ENPC-CHEC Module Ouvrages Souterrains
4 oct. 2019 AQUIFÈRES > TUNNELIER À CONFINEMENT PAR PRESSION DE BOUE OU. PRESSION DE TERRE OU AIR COMPRIMÉ
Ecole Nationale des Ponts et Chaussées Master Système Transport
8 janv. 2016 de double jupe (confinement à pression de terre ou d'air). 3.2.3.1. Tunnelier à bouclier mécanique (ou aveugle).
Le tunnelier à densité variable : une première en France
Conduites de marinage jusqu'en surface Station de traitement des boues . TBM Pression de Boue. Tunnelier à pression de terre. Confinement: régulation par.
Les différents types de boucliers
Les techniques “à pression de sol” plus récentes
Diapositive 1
8 janv. 2016 Tunnelier Bouclier à Front FERME à pression de terre ou OUVERT (1/3). Roue de coupe. Vérins de poussée. Convoyeur à bande. Voussoir.
Modélisation physique et théorique du creusement pressurisé des
Tunnelier à pression de terre utilisé lors du prolongement de la ligne 12 du métro Une instrumentation embarquée similaire à celle des tunneliers réels.
École Nationale Supérieure des Mines de Paris
tunnelier à pression de terre et à pression de boue. La chambre d'abattage est remplie d'un mélange de boue et de sol excavé présentant un gradient de
Modélisation physique 1g du creusement de tunnels en terrain
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Le Grand Paris Express : technique de creusement des tunnels
5 févr. 2019 d'y assembler sous terre le tunnelier et enfin le mettre en action. ... Cependant la pression des terres étant très élevée sur les parois.
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4 oct 2019 · AQUIFÈRES > TUNNELIER À CONFINEMENT PAR PRESSION DE BOUE OU PRESSION DE TERRE OU AIR COMPRIMÉ OU MIXTE 04/10/2019
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Mots-clés : Tunnel en terrain meuble tunnelier à front pressurisé tunnelier à pression de terre modélisation physique modèle réduit de laboratoire
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tunneliers utilisés Le tunnel restant à la pression atmosphérique boucliers à pression de terre même en terrains graveleux ou hétérogènes
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Tunnelier en mode mode fermé Mode fermé : Air comprimé Pression de terre Type: Bouclier à confinement mixte (Classification AFTES GT 4) :
[PDF] Ai S /3 ôf* t*) - PASTEL - Thèses en ligne de ParisTech
de toute la complexité des phénomènes associés au creusement d'un tunnel pression de terre ; dans ce dernier cas comme pour les tunneliers
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surcoupe et dans une moindre mesure un tunnelier à pression de terre avec injection radiale de bentonite la boue sous pression est présente le long de la jupe
Comment fonctionne le tunnelier ?
Le tunnelier est une machine qui permet de percer les tunnels en creusant la roche. En même temps qu'il creuse, le tunnelier pose des éléments préfabriqués appelés voussoirs, qui tapissent la paroi. A l'intérieur de la machine, les voussoirs sont stockés et déposés au fur et à mesure de sa progression par un érecteur.Comment calculer un tunnel ?
Le calcul des tunnels traditionnels se fait classique ment à l'aide de modélisations bidimensionnelles, la progression du creusement et la mise en place différée du soutènement étant prises en compte par l'intermé diaire de modèles tels que celui du taux de déconfine ment, d'autant plus élevé que l'on s'éloigne duComment construire les tunnels ?
La construction d'un tunnel peut se résumer en trois étapes :
1creuser le terrain : c'est la fonction d'abattage ;2évacuer les terrains creusés : c'est la fonction de marinage ;3soutenir le terrain s'il n'est pas naturellement stable : c'est la fonction de soutènement (provisoire) et/ou de revêtement (définitif).- Le train suiveur
Un tunnelier est une usine de plusieurs dizaines de mètres de longueur. Lorsqu'un tunnelier a fini de creuser son tunnel, il peut creuser un court tunnel divergent dans lequel il est abandonné mais, dans la majeure partie des cas, il est récupéré (démontage dans le tunnel).
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Les différents types de boucliers
L'évolution technologique permanente
rend difficile toute classification exhaustive des boucliers. Il parait cependant intéressant de mettre enévidence les principales catégories, ainsi
que leurs domaines d'application.Rappelons brièvement que les fonctions
d'un bouclier regroupent : - d'une part sa propulsion, incluant l'excavation et bien sûr le marinage, le pilotage et la poussée - d'autre part la stabilisation du terrain, que ce soit provisoirement au front de taille ou définitivement par lesoutènement. Bien qu'il soit toujours difficile de fixer des règles simples à l'utilisation de ces machines, il existe des guides
publiés par les constructeurs (par exemple Mitsubishi) donnant les limites d'emploi des principaux types de
matériels. Les recommandations de l'AFTES (Groupe de travail n°4 - 1987) fournissent également des
renseignements précieux.Il convient de différencier en premier lieu les modèles ouverts (à front libre) des modèles à confinement (avec une
pressurisation du front). Si les premiers représentent encore une bonne part des équipements mécanisés, les
seconds se développent largement puisqu'ils totalisent depuis quelques années plus du tiers des boucliers
construits. Les techniques "à pression de sol", plus récentes, représentent maintenant près de 15 % des
tunneliers utilisés.Les boucliers ouverts
Ils ne sont bien sûr utilisables que lorsque la stabilité du front est assurée naturellement dans des conditions satisfaisantes, soit parce que les terrains présentent une résistance suffisante (sols cohérents raides, sols granulaires avec cohésion), soit parce que l'on se situe en conditions favorables vis à vis des pressions hydrostatiques (tunnel au-dessus de la nappe ou avec une faible charge). L'abattage peut être alors manuel et le bouclier ne constituer qu'un soutènement latéral, avecéventuellement des cloisons ou planchers
intermédiaires permettant de mettre en oeuvre un blindage partiel du front ou des lances en voûte et piédroits pour conforter la stabilité des terres.On peut au contraire équiper le bouclier d'un système d'abattage mécanisé : outil ponctuel, godet de pelle, fraise
montée sur un bras à rotation totale, voire un plateau rotatif pleine section équipé de pics et de molettes.
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Les boucliers à confinement
Successeurs mécanisés des boucliers anciens, ce sont des machines à forer pleine section, le plus souvent à tête rotative, qui assurent le creusement, l'évacuation des déblais et la pose d'un revêtement préfabriqué en général définitif, parfois provisoire. La pressurisation, dont le but essentiel est la tenue du front de taille et l'équilibre de la pression aquifère, peut être assurée de diverses façons. Le tunnel restant à la pression atmosphérique dans tous les cas, un joint de queue constitué de lames de néoprène ou de brosses métalliques graissées assure l'étanchéité entre la jupe arrière du bouclier et le revêtement posé à l'intérieur de celle-ci. Certains dispositifs peuvent permettre une meilleure inscription du bouclier dans les courbes de faible rayon : articulation de la jupe, surcoupe variable permettant de forer une section ovale aplatie, etc. Dans les terrains meubles et aquifères où la stabilité du front de taille est aléatoire, il convient donc de la garantir par une pression qui peut être appliquée : soit par l'air comprimé - soit par la roue de taille elle-même (pression mécanique) - soit par un liquide dense (boue bentonitique) - soit enfin par le marinage (pression de sol)1/ Boucliers à air comprimé
Utilisée depuis longtemps, cette méthode
permettait d'équilibrer les pressions hydrostatiques (lorsqu'elles n'étaient pas trop fortes) par de l'air comprimé pressurisant la totalité du tunnel. Cependant, cette technique ne pouvait fonctionner efficacement que si les terrains n'étaient pas trop perméables (k < 10 -5 m/s environ) pour éviter les fuites d'air. Ce procédé a été amélioré en automatisant le travail au front et en ne pressurisant que l'avant de la machine (ce qui évite le travail sous air comprimé du personnel). Il convient alors de projeter en tête un film de boue bentonitique pour éviter les pertes d'air (chantier de Caudéran-Naujac à Bordeaux). Le marinage est en général assuré par une vis d'Archimède équipée d'un sas à déblais rotatif ou alternatif.Cette technique quelque peu archaïque est rarement utilisée de nos jours. Son principal avantage réside en
l'extraction de déblais secs facilement évacuables. Mais l'équilibre des pressions au front est difficile à réaliser si
le diamètre du tunnel est grand et si la perméabilité du terrain est variable sur la hauteur du front de taille.
L'utilisation de ce procédé doit être réservée à de petits ouvrages, en terrain homogène sous pression d'eau
modérée. En dehors de ces conditions favorables, les risques de désordres en tous genres et d'échec sont
élevés.
Page 3 / 3 2/ Boucliers à pression mécaniqueEgalement appelé bouclier aveugle, utilisé dans les terrains très mous et plastiques (cohésion Cu < 30 kPa), ce
matériel est muni à l'avant d'une cloison fixe complétée d'ouvertures réglables. Pour des sols plus cohérents il
peut être muni d'une roue de coupe percée de lumières ajustables pour l'évacuation des déblais (sous forme de
copeaux). La stabilité du front est assurée par la poussée de la machine elle-même.3/ Boucliers à pression de boue
Dans ce cas (dérivé de l'utilisation de boue bentonitique dans les forages pétroliers ou les parois moulées), le front est maintenu par une suspension de boue mise en pression dans la chambre d'excavation. L'opération est bien sûr réalisée de façon mécanisée. Le marinage est alors hydraulique, la boue servant de fluide de transport ce qui, en fin de cycle, nécessite la séparation des déblais de la bentonite ainsi que la régénération de cette dernière avant de la réinjecter dans le circuit. Ceci est effectué par une installation de surface comportant des cribles, des hydrocyclones, des centrifugeuses ou des filtres-presses. Le contrôle de la pression au front de taille peut se faire soit par variation des débits de boue et de marinage (méthode japonaise), soit par une "bulle" d'air comprimé en partie supérieure de la chambre (méthode allemande).Ce matériel est utilisable dans une large gamme de terrains, même perméables (grâce à la formation d'un cake
étanche), mais il est mieux adapté aux sols granulaires légèrement limoneux. Dans les sols argileux, le problème
essentiel est celui du "collage" de l'argile sur les différents éléments du bouclier.La technique pression de boue permet un excellent équilibre du front de taille, soumis à une pression croissante
de haut en bas. En règle générale la boue est constituée d'eau, de terrain naturel et de bentonite nécessaire à la
formation du cake et au maintien en suspension des déblais dans le circuit de marinage. En fait, l'inconvénient
majeur de cette technique réside dans la séparation des déblais fins < 2O m. Au Japon, où la pollution est
surveillée de très près, les fines sont extraites au moyen de filtres-presse, installations encombrantes et
coûteuses. En Europe, on utilise des centrifugeuses moins efficaces qui laissent quelques camions-citernes de
boues liquides à évacuer chaque jour. Dans tous les cas, des floculants organiques biodégradables peuvent être
utilisés pour favoriser le processus de séparation.4/ Boucliers à pression de sol
Avec ce type de matériel le plus récent, la
tenue du front est contrôlée par le marinage lui-même, stocké dans la chambre avant et en général évacué par une vis d'Archimède dont le réglage de la vitesse de rotation, et par conséquent celui du débit, permet de maîtriser la pression à l'amont du bouclier. Après leur passage dans la vis, les déblais sont évacués soit par berlines, soit au moyen de pompes à béton utilisant la technique du marinage pâteux. On peut dans certains cas injecter de l'eau dans les déblais pour en améliorer la maniabilité et éviter leur colmatage. Dans ses premières applications, le procédé était réservé à des terrains appropriés de granulométrie continue, mais de préférence limoneuxEn effet, le bouchon dans la vis d'Archimède risquait de ne pas être suffisamment étanche dans les sols
granulaires, et il fallait souvent apporter de l'eau pour augmenter la fluidité dans les sols argileux. Grâce à
l'injection dans la chambre de boues lourdes ou de mousses de polymères, il est maintenant possible d'utiliser les
boucliers à pression de terre même en terrains graveleux ou hétérogènes. Le grand avantage du procédé réside
en l'extraction de déblais pelletables non pollués, les mousses se résorbant très rapidement et étant constituées
de composants biodégradables. A signaler, en cas d'extraction de déblais trop liquides, la possibilité de les
rigidifier, par exemple par ajout de petites quantités d'un mélange cellulose, amidon galactose (Japon).
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