MINISTRE DE LQUIPEMENT, DES TRANSPORTS ET DU LOGEMENTDIRECTION DES ROUTES

dossier pilotedes tunnelsg n i e c i v i l

section 5 tanchement et revtement

Juillet 1998

CENTRE DTUDES DES TUNNELS25, AVENUE FRANOIS-MITTERRAND - CASE N1 - 69674 BRON CEDEX - FRANCE

TEL : 04 72 14 34 00 - TELECOPIE : 04 72 14 34 30

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Chapitre 1 Prambule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

1.1 Ncessit de ltanchement des tunnels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.1.1 Scurit et confort des usagers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.1.2 Dgradation des ouvrages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.1.3 Degr dtanchement atteindre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.2 Diffrentes fonctions du revtement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.2.1 Fonction mcanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.2.2 Fonction dtanchit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.2.3 Fonction lie lexploitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

1.3 Cas des tunnels anciens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Chapitre 2 tanchement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.1 Principes gnraux dtanchement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.1.1 Trois principes dtanchement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.1.2 Aspects divers du problme de ltanchement. . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.2 Procds dtanchement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.1 Drainage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.2 tanchit propre du revtement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.3 Couches dtanchit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.4 Injections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.2.5 Joints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.3 Choix du procd dtanchement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3.1 Conditions hydrauliques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3.2 tanchement par drainage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3.3 tanchement par le revtement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3.4 tanchement par une couche dtanchit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.3.5 Tableau rcapitulatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

Chapitre 3 Constitution des revtements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.1 Revtements en bton coffr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.1.1 Principales conditions satisfaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.1.2 Cas dutilisation du bton arm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.1.3 Retrait du bton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2 Revtement des tunnels raliss au tunnelier . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2.1 Utilisation de voussoirs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.2.2 Bton extrud. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.3 Autres types de revtement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.3.1 Bton projet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.3.2 Votes actives. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.4 Habillage des parois des tunnels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.4.1 Dfinition et rle des habillages. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.4.2 Principaux habillages en votes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.4.3 Principaux habillages en pidroits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.4.4 Qualits requises par les habillages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Chapitre 4 Surveillance long terme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.1 Objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.2 Moyens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.2.1 Inspection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.2.2 Auscultation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

4.3 Intrt de lauscultation des tunnels en service . . . . . . . . . . . . . . . . 26

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

SOMMAIRE

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Prambule

Chapitre 1

1.1 - Ncessit deltanchement des tunnels

Rares sont les ouvrages souterrains o, lors de l'ex-cution ou de l'exploitation, l'on ne rencontre pas desvenues d'eau.

Dans les sols se posent des problmes de nappes(nappes phratiques ou nappes suspendues dans deshorizons permables, ralimentes ou non).

Dans les roches, les venues d'eau importantes sont leplus souvent localises (roches broyes, failles, zonesfractures, karsts). Des venues d'eau diffuses rsultantde la porosit de la roche ou de sa fissuration sontcourantes.

Les procds constructifs utiliser pour travailler enprsence d'eau sont exposs la section 4 ("Procdsde creusement et de soutnement") et ne sont pasrepris dans la prsente section.

Les prcautions prendre le cas chant vis vis deseaux profondes et superficielles sont exposes lasection 9 ("Impact de la construction sur l'environne-ment").

1.1.1 - Scurit et confort des usagers

Aprs mise en service de l'ouvrage, la prsence d'eaudans le tunnel nuit la scurit et au confort de l'usa-ger :

- Les ruissellements d'eau travers le revtement peu-vent entraner la prsence permanente d'eau sur lachausse, augmentant les difficults de circulation dufait de la projection d'eau au passage des vhicules,de la moins bonne adhrence des pneumatiques sursol mouill, et de la dgradation progressive de lachausse.

- En cas de gel, la formation de glace en vote (sta-lactites risquant de tomber sur les vhicules) ou enchausse reprsente une source de danger suppl-mentaire.

- Les venues d'eau, mme limites des suintements,provoquent des taches sur la vote et les pidroits quinoircissent avec le temps en accrochant les suies misespar les vhicules. Cette salissure acclre est un fac-teur de diminution de la luminance gnrale et par voiede consquence de la visibilit. Elle n'est pas agrable l'oeil et est source d'inconfort pour l'usager.

L'tanchement et le revtement prsentent trois caractristiques qui justifient leur regroupement au sein dela prsente section :

- L'tanchement et le revtement sont souvent mis en oeuvre aprs que l'excavation du tunnel ait t ra-lise ; ce sont beaucoup plus, dans ce cas l, des travaux "en souterrain" que des travaux "souterrains" etune bonne partie des spcifications des travaux l'air libre leur est applicable.

- La qualit de l'tanchement et du revtement conditionne directement la qualit du service rendu l'usa-ger, ce qui veut dire que leur conception et leur cot dpendent directement de la qualit que l'on veutobtenir et donc de la classe de l'itinraire et du volume de trafic.

- Enfin tanchement et revtement sont dans la plupart des cas dpendants l'un de l'autre, le revtementcontribuant l'tanchement de l'ouvrage.

1.1.2 - Dgradation desouvrages

Les venues d'eau non matrises peuvent galementconduire une dgradation acclre des ouvrages :

- L'coulement de l'eau travers le bton du revte-ment provoque la longue sa dtrioration parattaque chimique ou, quand la pression hydrostatiqueextrieure est leve, par rosion mcanique, ouencore par action du gel le cas chant.

- Des ruissellements permanents finissent par dgra-der la chausse et par abmer les quipements.

- Dans les conduits d'air frais, la prsence d'eau enparoi peut entraner en hiver une rduction importan-te, voire une obturation de la section des conduits parformation de glace et une surcharge des structuresdans le cas d'un plafond.

1.1.3 - Degr d'tanchement atteindre

Pour les tunnels neufs, l'objectif sera dans la plupartdes cas d'obtenir un tanchement parfait de l'ouvra-ge, c'est dire de ramener une valeur nulle le dbitpntrant l'intrieur de la section. Ce n'est quelorsque la qualit du terrain, la catgorie de l'itinrai-re et la faible importance du trafic font s'interrogersur la ncessit d'un revtement (cf. 1.2 ci-aprs) quel'on peut accepter un tanchement partiel.

Mais il faudra de toute faon matriser les venuesd'eau et notamment empcher que l'eau pntredans l'espace utile rserv la circulation et la ven-tilation, et rduire les dbits percolants une valeurjuge compatible avec la prennit de l'ouvrage etles conditions d'exploitation.

1.2 - Diffrentes fonctionsdu revtement

On peut dfinir le revtement d'un tunnel comme lastructure rsistante place le plus l'intrados du tun-nel. Cette position dans l'ouvrage conduit fairejouer au revtement plusieurs fonctions possibles :

1.2.1 - Fonction mcaniqueC'est la fonction la plus traditionnelle du revtement,conu pour garantir la stabilit long terme de l'ou-vrage. La relation entre soutnement et revtementet le dimensionnement du revtement vis vis de safonction mcanique sont examins la section 3("Conception et dimensionnement").

1.2.2 - Fonction d'tanchitLe revtement joue un rle important dans l'tanche-ment de l'ouvrage :

- soit qu'il l'assure lui seul (voussoirs prfabriqusavec joints par exemple),

- soit qu'il assure l'tanchit de surface (bton coffrdont seuls les joints de reprise sont traits en jointsd'tanchit),

- soit qu'il joue le rle de support pour une tanchi-t d'intrados ou de soutien et de protection pour unetanchit d'extrados.

1.2.3 - Fonction lie l'exploitation

a) L'intrados d'un tunnel reste la seule partie visiblepour l'usager et son aspect, voire sa forme doiventtre pris en compte dans sa conception. En fonctiondu type de tunnel, de sa longueur, de la nature et del'importance du trafic, il convient de choisir un niveaude confort de conduite auquel contribuent la qualitdes parements et leur clairement.

Le choix cette fin de la constitution du revtementet son habillage possible sont dvelopps au cha-pitre 3.

b) Lorsque le tunnel possde un systme de ventila-tion mcanique, un revtement lisse contribue mini-miser les pertes de charge.

1.3 - Cas des tunnelsanciens

Parce qu'ils ne comportent pas d'tanchementou que les dispositifs prvus l'origine ont trendus inoprants par vieillissement, les tunnelsanciens prsentent souvent des dfauts oudsordres qui justifient des interventions derparation ou de modernisation.

Une bonne part des considrations dvelop-pes aux chapitres 2 et 3 suivants peuvent treutiles la conception de ces oprations de rno-vation des tunnels anciens.

Toutefois, certaines contraintes spcifiques,telles que la ncessit d'excuter les travauxsous circulation ou le maintien de la hauteurlibre des ouvrages, peuvent conduire adopterdes solutions ne comportant pas la mise enplace dun vritable revtement, mais dunhabillage plus ou moins important des parois dutunnel (cf. 3.4).

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9

tanchement

Chapitre 2

2.1 - Principes gnrauxdtanchement

Avant de dcrire les mthodes d'tanchement, il estncessaire d'en exposer les principes de base.

2.1.1 - Trois principes dtanchement (fig. 2.1)

L'tanchement d'un ouvrage souterrain peut treobtenu en adoptant l'une des attitudes suivantes vis--vis de l'eau contenue dans le terrain encaissant :

2.1.1.1 - Constituer sur son cheminement une barri-re tanche (bton de revtement ventuellement trai-

t, injections, couches d'tanchit).

Le dimensionnement du revtement et le choix de laforme de la section transversale seront conditionnspar la pression hydrostatique totale si la barriretanche a t mise en uvre sur tout le pourtour de lasection.

2.1.1.2 - Rduire sa pression au moyen d'un dispositifde drainage et la canaliser (drainage, galerie de dri-vation, etc...). Le facteur prendre en compte pour ledimensionnement des organes d'vacuation est alorsle dbit d'coulement prvisible.

2.1.1.3 - La laisser circuler sans intervenir dans soncoulement et s'en abriter (vote parapluie, faux pi-droits, etc...).

L'eau circule alors librement, sauf dans l'espace utilequi est protg. Mais cette solution prsente l'incon-vnient de masquer l'intrados donc d'empcher sasurveillance visuelle.

On dfinit l'tanchement comme une opration visant limiter une valeur acceptable (qui peut tre nulle)le dbit d'eau pntrant l'intrieur de l'ouvrage souterrain. Cette limitation du dbit peut tre recherchesur tout ou partie du profil en travers.

Le mode d'tanchement de l'ouvrage doit tre au moins sommairement analys ds les tudes initiales, caril a une influence particulire sur les diffrents points suivants :

- la dfinition gomtrique de l'ouvrage :profil en long facilitant ou non l'exhaure naturelle des eaux, section transversale adapte ou non aux pres-sions hydrostatiques, dimensionnement des caniveaux d'exhaure,

- la dfinition de la structure :les procds d'tanchement envisageables ont une incidence directe sur la constitution, les modalits et lesphases d'excution du revtement,

- l'estimation prvisionnelle du cot des travaux :le cot de l'tanchement reprsente un pourcentage du cot total de l'ouvrage qui ne peut pas tre nglig.

2.1.2 - Aspects divers du problme de ltanchement

Sauf pour les ouvrages courts, il est rare que les pro-blmes d'tanchement se posent de la mme mani-re sur toute la longueur de l'ouvrage :

- en raison des variations dans la nature des terrains(permabilit des diverses couches, prsence de plu-sieurs nappes ou de circulations d'eau prfrentielles,rodabilit et tenue l'eau variables, etc...).

- parce que la gravit des problmes n'est pas lamme. En particulier, on doit tenir compte du risquede gel dans les zones de ttes.

Il en rsulte qu'on doit s'assurer que le procd choi-si peut tre adapt des conditions varies. D'autrepart, il ne faut pas oublier que l'eau que l'on arrte enun point a tendance ressortir ailleurs et se faire unpassage au droit des discontinuits de construction.Une tanchit ne vaut que ce que valent ses pointsles plus faibles (raccords, joints, etc...).

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s Fig. 2.1

Principaux types dtanchement

tanchit

revtement

tanchit

terrain encaissant

revtement du tunnel soutnementcouche d'galisationen bton projet

drains

revtement

saigne drainante

tanchit dintrados tanchit dextrados

Drainage Vote parapluie

2.2 - Procds dtanchement

2.2.1 - Drainage

Il est trait sous cette rubrique uniquement des dis-positifs permanents, utilisables pour les tunnels neufsou dj en exploitation.

2.2.1.1 - Prdrainage

Le prdrainage du terrain encaissant est une opra-tion qui consiste aprs le creusement et avant l'ex-cution du revtement, pour faciliter sa mise en place, capter les venues d'eau ponctuelles importantes et les recueillir dans un conduit longitudinal d'vacua-tion. Ce systme conserv aprs excution du revte-ment, participe s'il n'a pas t bouch par des injec-tions, l'tanchement permanent du tunnel.

Il peut tre ralis de diverses manires :

- les venues d'eau localises aux fissures du rochersont recueillies dans des tuyaux, le captage l'mer-gence tant ralis l'aide d'un mortier spcial,

- les suintements diffus sont plus difficiles recueillir :on peut s'aider de plaques tanches,

- les venues d'eau importantes (karsts, failles) sont

captes par un dispositif spcial pouvant ncessiter laconstruction d'un ouvrage en bton,

- on peut aussi mettre en uvre entre le terrain (ou lesoutnement) et le revtement un complexe de drai-nage (matriau drainant avec une feuille de filtrage l'extrados et une feuille d'tanchit l'intrados).

Dans tous les cas, le diamtre des tuyaux de collectedoit tre dimensionn largement par rapport auxdbits. Cela est particulirement important dans lesterrains karstiques o il faut galement traiter decette manire des conduits temporairement secs.

Ce surdimensionnement a un double but :

- viter la mise en charge de l'coulement enpriodes de venues d'eau plus abondantes que lamoyenne,

- limiter le risque de colmatage du dispositif par lesmatriaux entrans ou les dpts dus la prcipita-tion de sels dissous dans l'eau.

On doit noter que, pour tre vritablement pren-ne, un dispositif de drainage doit pouvoir treentretenu ou reconstitu facilement, ce quiexplique que le drainage ne pourra gnralementconstituer qu'une solution partielle ou temporaire(cf. 2.3.2).

2.2.1.2 - Drains fors

Les drains fors peuvent tre raliss avant ou aprsexcution du revtement. Le but de ces drains est decrer au large un cheminement prfrentiel pourrecueillir l'eau.

En particulier, lorsque les venues d'eau se manifestentsous forme de suintements diffus, il est intressant encomplment du prdrainage, de raliser de telsdrains, en diamtre 50 mm environ.

Les forages sont gnralement faits dans des plansperpendiculaires l'axe de l'ouvrage pour des raisonsd'conomie et de commodit. Mais si la fracturationdu massif rocheux comporte des discontinuits relati-vement plus ouvertes dans certains plans, il est prf-rable de chercher les recouper par des foragesobliques.

Le mode de forage est li la nature du terrain. Danscertains terrains, la foration en rotation-percussion est dconseiller quand ce procd colmate les fissures.Du fait de la mauvaise tenue ou de l'rodabilit decertains terrains, on doit recourir parfois un tubagefiltrant, pour assurer la prennit du fonctionnementdu drain.

Dans les tunnels anciens qui prsentent des suinte-ments en intrados, la ralisation de drains fors peutamliorer la situation en diminuant la charge d'eau surle revtement.

Les eaux provenant de ces drains sont collectes parbranchement sur des tuyaux noys (ou non) dans dessaignes pratiques dans le revtement et dbou-chant dans le collecteur longitudinal.

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Exemple de captage des venues deau en phase de construction

2.2.1.3 - Drainage par saignes dans lerevtement (figure 2.2)

Des saignes sont ralises dans le revtement l'in-trados au droit des joints entre anneaux ou le longdes fissures qui laissent passer l'eau.

Le systme de collecte dans la saigne peut tre ra-lis par diffrents moyens (gnralement utilisationde profils spciaux en demi-circonfrence).

Les eaux ainsi canalises sont envoyes comme pour

le prdrainage vers le collecteur principal situ enradier du tunnel.

Ce procd est trs utilis mais comporte plus que lesautres deux inconvnients :

- l'eau en circulant dans le bton provoque sa dgra-dation,

- l'eau en circulant dans le bton peut se charger enchaux et en la redposant provoquer une obturationdu systme de drainage.

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s Fig. 2.2

traits de scie parallles

anneaubton

anneau bton

100

100

burin pneumatiquepour abattage

profils PRT 1000EPDM NOIR

enduit rsine poxy sans solvant de rgularisationde surface, mis en uvre avant sciage de la saigne.

(largeur = 25 cm)

joint de dilatationexistant entre anneauxde bton

parois scies

sablage pralabledu bton

traits de scie parallles

anneaubton

anneaubton

150

25

95

30

1209015 15

burin pneumatiquepour abattage

joint de dilatationexistant entre anneauxde bton

parois scies

sablage prlabledu bton

cales polystyrnehaute densit collesaux parois scies

collage du profilaux parois, avec pte poxydique sans solvant

profil enpolystyrne

haute densit

mortier hydrofugeet sans retrait

s Saignes drainantes 100 x 100 en vote (en section courante de tunnel)

s Saignes drainantes 120 x 150 en pidroits (h = 2,50m) avec protection contre le gel

Nota : le profil PRT 1000 est prserv de toute chte accidentelle par des barrettes mtalliques fixes la vote. (acier inox et boulons inox)

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s Fig. 2.3 - tanchement par feuille

2.2.1.4 - Drainage type parapluie

A l'intrados du terrain encaissant pour les tunnels nonrevtus ou l'intrados de la vote pour les tunnelsrevtus, un lment impermable (en gnral tlegalvanise, mais qui pourrait tre constitu de toutautre matriau impermable et non susceptible decorrosion cf. 3.4.2) est fix une certaine distance dela paroi (10 20 cm). Des dispositifs du mme genreen pidroit ont quelquefois t utiliss l'tranger.

L'eau de ruissellement circulant dans cet espace libreest reprise pour tre conduite dans les caniveaux oucollecteurs. Il faut faire attention au gel, qui risque desurcharger de glace l'lment impermable et d'ame-ner sa destruction. Une isolation en laine de verre at utilise l'tranger pour viter le gel.

2.2.2 - Etanchit propre durevtement

2.2.2.1 - Cette fonction est importante dans le casdes tunnels immergs (caissons prfabriqus). Il s'agitde structures soit en bton arm (avec traitementspcial des joints de construction et des joints entrecaissons), soit en bton prcontraint (traitement sp-cial de joints entre caissons). L'tanchit est ainsiassure par le bton et le traitement des joints.

2.2.2.2 - Pour les revtements en bton coul enplace, il est conseill de rechercher par une composi-tion bien tudie du bton et par le soin dans la miseen place, la meilleure compacit possible. C'est unegarantie de dure de l'ouvrage. Cela permet gale-ment d'obtenir un revtement tanche dans touteson paisseur. Nanmoins, il est difficile d'viter tousles points faibles, en particulier les joints entreanneaux, les reprises de btonnage (notamment encas de btonnage de la section en plusieurs phases),la zone de la cl cause de la mise en place plus dif-ficile du bton, les points o le revtement est amin-ci par suite de la prsence de dispositifs divers : car-neaux de ventilation, appuis de plafond, etc... Il convient galement d'viter le plus possible la fis-suration du bton par l'emploi judicieux de joints deconstruction tanches. Cependant, il existe toujoursdans la pratique des fissures imprvisibles. Les jointsentre anneaux peuvent tre l'objet de dispositifs sp-ciaux d'tanchit (voir 2.2.5 ci-aprs).

2.2.2.3 - Les revtements en voussoirs prfabriquspeuvent tre rendus tanches par des dispositionsspciales au droit des joints (grande prcision de l'as-semblage, produit d'tanchit qui s'crase sur toutela surface du joint, boudins d'tanchit, injections).

2.2.3 - Couches dtanchit

Cette mthode d'tanchement consiste mettre enuvre au contact (intrados ou extrados) du revte-ment un systme d'tanchit impermable.

2.2.3.1 - Catgories de produits

On distingue actuellement quatre familles principalesde produits :

- les feuilles d'tanchit base de bitumes poly-mres en extrados sur structures remblayer et enintrados sur radier dans le cas de chausses circules,

- les feuilles synthtiques en tanchit extrados,

- les produits polymrisables en tanchit intrados,

- les enduits hydrofuges en intrados.

2.2.3.2 - Etanchit extrados (figure 2.3)

Ce systme d'tanchit ne ncessite pas le traitementdes joints ou discontinuits du revtement car le com-plexe utilis (feuilles synthtiques en gnral en P.V.C.plastifi) est indpendant et souple. Il est appliqu surle rocher ou le soutnement, gnralement avec miseen uvre d'une couche de bton projet d'galisation.Il comporte une feuille de protection extrados et/ouintrados.

Dans le cas d'une tanchit complte mise en uvresur toute la section, le revtement doit supporter nonseulement la pousse ventuelle des terrains, maisaussi la pression hydrostatique totale.

Dans le cas d'une tanchit partielle mise en uvreen vote uniquement, il est souhaitable de l'associer un drainage (couche entre l'tanchit et le support,conduit longitudinal en base d'tanchit, renvois dansles caniveaux) pour viter toute mise en charge. Onn'aura en gnral, dans ce cas l, aucune venue d'eauaprs mise en uvre du revtement car l'eau s'coule-ra plus facilement par le drainage que par les dfautsventuels de l'tanchit.

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2.2.3.3 - Etanchit intradosAprs ralisation du revtement, un systme d'tan-chit est mis en uvre l'intrados. Il y a lieu de vri-fier que le film utilis est apte rsister la pressionhydrostatique ventuelle. (Les prescriptions du fasci-cule n 67 titre III prvoient un test en laboratoire une pression de 1 MPa).

Mis en uvre aprs le revtement, il prsente lesavantages :- de n'avoir aucune interaction avec la ralisation dugros uvre,- de pouvoir limiter son application aux zones stricte-ment ncessaires compte tenu de l'objectif d'tan-chement recherch et des autres procds ventuel-lement dj mis en uvre.

Par contre, il ncessite que tous les scellements ult-rieurs soient spcialement traits pour rtablir lacontinuit de l'tanchit.

Il ncessite le traitement de toutes les discontinuitsactives et joints du revtement.

Gnralement, il reste totalement apparent et doitdonc accepter les sujtions d'exploitation (possibilitde lavage mcanique, couleur adapte aux pro-blmes d'clairage,...).

2.2.3.4 - ObservationsL'tanchit extrados prsente plus de garantiespour la prennit de l'ouvrage, car elle empchetoute circulation travers la structure du revtement.Sa ralisation doit tre particulirement soigne carles rparations ultrieures sont trs difficiles et on-reuses (injections de rsine derrire le revtementsans localisation prcise de la fuite au niveau del'tanchit).

En l'tat actuel des expriences, la tenue longterme de l'tanchit intrados ne peut pas tre consi-dre comme bonne. Ce type d'tanchit ncessitedes rinterventions.

Le choix d'un produit doit faire l'objet d'essais confor-mment aux recommandations et prescriptions djcites.

2.2.4 - Injections

2-2.4.1 - Injections de remplissageCes injections contribuent l'tanchement d'un ouvra-ge. Elles succdent obligatoirement au btonnage pourcompenser les dfauts de mise en place du bton et leretrait qui accompagne sa prise. Leur excution nersulte donc pas de considrations d'tanchement.

2.2.4.2 - Traitement du terrain

Dans le cas de terrains o les venues d'eau se pr-sentent sous une forme diffuse et importante, il peuttre ncessaire, soit en phase de creusement, soitaprs excution du revtement si celui-ci n'assure pas

un tanchement suffisant, de raliser dans le terrainune aurole dont l'paisseur sera value suivant lescaractristiques gologiques et gotechniques duterrain. On peut procder des injections partir dela surface (procd qui entrane le moins de pertes decoulis et ne ralentit pas l'avancement) ou partir dela galerie selon des forages disposs en cnes suc-cessifs imbriqus.

Les produits utiliser seront adapter aux caractris-tiques du terrain et en particulier sa permabilit (cf.annexe 4.13 de la section 4 "Procds de creusementet de soutnement").

On ne doit pas compter sur les injections dans le ter-rain excutes avant le creusement pour assurerl'tanchit dfinitive du tunnel.

2.2.4.3 - Traitement du revtement dansson paisseurCe procd est surtout ralis en rparation par injec-tion de fissures ou de bton poreux. Il peut s'avrerncessaire en travaux neufs pour l'arrt des dbitsd'eau ( titre en gnral provisoire) afin de pouvoirmettre en uvre les produits d'tanchit.

2.2.4.4 - RemarquesLes techniques d'injection sont fiables si les produitschoisis sont bien adapts, mais leur cot lev limiteleur emploi.

Leur prennit est obtenue par l'emploi de produitsdont les caractristiques long terme doivent trestables.

2.2.5 - JointsLes joints entre anneaux (transversaux) ou entrephases de btonnage (horizontaux) constituent lepoint faible principal de l'tanchit.

Les joints entre anneaux peuvent faire l'objet dedivers traitements :- en intrados : drainage renforc au droit des joints,- dans le corps du revtement : mise en uvre d'un jointd'tanchit (profils spciaux, argile gonflante...),- l'extrados, dans une rservation ralise aumoment du btonnage : mise en uvre de produitssouples d'tanchit avec ou non bandes de pontagesuperficielles. Cette technique est la plus dlicate etla plus onreuse : elle offre la possibilit de rpara-tions ultrieures.

Les joints horizontaux entre phases de btonnage(par exemple joints vote - pidroits) sont les plusfaciles traiter car n'ayant pas de variations dimen-sionnelles importantes. Ils peuvent utiliser des pro-duits plus rigides.

Pour ces deux types de joints transversaux et hori-zontaux (en intrados), il est conomiquement souhai-table de prvoir une rservation au moment dubtonnage.

2.3- Choix du procddtanchement

2.3.1 - Conditions hydrauliquesLa dcision de recourir ou non telle ou telle mtho-de d'tanchement doit tre prcde d'une analysedes conditions hydrogologiques du terrain encais-sant et de l'influence du tunnel sur ces conditions.

Si le tunnel est situ dans une nappe dont il ne peutassurer le rabattement permanent (traverse de fleu-ve ou d'estuaire, impossibilit en raison d'inconv-nients pour les tiers, nappe alimente par un dbittrop important, profil en long avec point bas, etc...), ilest ncessaire de prvoir une tanchit complte del'ouvrage (y compris en radier).

Lorsquune tanchit nest mise en place quenvote il est souvent ncessaire de prvoir un drainage la base des pidroits et sous la chausse pour viterles remontes deau intempestives (cf. Section 7Assainissement, drainage et rseaux divers).

2.3.2 - Etanchement par drainage

Dans ce cas, l'tanchement n'a pas d'influence sur lastructure de l'ouvrage.

S'il n'y a pas de revtement coffr, le drainage est sou-vent le seul mode d'tanchement envisageable. Il estmis en uvre par forage et captage des venues d'eau.Sauf en cas d'utilisation d'un drainage type parapluie,il n'a pas d'influence sur la gomtrie de l'ouvrage.

Les forages de drainage ont pour effet, soit de fairebaisser ou annuler la pression d'eau dans les fissures(pour les tunnels au rocher), soit de rabattre la nappe(pour les tunnels dans les sols). Dans certains cas, onpourra obtenir une tanchit totale (en vote) encombinant un drainage par forage et un habillagejouant le rle de parapluie.

Le prdrainage mis en place derrire le revtementcoffr ou le bton projet a pour principal rle de per-mettre la mise en uvre correcte du bton. Pour desvenues d'eau importantes o les organes de drainagesont largement dimensionns, son rle pourra trepermanent, sous rserve du maintien de sa prennit.

La solution de drainage type parapluie n'a pas lieud'tre retenue si on met en uvre un vritable rev-tement (il suffit alors d'interposer une feuille d'tan-chit l'intrados de ce revtement cf. 2.3.4). Cettesolution est donc essentiellement utilise en rpara-tion d'ouvrages anciens.

2.3.3 - Etanchement par lerevtement

Dans les cas o l'on choisit de faire jouer au revte-ment un rle d'tanchement il convient :- d'tudier les caractristiques du bton et sa mise en

place pour lui donner les meilleures qualits d'imper-mabilit,- de limiter les longueurs des anneaux de btonnage(maximum 10 m),- d'viter ou de traiter les reprises de toute nature,- d'quiper les joints entre anneaux de btonnaged'un dispositif d'tanchit ou de drainage.

Cette solution prsente deux avantages :- l'ensemble des lments d'tanchement reste visi-table et donc rparable (joints, fissuration,...),- le cot reste faible dans la mesure o le traitementdes fissures reste limit, ce qui justifie particulire-ment son emploi lorsque le revtement est arm(exemple : voussoirs prfabriqus).

En cas de revtement en bton non arm, lasolution d'tanchement par feuille extrados estprfrable (cf. 2.3.4).

2.3.4 - Etanchement par unecouche dtanchit

La meilleure solution pour la fiabilit et la protectionde la structure est la solution d'tanchit extradosavec bton coffr de revtement; elle constitue lasolution de base pour les tunnels sous la nappe (char-ge permanente d'eau). Pour les tunnels au rocher,cette solution est galement recommande en gn-ral avec drainage en base de pidroits. Compte tenudes difficults de rparation, elle doit faire l'objet despcifications et de contrles trs prcis. Il convientgnralement de prendre des dispositions pour facili-ter les rparations ventuellement ncessaires (rser-vation intrados au niveau des joints dans tous les cas,compartimentage si celui-ci est possible).

La solution d'tanchit intrados ne prsente gnra-lement pas d'intrt lorsqu'une tanchit extradosbien protge peut tre mise en uvre, compte tenudes incertitudes quant sa prennit.

15

Systmedtanchitet de drainage

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3.1 - Revtements en bton coffr

3.1.1 - Principales conditions satisfaire

Le guide du bton coffr en tunnel publi par leCETU en 1983 prcise les rgles de formulation et lesconditions de mise en oeuvre dun tel bton. Lebton utilis est le plus souvent de classe B28 B32.

Le caractre particulier de la ralisation du revte-ment des tunnels tient :

- la nature du bton qui, dune manire gnrale,nest pas arm,

- lespace confin que le bton doit remplir com-pltement en tant mis lgrement en pression,

- la gomtrie de ce volume. Dune part, lpaisseurdu revtement peut varier trs rapidement dun point lautre suivant limportance des hors profils. Dautrepart, cette paisseur est faible vis--vis des autresdimensions dun plot. Dans les tunnels routiers,lpaisseur est couramment de lordre de 0,40 m pourune surface coffre de 250 m2.

La recherche dune bonne maniabilit du bton frais estncessaire pour obtenir un bon remplissage du coffrage.

En cas de mise en oeuvre dune tanchit par feuille -ce qui est quasiment la rgle (cf. chapitre 2) - il faut

veiller ce que cette feuille soit bien plaque au sou-tnement lors du btonnage et ne conduise pas desdfauts qui peuvent tre graves de consquences pourla prennit de louvrage : dchirure de la feuille,feuille tendue conduisant un amincissement local durevtement, replis de la feuille au sein du bton...

On demande galement au bton une bonne com-pacit de faon rsister lagressivit du milieuambiant ; cette compacit facilite notamment lob-tention dun tat de parement apte recevoir dessolutions dhabillage lgres, par peinture notam-ment (cf. 3.4).

Ds lors que lon accepte une certaine fissuration dubton (cf. section 3 "Conception et dimensionne-ment"), les caractristiques mcaniques exiges pourassurer la stabilit long terme de louvrage nimpo-sent pas de spcifications spcialement contrai-gnantes. On cherche bien sr rduire les effets duretrait (cf.3.1.3 ci-aprs).

La recherche de ces diverses qualits impose destudes labores, une fabrication du type industriel,cest--dire aussi rgulire que possible et ltablisse-ment dun programme de btonnage prcis afindviter toute improvisation sur le chantier.

Par ailleurs, surtout pour les ouvrages de grandesdimensions, le coffrage des votes (figure 3.1) est unoutil trs particulier quil nest pas toujours facile dematriser sil est mal conu ou mal utilis. Mme silnest considr que comme un moyen de lentreprise,sa conception et sa mise en oeuvre doivent retenirtoute lattention du matre doeuvre.

17

Constitution des revtements

Chapitre 3

Les matriaux les plus couramment utiliss pour la constitution des revtements sont :

- le bton coffr non arm pour les tunnels raliss de manire squentielle, le revtement tant alors ex-cut indpendamment des oprations dexcavation et de soutnement.

- les voussoirs prfabriqus en bton arm, qui sont utiliss en cas de ralisation dun tunnel circulaire lai-de dun tunnelier. Une variante consiste employer des voussoirs mtalliques ou du bton extrud.

Le bton projet est rarement utilis dans les ouvrages neufs mais contribue beaucoup la rparation ou la constitution des revtements des tunnels anciens.

La maonnerie de moellons doit tre cite pour mmoire, elle nest plus utilise dans les ouvrages actuels.

s Fig. 3.1 - Coffrage de tunnel

3.1.2 - Cas dutilisation dubton arm

Les revtements en bton coffr arm sont tout faitexceptionnels ; on se contente parfois darmer locale-ment certaines zones du revtement lorsque les cal-culs laissent prvoir des contraintes de traction ou decisaillement notables.

Cest ainsi que, trs gnralement, seuls les ouvragespossdant un radier comportent des armatures etsouvent uniquement la jonction radier-pidroits(figure 3.2) qui est une zone de fort changement decourbure et de reprise de btonnage.

Lexcution de bton arm en vote est toujours dli-cate, plus forte raison en prsence dune feuilledtanchit. Les anneaux arms complets sont rser-vs au franchissement daccidents ou de zones singu-lires (gonflement, trop faible couverture...).

3.1.3 - Retrait du bton

On distingue :

- le retrait primaire : retrait li aux ractions dhydra-tation (auto-dessication et exothermie) trs courtterme ;

- le retrait de dessiccation, li au schage naturel dubton, pouvant se poursuivre sur une trs longuepriode.

Dans un tunnel, la forme du revtement et le contactentre terrain et revtement empchent la dforma-tion de retrait de seffectuer librement. Le schageest plus important lintrados, do une dformationdiffrente entre extrados et intrados. Ces phno-mnes provoquent des contraintes internes et des fis-sures de retrait.

Il nest pas ais de connatre la partie des contraintesde retrait dissipe par louverture des fissures et lesdformations globales de la vote.

Le retrait est certainement accentu dans les tunnelsroutiers modernes du fait de lacclration du scha-ge lie la ventilation et de ltanchement par unefeuille dtanchit place lextrados du revte-ment. Cette feuille constitue en outre une surface dedcollement qui facilite le retrait.

Les rgles usuelles de calcul du retrait conduisent des valeurs de lordre de 250m/m au bout de cinqans pour des revtements de 40 50 centimtresdpaisseur.

Le btonnage du revtement par plots dune dizainede mtres de longueur ne permet gnralement pasdviter lapparition de fissures de retrait interm-diaires. Une fissuration en cl de vote se produitgalement frquemment.

18

Armatures de radierDtail de la jonction

radier-pidroits Fig. 3.2

3.2 - Revtement des tunnels raliss au tunnelier

3.2.1 - Utilisation de voussoirs

On utilise gnralement des voussoirs prfabriqusen bton arm de 30 40 centimtres dpaisseur,boulonns entre eux, avec joints dtanchit entre

voussoirs dun mme anneau et anneaux successifs.Dans la solution dite " voussoirs universels", cesanneaux sont lgrement pincs paralllement laxedu tunnel (cest--dire que leur longueur - de lordrede 1 2 mtres - est lgrement variable de faon permettre de suivre le trac impos au tunnels danstoutes les directions, par rotation de la position desvoussoirs dun anneau au suivant (figure 3.3).

Le vide subsistant entre voussoirs et terrain doit biensr tre soigneusement rempli par un produit debourrage, dont la composition est fonction des objec-tifs fixs ; il peut sagir dun coulis actif (faisant prise)ou dun coulis "inerte".

19

s Fig. 3.3

Voussoirs universels

cl

Dans certains cas on choisit de placer un deuximeanneau de revtement lintrieur de lanneau envoussoirs, ce qui permet de renforcer ltanchit etfacilite surtout la ralisation des amnagements int-rieurs du tunnel (cf. section 6 "Gnie civil li aux qui-pements et lexploitation").

Lutilisation de voussoirs mtalliques est galementpossible.

3.2.2 - Bton extrud

Le bton extrud arm de fibres d'acier a notammentt utilis sur le chantier de la ligne D du mtro deLYON pour raliser en continu derrire le bouclier unanneau assurant le soutnement de l'excavation. Cetanneau a ensuite t doubl par un anneau de rev-tement intrieur.

L'utilisation du bton extrud pour raliser directe-ment un revtement dfinitif tanche dans un tunneln'apparat pas actuellement comme une solutionfiable et conomique.

3.3 - Autres types de revtement

3.3.1 - Bton projet

Le revtement dfinitif des tunnels neufs en bton pro-jet ne constitue une solution susceptible d'tre rete-nue que dans des cas particuliers o ne se pose aucunproblme li la stabilit de l'ouvrage, son tanchi-t ou son confort d'utilisation. Pour les tunnels rou-tiers, il ne peut donc s'agir que d'ouvrages assez peucirculs, raliss dans un rocher de bonne qualit.

En revanche le bton projet est largement utilis lorsdes travaux de rnovation des tunnels anciens :

- soit en constituant des coques armes adhrentesau support (maonnerie, rocher)

- soit pour la ralisation de coques minces non adh-rentes, supportant une feuille d'tanchit (cf. 3.4).

On peut signaler des tentatives d'amlioration durendu de surface du bton projet par lissage intgrau chantier de projection.

3.3.2 - Votes actives

Un procd, connu sous le nom de procd JACOB-SON, est particulirement adapt pour la ralisationde grandes ouvertures ; il consiste raliser unevote constitue d'lments d'arcs juxtaposs, eux-

mmes forms de voussoirs prfabriqus, mis enplace par un portique de pose et mis en compressionpar l'intermdiaire d'une clef de vote munie devrins. Cette vote peut tre mise en place au plusprs du front de taille (figure 3.4).

3.4 - Habillage des paroisdes tunnels

3.4.1 - Dfinition et rle des habillages

On considre, comme "habillages" des paroisde tunnels, des structures lgres, ou simple-ment des peintures, n'ayant aucun rle de sou-tnement du tunnel comparable celui dunrevtement en bton coffr.

Ces habillages ont pour rle :

3.4.1.1. Dans les tunnels non revtus(mais stabiliss),

de garantir la scurit de l'usager contre les chutes dedbris rocheux et de stalactites, voire d'un bloc isol,

d'assurer l'tanchement du tunnel, ou protgerl'tanchit place en intrados de celui-ci,

d'amliorer le confort.

3.4.1.2 - Dans les tunnels revtus maisnon tanchs,

d'assurer l'tanchement du tunnel et viter leschutes de stalactites, d'amliorer le confort.

20

s Fig. 3.4- Exemple de pose dune vote active (Station Chatelet de Meteor)

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pidroit bton coffr+ habillage (peinture,bardage mtalliquecarrelages)

coque bton projetautoportante p : 12 cm

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coque bton projet armaccroch la vote p. minimale 7 cm

bardage mtallique ou autre

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3.4.1.3 - Dans les tunnels revtus et tanchs,

d'amliorer le confort (et de faciliter le nettoyagedes parois).

Lamlioration de scurit est apporte par deshabillages consistant placer en vote ou sur la tota-lit de lintrados du tunnel des structures lgres detype parapluie telles que :

coques minces en bton projet,

tles mtalliques cintres et assembles (ou autresmatriaux).

Ces habillages peuvent supporter un dispositifdtanchit.

Il faut tre conscient du fait que la prsence de lha-billage interdit lexamen des parois du tunnel.

Le confort, suivant le genre de tunnel, peut tre net-tement amlior grce la mise en place d'habillagesen pidroits, destins :

augmenter la luminosit cre par l'clairage,

faire dcouvrir par anticipation la gomtrie du tun-nel, par cration d'un guidage latral dynamique,

abaisser le niveau sonore rgnant en tunnel et auxentres.

Ces habillages vont des traitements de surface despidroits :

- peintures, carrelages, etc...

aux bardages en tles (mtalliques ou autres), pan-neaux prfabriqus, revtus et accrochs aux pi-droits.

L'insonorisation est assure par panneaux spciauxcomposites disposs en pidroits et en plafond detunnel.

3.4.2 - Principaux habillages en votes

3.4.2.1 - Coques minces en bton

On en distingue deux sortes :

- les coques autostables non accroches la vote etreposant sur des pidroits btonns (figure 3.5 demi-profil G).

- les coques accroches la vote (figure 3.5 demi-profil D), lorsque la section transversale du tunnel estirrgulire et nautorise pas facilement un alsage cir-culaire ou lorsqu'on ne dispose que d'une faiblemarge par rapport l'intrados d'un revtement exis-tant. L'un des problmes rgler dans ce cas est celuidu percement de l'tanchit par les ancrages.

Le recours une coque mince en bton constituesouvent une solution intressante en cas de remiseen tat de tunnel ancien.

21

s Fig. 3.5 a

Habillage par coque mince en bton projet

1/2 Profil G : habillage par coque autostable sur pidroit btonn

1/2 Profil D : habillage par coque accroche la vote

(tunnel type Fort lEcluse) (tunnel des Echelles)

3.4.2.2 - Habillages de type parapluie en tles (figure 3.6)

L'habillage classique est ralis en tles ondulesd'acier galvanis, prcintres.

Les points faibles sont gnralement les points dac-crochage qui doivent faire lobjet dune surveillancergulire. La dure de vie de ce type de structure estde lordre de 20 ans, fonction de lagressivit dumilieu ambiant.

L'acier galvanis peut tre remplac par l'aluminium,les alliages d'aluminium ou l'acier inox.

Sont l'tude des structures de type parapluie basede rsines composites.

3.4.3 - Principaux habillages en pidroits

3.4.3.1 - Bardages (figure 3.6)

Les bardages peuvent tre :- mtalliques (tles mailles),- en aluminium et alliages d'aluminium,- en acier inox,- en matriaux composites.

Ces bardages doivent tre conus de faon pouvoirtre facilement remplacs en cas de dtrioration. Ilsdoivent rsister au souffle cr par le passage desvhicules. Ils doivent tre protgs par un trottoir suf-fisamment large ou une bordure haute. Il convient dedisposer d'un stock de panneaux de rechange poureffectuer les remplacements la demande.

Compte tenu des sujtions d'entretien qu'elle entra-ne, la solution d'habillage par bardages n'est envi-sager que pour des tunnels trs importants (tunnelstransfrontaliers, tunnels urbains trs circuls ...) ol'on veut soigner tout particulirement l'esthtiqueet le confort.

22

s Fig. 3.5 b

cintres rticulsraidisseursespacement 1 1,20 m

treillis soud

treillis soud

boulon support de la coque

plaques mtalliques

bton projet

bton projet dergularisation de surface

grillage " poules" permettant la fixationdu bton projet la coque

pastille de fixation feuille PVC

feuille d'tanchit + gotextile

film poxy protecteur du bton

dispositif d'tanchitavec manchon

support de projection

tanchit PVC+ gotextile

Coque autostable en bton projetPidroit en bton coffr

Coque tanche accroche la votesans protection thermique

Dtail A Dtail B

23

tles ondules en acier galvanis

grilles continues

bardages aciergalvanis laqu

A

7 12 mboulon HA32

lierne

caniveau

s Fig. 3.6

Habillage par tles parapluie en voteet bardages mtalliques en pidroits

(Tunnel du Chat - Savoie)

Habillage par peinture

Habillage par bardage et parapluie en tles

Dtail A

3.4.3.2 - Peintures

Elles doivent rpondre aux spcifications de l'annexeT.38.1 du fascicule n65 du C.C.T.G. et des notes d'in-formation techniques du L.C.P.C. relatives la mise enpeinture des btons du Gnie Civil (prparation,approvisionnements, tests, essais).

La durabilit exige pour les peintures est de 10 ansavec une cadence de 10 nettoyages par an.

La mise en peinture constitue gnralementune solution satisfaisante et suffisante pour lestunnels neufs, comportant un revtement enbton de bonne qualit.

3.4.3.3 - Carrelages

Leur cot n'est plus prohibitif du fait de la possibilitdonne par la prfabrication de crer des panneauxcarrels qu'il suffit de fixer aux parois comme un bar-dage.

La qualit des carrelages doit faire l'objet d'essaisnormaliss et d'agrments du L.C.P.C. ou autres orga-nismes.

La dure de vie des carrelages peut tre suprieure 50 ans.

Observation : les carreaux colls en vote sont tota-lement proscrire en raison du risque de chute sur lachausse.

3.4.3.4 - Panneaux anti-bruit

Ces panneaux d'paisseur variant de 5 10 cm, sontconstitus d'absorbeurs acoustiques (laine de verre,cramiques) enserrs entre tles en acier galvanis 600 g/m2 par face, ou entre tles inox d'excellentequalit.

Ces panneaux placs gnralement en pidroits maisgalement en plafond du tunnel, ont le double rled'assurer confort lumineux et confort acoustique.

3.4.4 - Qualits requises par les habillages

incombustibilit (classe M0 ou M1),

non mission de vapeurs toxiques en cas d'incendie,

facilement lavables sans perte excessive de lumino-sit sous l'action des lessives, rouleaux nettoyants,jets d'eau 100 bars,

difficilement attaquables par les gaz d'chappe-ment, antigels, humidit, produits dtergents, anhy-dride sulfureux...,

panneaux verticaux : rsister une pression unifor-me de 0,3 Mpa et des charges concentres de 1 kN,

panneaux placs en vote : rsister une pressionuniforme de 0,3 Mpa et des charges concentresvariant de 1 5 kN en extrados,

offrir une bonne flexibilit,

tre dots d'un systme de fixation aux parois per-mettant un dmontage et un remontage rapide deslments,

ne pas prsenter de bords tranchants et ne pas don-ner lieu en cas de chocs des morceaux tranchants oupointus,

toutes les pices ncessaires la fixation deshabillages doivent prsenter la mme rsistance lacorrosion (viter les phnomnes lectrolytiques dusaux contacts de mtaux divers),

offrir une bonne stabilit aux vibrations engendrespar la circulation (emploi de rondelles noprne ouautres),

facilit de manipulation de chaque lments par 2hommes ou par un matriel spcialement conu ceteffet (ce qui garantit les remplacements la demande partir du moment o l'on prend la prcaution dedisposer d'un stock d'lments de rechange).

24

4.1 - Objectifs

Pour la surveillance des ouvrages en service le cadrerglementaire prvoit un certain nombre de disposi-tions prsentes dans deux documents :

"L'instruction technique pour la surveillance et l'en-tretien des ouvrages d'art" date du 19 Octobre1979, modifie le 26 Dcembre 1995.

Le fascicule 40 "Tunnels - Tranches couvertes -Galeries de protection" de novembre 1980.

Ces dispositions visent bien entendu inciter l'ex-ploitant surveiller minutieusement son ouvrage pourtre en mesure de dtecter suffisamment tt touteanomalie ou drive dans le comportement prvu, sus-ceptible d'induire des risques srieux pour les usa-gers ou pour la prennit de l'ouvrage.

4.2 - Moyens

4.2.1 - Inspection

Le contenu et la priodicit des inspections sontdcrits dans les documents rappels ci-dessus.

Les visites annuelles comportent :

- un examen visuel,

- la vrification du fonctionnement des dispositifs dedrainage et d'vacuation des eaux (et leur entretienautant que ncessaire),

- la vrification des quipements.

Les inspections dtailles priodiques sont effectuespar des spcialistes et conduisent recenser les vo-lutions de l'tat des lments du tunnel accessibles l'examen ; elles comportent s'il y a lieu des investiga-

tions complmentaires, notamment en cas de dtec-tion d'anomalies (reconnaissance par sondages, go-physique...). Elles peuvent s'appuyer galement surles rsultats d'auscultation de l'ouvrage (cf. 4.2.2 ci-aprs).

L'ensemble des lments recueillis lors des visites etinspection doit tre consign dans le dossier d'ou-vrage.

4.2.2. - Auscultation

Le prolongement des mesures faites durant le chan-tier peut parfaitement s'inscrire dans le dispositifd'auscultation et mme en constituer un lment fon-damental puisquune telle option permet de situer lasurveillance long terme dans la continuit de la viede l'ouvrage.

En consquence les moyens d'auscultation mis enoeuvre sont quasi identiques ceux mis en place lorsdes travaux (cf. section 4, chapitre 3 = auscultationpendant les travaux) avec principalement (exemplefigure 4.1) :

- nivellement

- convergence relative au moyen de plots fixs l'in-trados du revtement cette fois,

- convergence absolue,

- cellules de pression totale,

- extensomtres corde vibrante,

- cellules pizomtriques s'il y a lieu.

La connaissance des tempratures l'intrados et l'extrados du revtement est gnralement utile l'interprtation des mesures.

Le plan de surveillance dfinit trs prcisment pourchacun des paramtres mesurs :

- la priodicit des mesures,

- le mode opratoire,

- la prsentation des rsultats (support, format, etc...),

- les seuils et les niveaux d'alerte,

- les procdures suivre en cas d'atteinte ou dedpassement des seuils d'alerte.

25

Surveillance long terme

Chapitre 4

4.3 - Intrt de lauscultation des tunnels en service

Ds lors qu'ils ont t conus selon les rgles de l'art(cf. chapitre 4 de la section 3 "Conception et dimen-sionnement"), les revtements de tunnels se compor-tent trs gnralement de faon satisfaisante et assu-rent une bonne stabilit de l'ouvrage au cours dutemps par leur aptitude travailler en vote et demanire interactive avec le terrain.

L'intrt d'une auscultation moyen et long terme seprsente donc surtout dans les cas suivants :

- prsomption d'effets diffrs importants , condui-sant un chargement inhabituel du revtement (gon-flement par exemple),

- sections d'ouvrages s'cartant par leur taille ou leurforme des sections habituelles,

- apparition d'anomalies aprs mise en service del'ouvrage.

L'auscultation reste galement utile pour amliorer laconnaissance du comportement des revtements detunnels et notamment celle de l'incidence du retraitdu bton et des reports de charge du soutnementsur le revtement. Il est fondamental pour cela de dis-poser de mesures fiables sur une dure suffisante,c'est--dire au moins 10 20 ans.

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1

1

3

4

2

mesure de pressioncellules de pression totale

3 convergence absolueextensomtres 3 capteurs

2 mesure de dformations du btonextensomtres cordes vibrantes

4 convergence relative

s Fig. 4.1

Exemple de section de mesure

27

Bibliographie

u C.C.T.G. Fascicule n 67 - Titre III "Etanchit des ouvrages souterrains" (approuv par dcret n 92-72 du 16 Janvier 1992).

u Recommandations de l'Association Franaise des Travaux en Souterrain (publies dans la revue "Tunnels et Ouvrages Souterrains").

Etanchit des ouvrages en souterrain (n spcial 11/84)

Travaux d'entretien et de rparation (n spcial 11/84)

Rparations d'tanchit (n spcial 5/88)

Travaux d'injection pour ouvrages souterrains (n spcial 5/88)

Rparation des ouvrages souterrains en France par film polymrique et /ou par draina-ge l'aide de complexe synthtique (n 112. 7-8/92)

Etanchit des ouvrages souterrains - Matriaux conformes au fascicule 67 titre III duC.C.T.G. - Mai 1997 (n 142. 7-8/97)

L'utilisation et la mise en oeuvre d'un compartimentage associ un dispositif d'tan-chit par membrane synthtique (n 130. 7-8/95)

Les mthodes de diagnostic pour les tunnels revtus (n 131. 9-10/95)

L'tanchit des voussoirs prfabriqus en bton (n132. 11-12/95)

L'emploi de rondelles PVC pour la fixation des membranes d'tanchit en tunnel (n 138. 11-12/1996).

La conception, le dimensionnement et lexcution des revtements en voussoirs prfabriqus en bton arm installs larrire dun tunnelier (n147. 5-6/98)

u Guide du bton coffr en tunnel (CETU Juin 1983)

u Guide pour la surveillance, l'entretien, la conservation des tunnels routiers (CETU - Mars 1998)

u Instruction technique pour la surveillance et l'entretien des ouvrages d'art (19 octobre 1979 modifie le 26-12-95)

Fascicule 01 "Dossiers d'ouvrages"

Fascicule 40 "Tunnels - Tranches couvertes - Galeries de protection"

u Les mthodes visuelles de surveillance et d'investigation (C. CHOQUET) Stage ENPC"Pathologie et rparation des tunnels anciens". Lyon 11 au 13 Octobre 1994.

u Etanchement des tunnels anciens. Protection du complexe tanchit-isolation par une coquemince en bton projet arm (A.JULIEN). Tunnels et Ouvrages Souterrains n 133 (1-2/96)

Dossier pilote des tunnels - Gnie civil. Section 5 : tanchement et revtementChap 1 - Prambule1.1 - Ncessit de l'tanchement des tunnels1.2 - Diffrentes fonctions du revtement1.3 - Cas des tunnels anciens

Chap 2 - Etanchement2.1 - Principes gnraux d'tanchement2.2 - Procds d'tanchement2.3 - Choix du procd d'tanchement

Chap 3 - Constitution des revtements3.1 - Revtements en bton coffr3.2 - Revtement des tunnels raliss au tunnelier3.3 - Autres types de revtement3.4 - Habillage des parois des tunnels

Chap 4 - Surveillance long terme4.1 - Objectifs4.2 - Moyens4.3 - Intrt de l'auscultation des tunnels en service

Bibliographie