Brevet FR2470243A1 — publié le 19810529

PROCEDE POUR LA REALISATION D'OUVRAGES SOUTERRAINS COMPORTANT UNE COUCHE D'ETANCHEITE ET MATERIAU D2ETANCHEITE POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention concerne un procédé perfectionné pour la réalisation d'ouvrages souterrains, tels que des tunnels, comportant une couche d'étanchéité L'étanchement des ouvrages souterrains peut être réalisé de diverses manière dont l'une, connue sous la dénomination "étanchéité extrados consiste à interposer un complexe étanche, par-exemple un film synthétique, -entre la surface du terrain et le revêtement porteur intérieur constitué en géné- ral par une couche de béton Si ce mode d'étanchement présente de nombreux avantages le principal problème qui se pose pour sa réalisation est celui de la mise en place du complexe isolant. En effet, les matériaux utilisés pour constituer le complexe isolant se présentent sous une largeur relativement aible, comprise en général entre 1 m et 2 m Par ailleurs, il est évident que lorsqu un tel matériau doit être utilisé, l'eau seécoule de la voute après percement.En général la solution utilisée pour mettre en place le matériau d'étanchéité consiste, après préparation de la voute, à utiliser un portique ayant sensiblement la forme de cette dernière, puis à accro- cher la membrane contre cette voute et enfin à effectuer la jonction, de manière étanche, entre les bandes successives du matériau isolant ainsi apposé L2accrochage du matériau isolant à la voûte entrai ne des zones de fuite et, par suite après avoir installé une première couche de matériau isolant on superpose à celle-ci une deuxième couche liée, par-exemple par thermocollage, à la précédente, cette seconde couche assu- gant l'étanchéité définitive Cette technique, dont un mode de mise en oeuvre perfectionné est décrit dans le brevet fran- çais publié sous le numéro 2 257 010 est délicate à mette en oeuvre, implique une durée de travail à l'intérieur du tunnel relativement longue et nécessite l'utilisation de portiques adaptes à la forme et aux dimensions de chaque type de tunnel. Par ailleurs la jonction des différentes bandes successives constituant le complexe etanche est délicate à réalisés et, lorsqu'elle est effectuée par soudure, il est pratiquement impossible de tester et de garantir la qualité des soudures réalisées. Or on a trouvé, et c'est ce qui fait l'objet de la présente invention, un procédé simple, -rapide do'nc économique, permettant de réaliser de telles couches d'étanchéité dans des ouvrages souterrains tels que des tunnels, ce procédé assurant par ailleurs une qualité et des caractéristiques régulières et certaines des zones de jonction entre les différentes bandes constituant ledit matériau. L'invention qui concerne également un nouveau type de matériau d'étanchéité permettant la mise en oeuvre dudit procédé. D'une manière générale l'invention concerne donc un procédé pour la réalisation d'ouvrages souterrains comportant, entre la surface du terrain et le revêtement porteur, une couche d'un complexe étanche, procédé qui consiste - à réaliser de manière connue le percement de l'ouvrage, - à éventuellement réaliser une couche.de préparation sur la voûte ainsi formée, - à disposer contre cette voûte un complexe étanche, - à recouvrir ce complexe du revêtement porteur définitif par-exemple d'une couche de béton. Le procédé selon l'invention se caractérise par le fait que - le complexe étanche est, préalablement à sa mise en place à 11 intérieur de l'ouvrage, conformé en une structure souple à partir d'une pluralité de bandes élémentaires, assem blées bord à bord, ces bandes ayant une longueur au-moins égale au développement de la voûte dudit ouvrage la longueur de ladite structure souple pouvant-être égale à celle de l'ou- vrage, ladite structure souple comportant à chacune de ses extrémités des moyens de fermeture temporaires, - que la mise en place à l'intérieur de l'ouvrage est réalisée par injection d'air sous pression à l'intérieur de la structure souple de manière à la gonfler et à l'amener à plaquer contre la paroi de la voûte réalisée, qu'éventuellement, on dispose à l'intérieur de la structure souple ainsi gonflée des renforts espacés, épousant la forme de la voûte, et maintenant la structure souple contre celle-ci, - qu'après avoir éliminé éventuellement la pression interne a l'intérieur du complexe souple on réalise.de manière conventionnelle, le revêtement porteur définitif, les éléments de maintien espacés pouvant être éventuellement enlevés au fur et à mesure de la réalisation de ce revêtement porteur, - et qu'enfin-on élimine des moyens de fermeture temporaires des extrémités de ladite structure souple. Comme matériaux permettant de réaliser la structure soupl destinée à former le complexe étanche entre la surface du terrain et le 'revêtement porteur, on pourra utiliser tous les matériaux conventionnels permettant de former des couches d'é- tancheité extrados se présentant sous la forme de feuilles, flexibles, éventuellement composites et pouvant être armes par-exemple des feuilles hydrocarbonées ou des feuilles syn thétiques. Avantageusement, comme type de matériau qui convient par ticulièrement bien pour la mise en oeuvre du procédé selon l'in vention on pourra utiliser, par-exemple, un film ou iedbrane à base polychlorure de vinyl (PM:)ayant une épaisseur denvinon 15/10 de mm. De telles feuilles se présentent en général sous la forme d'un enroulement de plusieurs centaines de mètres de longueur et ont une largeur comprise en moyenne entre 1 m et 2 m Si le procédé selon l'invention peut, dans le cas d'un ouvrage ayant une longueur limitée, par-exemple de l'ordre de 50 m, être mis en oeuvre en utilisant une seule structure souple permettant de former la couche d'étanchéité sur toute la longueur de l'ouvrage, dans le cas d'ouvrages ayant une longueur très importante, il sera de préférence mis en oeuvre par tapes successives. Dans ce cas, les moyens de fermeture temporaires de la structure souple, disposée à son extrémité avale, seront situés en retrait par rapport à cette extrémité de telle sorte que celle-ci puisse être raccordée, sur le si à la structure souple suivante devant former la suite du revêtement étanche. Bien-entendu, les moyens de fermeture des extrémités de la structure souple devront comporter les moyens permettant d'introduire de l'air sous pression à l'intérieur de cette structure afin de la gonfler L'invention et les avantages qu'elle apporte seront mieux compris grâce à l'exemple de réalisation donné ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, et qui est illustré par les schémas annexés dans lesquels - la- figure 1 illustre-schématiquement en perspective et en coupe partielle la mise en oeuvre du procédé selon l'in invention, - la figure 2 est une vue schématiqueen coupe montrant la structure d'une voûte d'un ouvrage souterrain réalisé con formément à l'invention, - les figures 3, 4 et 5 sont des vues schématiques partielles illustrant les différentes phases de mise en place du complexe étanche, - la figure 6 est'une vue de dessus, d'un complexe conforme à l'invention, avant sa mise en place à l'intérieur d'un ouvrage par-exemple d'un tunnel. Les schémas annexés illustrent la réalisation d'un ouvrage souterrain conformément à l'invention et plus particulièrement en la réalisation d'un tunnel de grande longueur. Afin de rea- liser l'étanchement de la voûte du tunnel on interpose, entre la surface du terrain 1 et le revêtement porteur 2 définitif une couche d'un complexe étanche 3. La réalisation de cet ouvrage, conformément au procédé selon l'invention consiste, à réaliser, à l'extérieur du siteX par-exemple en usine, à partir du matériau destiné à former le complexe étanche, une structure souple de grande longueur. Cette structure dont un mode de réalisation est illustré plus en détail à la figure 6 est constituée d'une pluralité de bandes 4, par-exemple 10 bandes à base de PVC ayant chacune une largeur de 2 m. Ces bandes sont coupées à une longueur qui correspond au-moins au développement de la voûte de l'ouvrage et sont assemblées bord à bord par-exemple au-moyen de soudure 8. En fonction de la longueur de l'ouvrage on peut, soit réaliser une seule structure souple permettant d'assurer l'é- tanchéité en une seule opération, soit de préférence, on réalise plusieurs structures souples qui seront mises en place au fur et à mesure de l'avancement des travaux. Sur la figure 6 qui illustre en vue de dessus de manière schématique une -structure souple pour la mise en oeuvre de l'invention, la partie dessinée en traits pleins correspond une structure correspondant à la réalisation de l'étanchement de l'ouvrage en une seule opération alors que, pour des ouvrages de grande longueur on utilisera une structure similaire mais qui comportera, ainsi que cela est illustré en traits mixtes des bandes additionnelles à son extrémité avale. Dans la suite de la description c'est ce dernier type de réalisation qui sera plus particulièrement développé. Après assemblage d'une pluralité de bandes 4, on fixe, à l'extrémité amont 10 et à l'extrémité avale li deux ensembles 5, 6 des tinés à assurer, de manière temporaire, la fermeture de la structure souple lors de sa mise en place Ces deux ensembles 5, 6 sont formés, par-exemple dans des films et ont une dimension et une forme telles qu'elles correspondent à la forme de la section de l'ouvrage. La fixation de ces éléments de fermeture temporaires aux extrémités 10 et il peut être réalisée soit par soudure, soit éventuellement à l'aide de moyens permettant leur réutilisation tel que par-exemple de fermeture à glissière La structure souple ainsi réalisée est alors amenée sur le site de l'ouvrage, introduite à l'intérieur et reliée à une source 2 d'amenée d'un gaz (air) sous pression On injecte alors de l'air sous pression dans la structure ce qui entrante son gonflement et osent la faire plaquer contre la surface l du terrain. La pression étant maintenue on peut éventuellement couler directement le revêtement porteur 2, mais, de préfé- rence avant de réaliser cette opération on dispose les éléments de maintien espacés 7 qui viennent plaquer la structure entre la surface Ces éléments de maintien peuvent être constitués par des perches flexibles ,par-exemple en fibre de verre qui prennsnt appui sur le sol. -Ces perches peuvent être éventuellement cons titubes dune pluralité d'éléments emmanchés les uns dans les autr Ainsi que cela est illustré à la figure 3 lorsque la structure souple est soumise à une pression interne elle vient plaquer parfaitement contre la surface du terrain 1 en épousant aumoins en partie les irrégularités 12 (creux et bosses) que peut présenter cette surface. Après mise en place des éléments de maintien 7 il est possible d'éliminer la pression à luintem rieur de la structure souple. Ensuite, comme cela est représenté à la figure 4 les parties de la structure souple qui venaient combler les irrégularités de surface retombent légèrement l'ensemble de la structure étant soutenu par les éléments de maintien 7. De cette manière entre deux éléments de maintien 7 on peut dire que la surface totale de la structure souple 3 correspond sensiblement à la surface totale de la voûte. Cela présente l'avantage d'éliminer, si on le désire, l'opération qui consiste à réaliser une couche de préparation de la voûte. Les éléments de maintien 7 et la pression étant enlevée il est alors possible de couler le revêtement porteur 2 (figure 5). Lors de cette opération le matériau d'étanchéité reprend la forme qu'il avait lors de sa mise en place et il vient à nouveau épouser les irrégularités que présente la surface du terrain. Dans le cas où l'on désire réaliser un revêtement porteur de très faible épaisseur il est possible, au fur et à mesure de la réalisation de ce revêtement, d'enlever les élé- ments de maintien 7 si ceux-ci entrainent la formation d'une épaisseur trop importante.Si l'opération d'étanchement est réalisée en plusieurs phases successives, par-exemple dans le cas d'ouvrages de très grande longueur, après mise en place d'une premiere section telle que décrit précédemment on réalise ensuite la mise en place de la section suivante, Pour cela, afin de permettre la liaison de manière aisée et de sections consécutives, les moyens de fermeture temporaires 6 disposés en aval, seront disposés;en retrait de telle sorte que l'ex trémité 11 puisse être reliée au début de la structure souple suivante, qui, bien-entendu, ne comportera pas d'éléments de fermeture temporaire à son extrémité amont puisque cette fermeture sera alors assurée par l'élément de fermeture aval 6 de la structure précédente. Après liaison de la seconde section à la fin de la première on réalise, comme précédemment la mise sous pression de la structure de manière à la gonfler et de l'amener à plaquer contre la surface du terrain et, comme précédemment on dispose des éléments de maintien 7 et on réalise le revêtement porteur. Un tel procédé de réalisation est particulièrement simple et facile à mettre en oeuvre. De plus par rapport au procédé antérieur il diminue notablement le temps de travail sur l'ou- vrage proprement dit. De plus étant donné que la jonction des différentes bandes constituant le matériau d'étanchéité est réalisée avant la pose cette liaison, notamment lorsqu'elle esi obtenue par soudure est particulièrement régulière, facile à réaliser et à contrôler. Bien-entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit précédemment mais en couvre toutes les variantes réalisées dans le même esprit. REVENDICATIONS 1/ Procédé pour la réalisation d'ouvrages souterrains comportant, entre la surface du terrain et le revêtement porteur, une couche d'un complexe étanche, procédé qui consiste : - à réaliser de manière connue le percement de l'ouvrage, - à éventuellement réaliser une couche de préparation sur la voûte ainsi formée, - à disposer contre cette voûte un complexe étanche, -à recouvrir ce complexe du revêtement porteur définitif, caractérisé par le fait que - le complexe étanche est,préalablement à sa mise en place à l'intérieur de l'ouvrage, conformé en une structure souple à partir d'une pluralité de bandes élémentaires, assemblées bord à bord, ces bandes ayant une longueur au-moins égale au développement de la voûte dudit ouvrage la longueur de ladite structure souple pouvant.être égale à celle de l'ouvrage, et cette structure souple comportant à chacune de ses extrémités des moyens de fermeture temporaires, - que la mise en place à l'intérieur de l'ouvrage est réalisée par injection d'air sous pression à l'intérieur de la structure souple de manière à la gonfler et à l'amener à plaquer contre la paroi de la voûte réalisée, - qu'éventuellement, on dispose à l'intérieur de la structure souple ainsi gonflée des renforts espacés, épousant la forme de la voûte, et maintenant la structure souple contre celle-ci, - qu'après avoir éliminé éventuellement la pression interne à l'intérieur du complexe souple on réalise, de manière conventionnelle, le revêtement porteur définitif, les élé- ments de maintien espacés pouvant être éventuellement enlevés au fur et à mesure de la réalisation de ce revêtement porteur, - et qu'enfin on élimine des moyens de fermeture temporaires des extrémités de ladite structure souple. 2/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la structure souple permettant de former la couche d'étanchéité a une longueur égale à la longueur de l'ouvrage à réaliser. 3/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la structure souple permettant de former la couche d'étanchéité a une longueur inférieure à celle de l'ouvrage a réaliser, la mise en place dé cette couche d'étanchéité étant réalisée par étapes successives, les moyens de fermeture temporaires de la structure souple, disposés à son extrémité avale, étant situés en retrait par rapport à cette extrémité de telle sorte que celle-ci puisse être raccordée, sur le site, à la structure souple suivante devant former la suite du re- vêtement étanche.