellementde soutènement du front de taille

A titre d'exemple, prenons le cas d'un tunnelcreusé à l'aide d'un bouclier à boue bentonitiqueavec pose d'anneaux de voussoirs préfabriquésdont le montage est réal isé sous la jupe d'unbouclier: la valeur de À d doit prendre en comptela pression de boue s'exerçant pour stabiliser lefront de taille, l'effet de soutènement temporaireexercé par la jupe du bouclier (celui-ci pouvantdifférer suivant la conicité de la jupe et l'éven­tuelle surexcavation de la téte de foration), les

229

Le calcul des déplacements en déformations

'k 0-; [ l "~o) - lU.) """ ]

1- 0-: l (" K.) '('_Ko) <.0>'.]

~"'- (I) • ~À. f (HK.) 11"; .':.'-t 'r'V 2 L f

T (~_.K.)t;>"(,-v)r1<o><e1û;,

~ vtr) • "-- :>-. ('_K.) r-,-.\'t-" 1.. lF 3

t l(~.2.V) trI] ",.mie If:

t~9 ~ cr; (~.,K" ),..;., 2.9

cr: K" (f~

{

"'r' ~.• ,," [(4. v) ~II" _"[>If l'i)f E r 6

E.. " f (li •~ ) ~~v [(4-") [>fi, - v l>\fr l

(8)

Les variations de Ir, et "" pendantlaphase(1) sont donc:

1 [>~,lI}" - ~ Àd.If~ [lhKo) - l4K.)<o><eJ

l ~L,,(I)" - .. À a If, (LK.).~<e

(Ir ~ (ïr

L. f& : t nt

Les valeurs de <J; et tco dans l'état (1) sontdonnées par:

L~ , _ "a l LKo)" If,o

.. " .', À a ('K.) r' If~,

En posant pour p = r

d'ou, les valeurs des constantes a, f, e des équa­tions (7)

d'ou

soit pour p = ravec

4,- SOLUTION ANALYTIQUE----------

L'établissement d'une solution analytique sup­pose plusieurs hypothèses simplificatrices:

- le terrain à un comportement élastiquelinéaire

- la variation des contraintes initiales sur lahauteur du tunnel est négligée (hypothèse d'untu nnel suffisament prafond)

- le poids propre du soutènement est négligéainsi que la déformation initiale après pose

Le champ des déplacements, les variations descontraintes et des déformations par rapport àl'état initial peuvent alors être déterminées encoordonnées cylindriques à partir de la fonctionbiharmonique

4'" ~lnr' (ef'.n=,>,e

conditions d'injection du vide entre le terrain etl'extrados des voussoirs, lorsque ceux-ci sontdégagés par l'avancement de la jupe

En l'état actuel, toutes ces conditions sontencore difficiles à analyser et les bureauxd'études doivent être prudentsdans le choix duparamètre À d Seules les mesures de conver­gence systèmatiques derrière le front de taille,couplées avec des analyses numériques permet­trant de mieux préciser les valeurs du taux dedéconfinement À d à prendre en compte suivantd'une part les méthodes de creusement et de sou­tènement, et d'autre part la nature des terrains

Dans le creusement d'un tunnel, on peut consi­dérer trois phases pour analyser l'interactionentre le terrain et le soutènement:

-la phase 1 qui fait passer de l'état initial (état 0)à un état intermédiaire, juste avant que le soutè­nement ne s'oppose aux convergences du terrainet qui correspond à la valeur" = -;,. d (état 1)

- la phase Il, pendant laquelle il y a interactionentre le terrain et le soutènement et qui fait passerde l'état (1) à l'état (2) correspondant à un équili­bre défini à partir des conditions de court terme

- la phase III correspond aux déformations dif­férées et à une relaxation des contraintes autourde l'excavation qui entraînent un chargementprogressif du soutènement jusqu'à atteindrel'équilibre final correspondant à des conditionsde long terme dé comportement des terrains

Dans le calcul ci-dessous, la phase III ne serapas abordée

(10)

~u..\," l r') ':,. ~ "'ci (f~. r(",.v) 'Z...

- (IKo)(3''')<.o>'·1

E -trr (1) < .:!. f..d. cr-: rIt'Y 2.

(hypothése de déformation plane Ex = 0)

Dans l'état initial

Ala fin de la phase 1 on considère que le soutè­nement est mis en place et bloqué contre le ter­rain et la phase Il correspond à la mise en charge

230 TOS

d'ou

( ,~ + R~ + ~ R~ )'"L ::~ (R. ';"I)('''...)(IoK.)If:

- \" ~ (,.'")Rd:J ~

+Rf l"'v) (, ".)("_K.) ":

4b - Cas du glissement parfait

Cette seconde hypothèse implique la conti­nuité du seul déplacement radial et la nullitéde lacontrainte de cisaillement:

{

lL, .Il"

lot 1 ~,U" St

rLL , =Il"

l 'C n = 0 soit z ~, 0

( -t + R~ T ~ R~ ) OL :: ~, lRe. + t R~)

(, x.) (••K.) ,,;

(15.) t ( •. l")R. '<1+ "('.v)".h= R.(.,v)(,.'l-.)(,.K.)";

l" ~(5·'")~d'à' l'+~ l,")fldyRf Ca.,") l'· "...) ('.K.) <r,

En posant

Rc =Ksc/2G

Rf = Ksf/2G

avec G = E/2 (1 + V) module de cisaillement duterrain

Rc et Rf sont respectivement les coefficients deraideur relative soutènement - terrain et com­pression et en flexion

En tenant compte de (4), (12), (13), (14) onobtient les relations:

Dans ce cas les équations (4), (12), (13), (14),conduisent aux équations:

Aa - Cas de l'adhérence parfaite

Cette hypothèse implique la continuité dudèplacement radial et du déplacement tangentielentre le sol et le revêtement soit:

( 15b)

f

x, y, z ètant les inconnues qu'il convient dedèterminer

Les variations des contraintes s'exerçant à l'in­terface entre le soutènement et le massif pendantla phase Il sont donc:

t>"c(il) = ,,- 'Î (U,~)": (,.K.)

,li' 'd' ?-~),,; (u<..)],",,,

,~ v,': \ 1"")1-l"v)~J•'i: (3.,") (, ' ...) ( .. K.) .-:

2f = [(~-'<l) - (,.)....)(LK.)"; Jr'

6,· L~.l~ - t (1' À~)( ,.K.)";]r'

Ui " _ L +,~ ,L Î\d.) \tll<o) (f:,~, U,' - ~ [IL") 'A . (, "h l

.. :'..('M)(,.'l-J)(•.K.)If;,

A ces variations du champ de contrainte cor-respondent des déplacements <l, (ri) "-, (II)

qu on peut écrire sous la forme:

Les paramètres a, f, e correspondant à cettephase Il sont donnés par:

•. [ ". H'.)....) (,.K.)";],'

progressive du soutènement au fur et à mesure del'avancement du front de taille; il ya interactionentre le massif et le soutènement

On suppose que dans l'ètat (2), les contraintesqui s'exercent à l'interface entre le soutènementet le massif sont donnèes par:

Dans l'état (2), les contraintes" r (2) et t,. (2)qui s'exercent à l'extrados du soutènemententraînent un déplacement radial'" " et un dépla­cement tangentiel v sr donnés par:

Les relations entre les déplacements à l'intra­dos du massif (12) et les déplacements du soutè­nement (14) dépendent des conditions decontinuité à l'interface entre le terrain et le soutè­nement; nous examinons successivement le casde l'adhérence parfaite et celui du glissementparfait

Les équations (15) permettent de déterminer x,y, z; on peut en déduire:

- les contraintes s'exerçant à l'extrados du sou­tènement (2)

_les déplacements u. sr et U-' SI du soutènementà partir de (4) et (3)

- l'effort normal N et le moment fléchissant Mdans toute section du soutènement à partir deséquations (6)

L'étude de l'infl uence de certains paramètres.du calcul est facilitée par les remarques suivantes

- x, y, z sont proportionnels à (1 - "d)

- x est proportionnel à (,. K,) "',

- y et z sont proportionnels à (1 - K,) "",

231

TOS

, , 50 500 '000(KPa) ,

RoCht.) 200 20 , 0,2

Rf(llf..} , 10-' 10-2 10-'

.' , 0,995 0,952 0,667 0,167., - 0·914 - 0 45} - 0 304 - 0,115li) Adbérence

p.aI"fllite f" - 0,777 - 0 712 - 0,590 - 0,.227

'" - 0 416 _7,58xl0-2 -8,25:1:10-3 -8,,':1:10-4b) Glissement

parfait 1: 0 0 0 0

------ --'----- '--

Ksc = 2 000 Mpa

Ksf = 10 MpaLe tableau 2 donne les variations des coefficients

<>( 1, 0(2, f3 2 pourun terraindemoduledecisaille­ment G, dont le coefficient de Poisson est priSégal à 1/3

dans les deux cas

Pour fixer les ordres de grandeur, considéronsle cas d'un soutènement dont les caractéristiquesde raideur sont:

(18)

( 16)

_1-['. t (uv) Ri ] "', • [',~(u.)l\d~,

.{ô"v) R1

BIBLIOGRAPHIE

Y== (;(2 (l-')..d) (l-Ko)(J'""l

z == ~2 (1 -l'd) (1 - Ka) (J""1

avec dans tous les cas

On peut donc écrire x, y, i sous la forme:

x .:= IX, (1 - }.d) (1 + Ka) If "1

1,- M" PANETLa mécanique des roches appliquées aux ouvrages de génie civil AA Ecole Nationaledes Ponts et Chaussées - Paris 1976

2 - AFTESRecommandations: Groupe de travail n° 7 Soutènement et Revêtement: emploi de laméthode convergence-confinement - Paris

3 - M" PANET - A" GUENOTAnalysis of convergence behind the face of a tunnel Tunneling 82 The Institution ofMining and Metallurgy - Londres 1982

4 - MUIR WOOD A"M"The circulaI tunnel in elastic ground - Geotechnique 25 n° 1 - Londres 1975

(17)

soit dans l'hypothè de l'adhérence parfaite

1-(L''''> R, "', - l' . "(,_v) R,J r,

soit dans l'hypothèse du glissement parfait

l0<, ~ ;~ ::\~1w,>Rd(17b)

r, ~ 0

Les coefficients sans dimenslonsO( 1,0( 2, f3 2ne dépendent que des caractéristiques de raideur(Ksc, Ksf) du soutènement et de déformation duterrain (E,v) ,

232

FONCAGE HORIZONTALPousse-tubes, miniboucliers, forage dirigé

Les contraintes de l'environnement en site urbain (maintien de la circulationautomobile, respect de la tranquilité des riverains) imposent de plus en plus deréaliser en souterrain les ouvrages d'assainissement et les galeriestechniques.

Plusieurs procédés peuvent être envisagés pour l'exécution de cesouvrages, en fonction des caractéristiques géologiques et hydro-géologiquesdu site En terrain meuble et aquifère, le problème du souténement est primor­dial pour limiter les tassements en surface: c'est le domaine privilégié dubouclier, qu'il soit classique, à l'air comprimé, à pression de terre ou à bouebentonitique, avec revêtement en voussoirs (béton armé ou fonte) ou bétonextrudé ..

Une autre solution existe pour les diamètres moyens ou petits: le fonçagehorizontal Dans cette technique, le revêtement se déplace en même tempsque l'avancement du creusement, sous l'effet de vérins de poussée installésdans le puits de départ Elle présente plusieurs avantages:

- gamme de diamètres très ouverte: de quelques centimètres à quelquesmètres;

- diversité des tubes constituant le revêtement: béton armé, acier, fonte,amiante-ciment;

- grande variété des terrains acceptant le procédé;- grandes longueurs possibles avec stations intermédiaires de reprise des

poussées;- utilisations variées: assainissement, galeries techniques, mais aussi pas­

sages pour piètons et même mini-tunnels routiersLa session d'études organisée sur ce thème par le CEIFICI avec le patronage

de l'AFTES a permis aux vingt deux intervenants réunis à cette occasion deprésenter à une centaine d'auditeurs cette technique déjà ancienne sous cesdifférents aspects (géologie, abattage et transport des terres, tubes, stationsde poussage, etc .) aussi bien en France qu'à l'étranger (Royaume-Uni, Répu­blique Fédérale d'Allemagne, Belgique, Japon), et d'évoquer également cer­tains procédés qui en sont proches ou y participent: tunnel foré parprécontrainte, fonçage sans butée, forage dirigé, mini-boucliers

A l'heure ou le gouvernement allemand subventionne la construction de 14mini-boucliers prototypes, ou l'on édite en Grande Bretagne une revue spécia­lisée sur ce thème "Micro-Tunneling» il nous a paru intéressant de présenteraux lecteurs de "Tunnels et Ouvrages en Souterrain» quelques unes desinterventions présentées au cours de ces journées CEIFICI, choisies pour leurintérêt technique ou leur originalité.

D'autres articles suivront dans les prochains numéros

Henri BEJUIIngénieur ETPVice Président de IAFTES

233

comparaison de différentes solutionspour la réalisation

de revêtement derrière un bouclier

234

M .. LAPORTE

Le souterrain traditionnel a fait place depuisquelques années à d'autres solutions couram­ment propos~es aux appels d'offres, soit parcequ'elles correspondent à des solutions de baseimposées par le Maitre d'Oeuvre, soit parcequ'elles font l'objet de solutions variantes pluséconomiques, présentées par l'Entrepreneur

A - PRINCIPAUX TYPES DE REVEMENTSREALISES DERRIERE UN BOUCLIER

1-Le fonçage: est un procédé de construction, ensouterrain, de galeries ou collecteurs circulairesde diamètres généralement compris entre 1met3m

Le procédé consiste à pousser, au fur et àmesure de l'avancement d'un bouclier, à l'aide devérins hydrauliques installés dans un puits, destuyaux:

- en béton armé,

- en béton âme tôle

- en amiante-ciment

- en fonte

2 - Le bétonnage à l'avancement: est uneméthode qui permet de construire immédiate­ment un ouvrage fini en béton coffré, coulé àl'abri de la jupe d'un bouclier

La jupe constitue le coffrage extérieur La lon­gueur de coulage correspond à la longueur de lajupe diminuée de la longueur de l'encastrement

Le coffrage intérieur est réalisé par des élé­ments métalliques autoporteurs sur lesquels sontrepris les appuis de poussée des vérins dubouclier

3 - Le revêtement en voussoirs préfabriquésbéton: permet la réalisation d'un ouvrage ter­miné, construit immédiatement dans la jupe d'unbpuclier, par assemblage d'élémentsprèfabriqués,

- soit en béton lissé utilisé pour la réalisationdes collecteurs,

- soit en béton alvéolé utilisé pour la construc­tion de galeries techniques ou destiné à recevoirultérieurement un revètement béton secondaireDans ce dernier cas les voussoirs sont considéréscomme simplement des éléments desoutènement

4 - Le revêtement en voussoirs fonte: est, jusq u'à­lors, une solution de revêtement nécesssitant lamise en œuvre, dans une dernière phasede bétoncoffré; le voussoir fonte ne constituant qu'un sou­tènement comme dans le cas précédent desvoussoirs béton alvéolés

••••B - DEFINITION DES CRITERESDE COMPARAISON

On suppose que l'utilisation d'un bouclier estbien adapté aux conditions géologiques duprojet

Cette hypothèse permet, alors, de dissocier enpartie, les probièmes liés au terrassement deceux intéressant le revêtement

On peut proposer de classer les critères decomparaison en trois chapitres:

- critères géométriques

- critères techniques

- critères d'exécution

1- Critères géométriques. Dans l'établissementd'un projet, il est nécessaire de déterminer:

La forme de l'ouvrage futur

Qui peut-être circulaire ou «à piédroits» selonqu'il s'agit d'un collecteur ou d'une galerietechnique

Le dimensionnement est déterminé dans le choixd'une solution de revêtement pour des collec­teurs de diamètre inférieur à 2m. En effet, lamécanisation des méthodes de revêtementdevient impossible dans les collecteurs de petitsdiamètres

Il faut, d'autre part, tenir compte du marchéfournisseurs

La fabrication des tuyaux béton de fonçage estlimité au diamètre 3m 20

Le tracé peut se présenter comme une suite d'ali­gnements droits entre rega,ds ou encore d'unecourbe

Actuellement, les revêtements voussoirs sem­blent mieux adaptés à la réalisation d'ouvrages encourbe

. Il faut signaler cependant qu'à l'étranger, lefonçage de tuyaux en courbe, est mis en œuvrede plus en plus fréquemment

TOS

-2 - Critères techniques

L'ouvrage doit répondre il un certain nombrede besoins et le jugement de la qualité de cetouvrage se porte en particulier sur:

Le fil d eau dont le revètement doit ètre lisse,régulier continu (ce qui n'est pas toujours le casquand il s'agit de collecteurs réalisés en vous­soirs ou le phénomène de ressaut prend toutesonimportance)

L étanchéité qui se révèle être une conditionessentielle il obtenir de part la définition même dela destination de l'ouvrage

Le respect des cotes du projet en altimètriecomme en plan Certaines méthodes de réalisa­tion de revêtement permettant de corriger immé­diatement les imperfections enregistrées auterrassement

La possibitité d'adapter la résistance de l'ouvrageaux contraintes de terrains successivement tra­versés notamment dans le cas de rencontresd'accidents géologiques, la faculté de renforcer,en cas de necessité, le ferraillage de l'ouvrage

3 - Critères d'exécution

Chacune des méthodes de constructiondécrites précédemment impose des contraintesd'exécution particulières dont il faut tenir comptedans le choix d'une proposition

Ce sont entre autres:

Les empnses de surface qui, en site urbain,posent des problèmes de plus en plus importants,quant il s'agit de supprimer une ou plusieursvoies de circulations, d'éviter, aux riverains lesnuisances de circulation et de bruit

La déviation des concessionnaires doit êtreprise en compte dans le bilan financier d'une opé­ration, or le sous-sol urbain est de plus en plusencombré

Aussi, toute solution permettant de réduire

l'emprise au sol des puits et l'importance desstockages devra être prise en considération

Les moyens matériels d'exécution

Pour les mêmes raisons décrites au chapitreprécédent, il est important de prendre en comptela puissance des matériels nécessaires il l'exécu­tion de l'ouvrage

Ce peut_être le cas de l'utilisation de puissantsmoyens de levage dans les chantiers de fonçagepar exemple,

La rapidité d'assemblage sur le site est un critèrede choix qui permet de mieux adapter la cadencede construction du revêtement définitif il lacadence d'avancement du bouclier

A priori, il est plus rapide descendre et d'emboi­ter un tuyau de 3m de longueur utile plutôt qued'assembler dans la jupe d'un bouclier plusieursvoussoirs béton ou fonte pour construire seule­ment O,m 60 d'ouvrage fini

La notion de travail continu qui permet d'adapterles moyens de la cadence de terrassement

Par exemple, le montage de voussoirs est indé­pendant de l'avancement d'un bouclier et on peutimaginer réaliser autant de mètres linéaires d'ou­vrage préfabriqué en voussoirs béton ou fontequ'il sera exécuté de mètres linéaires d'avance­ment au terrassement

Dans le cas du bétonnage il l'avancement, c'estla cadence journalière réalisable en béton coffré,qui fixera les moyens mécaniques deterrassement •

C - TABLEAU COMPARATIF

En reprenant les définitions des critères préci­sées au chapitre précédent et les principauxtypes de revêtements actuellement proposés, ilest possible d'établir un tableau sur lequel appa­raissent des appréciations symbolisées par unnombre croissant de points suivant que laméthode est mieux adaptée

'0 R M{ ".(UU,RE .."',,..OUVRHl: "0- "R ,U \.~ IR E •

(RI;~R~S JUSQu·~ . 1O~D ...m ClQGDI~€N liON

• ;:Q~D ...... ;~~Dmm ••GÉOMÉTRla~

OUVRAO[~. l~lOm.'"

.CIQ~E~[~l OR OIT cte eTR.d

,0 URBE •

'MPo~H"n

"\ .. ~<N5 ~. 'H:UTION

----~VËTEMENT

OUVRA GE ________

,i·. UPIC'!! o·~5H"a;'~Gl: SUR SITE

~:JEXECUTIONS ,~"Ht'B"['~ OH uo<Hts.. H',"'"'ct '1. HSS;:"!HT

fDNCAGE

Gee••

BéUllll1t VOUSSOIRS VCUSSiJIR5

i "'" RE'IETUS IHVÉTUSIEDN HHN IE'O.~

1IIIIUlient U5S1; uvULE '"=ON Tt

00 .. /D'Dit ..e .. Geeœœo•• 11>0 • œe .. ••e@e "'''' .. cee eeo

cee "0; ...."" 6> ""ece .. 00 .. o 'H' C0G

•• 00Q IIIC" CIU.

eeGl • ooeCCQ • • e",e000 • • œlU"œGœ ••oee •• •• ••oee •• •• ••

•• ••• ",co '''Il " o fH~ j

-TOS

D - CLASSEMENT DES SOLUTIONSDE REVETEMENTS DERRIERE UN BOUCLIER

En fonction de l'importance des critères fixéepar le Maitre d'Oeuvre ou l'Entrepreneur, letableau précédent peut être utilisé il mieux fixerun choix sur une solution de revêtement plutôt

que sur une autre

A aucun moment, cependant, il n'a été fait étatde prix de revient, or il est évident que la meilleuresolution n'est qu'un compromis entre le respectau mieux des qualités techniques de l'ouvrage finiet le coût de l'opération

235

Directeur de la Société Matériel de Fond et d'Industrie «M F 1"

TOS

Inl _

de po\l.41ic.(t,+t.+h)

LO"~\1'"'' ci .. ~",ih

Lp ' L~ + Lv •

'.. ,

Westfalia proposait jusque dans un passérécent un vérin d'un encombrement hors-tout de3,10 m ayant d'une part une course hydrauliquede 1900 mm et une prolonge mécanique mise enplace hydrauliquement de 1800 mm, soit 3700mm au total

Le nouveau vérin de poussée principale typeZT 91 permet désormais une course hydrauliquede 4000 mm grâce à la fonction hydrauliquedouble-télescope du vérin. Remarque: le 2èmeétage permet la même poussée de 300 t que le 1erétage

Cete particularité permet par conséquent depousser tous les tubes de longueurs comprisesentre 1 m et4,00 m sans interruption pour mise enplace des châssis intermédiaire Rappelons briè­vement les caractéristiques de ce nouveau typede vérin:

Encombrement minien position rentrée: 2850 mm

Poussée à 500 bars: 3 000 kN (300 t)

Course hydraulique 4 000 mm

Le nombre de vérins 300 t utilisé en stationprincipale sera essentiellement fonction dudomaine nominal et de la poussée admissible surles tubes.

2 vérins pour les diamètres 1 200 à 1 600 mm

4 vérins pour les diamètres 1 600 à 2 400 mm

6 vérins pour les diamètres 2 000 à 3 000 mm

8 vérins pour les diamètres supérieurs à 3 000mm

Fig. 2 - Station principale de pousséeMain driving station

P;'l~' .... c..a ...r- •• .lL ~I". S,ù- s~..\\.. f'lltttMioli.lir.

2.- MATERIEL DU FONCAGE HORIZONTAL

1.- INTRODUCTION

R.. COLLOMB

2..1.. station principale de poussée

L'un des paramètres importants du fonçagehorizontal est le puits de poussée Sa dimensionest déterminée essentiellement par la longueurdes tubes et par celle des vérins de poussée Il estsouhaitable, pour obtenir des performances enpousse-tubes, d\~liminer toutes les opérationssecondaires: la course des vérinsde poussée doitêtre au moins équivalente à la longueurdestubestout en présentant une longueur d'encombre­ment réduite

les matériels de fonçage horizontalde Westfalia Luenen

Les matériels pour fonçage horizontal de la StéWestfalia Luenen ont été introduits en France dès1968, date à laquelle a été créé le DépartementTRAVAUX PUBLICS de la Sté M.F 1, filiale fran­çaise de Westfalia

Nous proposons pratiquement tous les maté­riels.nécessaires au pousse-tubes pour les dia­mètres supérieurs à 1200 mm mais je neprésenterai que les composants essentiels denotre fabrication

Nous classerons les matériels en 3 catégories:

1,.1,. Les matériels propres au pousse-tubes:- station principale de poussée- station intermédiaire- trousse coupante

1,2.. les matériels d'aballage

1..3.. les matériels de marinage

Fig 1 Matériels propres au pousse tubesEquipment peculiar to the tube ·driver

6rovp4: hydu'llli9ul:

.----.-.--.--:-:-----.-7or-~;:'-'\0"" p"Jp'l<Trou4.... COllp .."t.. s~..hop\ ip\~"f"""c'df.a.;r.- - de Irou&~ic.i -'

236

A chaque type d'installation' correspond ungroupe hydraulique dont le débit permettra unevitesse de sortie des vérins de 17,4 cm/mtn:

2 vérins groupe de 22 Mmin = 22 kW4 vérins groupe de 2 x 22 .e!min = 44 kW6et8 vérins groupede3 x 22Mmin == 66 kWou 4 x 22 Rlmin = 88 kW

Les postes de commande permettent toujoursd'utiliser 2 ou 4 stations intermédiaires de pous­sée en plus des vérins de stations principales Ilssont conçus pour permettre d'alimenter alternati­vement 2 stations intermédiaires

L'anneau de poussée joue un rôle importantpour la régularité de poussée, Il doit en particulierêtre d'une grande rigidité afin d'effectuer unerépartition régulière des pressions sur le tube. Laliaison flexible entre vérins et poste de com­mande complète le matériel nécessaire à la sta­tion principale de poussée

2,,2, Station intermédiaire

Elle est constituée par une série de vérins dontla force totale de poussée doit être équivalente àcelle de la station principale,

Le vérin de station intermédiaire est conçupour accepter des pressions élevées. Il est montésur rotules afin de permettre les poussées encourse, même s'il ne s'agit que de simples cor­rections de directions

La station intermédiaire est commandée à par­tir du puits principal de poussée à partirdu mêmeposte de commande que pour les vérins ZT 91 de300 t

2,,3 Trousse coupante:

La trousse coupante est une constructionmécano-soudée constituée d'un sabot et d'unanneau de répartition de poussée s'emboitant surl'about dégarni du 1er tube

4 à 8 vérins directionnels permettent d'orienterla trousse de manière continue, si la direction estmatérialisée en permanence par rayon laser, surune cible de référence Toute l'hydrauliquenécessaire à ces opérations de correction estindépendante et l'hydraulique principale situéedans le puits de départ

Fig 3 - Station intrmedlaireIntermediate station

3,,- MATERIELS D'ABATTAGE:

La première machine d'abattage ponctuelle aété introduite en 1968 Depuis lors, les moyensd'abattage mécanisé se sont multipliés soit enutilisant des machines propres au pousse-tubescomme la TAUPE ou le FURET, machine pourtrès faible diamètre, soit en utilisant desmachines ponctuelles habituellement utiliséespour le creusement de galeries comme leRENARD ou le BLAIREAU, soit en montant àl'intérieur de la trousse coupante un bras demachine ponctuelle du type RENARD ou un brasde pelle articulée effectuant l'abattage et lechargement

Pour les faibles diamè1res, on intercalera entrele sabot et la trousse coupante et le 1er tube unejupe métallique appelée tube de travail

3.1" Trousse COuPante avecbras de machine ponctuelle

Pour des diamètres nominaux compris entre1500 et 2 000 mm, on utilise un bras de coupe dutype "RENARD.. dont la tête est entraînée par unechaîne à raclettes actionnée par un moteurhydraulique, Le bras est chariotable dans le senslongitudinal permettant ainsi l'abattage du frontdans n'importe quelle position de la tête decoupe, Les mouvements verticaux et horizontauxdu bras sont également hydrauliques Le charge­ment des terres est effectué par la chaine àraclettes et relayé par un convoyeur d'évacuationvers l'engin de marinage

La puissance totale installée est de 26,2 kW Lapuissance disponible sur le bras de coupe, com­prise entre 15 et 20 kW, permet l'abattage de ter­rains tendres dont la résistance à la compressionne dépasse pas 1200 N/cm'. Certés une stratifica­tion favorable permettra d'atteindre une Rc plusélevée, Le débit d'abattage est compris entre 5 et10 m3/h selon le type de terrain

3.2" Trousse coupante avecbras de pelle-rétro:

Le chassis-support du bras de coupe du type"RENARD" permet de recevoir en échange unbras de pelle-retro également actionné hydrauli-

Trousse coupanteCutting curb

237

238

quement et plus particulièrement destiné aux ter­rains boulants du type alluvionnaire Lechargement s'effectue sur un convoyeur à bandeou à raclettes dont le renvoi est positionné dans lesoc de la trousse coupante

L'effort sur la lame est de 16 kW Le débitd'abattage est comme pour le bras de fraise­chargeuse d'environ 7,5 m3/h

4 .. - MARINAGE:

Parce que le puits de poussée est d'un coûtrelativement élevé, essentiellement en raison deses dimensions importantes, l'Entrepreneurrecherchera d'en diminuer le nombre sur l'ou­vrage, donc d'effectuer la plus grande longueurpoussée à partir du méme puits

Nous savons que par les stations intermé­diaires la reprise des efforts de poussée est possi­ble, il reste donc à résoudre le problème dumarinage

Il faut bien garder présent à l'esprit que la sec­tion abattue en pousse-tube pour un diamètrenominal donné est bien inférieure à celle d'unegalerie trad itionnelle qui serait destinée au mêmeouvrage

Ex. : diamètre 1 600 intérieur, le diamètre exté­rieur du tube est de 2,00 m donc la section abattuede 3,14 m'Effectué en galerie traditionnelle, lemême ouvrage aurait au creusement au minimum4,5 m' soit 1,4 fois le volume à extraire mais celaveut dire aussi que l'exiguité de l'ouvrage ne per­mettra pas d'introduire des matériels suscepti­bles de faciliter le marinage

Ainsi en pousse-tube, pour permettre le croise­ment latéral de 2 rames de wagons, il est au moinsnécessaire de disposer d'un diamètre intérieur de2400 mm et guère moins pour effectuer la permu­tation de 2 bennes par superposition

Nous nous sommes donc orientés vers un mari­nage à grande vitesse et pour permettre cela nousavons imaginé une voie à guidage latéral élimi­nant toute possibilité de déraillement Il ne restaitdonc plus qu'à concevoir des matériels perfor­mants en vitesse et simples pour les phasesd'échange de bennes dans le puits principal

Le matériel de marinage en pousse-tubecomprend:

- des éléments de voies de longueur unitaire 2ou 3 m constitués par des U à ailes orientées versl'extérieur, entraxe 500 mm, et rel iés entre eux parune liaison rapide, brevetée, ayant fait despreuves dans les galeries de mine où ce principeest largement adopté

- des éléments de voies télescopiques pour lepassage des stations intermédiaires et le raccor­dement à la station principale de poussée

- un locotracteur à batterie à accus rechargea­bles possédant des roues de guidage latéralespositionnées à l'intérieur du profilé U

.2 moteurs de 2,5 kW de puissance unitaireconfèrent au locotracteur une vitesse maxi de 4m/sec et permettent une charge de 4000 kg pourun parcours sub-horizontal

• 1 commande par levier sur boitier à com­mande électronique détermine une très grandeprécision de conduite pour le positionnement dulocotracteur

.2 sens de marche évidemment par inversionde position du levier de commande

• frein électro-magnétique automatique parretour du levier au point zéro

.1 batterie 24 V, 420 Ah, autonomie minimum 1poste de travail avec durée de charge 5 h pour 84A sous 1,7 V de tension aux bornes de chaqueélément

- un chariot-porteur, muni des roues de gui­dage latérales, est relié directement au locotrac­teur dans la version TYPE 1 pour pousse-tube.Une variante TYPE 3 rend ce chariot indépendantdu locotracteur ét est reliée à ce dernier par unebarre d'attelage Cette version permet son utilisa­tion en galerie traditionnelle avec des courbes àtrès faible rayon

- 2 bennes de capacité 900 litres à 1 500 litresselon la dimension de l'ouvrage ..

- 1 échangeur de bennes placé dans le puit~ depoussée permet la permutation des 2 bennesavec une perte de temps minimum.

- divers matériels complémentaires tels quepalonnier de suspension des bennes, chargeurde batterie et butoirs de fin de course complètentla liste des matériels nécessaires

L'investissement pour une telle installationsera bien évidemment fonction de la distance deroulage. Cet investissement comprendra:

- le matériel indépendant de la longueur, ycompris 2 bennes de 1 200 litres pour 527500 F

- le matériel de voie au prix de 575 F/ml enéléments de 2 ml soit au total, pour 300 ml dedistance entre puits, un investissement global de700000 F

Deux diagrammes peuvent être établis afin dedéterminer les cadences théoriques possiblesd'un chantier:

1"/ graphique n" 1 : Il indique le nombre devoyages horaires, donc le débit de marinage pourune distance moyenne donnée, où à l'inversepour un débit de marinage choisi, la distancepossible entre puits

Dans ce diagramme, les valeurs constantesretenues sont:

- le temps de chargement de la benne en pre­nant comme critère un débit"abattage+charge­ment" de 7,5 m3 /heure de l'outil d'abattage, type"RENARD" par exemple

- le temps de transfert au puits entre deuxbennes: de 60"

- la vitesse de roulage moyenne choisie de 3mis

Ce graphique montré que pour une distance de100 ml le marinage par loco-tracteur SCHARF àaccus permet, grâce à la vitesse élevée de dépla­cement, de réaliser théoriquement:

• 0 1400/1680 avec des bennes de 900 1 unavancement théorique de 2,25 ml/heure, soit avecun coefficient d'utilisation de 0,5 = 1 ml/heure

• ID 1600/1920 avec des bennes de 1 200 1 unavancement théorique de 2,00 ml/heure ou prati­que de 1 ml/heure

.0 2000/2450 avec des bennes de 1 500 1 unavancement théorique de 1,20 ml/heure soit la

TO

DÇ,;bit rnac.hin~ pnc.tult\\a ':. '7,5 m'/t

: 60 ~c.

a91.~ 3 rn/~,

__ soo 1.__ HOO\

__ 1500 \,

larnps. ic.h6T'\go:1 bQ:rvvz.,~

~. Yitlt~H. rlloyanna. marin'-..,r-----''', Voluma. QIZ la bl2nne :, .............

- '. , .------ '--.----...~ -~--.

===.'.'

1 .J ~ol 60~'00 '00 4 00 ml

,,4

3

'0••,

possibilité de réaliser des avancements par postede 5 à 6 ml

2'/ Graphique ne 2 : Il indique le temps en min utesde creusement du mètre linéaire de galerie desection 4,5 m2 creusée à la fraise-chargeuse etéquipée du méme système de transport compte­tenu d'u n taux d'uti lisation de 75% du matériel Cetemps de creusement est fonction de la distancefront de galerie/puits d'extraction

Les cadences possibles restent élevées et per­mettent d'envisager des prix de revient plus com­pétitifs en diminuant d'une part les fraisd'immobilisation des materrels et d'autre part enrationalisant les méthodes de creusement

T'CONCLUSIONS:

Pour le développement de la mécanisation enpousse-tube ou en galerie de faible section, nouspensons pouvoir vous apporter des solutionstechniques et proposons pour être complets desformules de location-vente qui permettront auxEntreprises d'effectuer des travaux avec desinvestissements appropriés ou tester les maté­riels avant d'engager des investissements

Sozction galnla. ~ 4,5 fT'I2;

Volumq. dq la b~l\tllZ. ~ 1200 1Vi t~5!l~ marina.st. : ~ ln /.~ .__./"

CoeHieirz.nt \L~ih~al:ion: ~.'S00 i--~--'--"-.::..c.=-===-=:;.L+=~...-

.0

Fig 5 - Graphiques 1 et 2Graphs 1 and 2

Dfst.ançlt~

10 too 300 Puib,/Fronl:.' ..

Ta.mps du cydQ - Abaltël9" ... Md.r\na9t au ml da. ga!Il..i--ïlZ

TOS!OS'i

L

239

métro de Lille - ligne 1 bis«Saint Philibert-Gares»

Fig 1 Tracé de la ligne 1 bis - Layout of line 1 bis

S.G T N, Urbaine de TravauxWayss und Freytag a ajourd'hui réa·lisé, depuis le mois de juillet 1986600 ml d'un tunnel profond d'unElongueur totale de 3 600 m, il l'aidEd'un bouclier il boue

Le bouclier du lot 3, est constituÈpar un tube métallique de 7,50 m dEdiamètre A l'avant de ce tube, damune chambre, un plateau rotati1comportant six bras disposés erétoile équipés d'outils interchan­geables, assure l'excavation du ter­rain Une boue il base de bentonitemaintenue en pression dans l,chambre de forage assure la stabi­lité du front detailleen équilibrant l,poussée de la nappe et du terrain efacilite le marinage des déblais éva­cués par pompage jusqu'à une usinEde traitement située en- surface

En conséquence, il a été fait appelaux techniques de génie civil lesplus diverses pour adapter au mieuxles méthodes d'exécution auxconditions locales

Dans le cadre de ces. différentestechniques la réalisation des tun~

nels par l'utilisation des boucliers ilfront pressuré est la piUs délicate

Le lunnelier à boue d;'lns les allu­vions sablo-silleuses (lot 3 de laligne)

Sous l'avenue de Dunkerque àLomme, dans un site argilo-sableuxrecouvert de colluvions et en pré­sence d'une nappe -phréatiqueactive dont le niveau s'établit à quel­ques mètres sous le sol, le Groupe­ment d'Entreprises Montcocol,

TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS N° 77 SEPTEMBRE - OCTOBRE 1986

~~.---

La ligne 1 bis du Métro de la Com­munauté Urbaine de Lille s'étendsur une longueur de 12 km etiJessert18 stations

Elle relie le Centre Hospi1alier "SaintPhilibert» de Lomme, situé au Nord­Ouest de l'agglomération, au.centrede Lille Deux stations de cette ligne«Postes)) et «Gares» assurent la cor­respondance avec la première ligne.

Trois types de profil, viaduc, tran­chée et tunnel, ont été retenus enfonction des possibilités d'implanta­tion dans le tissu urbain existant etde la nature du sous sol

D'une manière générale, la lignetra­verse des sites géologiques aqui­fères très variés La coupegéologique ci-jointe illustre cettediversité

M VINCENTChef de Mission SOFRETU il LILLE

C,. PONTOREAU

Ingénieur chargé de la Coordinationdu Projet

240

:'"'.

'-{'JI.:'L lN LONG/ /- /

":-c<?' ~~y."I. f'''':~ ,4' "

"<~:~'~:l~"~~~~~'"

." ..

vaux,Ji réa­1986,d'unel'aide

stituélm dedans

-otati!~s enchan­u ter­onite,ns lastabi­-ant la-ain ets éva­usine:e

Tas

Fig 2 - Coupe géologique - Geologieal section

Fig 3 - Schéma de principe du bouclier - Theoretical scheme of the shield

Fig 4 - Schéma de principe de 1usine de traitement - Theoretieal seheme of the rnud treatment plant

241

Les particules solides provenant del'excavation sont alors extraites dela boue et évacuées aux décharge);

La boue est régénérée puis recycléepour être renvoyée dans la chambrede forage du bouclier

Le revêtement du tunnel constituéde voussoirs préfabriqués d'uneépaisseur de 35 cm, est mis en placemécaniquement à l'aide d'un doubleérecteur à l'abri de la partie arrièredu tube

Les voussoirs sont assemblés entreeux par des broches de liaison et desboulons jusqu'à former un anneaubloqué par une clef trapézo',daleLe rythme moyen actuel d'avance­ment, après ces premiers mois demise en route, s'établit à 12 ml parjour de travail conformément auplanning initial, avec des ((pointes)) à18 ml/jour (3 postes de travail)

Le tunnelier à boue dans la craie (lot8 de la ligne)

Le second chantier de la ligne 1 bis,qui utilise un bouclier, concernel'exécution d'un tunnel profond de1000 m de longueur dans le centrede l'agglomération lilloise

Ce tunnel s'inscrit dans la craie,dans une nappe phréatique activeSi la conception d'ensemble de cebouclier est sen'siblement analogueà celle du lot 3, les équipements sontadaptés aux particularités du lot

La tête de forage est équipée d'outilsde coupe spécifique à la craie et demolettes destinées à briser lesconcrétions crayeuses dures et lessilex mis en évidence lors desenquétes géologiques préalables audébut des travaux

Ces équipements sont complétéspar un concasseur qui peut réduire,les gros éléments ayant pénétrésdans le circuit du marinage à 40 m/menviron Par ailleurs, le disque decoupe est également muni d'un dis,·positif de surcoupe réglable permet­tant d'inscrire le bouclier dans descou rbes de faible rayon

La boue de forage, comme sur le lot3, destinée à assurer la stabilité dufront de taille est dans ce contexteconstituée uniquement par unmélange d'eau et de craie malaxéspar les outils de forage et par desagitateurs disposés à l'avant

Il est à noter que' rutilisation de cetype de machine dans la craie aqui­fère constitue une premièremondiale

Le planning d'avancement des tra­vaux se déroule néanmoins confor­mément aux prévisions

Le bouclier de conception japo­naise, (type Kawasaki) a été fabri­qué par la Sociétè Fives CailBabcock en 10 mois

242

Fig 5 - Boucllei du lot 3Shield of section 3

Fig 6 - Tunnel fini du fot 8Archieved tunnel in section 8

De nombreuses erreurs se sont introduites dans certaines légendes desfigures des recommandations relatives au choix d'un type de tunnelier ou debouclier mécanisé que nous reprenons ci-dessous:

Fig. 1 - Tunneiier à plateau ouvert (Bade)TBM with open cutterhead (Bade)

Fig. 2 - Tunnelier à plateau fermé pour sol meuble (Kawasaki)TBM with closed cutterface for soft ground (Kawasaki)

Fig. 3 - Tunnelier à tête de forage conique (Rabbins)TBM with fiat cutterhead (Robbins)

Fig. 4 - Tunnelier à tête de forage conique (Wirth)TBM with coned cutterhead (Wirth)

Fig. 6 - Bouclier manuel avec chargeur à vis (Denys)Manual shield with screw loader (Denys)

Fig. 7 - Bouclier à bras excavateur (Perforex)Shield with back hoe excavatof (Perforex)

Fig. 8 - Griffes d'abattage équipant un plateau (FeB Kawasaki)Excavating hooks on a platform (FCB Kawasaki)

Fig. 9 - Fraise d'abattage équipée de picots (Alpine)Excavating head with bits (Alpine)

Fig. 13 - Abattage assisté par jet cutting (Hydrojet Wirth)Jet-cutting excavation (Hydrojet Wirth)

problémes importants lors de la réa­lisatio·n des tunnels de la ligne t

La ligne 1 bis comporte aussi quatreautres lots de travaux répartis de lamanière suivante:

- lots 1 et 6 : viaduc de 3200 m delongueur attribué à l'EntrepriseNORPAC

- lot 5: tunnel cadre de 1400 m delongueur au Groupement NORPACSNC QUILLERY - BOSCHETTIWILHELEM - SOLETANCHE

- lot 7 : tranchée couverte de 400 mde longueur attribué au Groupe­ment CAMPENON BERNARDCARONI-DRAGAGESTP

Dune maniére générale les travauxont commencé début 1985 et serontachevés conformément au planningà la mi 1987, pour permettre ledéroulement des travaux d'aména­gements des stations et d'équipe­ment de voies

La mise en service de la ligne 1 bisreste prévue en février 1989

une exécution traditionnelle par tra­vées de 200 m avec une cadenced'avancement de 1,60 ml/jour endemi-section supérieure et unecadence de 3 ml/jour en demi­section inférieure

Le lot 4 s'inscrit dans la craie en gra­nules altérée ou fissurée. La hau­teur de la nappe phréatique quisurmonte ces terrains de 8 à 10 mnécessite avant terrassement untraitement par des injections d'uncoulis de bentonite ciment

Le tunnel peut alors étre creusé entoute sécurité à partir du puitsd'attaque

L·originalité de ce chantier résidedans une nouvelle méthode d'éva­cuation des déblais extraits du tun­nel, jusqu'à une trémie de surface,par pompage Ce procédé a étédéveloppé par Putzmeister et mis enœuvre par la Société DELTA pom­page de Chambery

L évacuation traditionnelle de lacraie trés humide"t tendre, parDumpers et camions avait posé des

ERRATUM

Par ailleurs l'illustration

de la figure 20

est à remplacer par

l'illustration suivante:

société et le g rou pement d'En­rises Bouygues-Norpac SA

r"'·"IrP. du lot ont assuré lemontage sur le site à compter du 24mars 1986 La foration du tunnel àcommencé le 1er juillet et le boucliera atteint la station Kennedy au PM370 le 25 septembre, ce qui corres­pond à un avancement moyen de 6ml/jour avec des pointes de 10ml/jour (2 postes de travail)

Les tunnels traditionnels

2200 m de tunnel de la ligne 1 bissont réalisés par des procédés plustraditionnels de terrassement ensouterrain

Il s'agit des lots 2 et 4 attrib~és auGroupement d'EntreprisesFougerolle-SGE - Fourre & Rhodes­Louis Prévost - Rabot Dutilleul ­RCFC Exploitation & Cie

Le lot 2 se développe sur 1078 m,dans l'argile compacte des Flandreset les sables d'Ostricourt Les ter­rains hors de la nappe permettent

TOS 243

Nouvellesdes chantiers

Cette rubrique donne des informations brèvessur 1 état d'avancement des chantiers de travauxsouterrains en cours en France et à 1Etranger; ceschantiers pourront faire ultérieurement l'objet depublications détaillées

Les Services Constructeurs désirant donner cetype d informations sont priés de prendre contactavec le Directeur de la publication de la revue

tunnel principal du Lep - plus de 23 km creusés

Le percement au point 4

e 22 août 1986 le tu nnelier Wirth n" 1TB IV-E de\(j 4,50 m perçait au point4 après avoir creusé 3 octants duLEP soit près de 9 km entre mars 85et août 86 .

Sur le premier tronçon allant dupoint 1 au point 2 (mars 1985 àjuillet85) la cadence moyenne d'avance­ment a été de 497 m/mois

Après transfert du tunnelier du point2 au point 6 à Versonnex, (août àoctobre 1986) l'avancement repre­nait début novembre pour un perce­ment le 22 août 1986 au point 4 àEchevenex La cadence moyennesur ce deuxième tronçon de 6 km aété 600 m/mois y compris les arrêtscumulés de 1 mois environ pourpériode de fin d'année, pose d'ai­guiilage et traversée du point 5

Les travaux aux tunneliers

Rappeions que les travaux souter­rains du LEP consistent en la réali­sation d'un anneau circulaire de 27km de longueur et de diamètre inté­rieur fini de 3,80 km, ainsi qu'un totalde 18 puits de diamètre 5 m à 23 m etdes alvéoles dans 4 des pointsd'accès

Cet anneau se développe en grandepartie sur 19,6 km environ (soit74%)dans le pays de Gex (Ain-France)les 7 km environ restant (soit 26%)dans le canton de Genève (Suisse)

Cet an neau est réparti en 8 octantsdont près de 7 octants (23,5 km)situés sous la plaine lémanique, 1octant (3,5 km) dans les calcaires duPiémont du Jura,La réalisation du premier contrat aété confié au groupement EURO­LEP Fougerolle France (manda­taire), Astaldi (Italie), P Holzmann(RFA), Entrecanales y Tavora(Espagne), Rothpletz Lienhard(Suisse)

244

ClfSYECffEN[YEX

.~__8""-'=;;;::';':;:'---"E""__.EfJ!!fl...L l!J»li!....J.. - ..___-...........

CNOZEr /I[KSONH~_J!fI1!1l...J. _ Machrne 1 ~~.....

-=-0 --- 2 -t \= ---- 3 - lOUO

= ~xplosds ...- 1 80n

'~ >&Uy OKNlX/ i~".-"""!.1''-Sr GENfS ~f~ !RH/ES'SI/( __F~l~~~~~/Kl

....._ !:SJ!!i1..1 Do"W<JTA-=. ="_.=~---,,:..::::~="'~:-p;-MEYlIN

Tunnelier WIRTH n° 1 perçant au point 4 le 2 août 1986

m avec une cadence maximale de665 m/mois pour 26 jours de travail(avri 11986)

Il a été transféré au point 2. Il estactuellement en phase de démar­rage en direction du Jura (110 mcreusé au 10/9/86)

La réalisation du second contrat de3,5 km dans le Piémont duJuraaétéconfié à un goupement GLLCconstitué de Larcher (mandataire),C.S C (Suisse), Chantier Moderne(France), Intarfor Cofor (France),Bassel (RFA), Wayss-Freytag(RFA) Pour les calcaires du Jura latechnique conventionnelle de creu­sement à l'explosif a été adoptéeavec une attaque à partir de la gale­rie de reconnaissance en directiondu point 4.

Actuellement plus de 3 km sur les3,4 km ont été réalisés.

Avec les 20 km du Tunnel principalexcavés mécaniquement c'est untotal de 23 km qui ont été creusés finaoût 1986 Le percement avec le tun­nelier n° 3 est attendu pour la mijanvier 1987

A ce moment là il ne restera plusqu'à finir la jonction du Jura avec laplaine qui est escomptée pour lemilieu avril 1987 compte tenu desdifficultés d'avancement liées à laprésence de karsts actifs dans lescalcaires du Piémont

Les fiches signalétiques AFTESrelatives à ces trois machines sontactuellement en préparation; ellesseront prochainement publiéesdans la revue après percement del'anneau du Lep.

CoupGype

( voussoirs)

VQU550tr deradier

anneau Intérieurbéton ep 0 20

VOUSSOirs préfabnquésbéton ép 0.10 -

de 758 m/mois (avril 1986) à raisonde 26 jours de travail par mois

La meilleure moyenne a été de 41m/jour sur une période de 15 jours

- Le tu nnelier n° 3 est équ ipé lui, d'unérecteur de cintre et d'une installa­tion béton projeté à l'arrière de lamachine. C'est un soutènement pro­visoire constitué de béton projeté ettreillis métallique maintenus parcintres et boulons type Swellex quiest réalisé à l'avancement avec cetunnelier

Ce tunnelier a réalisé un premieroctant (point 8 à 1) de décembre1985 à juin 1986, à une cadencemoyenne de 25 m/jour. L'avance­ment journalier maximal a été de 42

mjec tion derempllssoge

3 181 ..

excavatIOo'-, ... , c"'" ~

1" ,1anneau {nt. be:on

1" 380 ~ 1

a'"

3 tunneliers Wirth TB-IV-E de0 4,50m ont été acquis par le groupementpour le percement des 23,5 km demolasses du bassin lémanique

Les tunneliers n° 1 et 2 sont équipésd'un érecteur de voussoirs et met­tenfen place à l'avancement un sou­tènement provisoire constitué d'unanneau de voussoirs préfabriquésen béton de 0,10 cm d'épaisseur

- Le tunnelier n° 1 a creusé 3 octants(près de 9 km) et percé le 22 août1986 au point 4

- Le tunnelier n° 2 a creusé 2 octants(près de 6 km) et percé le 22 juillet1986 au point 6 La vitesse maximaleenregistrée sur le chantier du LEP aété de 60 m/jour avec une cadence

)f

le tunnel sous la Manche Désignation du Maitre d'œuvre

Eurotunnel, concessionnaire dutunnel sous la Manche vient deconfirmer la désignation du Grou­pement Alkins/Setec comme maîtred'œuvre de ce projet

Le Groupement ATKINS/SETECquiavait été retenu dès la remise de l'of­fre aux gouvernements le 31 octobre1985 est un groupement constituéde deux des plus importantes socié­tés d'ingénieurs conseils en europede réputation internationale, WSAtkins and Partners d'Epsom(Angleterre) et SETEC (Sociétéd'Etudes Techniques et Economi­ques, France)

SETEC, outre sa participation àd'importants projets de transportdans différents pays a réalisé le pro­Jet, surveillé les travaux et démarrél'exploitation du tunnel routier deFréjus à travers les Alpes, long de13 km et ouvert en 1980, et a depuismaintenant 30 ans développé etdéfendu le concept de transport desvéhicules à travers la Manché parrames navettes ferroviaires pour desraisons tant techniques qu'écono­miques, concept retenu en janvier

1986 par les gouvernements

Atkins pendant la méme période aparticipé au planning, à l'élabora­tion et à la maîtrise d'œuvre d'impor­tants projets industriels et detransport de caractére international

Atki ns/Setec seront assités de deuxsous-traitants; Sir William Halcrowand Partners qui assistera At.kinspour les travaux souterrains et Trac­tionnel Electrobel Engineering, quiassistera Setec pour l'Eléctroméca­nique

Pour ce projet d'environ 27 milliardsde francs valeur 1985 hors taxes legroupement Atkins/Setec exercerala mission de maltre d'œuvre, c'est­à-dire sera responsable vis-à-visd Eurotunnel du contrôle à tous lesstades de la qualité des études, destravaux, et des équipements detoutes natures (équipements éléc­tromécaniques fixes, matériel rou­lant ferroviaire etc ) et ce jusqu'auxréceptions définitives et à la mise enservice

A ce titre Atkins/Setec sera sera

impliqué dans la gestion du contratde travaux confié à TransmancheLink, consortium conforme par dixdes plus importantes entreprisesfrançaises et britanniques en chargede la construction du tunnel

Atkins/Setec aura réussi à fournir àla commission intergouvernemen­tale, aux investisseurs et aux ban­ques prêteuses qui assurent lefinancement du projet, les avis etrapports requis sur le déroulementdu projet

Le Président du groupement Atkins­/Setec est Henri G ri mond Présidentde la Setec, et son Directeur Généralest Peter Middleton d'Atkins

Monsieur Grimond nous a indiquésa grande satisfaction de voir apréstant d'années cet ouvrage Pilssion­nant unique au monde entier dansune phase active ou Aktins/Setectravaillent en équipe intégrée,ouvrage qui doit dans sept ans envi­ron relier la Grande Bretagne et laFrance par un nouveau systéme detransport fixe, sur et efficace quibénéficiera des derniers développe­ments de la technologie.

245

•

métro de Lyon AVANCEHENT DU TUNNELIER TRONÇON CENTRAL LIGNE 0

METRES

TEMPS

Puits [Ollyenne

Li S~ont

Rive giWche de la $~one

Stlltion Blilll!tour

Place Antonin Poncer

Axe routier Nord-SudRiv!! droit. du Rhime

Rive g;wche du RhÔne

le Rhôl'll!

1 7,81

Puits. Adn{pfle Hall__~+- Rive droit. d. 1; $~on.

----,f--------

frais, le joint d'étanchéité au bétonentre le coffrage frontal et le cof­frage intérieur longitudinal étaitaménagé et il comprend maintenantune triple série de lamelles métalli­ques; la roue de coupe etait a nou­veau remise en état et renforcée; laprotection du concasseur qui tra­vaille sous boue bentonique dans lachambre d'attaque était améliorée

Le 4 juillet le creusement a repris

Le Groupement d'Entreprisesvoit l'arrivée du 2ème tube a Sten avril 1987, ce qui tout confondureprésenterait une vitesselière de 4,50 m qui sembletif raisonnable, compte tenul'expérience acquise lors du t,,,'on,pdu premier tube et destians apportées au matériel Enjours 42 mètres du 2ème tube ontréalisés, alors qu'il avait fallu prèssix mois pour atteindre cetment pour le premier tube.

..-ot> »'..it 1"ê.~~r_*,O'l\

...oue ..r .ill\i>e

Fane 1=S. pill.'J)l en lll';s

11186' ~ }86

4'(, mèhu au 7 lUS

-'_. - ------ --_.

_. arr,,? pour entretien ef r épar;tions

____tzône des blots. de di"'olit: +__~-.------'--miu lin platll da la .entr;l. ~ blÎtD~

----/-._--------+------

1 ses

1,I.BS 1785 11085

1 2SQ

, 200

1 150

1 100

1 OSO

1 OOQ

95.

90.

85. •..80' 115. ~

"-

"10. q ;<: ...

k II'6SO li

~

l'! <i'O. ",' "

i' cr550 E~. ~

500

'50

i!<O.

]50

'00

Le 15 avril, le tunnelier débouchait aSaint Jean et fin mai, les lyonnaisétaient invités a marcher sous l'eaudepuis la rive rive gauche du Rhônejusqu'a St Jean En 48 h, trente milled'entre eux ont pu fai re ce parcou rset admirer l'ouvrage réalisé

A partir du 15 avril, l'opération detransfert du tunnelier était entre­prise Le plus important des colistransporté pesant 205 tonnes devaitêtre mis a cheval sur 2 remorquesmulti-essieux Le pont Bonapartesur la Saône avait du ètre locale­ment renforcé Les caténaires deslignes de trolleybus étaient relevésau fur et a mesure de la marche duconvoi pour dégager le gabarit de6 50 m nécessai re

Avant le redémarrage, il fallaitencore procéder a quelques adapta­tions La jupe du tunnelier étaitallongée de 40 cm pour assurer unmeilleur recouvrement sur le béton

le tunnelierde la ligne Da terminéle premier tube

Dans un précédent numéro, nousavons fait part des difficultés ren­contrées par le Groupement d'Entr­teprises DRAGAGES TP/CAMPE­NON BERNARD/HOCHTI EF ETCOLAS dans la première partie sousfluviale de la ligne D Rappelons quece chantier concerne le tronçoncentral de la nouvelle ligne du metrode Lyon et que la technique utiliséeest, pour la première fois en France,celle du tunnelier a pression deboue

Fin 1985, les principales difficultésétaient surmontées Les pieux enbois de l'ancien Pont de la Guillo­tière n'étaient plus qu'un souvenir.Le Rhône était entièrement franchimalgré plusieurs fontis dans leszones d'anciens affouillementscomblés par des enrochements etdes maçonneries de démolition duvieux pont Le bétonnage était sen­siblement au point après adaptationde la formulation et du système demise en place

Profitant d'une intervention possi­ble dans l'enceinte en parois mou­lées de la future station Bellecour,les trois dernières semaines dedécembre étaient consacrées a laremise en état du tunnelier: répara­tions de la jupe dont la traversée desterrains injectés a l'entrée de la sta­tion avait provoqué une déformationatteignant 12 centimètres; remiseenétat et confortement de la roue decoupe pour lui permettre de résistermieux a l'abrasivité des terrains

Le creusement reprenait les pre­miers jours de 1986 et malgré desralentissements dus a quelquesgros blocs épars, a un fontis dansune zone de moindre couverturesous la Saône et a des sables arèni­ques contenant de nombreux blocsmoyens aux abords de St Jean lerythme d'avancement atteignait etmême dépassait les prévisions ini­tiales Le record est de 17,60 m en 24h. Les trente premiers jours dé tra­vail a partir du redémarrage de jan­vier 1986 ont permis 284,00 md avancement

246

--------~-~~~~-~~--~~~~

REGLEMENT INTERIEUR

Le présent règlement intérieur a été adopté.conformément -à l'article 14 des Statuts par le Conseild'Administration lors de sa séance du 17 Juin 1915 pourprendre effet le même jour

l - ASSEMBLEE GeNeRALE

Pour lapplication de l'article 20, les inembresprésents ne peuvent disposer de plus de trois pouv~irs

II ~ CONSEIl D"ADMINISIRAIION

Ill. ~ Procédure de présentation des Candidats

Le Bureau fixe le nombre dés mtlmbres du futurConseil et dresse la liste des candidatures qu'il proposeen assurant une représentation adéquate des diversesnatures d'activités représentées au sein de r A.F,T E.S.Dans la circulaire qu'il adresse aux membres il feraconnaître, en outrc, les autres candidatures qui luiauront été confirmées

II. 2, - Rééligibilité

Les Membr~s sortants sont rééligibks sans limi­tation de dUré~

II 3 - Election

Les votes pourront être déposés en séance, ouenvoyés par correspondance, sous double enveloppe,Conformément à l'Art. 13, les membres empêchés peu­vent se faire représenter par une personne de leur choixne disposant par ailleurs d'aucun autre droit de vote, soitcomme membre individuel ou représentant d'Un membrecollectif de 1 A LT.E S, soit en vertu d'une autre repré­sentation

Tout bulletin comportant plus de noms que lenombre dep05tes prévus par le Conseil sera nul

Si le nombre des candidats élus est inférieur à celuifixé par le Conseil, celui-ci décide s'il y a lieu de procéderà uno élection supplémentaire

Les électeurs peu~el'it substituer à des candidatsfigurant sur la liste établie par le Conseil et après lesavoir préalablement rayés les noms des autres candidats

II 4, - Durée des fonctiOIlll

En complément des dispositions prévues à 1 ar­ticle 13 des Statuts sur la durée des fonctions desMembres du Conseil, il est précisé que la date de cessa­tion de fonction est fixée au jour suivant rAssembléeGénérale qui aura élu leurs successeurs

nI -BUREAU DE l '~SSOCIAIION

111,,1. - Election du Bureau

Pour l'application de l'Art, 13, il est précîsé qu a­près l'Assemblée Générale qui l'a élu, le ConseH d'Admi··nistration se réunit dans un délai d'un mois pourdésigner les Membres du Bureau. L'élection des Membresdu Bureau est faite à bulletin secret à la majorité absoluedes Membres présents pour les deux premiers tours, etrelative au 3e tour

IIl2 - Durée des fonctions

Le Président est rééligible une fois

Les Membres du Bureao sont rééligibles sans limi­tation de durée ils entrent'en fonction dès leur électionpar le Conseil

IV - COMIIE TECHNIQUE DE L'ASSOCIA lION

IV,} ~ Composition du Comité Technique

Le Conseil nomme sur proposition du Bureau, lesMembres du Comité Technique, et désigne son Prési­dent; celui-ci assiste..de droit avec voie consultative àtoutes les séances du Conseil d'Administration

IV.2 - Fonctionnement du Comité Technique

_ Le Comité Technique est renouvelé tous les troisans après l'élection du nouveau Conseil; ses Membres etson Président peuvent être nommés à nouveau

- Le Comité se réunit aussi souvent qu îl est néces­saire pour mener â bien les travaux qui lui sont impartis;

il fixe lui-même les lieux et dates de ses réunions

- Le Secrétariat du Comité est assuré par le Secréta­riat de l'AssoCÎatÎon; sa mission est notamment deconvoquer les Membres d'établir les compte-rendus desréunions et en général, d'effectuer le travail de Secré..tariat pour la bonne marche du Comité

- 1 rois absences consécutives aux réunions en··traînent la radiation

IV. 3. - Fonctionnement des groupes de travail

." La création des groupes de travail est décidée parle Comité Technique qui nomme l'animateur et luidonne les indications générales nécessaires au travail dugroupe qu il doit constituer et animer

- L'animateur doit donc établir la composition deson groupe et son mode de travaiL Il les soumet pourapprobation au Comité Technique" Régulièrement ou surdemande du Comité, il se rend aux convocations duComité accompagné éventuellement des Membres de songroupe, dont la présence lui parait nécessaire

- Le groupe de travai~~se réunit aussi souvent qu'ilest nécessaire pour mene,r à bien ses travaux Il fixelui-même les lieux et date.s de ses réunions, et en informepréalablement le Secréta,iiat de l'Association, Un compterendu est établi après chaque réunion â l'usage des Mem­bres du Groupe ; une copie en est adressée au Secréta­riat de rAssociation

- Les frais de participation aux groupes de travail nesont pas pris en charge par l'AFTES

.. Un rapport sur l'état d'avancement des travaux desgroupes de travail est présenté à chaque AssembléeGénérale annuelle

- fous les documents de travail circulant entres lesMembres des groupes de travail ont un caractère confi­dentiel; seuls les rapports approuvés par le ComitéTechnique pourront être diffusés par l'AITES et publiésdans son Organe Officiel

V - COMIIE DE ftEDACIION DE LA REVUE«' TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS»Organe Officiel de l'Association

V 1 -- Sècrétaire de Rédaction

Un Secrétaire de rédaction, éventuellement assistéd adjoints est désigné par le Conseil d'Administration

n est chargé des relations avec l'Editeur. Il arrêtedéfinitivement la composition de chaque numéro etsigne le bon à tirer

V 2 - Comité de Rédaction

Il est institué un Comité de Rédaction, dont lesMembres sont désignés par le ConseiL Le Président deJ'Association est Président de droit du Comité de Rédac­tion ; le Secrétaire Général assure son fonctionnement;le Président du Comité Technique en est Membre dedroit Le Comité de Rédaction est renouvelé après cha­que élection du Conseil Ses Membres peuvent êtrenommés à nouveau

v.3. - Fonctionnement du Comité de Rédaction

A chacune des réunions du Comité de Rédaction,qUI ont lieu tous les deux mois, le Secrétaire de Rédac­tion rend compte de la composition du prochainnuméro,

Les articles reçus sont examinés, lus par deuxrapporteurs et, s'il y a lieu, acceptés éventuellement sousréserve de modification,

L.es possibilités d articles nouveaux sont exa··minées et les démarches nécessaires décidées

Les rapports des groupes de travail approuvés parle Comité Technique sont examinés en vue de leur pu-blication '

L.es. remarques relatives aux numéros parus .sontexaminées et des suggestions seront éventuellementprésentées pour ]' avenir

<.-oefricient ConsommationsTronçons Longueur d'utilisation Vitesse

NATURE DU TERRAINconsidérés '.J heu res macllines (ml/hl t~olettes Energie

heu res t r<lV<l i lléè~ (m3/ mo l ette) (blh/m3)

Calc<lires gréset./x et schistes noirs 587 il 836 249 " J , 2 5J 25J 4 lO9

Gres fracturés et brèches jat./l1es 890 il 1188 298 9 3 , J 85 51,,4 23

Brêches grises <lvec quelques pass'ages do1188 il 2333 1145 37 3 , J 37 47 3 3J

schistes l10irs -Brêches grises avec passages de schistes 2569 à 3720 1151 54 " J 20 894 35.5

29 m en , Hémcl'l:t-!l

TYPE

Longueur

COUPE

,ç,,;=='~~~B~éton coffré

1

-~-~

Radier

, .. éventu'lZe",/~~fJJ.l

BP

Brute oubéton projeté

Ga1ek~e d'amen~e

Lot Encomb~e~ - La CocheLa Coche Ftat VOkay à ta mach~ne

Nant Bf1W1 ~EnŒOmb![emellt -:explOJ.,,{n : 5-487 III

Délai contractuel : 49 moL6

Origine des délais: 22,02 1972

Nombre de poste et durée : 3 p04te6 de 8 hEffectif chantier : 7 homme~ paA pOhie

Diamètre , ,m

Outils , 23 mo~etteo a-!l~mp~e d~oque. et 7 out~e Cel1tkalà. 3 d-i-!lquC6

Guidage , fMeA

Poids' 95 tonn~ (maeh~ne + tap~o + tAa;tek)

Course de fOI::''.Ige , .1,04 m

LA COCHE1975

Objet des ,travaUX :

Galerie d'adduction Nant Brun-La Coche

S287,45 m forés au tunnelier 0 3 m

AMENAGEMENT DESAVOIE [fRANGE! - 1972

5287,45 m185,70 m

3079,45 m1493,80 m528,50 m

5400 kg lm

1 _ DEFINITION DES TRAV~UX

20uple moteur

Géotechn~que

Rc ~ 60 A 250 Mpa

III - ORGANISATION DU CHANTIER

Incidents particuliersaccident géologique au PM 837 , faille de 4 à 5 m,venue d'eau de 5 A 30 Ils Contournement par g.3.lerie~ 2,60 sur 100 m de longueur à 12 50 m de l'axegalerie principaleSondages et contournement , 3 moisRemise en état du tunnelier : 1 mois

Constructeur : ROBBINSIype de la machine: Melbounne - /06-148

puissance : 650 KVA4 moteUk~ de 100 CV entkainement de la tête

Vitèsse de rotation: 5,5 tOuJI.-!I/mn

Méthodes d'exécution: Avancemcnt pak pMoQ.O de 7,04 mMarinage , 70 bek~n~ ARBEL de 3600 ~

Soutènement , (intke.o type. Poneet HEB /00 OU Launay 27 kgen 4 é..témcnÙl

Revêtement : Bétôn p~6jeté ou béton co66kéEp~~oCuk : 0,75 m à. 0,20 m

Entretien Pendant {c~ po~te~ d'avancement

Poussée' , 285 toltn~

Avancement journalier maxi.La Coche - Gollet 26 20 m le 04 02,1974Gallet - Flat Doray : 34 30 m le 18 07 1974

Maître d'Ouvrage: ELECTRICITE DE FRANCEMaître d'Oeuvre EVF-REH Atp~ No~d ChambéAy

Entrepreneurs S,G E

Financement : EDFMontant' 24,76 MF (HT 1972)

II - CARACTERISTIQUES DE LA MACHINE

IV - RESULTATS DU CHANTIER

~

Longueur forée du tunnelierFenêtre de La CocheLa Coche - GalletGallet - Flat DorayFlat Doray - Nant Brun

Avancements et consommations sur le tronçon La Coche - Gallet

PM 6131,20 : suite à débourrage 2 mJ/s décisiond'arrêter le tunnelier

78861000

FENETRE DU NANT BRJN1

~ranslorma~eur abaisseur5500v 1380v

r

6000

armOire electrlqueR08BI~,S

/1Ir>OD

FENETRE DU FLAT DORAY1

5Oro.

compresseurATLAS COPCO 40cV

MACHINE'

4000

patin de souhen

LA

EN LONGDU GOllET'

OE

PROFILFENETRE

GRAPHIGUE

COUPE

Are~e de

,~~

poutre creuseL.J avec COnvoyeur

~

~

'~ 371,2 ~I. 1e02 ~ 23"~1,~2 _

o AVANCEMENT

1972 1973 1!e 52,05 .....--290,60

1974

INi

1975

, 20un~JPercée le 22/121741

I~ FENETRE ~~78,20 TUNNELIER 3079.1,5 •.J 1

272,60

../"174.90 i j

I~TUNNELIER ...............303.40

''11 /202 i j

A 185.70 /110.70

1 --43' 120 1 :-,

.J /84,30

1 51217"J ....-"'214,2053

.J /96.1>0

/'270,40 Tradlt!Onnel

M l'l,3D! .Pme< 'e 22(51" . f(-l ~;!:.~NNELlER~

A- S87 -----: ~ /J}'OV<C>é' o",d'n'

~ 1 TUNNELIER 149380~ 528.50

~~~~I~IOnne[----l- geologlque sur 53 m

°1 0 -

1

~7,60 ~ 1 :;; ~ IpM 613"0 'Acce' du 'unne"" ~

~ du 3'/' ou 26/5/73

~06,20 :::; ~ 30 le 514/75 - Debourroge -

./,,, 20 27 .. 16' ~1 r /225,50- l2 m3(, -

.Ji '97,'0n ,nnn

./15!UO Trad!jlonnel ~ 1 /,273

,nnr. ~",-.,r, .A~A ._;::;; U/2175---- "~A'"

1 ~e~e de fOragel

Lonqecha RUisseau du Goliet RUisseau du Flat RUlss~ou du Daray Torren~ du" - 7 \ 1 \Non~ Brun

1 1 l' ~1 / \ 1, FLYSCH CALCAIRE / \ FLYSCH SCHISTEUX 1 LIAS MOYEN LIAS SUPERIEUR

~ r' conqlomerots - brêches ./ \ brêches de 1790 1 calCaire schls~es nOirs

~1' P ..,.. \ TarentaiSE' 1

'" ..~ .\ .• ' ,.:0,'""" "" ::: =- 'V" \ '_._-= ~ ~ ";- .- =- ~:: ~ = L'>-- ":..... =- -= r-" =-(7 --"" _ -<-_--=::;.. '"5

'5- ""~ ... - ~ _ =-_=_""'""",: '--,,::~--_'7-- __,/~.~< -'-<r_<:,_

,- - \Ac;ici;n~-p;B';7 po."" ""'FLYSCH SCHISTEUX- C;~::~~ S~~ISTEUX FLYSC~ SCHISTEUX TRIAS CARGNEULES \. PM 613120 -brêches schlsreuses calcaire schfs~eux zone broyee

l==Nc~Rt: SODCOL oEL:i\ COCHË]

1Co~ du Cuchel BOIS du Clos

oc ~,

JJ

Méthodes d'exécution: Con·Vr.ô.f.e de .ta pekmêab{ütê deA teAJt.MM en zône c.ontkMnte.. pouJt ltexéc.ut.{on de 6Mage1 de Jt.ee.on­n.a.f~,Mnc.e (('}[.{tèAe de 0,05 Lugeon)" nMtemel1t pJt.éalable de.~ -tVVl.MM 1UA une 10ngueuJ1. de 24 m enaukéole 1imple (16 a 45 6oJt.age~ ~u.{vant géologie..: ~ 51 pOuJ1. injec.tion, ~ 40 pOuJ1 contkôle.) , Cyclede Vl.eu..6eme..nt de 20 m 0111uJl. une longueuJl. de 30 m en f111J1.éole doubte pou}[ un c.yc.te de CAeu..6ement de15 m.

Marinage : RêcupéJt.ê pak un convoyeuJt. a c.haine pui~ pak .. un ~y~time de tap{~ J~Qu!a l'aJtJt..{iJt.e du c.onvoi, RepJt.{~ paA 2 Jt.am~

de 4 wagono MUHLHAUSER de.. 3,4 m~ tkac.té~ paA loc.otJt.ac.t~uJt électJt.iQue..Soutènement : Localement boulOn--!> d!anVl.age en calotteRevêtement : Non kevêtu, Injectlon1 complémentMJt.eAEntretien: Pendant te~ po~te6 d1injec.tlon,

OSLOFJaRD SEWERAGE

OSLO (NORVEGE) - 1978 -1984

longueur: 5,50 m IM(tc.hùte. Mule)27,50 m (total 3 e~emble~/

SCHEME

Objet des travaux Colfeete~ d'eau ~~e de la V~ile d'OSLOCanna.t W 1 : Exé.c..uüol1 de. 3 é.m-iMaÙu, c.ù­c.ul~~u, a ir~de. de. 2 mac.h-inu, BOUVGUES

Nombre de poste et durée: 2 pO!.Jtel de 8 H 15 jOUk!.J16emajneJ3 pO!.Jte6 de Cke~ement et 7 pO!.Jte6d'-injec.uon

Délai contractuel : 4 anh

Diamètre : 3 m

Géotechnique

Roche--!> 1édimentMJt.e1 (Mdo.{1e - catca{ke/

Re. 50 à 80 MPaI~ : 2,7 a 3,2 MPa

32 ( /1 a ~tJrati6{caüonJ

dUketé CERCHAR : 10 a 30 pt1abJt.al.J1vitê CERCHAR : 0, 1 a 1 pt

Roe.he1 éAupt'{ve~Re : 150 a 250 MPaI~ : 10,8 a 18,6 MPadUke..tê CERCHAR : 80 à> 200 pUabJt.aJ.livüé CERCHAR : 2, 4 à 3,9 pU

Poids : 35 tonn~,,)mac.hine --!>eule)Course de forage: 0,48 m

Outils: 3 6Jt.M éQtUpê1 d'une molette ROBBINS 12"

Guida~e : Rayon 1a4ek + miJt.olJt.1

Vitesse instantanée: 0,2 a 2 mlH (~uivant géologie)

Viteise moyenne: 1,3 mlH

Equipements: MMteau peJt.6MateuJ1 ATLAS COPCO 1038 HL ~uJl

g.1.iM.{èAe ATLAS BMH 612

Injections

Ck~tèJt.e de.. 0,05 LugeonpOM KL> 0,6 Lugeon : couV~ de cimentpOM KL < 0,6 Lugeon : c.ou.t'.ù de ûüc.ate avec. dl1Jl.c.üM.uJl.p1I.eA~~on max.{ : 40 bM.1Quantitélnjec.têe paA mt de tunnelciment : 79 Kggel de ~{ücate : 108 .e

longueur la 5 KMP 3 m

3 EMISSAIRES CIRCUlAIRES

WESTERN

l - DEFINITION DES TRAVAUX

Maître d'Ouvrage: V-i..Ue d'o.SLO

Maître d'Oeuvre; ,SVl.v..ic.e. de-6 e.aux et de. l'a..-6!.Ja.üu.6­.6ement de la Ville d'OSLO

Entrepreneurs : ASTRUP et AUBERT A SIOSLO - NORVEGEI

Ingénieur conseil : STROMME

Finanèement : V..lile d'OSLOMontant : Non c.onnu

II - CÀRACTERISTIQUES DES 2 MACHINES

III - ORGANISATION DU CHANTIER

Constructeur: BOUYGUES (FRANCE)~ype de la machine : TB 300 CPuissance: 550 CV 1400 CV ~ota.tion tête)

Vitesse de rotation : 3 a 42 tk~/mn

35 tk~/mn utlli~ê~

Couple moteur : 37 000 Kg m

Poussée: 120 tonnel maX{

Grippage :300 tonne~ a 200 bak~ (3 appui~)

Rayon minimum des courbes : 50 m

Machine

IV - RESULTATS DU CHANTIER

-ROCHES ROCHES

SEDIMENTAIRES ERUPTIVES

85 % DE LA LONGUEUR 15 % DE LA LONGUEUR

COEFFICIENT 62 % 47 %D' UTn 15ATION

Vitesse moyennePar heure J ,8 mlH 1,2 m/HPar poste 9 mlpOJ.lte 4 mlpo~te

Vitesse maxi.Par heure 2,5 mlHPar poste 12 mlpOJ.lte

ConsommationEnergie 25 Kwhlm~ J& Kwhlm~

Molettes 1 outil pOM 5 li 80 me

Longueur forée : JO 500 mMachine 1 JanvieJt. 1978 a Mai 1984Machine 2 : Janv{eJt. 1979 à Août 1984

Coût machines2x6MFI19781

Incidents particuliers

Faille de 25 m

3600

Tapis r'oulants

MACHINE

TORSHOV

SITUATION

Galeried"acces

EN LONG

sud

LA

poutre

OE

OE

PROFILS

Branche

Ville d'OSLO

PLAN

Machme n°

MAJORSTUAstation de pompage pr incipale

Branche nord

Poste de pilaI ageConvoyeur' à chaine

COUPE

Ardoise

Roche éruRtive

Calcaire

---------_._----Roche éruptive

Ardoise

Calcaire

50

40

30

20

10

o-10

-20

Vers l'usine .. lu.o.n~I...~de trarlement eXIstant

--------------------

70

60

. - . 1f-OoMc:o,:::'h",i",ne:c·-ef':::0c:e<:.:u"".:::e-e,:c,':.:m._I-r-="'.:::n",e=--:d:.:e,-!:p.:::o,:.:e=--:d:.:e.:::,.-:vo:.:i.:::es,--e'c:'"'me:- j-oiC"h,,0e-",,·0e-'"o",P",P"0e-ce"ic:llo"g"e.-:e"'ec:'"'c,,,iq,,u:.:e,--=ee-'c:hlY=dc"O"UI~.r_'_~

POUR VOTRE SOUTÈNEMENT MÉTALLIQUE

>

1

Télex FORNAVE 120440 Embranchement particulier

Tel: 21.68.04.30

C I H

POUR MINES ET TRAVAUX PUBLICS

CINTRES METALLIQUES EN PROFil

VV\dV

- COLLIERS D'ASSEMBLAGE

- PLAQUES D'ENFilAGE

- GARNISSAGE

- VOUSSOIRS TOlE

- ENTRETOISES

- ETC

les TectofiX®·t les ampou

DE'Xprescn

218 RUE BERNARD PALISSY B.P.225 •

62404 BETHUNE -CEDEX - FRANCE

-------------'

FORGES ET ATELIERS DELA NAVES.A.

':::::::::::>::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::,:'":' Epo'Ef facilité et rapidité de

. ecomposéderesme acides,àl'eau •••••••••••-_ ...Ancrage chinuqt1 . ils résistentaUX .. .. .... evollmise en oeuvre oiix sont étan?hes , s ,artmétal- I]e déslIe rectation gratuiteLes ancrages T~~~nts atmosphen~~ machine-ou~~~~~~ de barre 1 une docurn

enules TectoilZ

de mer et aUX tian de câble,stan SNCf), tunnel, 1 !:J sUl les ,,\,,~oproduits ~miiisatlOn, ilZa SNCF' (agrement ---------1 l ,-: sUl taUS e, 'DEX

I~~~~~~tamer --/--/-iX /Jj

\ ~::~~ :-;-~t-;~u"'r"n' 1 ~Gén-;~-Cjv-;\-:'-T~~~aux P:~~_B.P. 450 %~AdreSse:1

15 rue Maurice Bol<.~n~él: 4),3358,5892603 ASNIÈRES CEDE Téle,,: 613601f 1 1

1-. ,.. -- __ • J

Entretoises en cornières type GESCORIACVoussoirsPanneaux de soutènement et d'armaturesCadres en poutrelles

CINTRES METALLIQUESEN PROFILÉS

HEA - HEB UPN - UAP - IPE

FOURNITURES MÉTALLIQUESpour travaux souterrains et T.P.

PLAQUES: • de garnissage• pour fouilles

• S 4 pour boulonnage• de coffrage

4/ ,----___ V7 '-.... '"\..f\JV' -f'-..

S 2 S 2 bis S 4 p_

Hnombreuses références sur chantiersAutoroutes EDF, Canal de Provence

Tunnels Routiers, EgoûtsEmissaires

Métros etc

I