Impact de la construction de tunnels urbains sur les mouvements de sol et le bâti existant : incidence du mode de pressurisation du front

= Impact of tunnels construction in urban areas on soils and buildings : Effect of confining methods

• Auteur / Autrice : Emilie Vanoudheusden
• Direction : Richard Kastner, Fabrice Emeriault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : URGC - Unité de Recherche en Génie Civil (Lyon, INSA)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Richard Kastner, Fabrice Emeriault

Mots clés

Mots clés contrôlés

Excavation

Utilisation urbaine du sol

Tunnels -- Conception et construction

Résumé

Les tunneliers à front pressurisé font partie de l’éventail des techniques d’excavation ; cette technique étant nouvelle, les moyens de calcul à disposition des bureaux d’études se révèlent relativement mal adaptés. Il est nécessaire, afin de mettre au point de nouveaux outils de dimensionnement, de réaliser des observations sur chantier. Dans ce contexte, cette recherche a porté sur l’impact de la construction de tunnels en zone urbaine sur le sol et le bâti dans le cas des travaux de la ligne B du métro de Toulouse réalisés au moyen de tunneliers à front pressurisé sur le chantier. Ce chantier était particulièrement adapté puisque 3 techniques de confinement du front y ont été utilisées (air, boue et terre) dans un contexte géologique quasi-homogène sur les 13 km du tracé. Ainsi les observations permettent d’appréhender l’influence d’une excavation au tunnelier à front pressurisé et de comparer les différentes techniques de pressurisation. L’instrumentation mise en place sur plusieurs sections spécifiques tout au long du tracé du tunnel a permis d’observer les mouvements du massif de sol induits par le passage des tunneliers. Elle a ainsi mis en évidence un comportement atypique de la molasse toulousaine au creusement, comportement attribuable à l’état de contrainte initiale dans le terrain. Pour les techniques d’excavation à pression de terre et à pression de boue, la corrélation entre paramètres de fonctionnement des tunneliers et déplacements verticaux de surface a été étudiée en détail. Cette analyse conjointe a permis de mettre au point une méthodologie pour l’identification des paramètres les plus influents sur les mouvements pour chacune de ces méthodes

The expansion of cities shows the necessity to expand underground networks. The pressurized-face tunnel excavation technique is a new technique, which suffers from research consultancy lacks in validity of computations. In the intention to create dimensions tools it is first necessary to observe what happens during excavation works. This research aimed to point the impact of tunnels construction in urban areas on soils and buildings regarding the case of excavations made with TBM for subway line B of Toulouse. This site perfectly fitted to our problematic since three confining methods were used (air, mud, and earth pressure) in a nearly homogeneous geological and geotechnical environment along thirteen kilometers. Our observations allow us to evaluate the consequences of the use of a TBM and to compare the different methods of pressurization. The installation of measurement devices on several specific sections along the line permits the observation of soil mass moves before, during and after the digging. It shows an atypical behavior of Toulouse’s molasses, a phenomenon understood thanks to the initial overconsolidated state. It also shows the local influence the driving of the tunnel digger has on soil moves. As to earth-pressure and mud-pressure balance machines, the correlation between tunnel excavation parameters and vertical movements at the surface has been closely examined. This linked analysis permits us to settle a methodology to identify the more influent parameters on soil moves for each method