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¤bouclier à appui simple ○ (ouvert) ¤bouclier à appui mixte ○ Lateral et frontal + pression mécanique ○ (fermé) + pression de boue ○ + pression de terre

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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/ 

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ENPC-CHEC

MODULE OUVRAGES SOUTERRAINS

LES TUNNELIERS

Bruno DEMAY

1.LES DIFFÉRENTS TYPES DE TUNNELIERS

2.

3.LE CONFINEMENT DU FRONT DE TAILLE

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 2

LES DIFFERENTS TYPES DE TUNNELIER

PREMIÈRE PARTIE

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 3

LA GENÈSE DES TUNNELIERS : LA MACHINE

DU COLONEL DE BEAUMONT (1882)

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 4

LES DIFFÉRENTS TYPES DE TUNNELIER

1.TUNNELIERS À APPUI RADIAL (TUNNELIERS DIT "ROCHES DURES»):

2."BOUCLIERS» MÉCANISÉS À FRONT OUVERT (PAS DE CONFINEMENT):

ATTAQUE GLOBALE OU PONCTUELLE, BOUCLIERS À SOUTÈNEMENT MÉCANIQUE DU FRONT : TERRAINS DE QUALITÉ "MOYENNE À MÉDIOCRE»

3."BOUCLIERS» MÉCANIQUES À FRONT CONFINÉ : TERRAINS MEUBLES ET

AQUIFÈRES > TUNNELIER À CONFINEMENT PAR PRESSION DE BOUE OU

PRESSION DE TERRE, OU AIR COMPRIMÉ, OU MIXTE

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 5

TUNNELIER À APPUI RADIAL

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TUNNELIER À APPUI RADIAL / ROCHES DURES

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04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 8

TUNNELIER ROCHES DURES : DÉTAILS

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DÉTAILS DES

GRIPPERS

SUR LE

TUNNEL DU

GOTHARD

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TUNNELIER

ROBBINS

AU

LESOTHO

EXEMPLES DE PERFORMANCES :

MEILLEUR JOUR : 66.8M

MEILLEURE SEMAINE : 325 M

MEILLEUR MOIS : 1221 M

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 11

BOUCLIER MECANISE A SOUTENEMENT

MECANIQUE POUR TERRAINS

"MÉDIOCRES»

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BOUCLIER MECANISE A APPUI

MIXTE ("DOUBLE SHIELD»)

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 13

DOUBLE SHIELD: GALERIES HYDRAULIQUES

DE SALAZIE À LA REUNION

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 14

BOUCLIER MECANISE A PRESSION

DE BOUE (SLURRY SHIELD)

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 15

TUNNELIER À PRESSION DE BOUE

ZONE CRITIQUE: CONCASSAGE ET

ASPIRATION DU MARINAGE EN RADIER

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 16

TUNNELIERS À PRESSION DE BOUE : LE

TUNNELIER GÉANT DE TUENMUN CHEPLAP

KOK À HONG KONG (17,63 M)

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 17

BOUCLIER MÉCANISÉ À PRESSION DE

TERRE (EARTHPRESSURE BALANCE -EPB)

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 18

BOUCLIER MÉCANISÉ À CONFINEMENT

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 19

BOUCLIER MÉCANISÉ À CONFINEMENT

MIXTE ("MIXSHIELD»)

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 20

SOCATOP-A86 Tunnel Est

TUNNELIERS À DENSITÉ VARIABLE

COMBINAISON DES PRINCIPES DE PRESSION

DE TERRE ET DE PRESSION DE BOUE

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 21

CONCASSEUR GIRATOIRE EN SORTIE DE

VIS

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 22

Transport hydraulique / boue

DEUXIÈME PARTIE

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LA TÊTE DE COUPE

LES OUTILS DE COUPE : MOLETTES ET PICS

LES OUTILS DE MISE EN PLACE DU REVÊTEMENT

LE TRAIN SUIVEUR

LES SYSTÈMES DE GUIDAGE TOPOGRAPHIQUE ET DE PILOTAGE

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 24

TÊTE DE COUPE POUR ROCHES DURES

TRÈS FERMÉE (< 10

% OUVERTURE)

OUVERTURES

PÉRIPHÉRIQUES

PENSÉE EN

FONCTION DE LA

PROBLÉMATIQUE

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 25

TÊTE DE COUPE POUR SOLS

50 %

EN GÉNÉRAL PEU OU

PAS DE MOLETTES

OUVERTURES

RADIALES

FORME DE TÊTE

SOUVENT ASSOCIÉE

AUX EPB

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TÊTE DE COUPE EN ÉTOILE

OUVERTURE

MAXIMALE (70 %)

SOUVENT

ASSOCIÉE AUX

TUNNELIERS À

PRESSION DE

BOUE

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OUTILS DE COUPE :

LES MOLETTES

ANALOGUES DANS LE PRINCIPE AUX MOLETTES DE

VITRIER : MOLETTES À DISQUES

DIAMÈTRES DE 12 À 19 POUCES VOIRE AU-DELÀ

MOLETTESÀDOUBLEDISQUESETÀPICOTS

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 28

MÉCANISME

MOLETTES

ECARTEMENT SUFFISAMMENT FAIBLE

POUR PROVOQUER LA RUPTURE DE LA

ROCHE PAR ÉCLATEMENT (MOBILISATION

DE LA RÉSISTANCE À LA TRACTION)

NOTION DE FORCE UNITAIRE MAXIMALE

POUSSÉE TOTAL DU TUNNELIER

ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 04/10/201929

TRAVAIL DES

MOLETTES

EN TERRAIN

DUR ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 04/10/201930

USURE OU CASSE DES

MOLETTES

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 31

OUTILS DE SURCOUPE

PERMET DE

PRENDRE LES

VIRAGES

PERMET

ÉGALEMENT DE

LUTTER CONTRE

LA

CONVERGENCE

EN TERRAINS

"POUSSANTS» (SQUEEZING- ROCK)

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 32

EVACUATION DES DÉBLAIS

DANS LE CAS DU TUNNELIER À PRESSION DE BOUE,

MARINAGE HYDRAULIQUE

BOUE + MATÉRIAUX CONCASSÉS POMPÉS (GRANULOMÉTRIE 0/10 MM) STATION DE TRAITEMENTDU MARINAGE HYDRAULIQUE (CRIBLAGE, CYCLONAGE, FILTRES-PRESSE) DANS LE CAS DU TUNNELIER PRESSION DE TERRE (AIR), VIS

DES PETITS DIAMÈTRES)

DE, VIA UNE TRAPPE (EN

FONCTION DU CONFINEMENT EXIGÉ ON PEUT AJOUTER UN DISTRIBUTEUR ROTATIF OU UNE

POMPE À PISTONS)

LA CONSISTANCE DES PRODUITS DOIT ÊTRE ADAPTÉE AU TRANSPORT PAR CONVOYEUR À BANDE PESAGE DES MATÉRIAUX SUR LE CONVOYEUR À BANDE : PERMET LA SUSPICION DE LA PRÉSENCE

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MARINAGE HYDRAULIQUE (PRESSION

DE BOUE)

ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 04/10/201934 (PRESSION DE TERRE)

GRANULOMÉTRIES DU TERRAIN

DE COUPE)

DOIT ÉVITER LES DÉBOURRAGES BRUTAUX QUELQUE

SOIT LA PRESSION DANS LA CHAMBRE (TECHNIQUE DU

BOUCHON DE MATÉRIAUX)

NOTION DE GRADIENT DE PRESSION LE LONG DE LA

DISTRIBUTEUR ROTATIF OU POMPE VOLUMÉTRIQUE À

PISTON EN CAS DE FORTE PRESSION EN RADIER

MATÉRIAUX ABRASIFS : PROBLÈME DE LA PRÉVENTION DE ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 04/10/201935

POMPE À

PISTONS

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fortes pressions hydrostatiques en radier

REVÊTEMENT EN VOUSSOIRS MTR 820 HONG KONG

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VOUSSOIRS (ÉLÉMENTS PRÉFABRIQUÉS)

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Documents CBC

VIDEO: USINE À VOUSSOIRS DE ST MARTIN

LA PORTE (LYON-TURIN FERROVIAIRE)

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04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 40

Technique dite de

Clé/contre-clé/voussoirs

standard

POSE DES VOUSSOIRS VIA UN ÉRECTEUR

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ERECTEUR À VOUSSOIRS / PRÉHENSEUR

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INJECTIONS DE MORTIER DE BOURRAGE ENTRE

LE REVÊTEMENT ET LE TERRAIN

NÉCESSAIRE PAR CONSTRUCTION (DIAMÈTRES

RESPECTIFS JUPE / ANNEAU + COURBES)

TRÈS IMPORTANTES POUR LA QUALITÉ DU

REVÊTEMENT ET LE CONTRÔLE DES

TASSEMENTS

(ABANDONNÉ)

LE MORTIER DOIT À LA FOIS ÊTRE FLUIDE

TRAVERS LA JUPE, ET GARANTIR DE BONNES

CARACTÉRISTIQUES MÉCANIQUES DE

RÉSISTANCE ET DE DÉFORMATION À COURT /

MOYEN TERME (UTILISATION DE CENDRES

VOLANTES, FILLERS, LIANTS HYDRAULIQUES

DIVERS)

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LOGISTIQUE EMBARQUÉE : LE "TRAIN SUIVEUR»

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TRAIN SUIVEUR ("BACK-UP»)

REMORQUE DE PILOTAGE (CABINE, ARMOIRES ÉLECTRIQUES, ROTO- REMORQUE DE PUISSANCE (POMPES HYDRAULIQUES ALIMENTANT

LES VÉRINS, ÉRECTEUR, VIS)

REMORQUE RÉFECTOIRE / AIR COMPRIMÉ

REMORQUE PORTANT LES TRANSFORMATEURS ÉLECTRIQUES (MT 10

KV / BT 380 V)

REMORQUE DE VENTILATION SECONDAIRE + ENROULEUR DE

REMORQUE POUR STOCKAGE DES TUYAUTERIES + ENROULEURS À

CÂBLES

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04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 46

NAVIGATION

NAVIGATION = REPÉRAGE TOPOGRAPHIQUE

PILOTAGE = CONDUITE PROPREMENT DITE

ET LA DIRECTION DE CET AXE

LA NAVIGATION CONSISTE À:

LES COMPARER AUX DONNÉES PRÉVUES

EN DÉDUIRE LES CONSIGNES POUR LA PHASE DE PILOTAGE

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 47

TUNNELIER

RELEVÉS PAR TRIANGULATION

COMME EN TUNNEL TRADITIONNEL

POINTS DE REPÈRES TOUS LES 100 À

RAYON LASER ATTACHÉ À CES BASES

AU MILIEU DU TUNNELIER,

CONNECTÉES À UN CALCULATEUR

DONNANT EN TEMPS RÉEL LES

ÉCARTS PAR RAPPORT À LA

POSITION THÉORIQUE

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CONSIGNES DE PILOTAGE :

ACTION DIFFÉRENTIELLE SUR LES

VÉRINS DE POUSSÉE

DÉFINITION DE LA SUCCESSION

LES VÉRINS DE POUSSÉE SONT GROUPÉS

(PAR 2, 3, 4 VOIRE PAR 8 ) : PRESSIONS

HYDRAULIQUES DIFFÉRENTES

RECUEIL DES DONNÉES PROVENANT DE LA

NAVIGATION ET ACTION CONCOMITANTE

SUR LES VÉRINS

CONTRÔLE ET MESURE AUTOMATIQUE DE

04/10/2019ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 49

LE CONFINEMENT

DU FRONT DE

TAILLE

POURQUOI LE CONFINEMENT ?

DIFFÉRENTS MODES DE CONFINEMENT

ASPECTS PRATIQUES DE LA MAÎTRISE DU CONFINEMENT SUR CHANTIER ENPC / CHEC Ouvrages souterrains / Les tunneliers 04/10/201950

CONFINER LE TERRAIN, POURQUOI FAIRE ?

1.

2.LA MAÎTRISE DES PHÉNOMÈNES HYDRAULIQUES A UNE

IMPORTANCE FONDAMENTALE POUR LA STABILITÉ DU FRONT 3.

4.LA MAÎTRISE DU CONFINEMENT CORRESPOND À UN BON

FONCTIONNEMENT MÉCANIQUE DU TUNNELIER

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ACCIDENT MAJEUR : LE FONTIS

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MÉCANISMES DE RUPTURE À FRONT

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DÉTERMINATION DE LA PRESSION DE CONFINEMENT

MÉTHODE DE LA SPIRALE LOGARITHMIQUE

oPour être fiable, la méthode doit explicitementprendre en la pression hydrostatique et des contraintes effectives verticales et horizontalesexistant dans le sol.

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A LA VARIABILITE DES

CONDITIONS GEOLOGIQUES

CAS DE FIGURE FRÉQUENTS :

ABAISSEMENT

CREUSEMENT EN TERRAINS KARSTIQUES

TRANSITION ENTRE MILIEU ROCHEUX ET TERRAIN MEUBLE

DISCONTINUITÉS AU SEIN DU SUBSTRATUM ROCHEUX (FAILLE)

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VARIABILITE DES CONDITIONS GEOLOGIQUES

RÉSISTANTE

(CAS DE LA REGION PARISIENNE)

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Calcaire grossier

Sablesde

Beauchamp

Marnes et caillasses +gypse

tunnelVide de dissolution du gypse rempli par les

Sables de Beauchamp

VARIABILITE DES

CONDITIONS

GEOLOGIQUES :

CREUSEMENT EN

TERRAINS

KARSTIQUES

RISQUE DE "DÉBOURRAGE» DU MATÉRIAU DE REMPLISSAGE DU KARST (ARGILE) + LE KARST COMMUNIQUE TRÈS SOUVENT AVEC LA NAPPE

DÉBOURRAGE ET PLONGEMENT DU TUNNELIER

INTÉRÊT

SISMIQUE RÉFLEXION

CYLINDRE ÉLECTRIQUE / MESURE DE RÉSISTIVITÉ (SYSTÈME BEAM)

GÉORADAR

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VARIABILITE DES

CONDITIONS

GEOLOGIQUES :

TRANSITION

ENTRE MILIEU

ROCHEUX ET

TERRAIN MEUBLE

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VARIABILITE DES CONDITIONS

GEOLOGIQUES : DISCONTINUITÉS

DANS LES MASSIFS ROCHEUX (FAILLES)

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POURQUOI LE CONFINEMENT ?

2 / LES PHÉNOMÈNES HYDRAULIQUES DANS

LES SOLS

NOTION DE RÉGIME TRANSITOIRE /

RÉGIME PERMANENT

RÉTABLISSEMENT IMMÉDIAT DU RÉGIME

HYDRAULIQUE LORSQUE K > 10-5M/S

APPARITION DE GRADIENTS

HYDRAULIQUES

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