Brevet FR2616175A1 — publié le 19881209

La présente invention concerne les dispositifs d'étanchement et de revêtement d'un tunnel qui permettent de protéger la chaussée des venues d'eau et des chutes de blocs provenant de l'excavation. Dans la méthode la plus couramment employée, l'étanchement est assuré par une feuille de PVC souple de 1,Smm d'épaisseur fixée en périphérie de l'excavation et protégée par un revêtement constitué d'une voûte de 30cm de béton coffré. Cette technique d'un coût élevé demande de longs délais d'exécution. D'autres méthodes existent pour mettre en place, dans les tunnels creusés en site rocheux, un complexe étanchéité/revêtement plus léger, d'une mise en oeuvre-plus rapide et d'un coût moins élevé. Les techniques élaborées pour parvenir à ce résultat tentent de remplacer la voûte de béton coffré par un revêtement léger. Dans ce cas la mise hors gel de l'eau drainée par l'étanchéité n'est plus assurée par le revêtement. Il faut donc remplacer la feuille de PVC de 1,5mm par une feuille de mousse à cellules fermées pouvant assurer une isolation thermique. C'est la nature de la protection de cette feuille qui distingue ces méthodes. L'une d'elles consiste à ne pas protéger la feuille de mousse à cellules fermées qui est simplement fixée au terrain. Avec cette technique l'étanchéité peut être arrachée accidentellement et présente des dangers pour les usagés en cas d'incendie. Suivant une autre technique la feuille d'étanchéité est protégée par une voûte constituée de tôles galvanisées. Ces tôles sont exposées aux risques d'accidents, de plus le coût de cette protection est équivalent à celui d'une voûte en béton coffré. Une dernière méthode consiste à protéger la feuille d'étanchéité fixée en périphérie de l'excavation par une coque de béton projeté sur un treillis soudé de forte section. Le béton projeté devant suivre le profil du rocher de l'excavation, la voûte obtenue est très irrégulière et bosselée de telle façon qu'il faut réserver cette technique pour des tunnels situés sur des itinéraires secondaires. - Aucune de ces méthodes ne peut être employée pour remplacer avantageusement la technique onéreuse qui consiste à protéger l'étanchéité par une voûte de béton coffré. Dans le dispositif objet de l'invention, le complexe étanchéité/revêtement qui est constitué d'une feuille de mousse à cellules fermées protégée par une coque de béton projeté, des moyens sont mis en oeuvre pour permettre de ne plus avoir à fixer la feuille d'étanchéité au terrain et d'obtenir une coque de forme géométrique voulue et d'épaisseur constante quelque soit le profil du rocher en place derrière son extrados. Ces moyens permettent aussi de donner au béton projeté un aspect semblable à 2 2616175 celui d'un béton coffré. Ainsi la protection suivant l'invention présente des caractéristiques de solidité et d'esthétique qui lui permettent de pouvoir remplacer la protection constituée d'une voûte de béton coffré en présentant sur cette dernière l'avantage de pouvoir être mise en oeuvre avec des délais d'exécution très courts et à un coût largement inférieur. Le complexe étanchéité/revêtement, suivant le dispositif objet de l'invention, est constitué d'une feuille de mousse à cellules fermées reposant sur une coque de béton projeté sur une ossature légère qui est disposée sur deux soubassements en béton coffré. Différents types d'ossature légère peuvent être mis en oeuvre. Il faut que cette ossature puisse contenir un treillis soudé destiné à armer le béton projeté. Des moyens mis en place à l'extrados de cette ossature doivent permettrent de délimiter L'épaisseur de la coque de béton projeté. L'ossature une fois noyée par le béton ne laisse apparaitre à son intrados que les moyens utiles au règlage du béton projeté afin qu'il épouse parfaitement la forme de cet intrados. La surface du béton est ensuite talochée de manière à présenter un aspect voisin de celui d'un béton coffré. Les dessins annexés à titre d'exemple illustrent un mode de réalisation d'étanchement et de revêtement d'un tunnel conforme au dispositif objet de l'invention. - La figure 1. représente une vue perspective du soubassement. - La figure 2. représente une section de tunnel vue pendant la mise en place de l'étanchéité de voûte. - La figure 3 a. représente une coupe transversale de l'ossature légère. - La figure 3 b. représente une coupe transversale de cette ossature lorsque le béton projeté est mis en place - La figure 4. représente la section d'un cintre dit médian. - La figure 5. représente une coupe transversale montrant l'assemblage de deux éléments de l'ossature légère. - La figure 6. représente une coupe montrant l'assemblage des éléments de l'ossature dans la longueur du tunnel. - La figure 7. représente une section de tunnel dans laquelle sont disposés les câbles permettant l'entretoisement de l'ossature. - La figure 8. représente une vue perspective du détail d'un pied de cintre. - La figure 9 représente une section de tunnel o un complexe d'étanchement/revêtement a été mis en place suivant la méthode décrite. Suivant le dispositif objet de l'invention, après excavation et soutènement définitif du tunnel, on procède à l'exécution des deux soubassements (1) destinés à supporter l'ossature légère. Après pose d'une feuille de mousse à cellules fermées (2) sur la hauteur des soubassements et mise enplace d'un drain (3) destiné à collecter les eaux qui seront drainées par l'étanchéité, on procède au coffrage puis au coulage du béton coffré. La partie supérieure du soubassement dite replat (4) devra être dressée et mise à niveau suivant le profil en long du tunnel à une hauteur choisie. On vient alors disposer l'étanchéité de voûte (5). La feuille de mousse à cellules -fermées constituant cette étanchéité est assemblée en atelier par tronçons dimensionnés aux côtes nécessaires à la couverture du périmètre de l'extrados de l'ossature légère. Cette feuille est mise en place sur une structure mobile (6) de forme appropriée placée au droit de l'anneau à réaliser. On procède alors au liaisonnement par thermo-soudure de la feuille sur le périmètre de l'étanchéité de voûte de l'anneau précédant. La feuille est ensuite liaisonnée aux feuilles prises dans le soubassement (1) et restées en attente. L'ossature légère peut ensuite être mise en place. Suivant un mode de réalisation cette ossature est constituée d'anneaux de petite largeur décomposés en deux éléments couvrant chacun une demi-voûte. Chaque élément (7) est constitué de trois demi-cintres ayant la forme que l'on désire donner à la voûte, un cintre dit médian (8) et deux cintres dits d'extrémités (9) . Le cintre médian est composé d'une âme de bois d'épaisseur voulue prise entre deux joues de bois de même épaisseur mais d'une largeur inférieure de manière à ce que le cintre présente sur son extrados (10) une épaisseur triple de celle de son intrados (11). Les cintres d'extrémités sont constitués d'une âme semblable à celle du cintre médian mais ne comportent qu'une seule joue. Les demi-cintres sont disposés de manière à obtenir la largeur voulue pour un anneau. On vient ensuite clouer sur l'extrados des cintres, un treillis soudé approprié (12). Les demi-cintres sont alors reliés par des liteaux (13) de bois cloués sur leurs extrados à intervalles permettant un bon raidissement de l'ensemble. Sur les liteaux est ensuite disposée l'enveloppe (22)qui servira de support au béton projeté. Cette enveloppe doit avoir une texture permettant une bonne adhérence du béton. Elle est clouée sur les liteaux par l'intermédiaire d'une petite latte de bois (14) qui, lorsque l'ossature sera en place devant l'étanchéité, repoussera la feuille de mousse à cellules fermées ménageant ainsi un vide (15) entre la coque de béton projeté et l'étanchéité. Ce vide augmentera l'isolation thermique du revêtement. Il faut noter que les liteaux ainsi disposés permettront un bon enrobage du treillis soudé par le béton. Pour mettre en place un nouvel anneau d'ossature dans le tunnel, on déplace la- structure mobile qui supporte provisoirement l'étanchéité de voûte, de manière à libérer un espace suffisant, après le dernier anneau fixé, pour poser ce nouvel anneau. Un premier élément (7) est alors posé sur le replat du soubassement puis dressé et soutenu provisoirement au moyen d'étais. Un deuxième élément est mis en place, en vis à vis, pour constituer 26 1 6 1 75 un anneau complet. L'assemblage des deux éléments se fait grâce à des pièces dites de clé de voûte (16) qui sont boulonnées sur les cintres formant ces éléments. On vient ensuite fixer, sur le dernier cintre de l'anneau précédant, le cintre d'extrémité du nouvel anneau qui lui est accollé obtenant ainsi un seul cintre renforcé (17). L'anneau étant mis en place, on fixe les cintres sur le replat du soubassement par des équerres métalliques boulonnées sur le pied de chaque cintre. Pour liaisonner le ferraillage des deux demi-voûtes on dispose, dans la zone de clé, un panneau de treillis soudé de dimensions appropriées. On procède ensuite à l'entretoisement provisoire des cintres au moyen de câbles (18) qui permettent aussi le réglage précis de la position des dits cintres. Pour cela chaque câble est tendu entre une attache (19) disposée au pied de chaque cintre et une autre attache fixée (20) en rein opposé du même cintre. Pour achever l'ossature on cloue sur le pied de chaque cintre une équerre de forme appropriée qui servira à règler le béton projeté de façon à le raccorder proprement au béton coffré du soubassement. Lorsque plusieurs anneaux d'ossature sont mis en place on procède à la projection du béton. On dispose d'abord une fine couche de béton qui ne doit pas trop charger l'ossature tout en permettant de la rigidifier. Une seconde couche est ensuite projetée, après sa prise on enlève l'ensemble des câbles servant d'entretoises. Il est procédé ensuite à la mise en oeuvre de la dernière couche de béton qui sera égalisée à l'aide d'une règle prenant appui sur l'intrados (11) des cintres de l'ossature. Ainsi le béton épousera parfaitement la forme donnée à cet intrados. La surface du béton est ensuite talochée. Lors de l'avancement de l'exécution du complexe étanchéité/revêtement, on dispose de place en place un masque entre la feuille d'étanchéité et le terrain,(21) de manière à compartimenter le tunnel dans sa longueur afin d'éviter qu'un courant d'air s'établisse dans cet espace. REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant l'étanchement et le revêtement d'un tunnel, du genre comprenant une feuille d'étanchéité, protégée par une coque de béton projeté formant le revêtement, caractérisé par le fait qu'une ossature lé- gère (7), fixée sur deux soubassements en béton coffré (1), donne à la coque -de béton projeté une forme et une épaisseur voulues quel que soit le profil de l'excavation. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait & que la dite ossature légère contient un treillis soudé (12) destiné à armer le béton et comporte à son extrados, une enveloppe (22) qui sert de support au béton lors de sa projection. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la dite ossature légère ne laisse apparaître à son intrados (11), lorsque le béton a été projeté, que des moyens permettant le réglage du béton afin qu'il épouse parfaitement la forme de cet intrados. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la feuille (5) formant l'étanchéité n'est pas fixée au terrain en péri- phérie de l'excavation (21), mais repose sur l'ossature légère de la coque en béton. ) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la dite ossature légère ménage un vide (15), entre la feuille d'étanchéi- té et la coque de béton, de manière à augmenter l'isolation thermique du revêtement.