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    S.SITAYEBIng. Responsable Laboratoire Bton

    COSIDER projet mtro d'Alger

    - MAI 1997 -

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    PREFACE

    L'essor que connat l'activit des travaux souterrains travers lemonde nous incite entreprendre une dmarche permettant notre paysd'tre niveau pour accomplir des travaux de ce genre.

    L'une des composantes de cette dmarche est de mettre dispositiondes gens concerns le peu, mais combien important, d'exprience acquise travers les ralisations des ouvrages souterrains en Algrie.

    A cet gard, le Mtro d'Alger, de part sa complexit de ralisation, sa

    situation en site urbain ainsi que la diversit des mthodes de ralisationutilises, peut constituer le cas d'cole le plus appropris aux ingnieurs ettechniciens souhaitant se lancer dans ce domaine des travaux souterrains.

    Cette mise disposition d'exprience passe imprativement par unediffusion trs large des connaissances acquise dans les diffrents chantiers travers des documents, notes et autres articles. Ainsi, l'excellenteinitiative prise par Monsieur SITAYEB va dans ce sens.

    Dans ce contexte, ce document de vulgarisation constituera unapport effectif qui permettra aux techniciens de mieux apprhender la

    technologie des travaux souterrains.

    H.AKLIL

    Chef Dpt. Etudes etCoordination l'entreprise

    Mtro d'Alger

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    Prambule

    Les travaux souterrains ont toujours t difficiles etprilleux. Les dangers qui font encourir, sont bien connus :boulement, enfouissement, inondation des chantiers, etc...

    Les techniques prsentes, aussi bonnes soient- elles , neconstituent en fait que l'amorce des techniques qui restent tremise au point. Il faut donc souligner que, les travaux deconstruire un tunnel et son excution relve encore parfois de

    tour de force et il faut savoir qu'il s'agit l de l'un des raressecteurs actuels o l'hypothse d'un chec n 'est jamais carter.

    L'importance que revt la mthode de ralisation desoutnement par parois moules pour la ralisation d'un tunnel ciel ouvert et le caractre rcent de cette activit en Algrie, ode nombreux progrs techniques restent en consquent accomplir, nous a incits raliss ce modeste travail pour

    apporter notre contribution et un savoir faire qui est le fruit desconnaissances acquises durant les diffrentes phases deralisation.

    Le large dveloppement prvisible de l'utilisation du sous solet l'importance primordiale du facteur humain dans le succs del'entreprise, font du domaine des travaux souterrains l'un des

    plus passionnant pour un ingnieur.

    L'auteur

    S.SITAYEB

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    I) DESCRIPTION DE L'OUVRAGE

    Passant proximit du centre hospitalier universitaire de MustaphaBcha et du march Ali Mellah (1er mai), le linaire du tunnel considrallant du PK 3.100.000 au PK 3.184.000 est conu en monotube de section

    transversale en forme caquode. Son gabarit, d'espace libre assurant lepassage de deux voies de circulation, est caractris par une ouverturehorizontale de 8.92 m et l'paisseur moyenne de la vote est de l'ordre de 60cm.

    Pour des contraintes lies au procd technologique de ralisation on aprvu la mise en uvre de joints de construction tanche repartis intervalle rgulier de 12.5 m

    II) CARACTERISTIQUES GEOTECHNIQUES DU

    TERRAIN

    II .1. Cadre gologique

    L'examen des cartes gologiques existantes associ l'analyse desrsultats dcoulant de la campagne prliminaire d'investigationsgotechniques opre dans le cadre de l'avant projet dtaill indique quel'ouvrage projet s'inscrit essentiellement dans un banc de marne bleuegristre identifi par les paramtres physico-mcaniques dfinies ci-aprs :

    teneur en eau W = 26.7 % densit humide y h = 2.01 t/m3

    densit sche y d = 1.6 t/m3 module d'lasticit E = 23553 KPa

    rsistance la compression a = 646.7 KPa.

    Le toit du tunnel traverse une couche de sable sature en eau. La

    faible profondeur d'ancrage du tunnel nous a permis de contourner cettedifficult en prenant option de choisir le procd de construction cielouvert.

    II.2. Conditions hydrogologiques

    Les marnes couvrant le profil de l'ouvrage sur une grande partie dutronon constituent un milieu tanche vis vis de tout gradient hydraulique,cependant quelques lentilles de sable pourraient donner naissance despetites sources d'eau. Les mollasses surmontant les marnes sont composesd'une mixture de sable, d'argile, de gr et de calcaire simple avec un

    degr de saturation en eau li la porosit et au pourcentage defracturation. Pour mieux cerner leur comportement sous l'aspect hydrauliquesouterrain, des essais in situ ont t excuts selon la technique du procdLEFRANC. La mollasse aquifre renferme une nappe d'eau libre localise

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    une profondeur oscillant de 4.60 12.60 m.

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    II.3. Sismicit du terrain

    Le site du champ de l'ouvrage est class en zone 2,conformment la carte gosismique de la rgion algroise, laboreconjointement par les services comptents du CGS et du CRAAG dont les

    caractristiques la surface du sol sont prises comme ci-dessous : a/Composante horizontale du sisme

    y = 0.2G

    V= 0.2 m/s

    M=6.5RICHTER

    b/ La composante verticale est dduite de la composante horizontale par

    une rduction de 2/3 c/ Le coefficient d'amortissement varie de 7 10 %

    II.4. Reconnaissance in situ

    La reconnaissance in situ a consist la ralisation de 4 sondages

    carotts en O 110 mm :

    SC]

    SC

    2SC

    s

    SC

    4

    19

    m

    19m

    19

    m

    10

    m

    La description de la lithologie en place se rsume travers le tableau ci-dessous

    Nature SCI SC2 SC3 SC4Remblai 0.00 - 1.00m 0.00 - 0.80m 0.00 - 1.00m 0.00 - 1.00mLimon 1.00 - 1.70m 0.80 - 2.80m 1.00 - 1.90m 1.00 - 2.40mGrs 1.70 - 3.90m 2.80 - 3.40m 1.90 - 3.30m 2.40 - 3.20mSable 3.90 - 4.70m 3.40 - 6.00m 3.30 - 4.30m 3.20 - 4.20mArgile grise 4.70 - 5.90m 6.00 - 6.60m 4.30 - 5.80m 4.20 - 6.00mMarne bleu 5.90 - 19.0m 6.60 - 19.0m 5.80 - 19.0m 6.00 - 10.0m

    II.5. Rsultats des essais de laboratoire

    L'chantillonnage argileux, sableux et grseux s'est avr insuffisant dufait de son taux de rcupration et de sa faible puissance. Les essais delaboratoire ont concern principalement les marnes du plaisancien. Les

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    rsultats obtenus se rsument travers les tableaux suivants :

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    11.5.1. Identification

    Grandeurs des paramtresphysiques mesures

    Valeur extrmede la grande

    mesure

    Moyennearithmtique m

    Ecart typee

    Densit sche Yd (t/m?) 1.53 - 1.66 1.60 0.03Densit humide Yh (t/m3) 1.97 - 2.03 2.01 0.02

    Poids spcifique Ys (t/m3) 2.69 - 2.71 2.70 0.01Teneur en eau W (% ) 23.6 - 29.1 25.95 1.50

    Degr de saturation Sr (% ) 97 - 100 99.83 0.60Limite de liquidit WL (% ) 51 - 64.2 57.15 3.67Limite de plasticit WP (% ) 24.1 - 32.2 27.95 1.92Indice de plasticit Ip (% ) 24.1 - 32.0 29.02 2.17

    Les formations marneuses sont de compacit moyenne, denses etconsistantes. Les marnes rencontres sont des sols trs fins et trsplastiques (Wt >50 % et IP >24 % ).

    II.5.2. Essais mcaniques

    La grandeur caractrisant la rsistance au cisaillement court termed'un sol fin satur est sa cohsion Cu. Les essais de cisaillement direct laboite de Casagrande ont t raliss sur les chantillons prlevs dessondages SCi, SC2 et SCs

    Sondage Profondeurde

    Nature del'chantillo

    Cuu (bars)

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    0.42 < Cu < 1.95 avec Cu moy = 1.20 bars

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    II.5.4. Rsistance au cisaillement long terme

    Les caractristiques de la rsistance au cisaillement long terme sont lacohsion effective

    C'en et l'angle de frottement intrinsque effectif (p'eu obtenues partir desessais de type Cu-*u Les rsultats des essais se rsument dans le tableau ci-dessous :

    Sondag Prof, (m) W% W% finale Ccu Peu C'cu (p'cu

    SCI 8.10-8.70 25.2 27.5 1.200 2930' 1.100 3530'SCI 16.60- 25.4 28.4 1.000 26 0.900 31SCI 18.40- 27.4 28.8 1.100 25 1.000 31SCI 19.40- 27.1 27.3 1.500 24 1.200 29SC2 18.00- 26.8 27.3 2.400 24 1.800 2930'SCS 7.50-9.00 26.6 27.0 1.600 23 1.450 2530'SCS 16.80- 17.8 19.6 .0700 18 0.400 27SCS 17.70- 27.2 27.6 2.200 2030' 1.600 2730'

    Les rsultats sont peu disperss et varient dans les intervalles ci-dessous sauf dans le cas du SCS (16.80-17.60).

    1.000< Ccu