Les tunnels et les ouvrages souterrains.

Résumé du document

Ce mémoire traite des tunnels et des ouvrages souterrains en général.
Dans une première partie, on présente les différentes fonctionnalités et les éléments communs à tous les tunnels.
Ensuite, l'exécution des tunnels est détaillée : en terrains meubles, durs, en tranchées couvertes, étanchement, amélioration des terrains.
Enfin, l'exemple particulier des tunnels ferroviaires est présenté : les équipements utilisés et les caractéristiques géométriques sont précisés. L'exemple du tunnel sous la Manche est largement détaillé.

Extraits

[...] Plusieurs méthodes peuvent être employées pour assurer la stabilité des parois. - Blindage traditionnel en bois ou mixte : exécuté au fur et à mesure de l'approfondissement de la fouille. Un tel blindage peut être constitué de planches verticales et de lisses horizontales. Ce procédé n'est employé que dans le cas d'ouvrages de faible largeur et à faible profondeur, en dehors de la nappe phréatique. Il nécessite une main-d'oeuvre qualifiée pour éviter la décompression du terrain derrière le blindage. - Parois berlinoises ou parisiennes : Il s'agit de profilés métalliques ou de poteaux préfabriqués en béton scellés verticalement à l'intérieur d'un forage. [...]

[...] Le problème s'est posé pour la première fois sur la ligne TGV Atlantique. Dans les tunnels à double voie, on a adopté des sections utiles de 55 à 71 m2 suivant que la vitesse prévue était de 200 ou 270 km/h. (figure 4). Enfin, d'autres critères peuvent intervenir dans le choix de la section et, en particulier, la méthode d'exécution. L'exemple le plus fréquent est celui de l'utilisation d'un bouclier mécanisé qui entraîne généralement le choix d'une section circulaire. Lorsqu'il ne s'agit pas d'une ligne ferroviaire classique, les gabarits peuvent être notablement différents. [...]

[...] Le béton est injecté dans l'espace annulaire au fur et à mesure de la progression. Cette technique est très délicate du fait des difficultés d'asservissement du pompage du béton à l'avancement du tunnelier et d'étanchéité coffrage / jupe. En terrain dur Les creusements de tunnels en terrain dur nécessitent l'utilisation de matériel plus puissant qu'en terrain meuble. On distingue deux types d'exécution : Utilisation de l'explosif : Longtemps l'explosif a été la seule alternative au creusement manuel. Depuis l'apparition de moyens mécaniques puissants son domaine d'application s'est restreint. [...]

[...] La méthode est également valable lorsque l'ouvrage est situé sous la nappe phréatique. Néanmoins, quel que soit le procédé, il est rare de parvenir à une étanchéité parfaite telle qu'elle est exigée dans le cas des systèmes de transports sur rails. C'est pourquoi on réalise généralement un contre-mur à quelques centimètres à l'intérieur des parois. Les infiltrations sont alors recueillies par un drain au niveau du radier et amenées à une station de pompage. La couverture du tunnel est munie, sur sa face supérieure, d'une étanchéité classique qui redescend en recouvrement de quelques dizaines de centimètres le long des parois. [...]

[...] La qualité du tir dépend fortement de la précision du forage des trous de mine. Les moyens utilisés dépendent de la nature de la roche. En rocher tendre, on utilisera la rotation simple, en rocher dur la rotopercussion. L'évacuation des débris de forage se fait généralement par injection d'eau sauf en terrain sensible où l'on forera à l'air. Les engins couramment utilisés à ce jour (Jumbos : cf. dessin figure2) comportent un ou plusieurs marteaux perforateurs montés sur bras articulés, ce qui permet d'optimiser les travaux : Amélioration de la qualité d'exécution, liée à la maîtrise du positionnement des trous dans les trois dimensions de l'espace, favorisant un emploi optimal des explosifs, un découpage régulier des parois, et la réduction des hors profils. [...]