Cut and cover tunnel. S. Commend & F. Geiser GeoMod ingénieurs conseils SA. J. Crisinel De Cérenville Géotechnique SA

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Isaac Baril
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1 Cut and cover tunnel S. Commend & F. Geiser GeoMod ingénieurs conseils SA J. Crisinel De Cérenville Géotechnique SA

2 1.Problem description: data

3 Coupe 2D Propriété View Blue Red Initial geometry of the hill Final geometry of the hill

4 Tunnel section and soils

5 h w = 2 m E = 35 MPa c = 0 kpa φ = 33 γ = 19.5 kn/m m E = 40 à 400 MPa = f(profondeur) c = 5 kpa φ = 30 γ = 20 kn/m 3 Reste fixe pour toute l étude préliminaire 100 m Initial 2D model

6 2. 3D simple model random distribution of the soil materials

7 Zone distribution aléatoire 40% Matériel 2 E = 65 MPa, 60% Matériel 3 E = 15 MPa,

8 Cas rand1

9 Modèle 3D avec matériaux aléatoires Cas rand2

10 A Tassement maximum cuvette Uy max [cm] X max [m] Modèle rand Modèle rand Modèle rand Modèle rand Modèle rand Modèle 3D avec matériaux aléatoires

7 0 Modèle rand3 23.7 0 Modèle rand4 23.

11 3. 2D model test of different geometries on a typical section

12 MODÈLE BASE 6 m Remblayage par couches h max = 6 m Remblai: E = 30 MPa c = 0 kpa φ = 35 γ = 20 kn/m 3 a) b) MODÈLE 1 Remblayage par couches h max = 5.1 m 5.1 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 a) b) MODÈLE m Remblayage par couches h max = 5.1 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 Remblai léger: E = 30 MPa c = 0 kpa φ = 35 γ = 10 kn/m 3 a) b)

1 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 a) b) MODÈLE 2 5.1 m Remblayage par couches h max = 5.

13 MODÈLE 3 Remblayage par couches h max = 5.1 m 5.1 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 a) b) MODÈLE 4 Remblayage par couches h max = 5.1 m 5.1 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 Remblai léger: γ = 10 kn/m 3 a) b) MODÈLE 5 Remblayage par couches h max = 5.1 m 5.1 m Remblai léger: γ = 10 kn/m 3 a) b) Annexe Modèles d étude a) Remblayage par couches b) Caractéristiques remblai

1 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 Remblai léger: γ = 10 kn/m 3 a) b) MODÈLE 5 Remblayage par

14 MODÈLE 6 Remblayage par couches h max = 3.9 m Coupe Transversal NO SE Km. 11,8 Remblai: γ = 20 kn/m 3 a) b) MODÈLE 7 Remblayage par couches h max = 3.9 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 Remblai léger: γ = 10 kn/m 3 a) b) MODÈLE 8 Remblayage par couches h max = 3.9 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 Remblai léger: γ = 10 kn/m 3 a) b) Annexe Modèles d étude a) Remblayage par couches b) Caractéristiques remblai

9 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 Remblai léger: γ = 10 kn/m 3 a) b) MODÈLE 8 Remblayage par couches h max

15 Choice of the hill geometry by the contractor

16 4. 2D model parametrical study (soils) Available in situ or laboratory tests: -SPT & other dynamic & static penetrometer -pressiometer -triaxial tests + experience for similar soils Mohr-Coulomb and Cap-model approaches

static penetrometer -pressiometer -triaxial tests +

17 Type of results (Maric 2008)

18 Crebelley A LA,B= m. B C D E F G LE,F= 16 m. LF,G= 10 m. LC,D= 9 m. LD,E= 6 m. LB,C= 17.5 m.

19 Tassements estimés dans la zone des bâtiments B C D E F G L B,C = 17.5 m. L C,D = 9 m. L D,E = 6 m. L E,F = 16 m. L F,G = 10 m. Remblai: γ = 20 kn/m 3 1/3

20 4. 3D model

21 remblai RENNAZ terrain naturel galerie Annexe 8.2. Lignes de construction du modèle 3D

22 Annexe 1.4. Géométrie de la galerie et intersection avec les lignes de niveau du terrain et du remblai

23 T = 0 Etat initial Terrain naturel (376 msm) Terrain naturel (max 381 msm) Propriété Borloz situation coupe

24 T = 2 Excavation terrain naturel (pente 2:3) 2:3 2:3 Propriété Borloz situation coupe 376 msm

25 T = 3 Mise en place du remblai latéral (pente 2:3) Admis: consolidation finie avant construction galerie Remblai latéral Propriété Remblai latéral situation coupe

26 T = 4 Construction du radier de la galerie à 376 msm Propriété radier situation coupe 376 msm Annexe Etapes de construction de la galerie T = 4. Construction du radier de la galerie

27 T = 5 Remblai et suite de la construction de la galerie jusqu à msm galerie Propriété remblai situation coupe msm Annexe Etapes de construction de la galerie T = 5. Remblai et suite de la construction de la galerie et de ses «ailettes» jusqu à msm

28 T = 6 Construction de l arc de la galerie remblai Propriété situation coupe Annexe Etapes de construction de la galerie T = 6. Construction de l arc

29 T = 7 Remblai jusqu à 384 msm (état final) Remblai V tot = m 3 (dont m 3 en vert) Propriété RC 725b situation coupe 384 msm

30 remblai galerie terrain naturel RC RENNAZ Eau à 374 msm = - 2 m Propriété

31 terrain naturel galerie RC RENNAZ remblai Propriété

32 5. 3D model results -settlements

33 Gonflement max: Tassement max RENNAZ BORLOZ

34 3.3 cm (5.4 cm) 3.1 cm (4.9 cm) 42 m 52 m 43 m 0.6 cm (0.9 cm) 0.7 cm (1.0 cm) 40 m Propriété : tassement àla fin de l étude (T = 7) 3.3 cm Jeu de paramètres réalistes «Cap 3» (5.4 cm) Jeu de paramètres pessimistes

35 5. 3D model results deformations of the tunnel

36 Avec couche matériel palustre Jeu de paramètres REALISTE «Cap 3» RENNAZ

37 Avec couche matériel palustre Jeu de paramètres REALISTE «Cap 3» RENNAZ

38 Avec couche matériel palustre Jeu de paramètres REALISTE «Cap 3» Km Km Km Km RENNAZ Km

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