Module 6. Gestion du Patrimoine de Tunnels

Transcription

1 MASTERE SPECIALISE TUNNELS et OUVRAGES SOUTERRAINS De la conception à l exploitation Module 6. Gestion du Patrimoine de Tunnels 2.2 Analyse des désordres et facteurs d évolution Patrick THIAUDIERE SNCF Ingenierie

2 Typologie des ouvrages

3 voûte parapluie Caractéristiques faible épaisseur qualité médiocre des matériaux constitutifs contact incertain

4 voûte porteuse Caractéristique structure épaisse bonne qualité des matériaux bonne qualité de mise en œuvre

5 Ouvrages récents Les ouvrages récents Par exemple en Voussoirs préfabriqués Mis en œuvre par anneaux clavés par un voussoir de clé Bloqués au terrain après avancement de la jupe par remplissage du vide annulaire au coulis ou mortier de ciment.

6 Modes de vieillissement Vieillissement des matériaux (altération) Évolution de l encaissant (gonflement, fluage, dissolution) Combinaison des deux phénomènes

7 INTERACTION VIEILLISSEMENT - TYPE DE STRUCTURE structure LE CAS GRAVE vieillissement Voûte Parapluie VIEILLISSEMENT DES MATERIAUX Voûte Porteuse EVOLUTION DE L ENCAISSANT Structure courante Combinaison des 2 phénomènes

8 Facteurs d évolution TERRAIN ENCAISSANT décompression fluage gonflement dissolution Vieillissement de la structure Altération des matériaux Dépassement des efforts admissibles Intéraction sol structure Vides Blocage Tenue des assises

9 Analyse des désordres

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11 Analyse des désordres Tunnel : VIVONNE 3/3 (PM ) ZONE CONCERNEE : *Développée de la Voute* Du PM au PM entre les génératrices 6.40 et Avaries : 03/11/04 Maille PM début PM fin Maille Maille ,4 19,5 0 0 Maille ,74 12,5 0 0 Maille Maille , ,09 Maille , Maille Maille ,8 102,84 9,22 6 Maille ,52 21, Maille , Maille ,8 0 0 Maille , ,4 Maille Maille , Maille Maille Maille , Maille , Maille Maille ,7 Maille , Maille ,43 Maille ,55 Maille , Maille ,35 Maille , Maille , ZONE HUMIDE ZONE RUISSELLEMENT ZONE DEFORMATION ZONE JOINTS DEGARNIS

12 Système d évaluation RELEVE D AVARIES (RADIS) Fenêtre d observation de 10m glissante COURBE D ETAT EN CONTINU 100 Cote de pic Cote moyenne 0 Représentation du développé du tunnel Avaries

13 Suivi de l état TUNNEL DE LONGUEVILLE Date_archive Maximum Moyenne ,87 9, ,83 11, ,33 17, ,53 20,52 Vieillissement progressif

14 Tunnel du FAU évolution de la cotation entre 1996 et 2006 Forte diminution de la cote lors de l'inspection 2001 en raison des travaux en 2000 (coques en béton projeté) état ID 1996 état ID 2001 état ID 2006 Cote moyenne 1996 : 12,13 Cote moyenne 2001 : 7,68 Cote moyenne 2006 : 8,76 Dégradation des saignées de drainage entre 2001 et

15 Synthèse des éléments vitesse sismique transversale TUNNEL DE L'ALOUETTE Synthèse des investigations Intervention mai Vitesse sismique V Bon état V Moyen V Mauvais Flaches Radar Ballast pollué radar Anomalie ponctuelle Radar Rescindement radier Radier plus mince reprises nivellement V1 reprises nivellement V2 Affaissement profil cotation ID 1997 cotation ID 2002 cotation ID 2007 Assainissement ponctuel

16 Maquette géotechnique

17 Facteurs d évolution Chimisme de l eau Effets de l encaissant (gonflement, poussées, effet de versant, fluage ) Vides de construction Dissolution et lessivage de l encaissant Altération du liant du revêtement

18 QUELQUES EXEMPLES

19 Attaque chimique Réaction sulfatique externe les eaux chargées en sulfate à la traversée d horizons triasiques (gypse et anhydrite) provoquent la décomposition et le gonflement du béton non adapté

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22 Gonflement INSA Lyon - ENTPE MS TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

23 Gonflement de la plate-forme Surveillance de la géométrie interne

24 Suivi du soulèvement en plate-forme vitesse en mm par an 35 32, , , , ,5 10 7,5 5 2,5 0-2,5-5 TUNNEL DE GENEVREUILLE Comparaison des vitesses de déplacement vitesses moyennes annuelles en mm points métriques vitesse soulèvement berlinoise 02/95 à 08/2001 vitesse soulèvement berlinoise08/2001 à 06/2004 vitesse soulèvement berlinoise 07/2003 à 06/2004 vitesse soulèvement voûte 06/95 à 08/2001 vitesse soulèvement voûte 08/2001 à 04/2004

25 Décollement et basculement du caniveau latéral Gonflement de la plate-forme les conséquences Écaillage en reins Dislocation de la base du piédroit

26 Gonflement de la plate-forme les conséquences Ligne d écaillage au dessus de la reprise en béton projeté

27 Ligne d écaillage au dessus de la reprise en béton projeté détail

28 Fontis en plate-forme par dissolution du gypse Extension du fontis en profondeur après examens visuel et endoscopique

29 Fontis en plate-forme par dissolution du gypse

30 influence du vide Simulation numérique de l état de contrainte avec présence d un vide en clé

31 Schéma de rupture

32 Schéma de rupture

33 maquette des désordres

34 Vues de la fissuration

35 maquette des désordres

36 Tassement de la plateforme Pour les fissures en radier l'apparition de défauts de tenue des voies ou d affaissement de la chaussée routière est le premier indicateur des problèmes de plate-forme.

37 Tassement de la plate-forme

38 Le Tunnel du SAUT Longueur 333 m Débouché voie unique Ligne non électrifiée peu circulée

39 Calcaire en bancs épais ou en plaquettes

40 Investigations En 1974 : 64 carottages Épaisseur moyenne 0,60m Altération du mortier dans le corps de la maçonnerie Vide assez systématique à l extrados de la voûte Travaux antérieurs nombreux Reprise de maçonnerie (1949, 1958, 1973, 1974, 1976,1997) Injections (1974 et 1976)

41 Les désordres INSA Lyon - ENTPE MS TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS

42 Expertise antérieure Septembre 2004 Carottages en 2006 Travaux prévus en 2008 repoussés en 2010 Surveillance instrumentée prescrite Seuil d attention Seuil d alerte

43 Mesures topométriques Mesures de convergence Mesures d urgence Mesure au télémètre laser Distancemètre laser Cible à viser Repérage du point de mesure

44 Le suivi instrumenté

45 Prescriptions Ralentissement immédiat des circulations à10 km/h Renforcement d urgence des deux tronçons déformés Confirmation de travaux plus étendus en 2010.

46 Les causes Vieillissement accélérédans les zones de venues d eau Déformation sous le poids propre de la structure avec action du gel intense

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48 Je vous remercie de votre attention