Cours et guide du béton coffre en tunnel

Cours et guide du béton coffre en tunnel, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.

ROLE DU REVETEMENT

Lors de la conception du projet, on définit le rôle que sera amené à jouer le revêtement définitif du tunnel, d’une part vis-à-vis du terrain avoisinant (résistance aux charges transmises par le terrain et l’eau, protection contre les venues d’eau…) et d’autre part vis-à-vis tant de l’usager que du gestionnaire.

Rôle de soutènement

Suivant le cas, le rôle du revêtement en béton est le suivant :
— Soutènement rapide du terrain encaissant
il s’agit des cas où le revêtement en béton est mis en place rapidement à l’avancement soit derrière un bouclier, soit lorsque le soutènement provisoire se révèle insuffisant malgré son importance. Cette méthode est également utilisée lorsqu’on souhaite récupérer les cintres de soutènement (figure 2). Le revêtement doit alors être capable de reprendre la totalité des efforts transmis par le terrain. Cela peut conduire à des épaisseurs importantes de béton.
Enfin, il faut remarquer que le betonnage à l’avancement est d’autant plus délicat à mettre en oeuvre que plusieurs ateliers (creusement, soutènement, betonnage, injections de remplissage) se trouvent réunis dans un espace très restreint. Il est donc nécessaire de planifier et d’organiser le plus précisément possible les différentes opérations. Sauf cas particuliers, ce mode de betonnage est à éviter au niveau du projet. Il est plutôt réservé au passage d’accidents en cours de chantier et aux grandes sections.
— Soutènement d’une cavité stable à moyen terme, par elle-même ou grâce à un soutènement provisoire.
Dans ce cas, on a affaire soit à une cavité stable à l’excavation mais dont le terrain avoisinant est susceptible de décompression lente ou de détérioration à long terme, soit à une cavité stable grâce à un soutènement susceptible d’encaisser par lui-même les efforts et les déformations induites par le terrain avoisinant à court et à moyen terme.
Par les méthodes modernes de construction de tunnels, telle la Nouvelle Méthode Autrichienne, on cherche à obtenir un nouvel état d’équilibre par le soutènement provisoire (ou anneau externe). Le rôle du revêtement en béton coffré (ou anneau interne) est d’assurer la stabilité de l’ouvrage à long terme. On peut alors tenir compte de la participation du soutènement provisoire dans la mesure où sa durabilité est assurée (ancrages scellés sur toute leur longueur, béton projeté).
Toutefois, en cas de chargement différé ou de terrains gonflants, l’état d’équilibre peut n’être atteint qu’après un délai important incompatible en général avec le planning du chantier (plusieurs mois ou même plusieurs années). Le revêtement doit donc être dimensionné en conséquence.
Le betonnage est réalisé indépendamment des ateliers de creusement.

Rôle d’étanchement

Lorsque cela est nécessaire, le revêtement des tunnels est conduit à assurer l’étanchement de l’ouvrage par lui-même ou comme support des différents types d’étanchéité.
L’écoulement de l’eau à travers le revêtement et à l’intérieur de l’espace libre est néfaste dans tous les cas. Tout d’abord, l’étanchement préalable des ouvrages par drainage et captage des eaux avant mise en place du revêtement est essentiel pour limiter l’action des eaux pendant la prise et le durcissement du béton. Des venues d’eau diffuses même minimes peuvent doubler la quantité d’eau dans le béton frais (voir tableau r\° 1), ce qui modifie de façon importante la qualité finale du revêtement.
Selon sa nature chimique, cette eau peut mettre en cause la durabilité du béton. Il y a donc lieu d’apporter un soin particulier au choix des composants du béton, surtout du ciment, et à la compacité du béton durci pour lui permettre de résister aux eaux agressives ; cette compacité doit également être recherchée pour permettre la résistance du revêtement au gel. En effet, pour les tunnels en altitude, au moins au voisinage des têtes et dans les galeries d’amenée d’air frais, on peut craindre des dégâts dus au gel et même la formation de stalactites dont la chute peut mettre en cause la sécurité des usagers. Par ailleurs, dans le cas des tunnels routiers, les venues d’eau à l’intérieur de l’espace de circulation conduisent à la salissure des piédroits, à la dégradation des installations électriques et des revêtements de chaussée.
Le rôle d’étanchement du revêtement, en relation avec les dispositifs de drainage et d’étanchéité, est essentiel.