Tunnel de Karraskain

    Karraskain Tunnel

    • Projet –Tunnels pour le train à grande vitesse du Pays basque 
    • Localisation – Mondragón, Guipúzcoa, Pays basque
    • Dates d’implantation – Septembre-Octobre 2020
    • Propriété – ADIF
    • Entreprise de construction – UTE Campezo-Comsa-Cycasa-Nortunel
    • Installateur – Aquaprotección
    • Type de chantier – Étanchement des voûtes de deux tubes de tunnel de 2 800 m de long
    • Produit  - RENOLIT ALKORPLAN Tunnel C 35034    de 2,00 mm pour un total de 76 000 m2

    Afin d’améliorer les liaisons entre le Pays basque et le reste de l’Espagne, il a été décidé de créer un réseau ferroviaire qui unirait les trois capitales basques au reste de la Péninsule, permettant le transport de personnes mais également de marchandises étant donné l’ouverture sur la mer Cantabrique à travers le port de Bilbao. La mise en service de cette infrastructure réduira le temps de trajet entre les trois capitales : d’environ 60 % entre Vitoria-Gasteiz et Saint Sébastien et d’environ 80 % entre Bilbao-Saint Sébastien et Bilbao-Vitoria-Gasteiz.

    À ce jour, le projet a connu diverses modifications étant donné les changements successifs au sein de la législation et de la réglementation environnementale. Le tracé actuel traversera des zones de grande valeur écologique comme les parcs naturels d’Aizkorri-Aratz et Aralar si bien que la réduction de l’impact environnemental est dans la ligne de mire. Le projet final inclut la construction de 44 viaducs et 23 tunnels.

    Les plus intéressants sont ceux du secteur 2 (Mondragón-Elorrio-Bergara). À ce point, le tracé se divise et entreprend une déviation vers Bilbao et Saint Sébastien générant un itinéraire en « Y », tel le nom du projet.

    L'enjeu

    L'enjeu

    Les deux tunnels sont réalisés selon la nouvelle méthode autrichienne de construction de tunnellisation ou NATM (New Austrian Tunnelling Method). Ce procédé a l’avantage économique d’utiliser la résistance géologique inhérente, obtenant une meilleure répartition de la tension et une décompression du terrain dans l’objectif de profiter de la capacité autoportante. De cette façon, les exigences de soutènement nécessaires à la stabilité de l’excavation se trouvent réduites. Cette méthode de travail comprend plusieurs étapes :

    • Excavation de la partie supérieure, dans ce cas par forage et dynamitage. La phase de dynamitage implique la ventilation pour procéder ensuite au déblaiement et à l’assainissement du front d’excavation.
    Image1. Perforatrice au front de taille
    Image 2. Assainissement du front d’excavation par des moyens mécaniques
    • Soutènement initial par le biais d’une première couche de béton projeté renforcé de fibres métalliques.
    Image 3. Projection de béton renforcé de fibres métalliques
    • Pose de système de soutènement mixte à l’aide de cintres métalliques et de boulons. Le blindage avec ce type d’armature permet de rassembler et d’unifier les efforts.
    Image 4. Processus de boulonnage
    Image 5. Cintres métalliques comme éléments de soutènement
    • Seconde couche de béton projeté renforcé de fibres de nylon. Les fibres réduisent la fissuration par contraction du béton.
    Image 6. Seconde couche de béton projeté

    Une fois le soutènement en voûte réalisé, on procède à l’excavation de la moitié inférieure en commençant principalement par l’un des côtés, en continuant avec le reste du soutènement. Par la suite, il faudra étendre de façon alternative, d’un côté à l’autre du tunnel. L’un des murs devra se positionner à un passage d’excavation plus avancé dans l’objectif d’installer le soutènement complet sur l’un des côtés. Après avoir terminé cette phase, il faudra procéder à l’excavation de la contre-voûte, l’installation des drainages de fond et le bétonnage du radier et des semelles.

    La solution

    La solution

    Le succès de la fonctionnalité des tunnels ne serait pas total sans une parfaite étanchéité. Le drainage et l’étanchéité offrent de grands avantages techniques et économiques. Les tunnels isolés de l’eau provenant de la saturation du terrain environnant ou des nappes phréatiques présentent des finitions de meilleure qualité et une réduction des coûts de maintenance. Cette barrière protège de la corrosion et évite d’endommager la structure du revêtement et les installations existantes.

    Dans le cas du secteur 2, le système d’étanchéité envisagé devra dévier l’eau pour qu’elle ne génère pas de pressions. Celle-ci sera transportée vers un système de drainage longitudinal au tunnel qui facilitera son évacuation. Les composants de cette méthode d’étanchéité sont les suivants :

    • Pose de géotextile. Le géotextile est fixé à l’aide de chevilles et de disques PVC. Il a deux fonctions :
      • Drainer l’eau du terrain sur la voûte facilitant son évacuation pour empêcher qu’elle n’exerce une pression sur la géomembrane en PVC.
      • Protéger la géomembrane du poinçonnement.
    Image 7. Pose de géotextile avec fixations dans les concavités.
    • Les fixations choisies seront posées tous les 25-35 cm et en tenant compte du support. À mesure que l’on quitte la voûte pour passer dans le mur latéral, les chevilles peuvent être davantage séparées, de jusqu’à 50 cm. Les fixations ont une double fonction : d’une part, elles soutiennent le géotextile et, d’autre part, elles permettent de souder la membrane puis de la fixer.
    Image 8. Disques PVC
    • Installation de membrane en PVC RENOLIT ALKORPLAN Tunnel C 35034    de façon longitudinale sur la surface des murs latéraux et du tuyau de drainage. Il faudra installer une géomembrane homogène qui permette le raccord avec la membrane de la voûte. En premier lieu, le support sera fixé au-dessus du niveau des semelles. La bande de membrane enveloppera le tuyau de drainage latéral qui restera imprégné dans le béton de la semelle filante.
    Image 9. Tuyau de drainage avec bande longitudinale
    • Étanchéité de la voûte. La géomembrane RENOLIT ALKORPLAN Tunnel C 35034    devra être fixée à l’aide de disques plats en PVC ancrés au béton du soutènement, ceux qui ont été préalablement posés pour fixer le géotextile. La géomembrane sera thermosoudée sur ces disques qui seront disposés sur toute la surface du soutènement en veillant à laisser des espaces pour qu’elle s’adapte à la géométrie de l’excavation.  
    Image 10. Travaux de soudure sur chariot d’échafaudage tubulaire

    Des valeurs d’élongation à la rupture de la géomembrane RENOLIT ALKORPLAN Tunnel C 35034    autour de 300-350 % seront d’une importance capitale pour obtenir une parfaite adaptabilité au support.  Pour les tunnels en roche dure, la surexcavation n’est pas rare si bien que l’élongation de la géomembrane joue un rôle capital dans la phase de bétonnage du revêtement. Durant cette phase, le béton fera pression sur la géomembrane pour la mettre en contact avec le soutènement si bien qu’il est indispensable que la membrane puisse se déformer. 

    Images 11 et 12. Exemples de surexcavation et adaptation de la géomembrane RENOLIT ALKORPLAN Tunnel C 35034

    La soudure est réalisée avec une machine à air chaud avec canal de test. Trois facteurs influent sur la fusion : température, vitesse et pression de travail. Le bon étalonnage des équipements permettra de savoir si le raccord est correct. 

    Image 13. Machine de soudure automatique
    • Test de soudure. La soudure se fait avec un chevauchement d’au moins 8 cm. Le contrôle de chaque soudure sera réalisé à l’aide de test à air comprimé, à 2 atm de pression durant 15 minutes, avec une perte de 10 % due à la souplesse de la géomembrane RENOLIT ALKORPLAN Tunnel C 35034    conformément à la norme UNE 104 481/3 3.
    Images 13 et 14. Contrôle de qualité avec manomètre à aiguille et pince-étau.
    Image 15. Étanchéité totalement réalisée
    Le résultat

    Le résultat

    • Revêtement, coffrage et bétonnage ultérieur : le revêtement d’un tunnel constitue une structure en contact direct avec la cavité ou avec le soutènement préalablement posé. Cette structure est posée pour des raisons de résistance, pour assurer l’étanchéité, pour des raisons esthétiques de finition ou pour des raisons fonctionnelles.
    Image 16. Chariot de coffrage
    Demande d'information

    Après plusieurs années, en attente de la liaison rapide par train entre le Pays basque et Madrid, les travaux commencent à voir la lumière au bout du tunnel.  Les investissements en infrastructures supposent un effort pour les institutions publiques et par extension pour les contribuables. Prolonger leur cycle de vie suppose un exploit économique et environnemental.