Brevet FR2040434A1 — publié le 19710122

L'invention concerne un procédé d'un nouveau genre pour la construction de tunnels. Par l'expression "tunnel", il y a lieu d'entendre, non seulement les tumlels routiers et similaires, mais aussi d'autres cavités souterraines telles que galeries.et cavernes, destinées par exemple à recevoir diverses centrales de force motrice, réservoirs d'eau et autres installations de ce genre. Avec les procédés jusqu'ici connus de construction-des tunnels, l'assèchement définitif et durable s'accompagne fréquemment de difficultés notables et de frais élevés lorsqu'on a affaire à un sous-sol pesant et aquifère. En général, on effectue un bétonnage à double paroi sous forme d'une double voûte, une isolation contre l'eau et l'humidité, le plus souvent en un matériau élåstique, étant interposée entre le béton intérieur et le béton extérieur (étanchéification en sandwich).Ce procédé offre l'inconvénient de nécessiter des travaux d'excavation plus importants ; d'autre part, à une époque ultérieure, lorsque des réparations s'imposent inévitablement, il n'est pas possible de détecter le point où se situe par exemple un suintement dans le cas d'une étanchéité en sandwich. Quels que. soient les matériaux d'isolation, feuilles minces, lés de tissu de jute ou autres, on n'est pas encore en mesure, à l'heure actuelle, de remédier à ces incidents ou détériorations par des injections. Ce n'est qu'en cas d'isolation sandwich en polyester que l'on peut supprimer les suintements par des injections de matière synthétique. Or, le but de la présente invention est de fournir un procédé pour la construction de tunnels qui élimine les inconvénients précités. Be procédé de l'invention est caractérisé par le fait qu'on creuse une galerie, qu'on fore, en des points prédéterminés, un certain nombre de trous de sonde dans différentes directions, dans la paroi de la galerie, que l'on recouvre et l'on étaye au moyen d'un revetement de béton les parois de la galerie ainsi asséchées ou déchargées de la pression hydrostatique, des renfoncements allant jusqu'au sol du tunnel étant ménagés aux points où lesdits trous de sonde débouchent dans la cavité du tunnel, en vue de I'évacuation de l'eau de drainage, et qu'enfin on applique sur le revetement de béton une couche en un matériau d'isolation et d'ha- billage. Grâce au mode d'assèchement selon l'invention et gråce à la décharge ie pression hydrostatique qui en résulte dans les zones de la paroi situées à proximité de la cavité du tunnel, il est possible -le ne prdvoir qu'une seule paroi de béto.Du fait de l'absence de l'une des enceintes de béton, l'excavation n'a pas besoin d'être aussi importante et il faut moins de béton, ce qui se traduit évidemment par une économie notable de temps à la construction du tunnel. Grtce au drainage selon le procédé de l'invention, les risques de fissuration du béton, résultant des variations de température et du retrait, et les risques de gel à proximité du portail sont fortement réduits; Les renfoncements prévus pour ltévacuation de l'eau de drainage dans le revêtement de béton fournissent en outre à tout moment la possibilité de procéder aux inspections ou aux travaux de révision. L'invention va être décrite ci-après un peu plus en détail à titre d'exe;iple, à propos d'un tunnel, construit selon le procédé proposé et représenté sur les dessins. - La figure 1 est une coupe transversale, purement schématique, d'un tunnel construit selon le procédé de liinvention. - La figure 2 reproduits à échelle agrandie, une partie découpée d'une paroi latérale du tunnel de la figure t. - Les figures 3 et 4 sont des coupes horizontales des revêtements de béton d'un tunnel tel que représenté sur la figure 1. La figure 1 des dessins est une coupe transversale d'un tunnel routier fini, construit selon le procédé de l'invention. Lors :le sa construction, on a procédé tout d'abord en creusant une galerie I dans la roche 2. Après quoi, la roche (par exemple du granit, du schiste, du gneiss, du grès dur ou une brèche) a été asséchée selon le procédé d;e l'invention, c'est-à-dire par le forage de trous de sonde 3, .3', " (voir figure 2) percés dans différentes directions à une profondeur de l'ordre de 2 à 5 m. A l'extrémité des trous de sonde, il a pu être mis à feu des cartouches explosives, de manière à former des cavités 4, dites "évents". Ces cavités servent à recueillir l'eau contenue dans la roche. Gråce aux trous de sonde 3, 3', 3" et en particulier grâce à la présence des cavités 4 creusées par explosifs, on est assuré d'un assèchent suffisant de la roche et, en conséquence, d'une décharge de la pression hydro-statique sur l'enveloppe de revêtement en béton 5 qui est appliquée ultérieurement. Les trous de sonde 3, 3', 3" sont pes à chaque fois à partir de points prédéternines de la paroi.de la galerie. Lorsqu'on a affaire à -un matériel poreux, tel par exemple qu'une moraine ou un trias, il n'y a pas besoin -le-creuser par explosifs aucun trou collecteur d'eau, car les trous de sonde pour l'assèchement peuvent être formés en enfonçant un tube perforé dans la roche en question. A la suite de l'assèchement, la galerie est revêtue et étayée avec un seul coffrage de béton 5. Aux points où les trous de sonde 3, 3', 3" débouchent dans la cavité du tunnel, il est ménagé des puits de drainage 6, 6', etc dans lesquels l'eau qui sort des trous de sonde 3, 3', 3" est évacuée vers le sol du tunnel ou le sous-sol. les parois de la galerie peuvent être revêtues de béton coulé sur place ou d'élements préfabriques de béton. En cas d'afflux d'eau d'importance inattendue, on peut, à la suite du revêtement, percer de nouveaux trous ae sonde d'assèche ment à partir des renfoncements ou puits 6, 6'. a En cas d'irruption éventuelle d'eau, on peut, après draina- gihLla roche, procéder à une étanchéification additionnelle de la surface du profil endommagé et canaliser également l'eau vers les puits 6,6'. Le béton de revêtement 5 supporte la parie de la pression du terrain qui lui est destinée et, à cette fin, il peut être uni intimement au sous-sol ou aux parois de la galerie par des injec- tions de remplissage et une granulométrie adaptée, sans que la subs tance injectée nuise au drainage des trous de sonde dans la roche. D'ailleurs, le système de drainage par trous de sonde peut être nettoyé à chaque fois à la suite d'une injection. Comme on l'a déjà mentionné, le béton de revêtement 5 est interrompu, à intervalles de préférence réguliers qui correspon dent aux caractéristiques géologiques locales, par des renfonce ments (puits) 6 qui s'étendent jusqu'au sous-sol-. En cas de revête ment au moyen d'éléments préfabriqués, les intervalles sont déter minés d'après les dimensions de ces-éléments. Conte mentionné ci-desus, ces puits servent à l'évacuation concentrée de l'eau qui sort des trous de sonde 3, 3'; 3" vers les canalisations de drainage 7 prévues dalls le: sol sol du tunnel (voir figure 1), au nettoyage ultérieur ou à l'élargissement des trous de sonde, ainsi qu'à'l'exécution d'une pré-étanchéification éventuelle. Pour éviter, en cas de revêtement avec du béton coulé sur place, un travail supplémentaire de coffrage des puits, on peut disposer, dans les zones prévues pour les renfoncements, des noyaux provisoires 8, par exemple des blocs de matière plastique (styrène). les blocs-noyaux 8 peuvent être fixés sur le coffrage normal ou à la paroi de la galerie (figure 3). Les puits 6 sont fermés de façon étanche à l'eau par des éléments amovibles (par exemple des plaques 9). Dans les zones où l'on peut s'attendre à des températures de gel, les plaques 9 sont isolées en conséquence. A la suite du bétonnage, le revêtement interne de béton 5 est garni d'une couche isolante rigide. A titre de couche isolante 10, il convient particulièrement d'utiliser un crépi mince rigide à base d'enduit de ciment modifié par addition de matière plastique (par exemple "Sika top ". Pour obtenir un béton impeccable,-il est conseillé d' ajouter un additif (par exemple "Frioplast"). il va de soi que les renfoncements destinés à l'évacuation de l'eau de drainage peuvent être subdivisés en plusieurs chambres, dont l'une peut servir à l'écoulement d'eau proprement dit et dont une autre, séparée de la première de manière étanche à l'eau, peut être utilisée pour loger des installations, par exemple des systèmes d'aération, d'éclairage, etc.. R E V E N D I C A -T I O N S 1. Procédé pour la construction de tunnels, caractérisé par le fait qu'on creuse une galerie, qu'on fore, en des points prédéterminés, un certain nombre de trous de sonde dans différentes directions dans la paroi de la galerie, que l'on recouvre et l'on étaye au moyen d'ur. revêtement de béton les parois de la galerie ainsi asséchées et déchargées de la pression hydrostatique, en ménageant, dans les zones.où les trous de sonde débouchent dans la cavité du tunnel, des renfoncements allant jusqu'au sol du tunnel et destinés à l'évacuation de l'eau de drainage, et qu'enfin on applique sur le revêtement de béton une couche en un matériau d'isolation et d'habillage. 2.- Procédé selon la revendication t, caractérisé par le fait que les trous de sonde sont creusés à une profondeur de 2 à 5 m environ dans la paroi de la galerie. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le-fait qu'aux extrémités de quelques uns au moins des trous de sonde d'assèchement, il est creusé en outre des cavités par la mise à feu de cartouches explosives. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'à la suite de l'application du revêtement de béton, il est procédé au forage de trous additionnels d'assèchement. 5.- Procédé selon la revendication t, caractérisé pàr le fait que des tubes perforés au moins en partie sont introduits dans lesdits trous de sonde. 6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits trous de sonde sont creusés en enfonçant des tubes perforés dans la paroi de la galerie, ces tubes étant laissés dans cette paroi. 7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parois de la galerie sont revêtues de béton coulé sur place. 8.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les parois de la gale ries sont revêtues avec des éléments de béton préfabriqués. 9.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les renfoncements qui servent à l'évacuation de l'eau de drainage sont fermés de manière étanche du côté de l'intérieur du tunnel. tO.- Procédé selon les revendications 1 et 7,.caractérisé par le fait qu'avant le bétonnage du revêtement du tunnel, des noyaux provisoires sont mis en place dans les zones qui doivent être ménagées pour constituer les renfoncements. 11;- Procédé selon la revendication 1, caractétisé par le fait que la face interne du béton de revêtement est garnie d'une couche isolante frigide. 12.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la couche isolante est en un crépi mince rigide à base d'enduit de ciment modifié par addition de matière synthétique.