EMISSAIRE SEVRES-ACHERES : LA FIN DU TUNNEL

EMISSAIRE SEVRES-ACHERES :LA FIN DU TUNNEL

Le lot n° 1 de 5.800 m a utilisé unbouclier avec soutènement par cintreset blindage qui n'a pas connu de dif-ficulté. La première particularité duchantier a été ïuûlisatàon de la voie flu-viale pour l'évacuation des déblais. H aété nécessaire de mettre en place toutun dispositif spécial (ponton, tapis,..).La deuxième particularité a été lepassage sous des voies SNCF avecmaintien de la circulation sans ralen-tissement. Cela a nécessité la miseen place d'un système particulier desurveillance et la réalisation d'injectionsur le pourtour de la future galerie. Lefranchissement s'est passé en deuxjours avec un tassement maximum de1,5 mm

Comme prévu l'Emissaire Sèvres-Achères, sera mis en service dans lecourant de l'été 1992 entre le carrefourde la Bérangère à Saint-Cloud et LaFrette.

Christian HUARTIngénieur en Chef

Jean-Pierre RABIETIngénieur divisionnaire

des travauxJean-Pierre BOUVETIngénieur des travaux.

Les travaux commencés en 1986, ontfait l'objet de plusieurs articles dans larevue T.O.S. Rappelons que cet émis-saire a pour but de soulager l'émis-saire Sèvres-Achères existant, mis enservice il y a quarante ans et aujour-d'hui saturé. Il supprimera donc lesderniers points de rejet en Seinedirect des eaux usées dans l'Ouest del'agglomération parisienne. Avec unecapacité de stockage de l'ordre de120.000 mètres cube, il jouera un rôleprépondérant dans la régulation descinq émissaires convergeant versAchères.

F/g. 1 - Situation des cinq émissaires convergeant sur Achères.

SÈVKBS^-ACHÈRES OUTFALL.THE MO OF THE TUNNEL

The 8,800 m ofSection No.l were com-pMed using a shield vrith support bysteel ribs and sheathing encomteriagno dMcuMes.

A particular aspect of thé works wasthé waterwayœmovalofcuttings. fhiscalled for a spécial installation (pon-toon, belt conveyor, etc.).

Another feature was thé need to passunder railway tracks, requiring thésetup a spécial System for monitoringas well as grouting around thé futuregallery. The tracte were crossedin twodays with a seulement not exceeding1.5 mm.

Le lot numéro 1 situé à l'aval est encours d'achèvement. Pour des ques-tions administratives ce lot avait étédécoupé en 2 tronçons A et B. L'en-semble est constitué d'un tunnel circu-laire de diamètre 4 mètres intérieur, sedéveloppant en tréfonds de zone pa-villonnaire et maraîchère, sur une lon-gueur totale de 5.800 mètres, fl tra-verse d'aval en amont les communesde La Frette, Cormeilles, Sartrouville,Houilles et Carrières-sur-Seine.Du point de vue géologique, lesétages des marnes et caillasses et ducalcaire grossier, baignés par lanappe, étaient déjà bien connus dumaître d'œuvre et avaient été rencon-trés lors de la construction des émis-saires précédents. A l'issue de laconsultation sur appel d'offres res-treint le choix de la Commission d'ap-pel d'offres s'est porté pour les deuxlots sur la variante proposée parle groupement d'entreprises CAM-PENON-BERNARD, QUILLERY, SOBEAIDF, TPÏ, URBAINE de TRAVAUX.

Ce groupement proposait d'effectuerle creusement de la galerie à partird'une fouille creusée entre des paroispréétablies sur le domaine privé duSJ.AAP., en bordure de Seine. A partirde ce puits l'excavation était réalisée àl'aide d'un bouclier à attaque globale"LOVAT" de 4,80 mètres de diamètre,tout à fait semblable au matériel utiliséavec succès sur les lots 4 et 5 du mêmeémissaire.

Le soutènement à l'arrière du bouclierest réalisé par des bastaings en bois,

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AVANCEMENT EN MILLIERS DE METRES

Fig. 2 - Soutènement de la galène par bastaingset cerces circulaires.

encastrés dans les cerces circulaires (photo 2) Comme entémoigne le graphique d'avancement (fig 3) les avance-ments ont été remarquables atteignant 45 mètres/jour et735 mètres/moisn ne paraît pas utile de décrire plus avant le fonctionnementde cette machine Par contre ce chantier comportait deuxparticularités.- un marinage par voie fluviale- un passage délicat sous les voies SNCF

J F M A M J J A S O N D J

MOIS

CD Avancement mensuel CHS Avancement cumulé

Fig 3 - Avancement des lots 1A et 1B - Tunneher Jacqueline

MARINAGE ET NAVIGATION

Dès août 1990, les autorités locales deLa Frette-sur-Seine attirèrent notreattention sur les difficultés qu'allaitoccasionner sur la circulation et parti-culièrement dans la traversée de LaFrette-sur-Seine, la rotation des 20 à40 camions journaliers affectés autransport des déblais, compte tenud'un trafic existant déjà très intenseCeci ajouté aux nuisances inévitablescréées aux riverains par le bruit et leschaussées boueusesLa commune de La Frette est en effettraversée par plus de 7.600 véhiculespar jour, représentant 50 % du trafic delaRN 192. C'est essentiellement parceque cette dernière est saturée que lesautomobilistes cherchent à s'en échap-per en empruntant les quais de Seine.C'est ainsi que l'on peut relever enbord de Seine sur l'Avenue des Lilasplus de 1100 véhicules par heure enpériode de pointes. Cette voie quiborde l'emprise principale du chantierdevait être logiquement empruntéepar les camions du chantier pour éva-cuer la totalité des déblais des lots 1Aet 1B.Soucieux de ne pas aggraver unesituation déjà difficile et afin depréserver l'environnement résidentieldes coteaux de La Frette, il a étédécidé d'évacuer les 110.000 m3 dedéblais du lot n° 1 par voie fluviale

L'étude du dispositif s'est heurtée àdeux difficultés majeures- Problème d'accès au fleuve - lecomplexe important des ouvrages detêtes amont des siphons s'intercalaitentre le puits d'extraction et la Seine,distants de 80 mètres- Difficulté d'établir une zone d'accos-tage suffisamment proche de la berge.En effet le tirant d'eau des pénichesnécessitait un dragage des pieds deberge, dragage rendu impossible par

la présence des massifs béton etempierrement supportant le nez des4 galeries de décharges des têtes desiphon

Finalement, après avoir envisagé di-verses solutions, le franchissement ducomplexe a été résolu en utilisant lesinfrastructures souterraines existantesdu siphon de l'émissaire en construc-tion. Un convoyeur à bande de 80 ml aété installé sous la dalle de servicedu bâtiment, pour déboucher sur la

Fig. 4 - Vue du dispositif de chargement des déblais 2.

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berge, en surplomb du fleuve, aprèsavoir emprunté la galerie de déchar-ge dont l'extrados a été dégagé etdémoli sur 15 mLLe chargement des déblais dans lespéniches s'effectue plein fleuve, au-delà de la zone non draguable, à envi-ron 25 ml de la berge. Le chenal decirculation des péniches a été draguépour permettre l'accostage des ba-teaux de 3,00 m de tirant d'eau. Lespéniches viennent s'arrimer à unponton constitué d'une péniche de500 tonnes, partiellement lestée pardes agrégats et maintenue en positionpar deux "Duc d'Albe" et par un jeu decâbles rattachés à la berge. Les "Ducd'Albe" sont constitués de 3 tubes de200 mm de diamètre contreventés entriangle.Les déblais sont repris, depuis laberge, par un tapis de distribution de25 m de long dont la charpente desoutien repose sur le ponton. Ce dis-positif flottant permet de suivre lesfluctuations du niveau.de la Seine etde conserver ainsi une hauteur cons-tante de déchargement par rapportaux péniches.L'évacuation des déblais par voiefluviale est réalisée par un parc de 7 péni-ches de 400 à 1.200 tonnes, représen-tant un tonnage disponible de 4.600 ton-nes. Cet ensemble permet de maintenirune rotation permanente de 1.000 ton-nes par jour. Les déblais sont transpor-tés en empruntant la Seine et la rivièreOise jusqu'à Verberie-sur-Oise, où ilssont repris et transportés par camionsau point de décharge.

FRANCHISSEMENTDES VOIES S.N.C.F.

Le tracé du lot 1B de l'émissaireSèvres-Achères, se développe sur unlinéaire de 2.800 m entre Sartrouville etCarrières-sur-Seine, via la communede Houilles, avec un passage techni-quement délicat sous les voies SNCFutilisées par la ligne Paris-Lé Havre.Dans cette partie, l'émissaire est unouvrage circulaire de 4 m de diamètrefini, terrassé mécaniquement à l'aided'un tunnelier pleine section à pres-sion de terre. Pour des raisons d'envi-ronnement, et plus particulièrementpour des problèmes de bruit, le per-cement de la galerie est réalisé endeux postes de travailCe franchissement sous le domaineSNCF, est techniquement délicat dufait d'une part de la couverture de ter-rain qui n'est que de 9 m et d'autre partdes tolérances de variations maxima-les et différentielles des cotes NGFdes voies qui sont respectivement de5 mm et 4 mm. A cet endroit, en effet,les trains de la ligne Paris-Lé Havreroulent à plus de 100 km/h et aucun

ralentissement n'a pu être programmépar la SNCF.Comme l'indique le tracé (fîg. 5), lefranchissement se fait de biais sur unelongueur d'environ 45 m. Les sonda-ges effectués montrent que la galerieest située sous la nappe, dans le cal-caire grossier, à la limite des marnes etcaillasses. La frontière exacte entreces 2 couches géologiques reste trèsdifficile à apprécier en raison du bancde roche très dur (souvent appelébanc de rochette) que l'on trouve à labase des marnes et caillasses.

F/g 5 - Sffuaùon de la traverséesous voie ferrée.

Pour ces différentes raisons, le SIAAPchargé de la maîtrise d'œuvre des tra-vaux, a pris en accord avec les ser-vices techniques de la SNCF les dis-positions suivantes :- Mise en place d'un système perma-nent de surveillance des mouvementsdes voies.- Programmation d'une campagne dïn-jection au-dessus et sur les côtés de lafuture excavation, avant le terrasse-ment, avec la possibilité de la complé-ter au moment du passage du tunne-îier.- Soutènement provisoire de la galerierenforcé au droit des voies.- Pas d'arrêt de terrassement pendantle franchissement et donc travail entrois postes de huit heures.De plus, afin de tester en grandeurréelle la méthode utilisée, un tronçond'essai de 15 m, situé juste avant lefranchissement des voies et doncdans les mêmes conditions géologi-ques, a fait l'objet de dispositions iden-tiques.

I - MISE EN PLACE DU SYSTÈMEDE SURVEILLANCE

Deux systèmes différents ont été étu-diés et installés. Le premier, solidaire

des voies, est constitué de mires direc-tement fixées à chaque rail et permetainsi d'enregistrer les moindres dé-formations. Ces mires, équipées decodes barres, permettent au géomè-tre, un suivi et un enregistrement desdonnées plus faciles et plus fiables parl'intermédiaire d'un lecteur spécial,installé en bordure de voies dans unabri construit pour la circonstance.Le second système était composé,dans un premier temps, de trois tas-somètres électromagnétiques situésentre les voies, les anneaux de réfé-rence se trouvant à 3 m, 6 m et 9 mde profondeur. Suite à diverses modi-fications et améliorations supplémen-taires le système définitif est composéde 4 tassomètres scellés sur 6 m, 2 scel-lés sur 4 m et 4 sélectifs à 5 m. Cesmodifications ont été rendues néces-saires après la détérioration, par van-dalisme, des premiers équipements.Des boîtes métalliques de bière, dé-posées vraisemblablement par des" taggeurs " ont, en effet, été retrouvéesdans les forages, rendant ainsi impos-sible toute utilisation correcte des ins-tallations initiales.Afin de faciliter le suivi des mouve-ments de terrain un jeu de poulies aété installé et ainsi, les tassomètrespeuvent être vérifiés depuis le borddes voies, et ce sans interruption nigêne du trafic SNCF.L'ensemble de ces installations a étémis en place de nuit afin de perturberau minimum le trafic. Dans le mêmetemps, des tassomètres et des pointsde référence ont été installés sur letronçon d'essai en grandeur réelle.Grâce à ces deux techniques de sur-veillance, tous les mouvements du ter-rain, qu'ils soient superficiels ou plusprofonds, ont pu être ainsi enregistrés.Après avoir réalisé le nivellementzéro de l'intégralité du système desurveillance la phase n° 2 a pu débu-ter : la campagne d'injection (photon°6).

F/g 6 - Dispositif de nivellement

D - CAMPAGNE D'INJECTION

La longueur totale de la traversée estd'environ 45 m. Afin d'effectuer uneinjection correcte du terrain, deuxpuits ont été exécutés de part et d'au-tre du franchissement. A partir de ces

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SBBS-/OH3 04»

F/g 7 - Forages d'injection et implantation des tassomètres. Fig. 8 - Coupe longitudinale du dispositif d'injection.

deux puits rectangulaires de dimen-sion 2 m par 3 m, situés au-dessus del'extrados de l'ouvrage, une perfora-trice a réalisé les forages nécessairesaux injections tant sous le tronçond'essai que sous les voies. Les 25 m deforages exécutés à partir de chaquepuits ont permis un recouvrement de5 m des deux zones d'injection (voircroquis 1 et 8).Ces forages, espacés de deux mètresà leur maximum et enveloppant ledessus et les côtés de la galerie, onttous été équipés de tubes métalliques40/49 pourvus de manchettes caout-chouc tous les 50 cm. Le choix destubes métalliques a été guidé par lanécessité de rincer les tubes avanttout complément d'injections lors dupassage du tunnelier. En effet, la duréeprévisible entre ce traitement préli-minaire et le passage effectif de lamachine était de plusieurs mois. Deplus, bien que difficilement quantifia-ble, on peut imaginer que ces tubes enacier renforcent les caractéristiquesmécaniques du terrain en se rappro-chant de la technique de la terrearmée.Les tubes sont scellés au terrain par uncoulis de ciment de composition sui-vante :

8851- eau- bentonite CV 15- ciment CLK 45

40kg300kg

Afin de minimiser les risques de sou-lèvement des voies, les pressions d'in-jection ont été limitées à 4 bars.De plus, pour signaler toutes déforma-tions dues à la campagne d'injection,un suivi permanent par un géomètre-expert a été mis en place avant cettedernière.L'injection a été réalisée au moyend'un obturateur double gonflable, parpasses remontantes de 50 cm et àcadence lente, inférieure à 300 1 àl'heure. La composition du coulis était :

8401- eau- bentonite CV 15- ciment CLK 15

40kg350kg

Le suivi altimétrique, a montré unléger soulèvement homogène desvoies, de l'ordre de 3 à 4 mm enmoyenne. Certaines zones ayant pré-senté quelques fractures, le volumed'injection final a été de 8 à 9 % duvolume de terrain à traiter, pour unehypothèse de départ de 7 % et pourune épaisseur de la demi-couronne deterrain traité d'environ 4 m.Ces travaux de confortation de terrainont été terminés courant septembre1991 alors que le passage du tunnelierau droit de la zone d'essai était planifiévers novembre 1991.

m - FRANCHISSEMENT SOUTERRAIN

Sur l'intégralité du tracé du lot 1, lagalerie est située à la limite des mar-nes et caillasses et du calcaire gros-sier. Ces deux horizons géologiquessont traversés aléatoirement au grédes pendages des différentes coucheset de la pente de l'ouvrage (20 cm/km). La bonne tenue générale de cetype de terrain a permis sur l'ensem-ble du tronçon, autre que celui du pas-sage des voies SNCF, un soutènementprovisoire composé de cintres métal-liques HEB 120 et d'un blindage boisde 0,09 m d'épaisseur. La longueur dechaque travée était de 1,50 m.Les caractéristiques du calcaire danslequel se situe la galerie, au droit dufranchissement des voies, sont les sui-vantes :- U =2T/m3

- C' = 1,5 kg/cm2

-F =35°II s'agit donc d'un terrain d'assezbonne qualité dont les caractéristi-ques mécaniques ont été encore aug-mentées avec des coulis d'injection, etpar le remplissage de toute la fractura-tîon du massifLe tunnelier est arrivé au droit desvoies SNCF le 26 novembre 1991 vers10 h 00. Afin de pouvoir vérifier lecomportement des terrains sur le

tronçon d'essai, d'organiser le roule-ment des équipes en trois postes et deprévenir les services de surveillancede la SNCF, le maître d'œuvre a donnéordre au groupement d'entreprisesadjudicataire des travaux d'arrêter letunnelier.Le nivellement n'ayant révélé aucunedéformation significative, le franchis-sement a été exécuté en continu le 27et le 28 novembre. Durant toute la tra-versée, les mires installées sur les railsont été surveillées en permanence parun cabinet de géomètre.Sur une distance de 180 m, compre-nant le franchissement des voies pro-prement dites et 60 m de part et d'au-tre, les longueurs des travées ont étéramenées à 0,75 m. De plus, un soinparticulier a été porté lors de l'expan-sion des cintres. Après le passage dela jupe, afin d'obtenir un bon plaquagedu soutènement provisoire sur le ter-rain et de diminuer les risques de fon-tis.Les tassements maximum enregistrésont été de 1,5 mm, ce qui compte tenude la taille du tunnel (4,84 m en ter-rassement) et de la faible couverture(9 m), est tout à fait admissible. Lescontrôles de nivellement ont été faitstoutes les semaines durant deux moisaprès le passage du tunnelier etaucune autre déformation n'a été dé-celée.

IV - CONCLUSION

En conclusion, on peut remarquer, queles bonnes relations et la coordinationétablies entre le maître d'œuvre, legroupement d'entreprises, et les ser-vices techniques de la SNCF, ont per-mis la parfaite mise en oeuvre de cetteméthode, assurant ainsi un franchis-sement rapide des voies, et ce entoute sécurité, tant pour les personnelsréalisant le terrassement que pour lespassagers qui utilisent en permanencecette portion du réseau SNCF.

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