Tunnels sous Elizabeth River

WSP est l'ingénieur principal en conception pour le projet de tunnels entre Norfolk et Portsmouth, sous Elizabeth River, en Virginie, aux États-Unis.

Le ministère des Transports de Virginie a conclu un partenariat public-privé (conception-construction) avec Elizabeth River Crossings (ERC) pour réaliser un nouveau Midtown Tunnel, la réfection des tunnels Midtown et Dowtown existants et un prolongement de l'autoroute Martin Luther King dans la région d'Hampton Roads, en Virginie.

L'envergure du projet de tunnels sous Elizabeth River, ainsi que son calendrier de réalisation extrêmement serré, ont obligé WSP à former une équipe de conception dont les membres – incluant 20 consultants sous-traitants – se trouvaient répartis dans 33 bureaux.
Le lieu de l'excavation présentait également trois difficultés principales:

• Situé à proximité du tunnel Midtown, resté ouvert à la circulation, il se trouvait également dans les limites d'un chenal maritime actif et très achalandé, de juridiction fédérale
• La mauvaise qualité du sol a exigé la mise en place d'importantes formations de pieux ainsi que des surexcavations massives
• Il a fallu protéger un banc d'huîtres près de la zone d'excavation, pour éviter son exposition aux sédiments

Le projet de tunnels sous Elizabeth River comprend :

• Un deuxième Midtown Tunnel : L'ouvrage principal du projet Elizabeth River est le nouveau Midtown Tunnel, un tunnel de type tube immergé à deux voies, de 4 198 pi (1 280 m) de longueur. Nous avons recommandé une construction entièrement en béton en raison des économies substantielles. Il s'agit du premier tunnel en béton de ce type à être construit en eau profonde en Amérique du Nord, et du second tunnel entièrement fait de béton aux États-Unis. Le tunnel se compose de 11 segments creux qu'on nomme éléments. Ils sont abaissés dans la tranchée un à la fois, à environ un mois d'intervalle. Lorsque l'élément, guidé par une barge spéciale, atteint le fond du cours d'eau – un processus qui dure environ 12 heures – un bras hydraulique l'assemble au tube adjacent pour former un joint étanche à l'eau. Lorsque nous avons conçu le tunnel, nous y avons incorporé des caractéristiques de sécurité en fonction de l'information fournie par les services de police, de sécurité incendie, d'ambulance et de premiers répondants. Des systèmes de mesures avancées de préparation à l'évacuation et aux interventions d'urgence ont été intégrés à la conception.

• Réfection et amélioration des tunnels existants : Plusieurs améliorations ont été conçues pour que les tunnels Midtown et Downtown existants soient plus sécuritaires et plus faciles à entretenir :

  • Système d'accélérateurs réversibles; pour que le tunnel résiste à des incendies plus importants

  • Protection d'éléments structuraux; pour améliorer la sécurité des personnes, procurer un environnement viable en cas d'incendie, atténuer les dommages structurels et prévenir un effondrement progressif de la structure

  • Améliorations au drainage; afin de rendre le tunnel Midtown conforme à la réglementation en matière de rejet des eaux pluviales

• Prolongement de l'autoroute Martin Luther King (MLK) : Nous avons effectué la conception d'un prolongement nord-sud d'un mille (1,6 km) de long, donnant accès à la ville de Norfolk par l'intermédiaire du tunnel Midtown. Cet ajout est une autoroute surélevée à quatre voies, avec un îlot central

• Système de transport intelligent (STI) : Nous avons participé à la conception du STI du projet de tunnels sous Elizabeth River

• Nouvelle conduite d'eau principale : Nous avons conçu le projet de déplacement d'une conduite principale d'eau d'un diamètre de 36 pouces (un mètre) et d'une longueur de 7 200 pieds (2 195 mètres). La conception et la construction de la conduite ont été réalisées à l'intérieur d'un échéancier serré de 12 mois. L'installation n'a causé aucun impact environnemental, seulement des répercussions minimes sur la circulation aux heures de pointe, et n'a en aucun cas nécessité la fermeture du chenal.

Afin de coordonner le travail de l'équipe de conception et maintenir un dialogue constant avec l'entrepreneur SKW, nous avons établi un rigoureux système de communication intégrant des outils de collaboration. L'un d'eux, le système web sécurisé ProjectSolve2 de notre firme, permet à des personnes travaillant en divers endroits de partager des fichiers et de l'information.

Un autre, ProjectWise, est un outil collaboratif de conception et de dessin assistés par ordinateur.

Lorsque les travaux de construction seront terminés, les tunnels sous Elizabeth River :

• Réduiront le temps de déplacement moyen des usagers, pour un aller-retour aux heures de pointe, d'environ 30 minutes par jour
• Amélioreront la sécurité routière en éliminant la circulation en sens opposés, qui a cours actuellement dans le tunnel Midtown
• Encourageront l'utilisation du transport en commun, en raison de l'augmentation de la fréquence de passage des autobus du service des transports d'Hampton Roads, entre Norfolk et Portsmouth
• Procureront un meilleur accès à l'emploi, aux établissements d'enseignement, aux services de santé et aux activités de magasinage et de loisirs
• Parmi les autres retombées positives : stimulation de l'économie locale et création d'emplois

Notre équipe a livré ce qui suit:

• Conception et construction d'un tunnel à deux voies de type tube immergé. Sa longueur totale, incluant les murs de la section à ciel ouvert, est de 5 441 pieds (1 658 mètres)
• Conception et installation d'un système de surveillance automatisé du tunnel et de l'excavation, pour le tunnel Midtown existant. Ce système temporaire a permis d'effectuer une modélisation 3D complète, par éléments finis, afin de prédire les mouvements potentiels du tunnel et la variation des contraintes exercées sur le tunnel existant pendant la construction du nouveau tunnel
• Réfection et amélioration des tunnels existants, afin de les rendre conformes aux normes actuelles de protection incendie et de sécurité des personnes de la National Fire Protection Association, ainsi qu'améliorer l'éclairage et la signalisation
• Conception d'un prolongement surélevé, comprenant un nouvel échangeur en trompette avec l'autoroute inter-états 264, un échangeur en losange partiel avec High Street, ainsi que des rénovations de traversées de ponts dans le secteur du centre-ville de Portsmouth, afin d'en améliorer l'esthétique et l'éclairage
• Conception d'améliorations à l'échangeur de Brambleton Avenue/Hampton Boulevard, à Norfolk
• Conception et installation d'un STI pour tous les tunnels, ainsi qu'un réseau d'interconnexion à fibres optiques avec dispositifs de STI, le long de l'autoroute MLK
• Conception et installation, par forage directionnel horizontal (FDH), d'une conduite d'eau principale