Étude de cas Construction en tunnel d'une conduite d'amenée d'eau potable de 2100 mm

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1 Étude de cas Construction en tunnel d'une conduite d'amenée d'eau potable de 2100 mm Direction de l eau potable Service de l eau, Ville de Montréal Jean-François Dubuc, ing. Chef de section Projets majeurs conduites principales Ville de Montréal Daniel DiChiaro Directeur général Foraction inc. INFRA Novembre 2016

2 Sommaire de la présentation Mise en contexte Sommaire du projet Description du projet Revue des étapes du projet Résultats exécution des travaux Conclusion

3 Remerciements - Partenaires Maître de l ouvrage et concepteur Entrepreneurs Manufacturier TBM Fournisseur des tuyaux

4 Mise en contexte Remise en service du Réservoir Rosemont 40 % d augmentation de la réserve d eau totale de la Ville de Montréal Bouclage du réseau avec le nord de la Ville Plus grand Réservoir Ville Mtl m 3 61 piscines olympiques 6 phases/chantiers de travaux majeurs Diminution du risque de pénurie d eau en période de haute consommation Permet de réaliser les travaux majeurs requis au réservoir McTavish

5 Mise en contexte Six grandes phases 1. Réfection structurale du réservoir 2. Nouvelle conduite d amenée en tunnel de 2100 mm 3. Nouvelle station de pompage Rosemont 4. Ajout d une membrane d étanchéité sur le réservoir et reconstruction de la piste d athlétisme 5. Nouvelles conduites principales à la sortie de la station 6. Réfection complète de la 16 e avenue

6 Mise en contexte Localisation du Réservoir Rosemont Parc Étienne-Desmarteau Collège Rosemont

7 Un peu d histoire 1960 : Construction du réservoir Rosemont 1967: Mise en service de la station de pompage pour diminuer les problèmes de basse pression dans le secteur de Saint-Léonard et Anjou 1976 : Aménagement d une piste d athlétisme dans le parc Étienne- Desmarteau 1978 : Mise hors service de la station de pompage et du réservoir Construction du réservoir 1960 Parc Étienne-Desmarteau en 1969

8 Mise en contexte Phase 1 - Travaux dans le réservoir Réfection structurale

9 Sommaire du projet Localisation du projet Puits d arrivée Chambre de vannes Réservoir Rosemont Ligne de Métro Puits de départ Raccordement à l existant 2100mm Conduite de 4,025 km en tunnel pour permettre le remplissage du réservoir Rosemont

10 Description technique du projet Phase 2 du projet Rosemont (6 phases) Conduite d amenée de 2100 mm de diamètre Longueur du projet de 4025 mètres linéaires Raccordement à une conduite existante de 2100 mm Technique d excavation par tunnelage dans le roc (TBM) Profondeur moyenne d installation de 30 mètres Construction d une chambre de vannes et de raccordement au réservoir Rosemont

11 Revue des étapes du projet 1. Conception et études des sols 2. Construction des puits d accès (Soutènement et dynamitage) 3. Excavation du tunnel avec tunnelier TBM (100% dans le roc) 4. Gestion des faces rocheuses (soutènements et infiltrations) 5. Installations de la conduite 6. Comblement des espaces annulaires 7. Construction des structures de raccordements (conduite et réservoir) 8. Essais et mise en service 32 m. 4,1 Km 45 m.

12 1- Conception et études des sols Conception entièrement interne Ville de Montréal-DEP Investigation géologique 1. Étude géotechnique d origine Objectif initial : 56 forages verticaux (tous les 70 à 80 m) 38 forages verticaux complétés Pas d essai spécifique sur le roc Pas de rapport

13 1- Conception et études des sols (suite ) 2. Étude complémentaire 2012 (EXP Inc.) Objectif : compléter le travail fait 35 ans plus tôt 27 forages verticaux et inclinés, incluant les points de départ et d arrivée du projet et les zones sensibles Profondeurs comprises entre 40 et 60 m Inclus des cartes géologiques et géomécaniques détaillées et des coupes géologiques sur les 4 km Programme de test des propriétés de la masse rocheuse: UCS, BTS, CAI, TriaxialCS, (135 tests de laboratoire sur des noyaux de roches) Hydrogéologie, Lugeon, piézomètres, échantillonnage d'eau pour la corrosivité, etc. * Essentielle à un projet de tunnel * Permet de positionner de façon optimale l alignement du tunnel

14 1- Conception et études des sols (suite ) Paramètres géologiques o Formations : TétreauVille St-Michel o De nombreux corps intrusifs o Des roches intrusives de nature et de taille variées

15 2- Construction des puits d accès Soutènement des sols Considérant que : L excavation du puits de départ est d une profondeur d environ 32 mètres Pour les premiers 20 mètres, l excavation est dans le sol meuble Il est possible d avoir d importantes venues d eau (situé à proximité du fleuve St-Laurent) La dernière portion de 12 mètres est dans le roc

16 2- Construction des puits d accès Soutènement des sols Deux mois pour la réalisation des pieux séquents Un mois et demi pour l excavation des 12 derniers mètres dans le roc 52 pieux nécessaires Diamètre des pieux = 600mm Diamètre de l excavation à la surface = 11 mètres Diamètre au fond de l excavation = 10 mètres Grillage et roc bolt pour la portion roc

17 2- Construction des puits d accès Excavation des galeries Deux mois et demi nécessaires pour l excavation des galeries arrière et avant Excavation de la galerie arrière de 30 mètres (forage et dynamitage) Excavation de la galerie avant de 60 mètres (forage et dynamitage)

18 2- Construction des puits d accès Assemblage du tunnelier Longueur du tunnelier = 100 mètres 17 vans pour le transport du tunnelier 3 mois à 20 heures/jour, 5 jours/semaine pour le montage du tunnelier Plusieurs corps de métier d impliqués, soient électriciens, soudeurs, grutiers, etc.

19 3- Excavation du tunnel avec tunnelier TBM 19 décembre 2014: la roue du tunnelier tourne enfin Moyenne d avancement du tunnelier: +/- 15 mètres par jour Travaux de minage de 18 heures par jour sur deux quarts de travail Maintenance sur le tunnelier de 6 heures par jour Équipe de travail composée d environ 12 ouvriers par quart de travail

20 3- Excavation du tunnel avec tunnelier TBM (suite ) Excavation de 3 mètres de diamètre 14 disques de coupe 500mm diamètre chaque disque Durée de vie d un disque: environ 200m tonnes de roc 40 tonnes évacuées dans chaque train 2000 voyages de train pour sortir les tonnes de roc Début officiel de minage du tunnel en janvier 2015 et la fin le 12 novembre 2015

21 4- Gestion des faces rocheuses Suivi quotidien des faces rocheuses (géologue) Soutènements lorsque requis Gestion des infiltrations d eau

22 4- Gestion des faces rocheuses ( suite ) Zone de faille (ch 1+900) Cintre et boissage Béton projeté

23 4- Gestion des faces rocheuses ( suite ) Bonnes conditions de roc

24 5- Installations de la conduite (suite ) 655 conduites de 6,1 mètres chacune; 23 tonnes par conduite; Conduites installées depuis le puits de départ via un transporteur «pipe carrier» installé sur voie ferrée; 3 mois nécessaires pour installer les conduites.

25 5- Installations de la conduite (suite )

26 5- Installations de la conduite Type de conduite Béton-acier AWWA C-301(E) DI 2100 mm Poids unitaire par conduite : 23 tonnes Enduit protecteur externe Mortier externe Fils précontraints Mortier Cylindre d acier Mortier interne

27 6- Comblement des espaces annulaires Spécifications contractuelles Comblement total des vides Coulis cimentaire Résistance à la compression sur cubes : > 2 Mpa à 7 jours Un port d injection de 50 mm par tuyau Exécution en chantier Béton cellulaire proposé et accepté Comblement du vide de 250 mm entre la conduite et la paroi du tunnel; m³ Résistance de 2 MPa à 7 jours Masse volumique : 800 kg/m 3 4 points d injection au total 3 mois, 20h/24h, 5 jours/semaine

28 7- Construction des structures de raccordements Chambre de vannes et raccordement à la conduite existante de 2100 mm sur la rue Notre-Dame Est

29 8- Essais et mise en service Essais d étanchéité : Spécifications : 150 psi en tous points (dénivelé de 73 m.) Faits avec succès le 9 novembre dernier Fin du projet à venir : décembre 2016 Mise en service par la Ville : selon l échéancier du projet global de la remise en service du Réservoir Rosemont

30 Conclusions Entrepreneur Sentiment de fierté d avoir accompli un tel projet Heureux de voir l ouverture de la ville pour des projets de tunnels Au Québec, nous avons la capacité de réaliser de tels projets en collaboration avec les villes et firmes d ingénierie

31 Conclusions Ville de Montréal Une première depuis de nombreuses décennies dans le monde municipal Un projet de grande envergure fait à 100% par des gens de chez nous Un virage sans-tranchée pour la Ville de Montréal, plusieurs projets de tunnel en cours et à venir Projet à impacts très minimes pour les citoyens

32 MERCI DE VOTRE ATTENTION