tunnel (suite)

Revêtements

Le mode le plus fréquent consiste dans l’emploi du béton, armé ou non ; mais on utilise aussi la maçonnerie, les éléments préfabriqués, le béton projeté et le colcrete. Les revêtements exécutés à pleine fouille sont bloqués contre les parois de l’excavation ; la liaison du revêtement et du terrain est, en général, améliorée par des injections. Sinon, il faut prévoir l’emploi de matériaux destinés à remplir l’intervalle entre le contour réel de l’excavation et celui de l’extrados du revêtement. Le bétonnage d’une galerie se fait par tronçons successifs, en général en commençant par le radier. Quelle que soit la nature du revêtement, la mise en œuvre des coffrages et du revêtement ne peut être entreprise qu’après purgeage et nettoyage du rocher. Les boulonnages doivent être incorporés dans le revêtement, et les venues d’eau doivent être canalisées jusqu’aux dispositifs d’évacuation avant toute exécution du revêtement.

Injection

• Les injections de remplissage ont pour objet de combler les vides pouvant subsister dans la partie comprise entre le contour de l’excavation et le revêtement exécuté. Dans les terrains rocheux, elles se font avec une pression de 3 à 5 bar.

• Les injections de collage servent à parfaire, en terrains rocheux, le contact entre le contour de l’excavation et le revêtement. Elles se font avec une pression généralement comprise entre 5 et 10 bar, parfois plus, mais il est rare que l’on dépasse 15 bar.

• Les injections de consolidation ont pour objet l’amélioration des caractéristiques mécaniques du terrain au voisinage de l’ouvrage exécuté.

• Les injections de traitement améliorent la stabilité du terrain ou en réduisent la perméabilité, de manière à rétablir des conditions normales d’exécution des déblais et des revêtements.

Les produits injectés sont des coulis présentant des caractéristiques différentes selon la nature du terrain à traiter. Les coulis de sable fin et de ciment, sous forme de mortier très fluide, les coulis de ciment pur ainsi que les coulis de sable, de ciment et d’argile sont utilisés dans le cas de roches fissurées, de couches de gravier et de gros sable. Les coulis à base de silicate de sodium, avec réactif, sont mis en œuvre dans les sables à coefficient de perméabilité supérieur à 10^–5 (donc très faible). Enfin, les coulis à base de résines, dont la fluidité est voisine de celle de l’eau, sont employés dans des cas bien particuliers. Les injections à l’avancement en nappes coniques successives font alterner dans les tunnels en construction les phases d’exécution et les phases d’injection.

Emploi du bouclier

Le bouclier est un appareil de forme circulaire, mobile, rigide, qui permet de terrasser à pleine section avec pose d’un cuvelage en éléments préfabriqués. Le revêtement lui-même est souvent constitué d’anneaux de béton ou de béton armé se composant de plusieurs segments, ou voussoirs. L’enveloppe du bouclier (ou « virole ») est faite de tôles cintrées soudées entre elles. La jupe du bouclier est l’enveloppe qui s’étend à l’arrière de la cloison, à l’abri de laquelle on pose le revêtement. Le couteau du bouclier est la partie avant qui découpe le terrain. La propulsion se fait par vérin à l’intérieur du bouclier. La pression exercée doit être de 6 à 7 bar. Le cuvelage, en fonte, en acier ou en béton armé, est destiné, d’une part, à subir la poussée du bouclier pour en permettre l’avancement, et d’autre part, à résister à la poussée du terrain.

Injection du vide annulaire laissé par le bouclier. On ménage un trou dans chaque voussoir, sur lequel on raccorde le tuyau d’injection. Le produit injecté sous pression est un mortier fin de ciment et de sable ; le volume injecté est supérieur au vide annulaire, car le mortier pénètre aussi dans les fissures et les vides du terrain environnant.

Exécution des tunnels peu profonds

Il est plus économique de procéder à ciel ouvert qu’en tranchée couverte. La fouille est talutée ou blindée. Dans le cas d’une traversée sous-fluviale, l’ouvrage doit être réalisé à sec, à l’abri d’un bâtardeau ou d’un rideau de palplanches. Pour franchir un fleuve ou un bras de mer, on procède par pose de caissons préfabriqués, acheminés par flottage au fond d’une fouille et que l’on enfonce dans le terrain par havage.

Exécution des tunnels en terrain aquifère ou boulant

On draine et on rabat la nappe si c’est possible. On peut aussi consolider ou étancher le sol par utilisation de trois types de coulis. On peut employer un coulis à base de ciment très fin (type ciment PMF), dont les grains les plus gros ne dépassent pas 50 μ, au lieu de 80 μ normalement ; on peut aussi utiliser un mortier de sable très fin ou de cendres volantes et de ciment ; ces solutions sont les moins coûteuses ; pour des sols aquifères très fins, on peut faire appel soit à un coulis à base de silicate de sodium, soit à un coulis à base de résines. Dans le cas d’un terrain de bonne tenue, mais fissuré avec circulation d’eau, dans un terrain rocheux situé dans une région de dislocation avec nappe en charge renflant le terrain boulant ou dans un terrain sédimentaire ou alluvionnaire, souvent imbibé, on met en œuvre des injections en surfaces coniques successives, en utilisant de préférence un coulis à base de ciment quand c’est possible, car ce coulis est de beaucoup le plus économique, tout en donnant au sol la meilleure résistance et la meilleure cohésion ; on peut, enfin, procéder à la congélation du terrain par saumure au chlorure de calcium circulant dans des tubes congélateurs.

Fonçage des puits

C’est le premier travail à exécuter pour les souterrains qui n’ont pas de débouché à la surface du sol. Les puits en rocher sont exécutés en descendant (forages à l’explosif). Les puits en terrain meuble de bonne tenue sont terrassés par blindage avec des planches calées par des cercles métalliques. Les puits en mauvais terrain sont soit des puits boisés, soit des puits exécutés par havage si le terrain pousse fortement. Les puits exécutés dans l’eau nécessitent un rabattement de nappe préalable pour consolider le terrain.

M. D.

➙ Égout / Mécanique des sols / Route.