Tunnels en tranchée couverte

En tant que telle, cette technique est perturbatrice, mais elle est aussi souvent la méthode de construction la moins chère. Lorsque le tracé du tunnel passe sous une rue, en ville, la construction risque de déranger la circulation, les services, les commerces et entreprises et autres activités urbaines. Il est toutefois possible d'atténuer ces perturbations par une bonne planification de construction, en aménageant un tablier au-dessus de l'excavation pour rétablir la circulation, ou en utilisant une technique de construction descendante. Bien que la construction en tranchée couverte est une technique habituellement réservée aux tunnels relativement peu profonds, il n'est pas rare de la voir utilisée à des profondeurs d'environ 20 m (60 pi), mais elle n'excède qu'exceptionnellement 30 m (100 pi).

WSP a conçu et supervisé la construction de nombreux tunnels en tranchée couverte, notamment pour des infrastructures de transport, des gares ou stations de transport collectif, des ouvrages souterrains, des excavations profondes pour des bâtiments et des infrastructures de transport d'eau.

Tunnels urbains

WSP est un spécialiste de la construction en tranchée couverte en milieu urbain. Les tunnels situés sous la ville présentent plusieurs défis uniques, propres à ce milieu, comme :

• La congestion;
• Les sites historiques;
• L'entrecroisement des réseaux de transport et de services;
• Les besoins spéciaux de reprise en sous-œuvre, de structures de soutien et de protection des bâtiments;
• Le niveau élevé de la nappe phréatique;
• La contamination de l'eau souterraine;
• Le maintien de la circulation durant la construction;

Nos équipes ont conçu et supervisé la construction de divers types de systèmes de soutènement d'excavation : mur de pieux et blindage, murs emboués temporaires, murs en pieux verticaux et béton coulé par trémie (SPTC), murs par injection de coulis, murs temporaires de pieux sécants, murs réalisés par mélange sur place du terrain foré à un liant (soil mix), et murs modulaires. Nos ingénieurs ont conçu divers types de systèmes de protection pour les bâtiments, les tunnels et les services adjacents, allant des méthodes classiques de reprise en sous-œuvre jusqu'à des solutions novatrices comme les micropieux, les coulis chimiques, le jet grouting (malaxage du sol et du coulis injecté à forte pression), le compactage par coulis sous pression, les injections de compensation et la congélation du sol.

Dans la ville de New York, WSP a fourni les services de gestion de construction de la nouvelle ligne de métro de la Deuxième avenue, dans un secteur extrêmement congestionné de Manhattan. Il fallait naviguer entre de nombreux immeubles de grande hauteur, une multitude de services, des édifices historiques et fragiles, ainsi qu'une circulation dense incluant plusieurs lignes d'autobus. Le travail a été accompli à l'aide de diverses méthodes de soutènement, dont des parois moulées (murs emboués), des pieux sécants, des pieux tangents, ainsi que des murs de pieux verticaux avec blindage.

Nous avons aussi de l'expérience dans la conception d'ouvrages souterrains utilisant une méthode de construction descendante. Cette technique est efficace pour réduire l'impact de la construction en zone urbaine. Elle permet d'accélérer l'exécution des travaux de manière à ce que les infrastructures de surface soient remises en service plus rapidement, pour rétablir la circulation.

Le soutènement des excavations est essentiel si l'on veut réussir une construction par tranchée couverte ayant le moins d'impact possible sur les infrastructures et les ouvrages en surface, ainsi que sur les services proches de la surface. La conception de ces systèmes de soutènement requiert la prise en compte de divers facteurs, susceptibles de produire un effet sur l'efficacité du soutènement et sur la structure du tunnel en elle-même. Les ouvrages de soutènement peuvent être temporaires ou permanents.

Les supports temporaires ne contribuent pas à la capacité portante de la structure finale. En général, ils se composent de pieux verticaux avec blindage, de murs de palplanches, de pieux sécants ou de pieux tangents. Lorsque les éléments porteurs sont permanents, ils font partie intégrante de la structure finale. Ils sont conçus pour demeurer en place une fois la construction terminée. Ce type de soutènement comprend des techniques comme les parois moulées (ou murs emboués), les pieux sécants ou les pieux tangents. 

L'ouvrage de raccordement du côté asiatique du tunnel Eurasien, à Istanbul, constitue un exemple extrême, et récent, de travaux de construction en tranchée couverte. De largeur variable, l'excavation faisait 168 m de long sur 35 m de profondeur, et a été construite à quelques mètres des eaux libres du détroit du Bosphore. Les travaux ont été accomplis avec succès, en utilisant deux rangées de pieux sécants et plusieurs séries d'ancrage. 

Empêcher l'infiltration des eaux souterraines est aussi un aspect important de la construction des tunnels en tranchée couverte. La mise en œuvre des techniques adéquates limite les problèmes potentiels de tassement ainsi que les effets du rabattement de la nappe sur les ouvrages et les infrastructures adjacents. Ces mesures sont évaluées au cours de l'étape de conception et mises à exécution durant la construction. Parmi les solutions les plus courantes, il y a l'assèchement, les murs de soutènement étanches, la percolation de coulis, l'injection de coulis et la congélation du sol.

Dans le projet d'un tunnel d'accès du côté Est dans le Queens, à New York, la présence d'eau souterraine contaminée a nécessité l'emploi d'un soutènement rigide de l'excavation, réalisé par une combinaison de parois moulées (embouées) et de structures en béton de sol réalisées par jet grouting (malaxage du sol et du coulis injecté à forte pression), afin de limiter le rabattement de la nappe phréatique à moins de 600 mm (2 pi).