Construction de tunnels
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Aperçu
La construction de tunnels dans des zones urbaines étendues et très fréquentées est une tâche complexe. C'est l'un des sujets sur lesquels on nous interroge le plus alors que nous ajoutons des dizaines de kilomètres de nouveaux transports en commun souterrains au réseau de transport régional.
Les tunnels qui transportent les lignes de transport en commun souterraines sont construits pour accueillir les trains qui y circuleront, une surface plane en béton au fond pour les voies, une passerelle de sécurité qui peut également être utilisée pour l'accès à l'entretien et les évacuations d'urgence, ainsi que des systèmes d'alimentation, de signalisation, d'éclairage et de communication.
Dans la région du Grand Toronto (RGT), les experts doivent tenir compte d'un large éventail de conditions de sol lorsqu'ils décident des méthodes de construction de tunnels les mieux adaptées à un projet. On trouve tout sous terre, du sable, de l'argile et du limon aux rochers et à la roche-mère, et chacun de ces matériaux présente des caractéristiques différentes en matière de stabilité des eaux souterraines et du sol.
L'information ci-dessous donne un aperçu des méthodes modernes de construction de tunnels que Metrolinx et ses partenaires de l'industrie utilisent pour construire de nouveaux transports en commun. Bien qu'il existe déjà une multitude d'informations sur la construction de tunnels disponibles en ligne, ces sujets peuvent servir de point de départ à une exploration plus approfondie.
Une section du tunnel le long du TLR Eglinton Crosstown.
Forage du tunnel
Le forage de tunnels s'est avéré être un moyen efficace, sûr et fiable de creuser de nouveaux tunnels pour les lignes de transport en commun dans les zones bâties et il est utilisé pour construire des projets de Metrolinx comme le TLR Eglinton Crosstown, le prolongement ouest de la ligne Eglinton Crosstown, le prolongement de la ligne de métro vers Scarborough, le prolongement vers le Nord de la ligne de métro Yonge et la Ligne Ontario. Cette méthode s'appuie sur des tunneliers qui creusent des tunnels sous les structures et les routes existantes. Ces machines, qui peuvent être aussi longues qu'un terrain de football, sont équipées d'une tête de coupe rotative à l'avant qui creuse soigneusement le sol.
Chaque tunnelier est construit sur mesure pour le travail qu'il doit accomplir. La taille, le type de tête de coupe et d'autres détails techniques sont choisis en fonction des besoins de chaque projet et adaptés aux conditions du sol que les machines sont susceptibles de rencontrer lorsqu'elles creusent le tracé d'une nouvelle ligne de transport en commun.
La tête de coupe d'un tunnelier utilisé pour le prolongement ouest de la ligne Eglinton Crosstown.
C'est en creusant des tunnels sous des structures existantes – grandes ou petites – que l'on construit des métros dans la RGT et dans les villes du monde entier. Les tunneliers modernes s'adaptent à toutes sortes de conditions souterraines, comme les sols denses, la roche ou les zones à forte pression d'eau. La technologie d'équilibre de la pression terrestre intégrée au tunnelier lui permet d'effectuer ces transitions en douceur. La pression appliquée par le tunnelier peut être contrôlée pour correspondre à la pression combinée de la terre et de l'eau en cours d'excavation. Cela permet de maintenir la stabilité du sol pendant que les machines travaillent en profondeur sous les maisons, les bâtiments et les routes à la surface.
Les sols et les roches excavés (appelés boue) sont retirés par un système de convoyeurs de l'intérieur du tunnelier et ramenés à la surface pour être transportés et éliminés de manière appropriée.
Voici comment fonctionne un tunnelier pour creuser et construire un tunnel.
Au fur et à mesure que le tunnel est creusé, le tunnelier utilise un dispositif mécanique intégré appelé érecteur de voussoirs pour installer des panneaux de revêtement en béton armé préfabriqués (appelés voussoirs) afin de former les parois du tunnel. Chaque voussoir est fixé en place, et un coulis de ciment est injecté derrière eux pour former des anneaux solides. La machine se déplace vers l'avant à l'aide de vérins hydrauliques pour pousser sur l'anneau du voussoir nouvellement installé.
La méthode d'excavation séquentielle
Alors que les longs tronçons de tunnel sont souvent créés à l'aide de tunneliers, certaines sections plus petites sont créées en utilisant une technique appelée méthode d'excavation séquentielle, ou SEM. Cette méthode est souvent utilisée pour créer d'autres structures souterraines reliées aux tunnels, comme des gares, et dans des endroits où d'autres lignes de services publics ou tunnels existent déjà et seraient trop difficiles à déplacer pour accueillir de gros tunneliers.
Cette méthode tire parti de la résistance naturelle de la roche ou du sol environnant pour stabiliser et soutenir le tunnel. La zone du tunnel est divisée en petites sections souterraines, qui sont creusées dans un ordre précis à l'aide d'excavateurs ou de haveuses, en commençant par les sections les plus proches de la surface. Au fur et à mesure que les sections sont excavées, du béton est projeté sur les parois exposées du tunnel pour les renforcer.
Enfin, les équipes installent de grands revêtements de tunnel incurvés en béton autour de toute la zone excavée.
La tranchée couverte
La méthode de la tranchée couverte a été utilisée pour construire les premiers tronçons des premières lignes de métro de Toronto. Elle consiste à creuser une tranchée à partir de la surface, à en former les parois et à la recouvrir une fois les travaux de creusement terminés.
Aujourd'hui, la tranchée couverte est généralement réservée à la construction de tunnels relativement peu profonds où il y a plus d'espace ouvert à la surface, et le plus souvent dans les zones où les tunnels se transforment en stations.
La construction en tranchée couverte consiste à creuser des tranchées peu profondes autour du périmètre de la future station et à les remplir de béton coulé ou de panneaux de béton préfabriqués pour créer des murs de guidage. L'espace entre les murs de guidage est ensuite excavé jusqu'à la profondeur souhaitée. Une fois qu'une nouvelle fondation en béton est en place au fond de l'excavation, les murs et les colonnes structurelles sont construits du fond vers la surface.
Cet exemple montre comment la méthode de construction de tunnels en tranchée couverte est utilisée pour construire une station.
Inspections des bâtiments
La sécurité est au centre de tout ce que nous faisons à Metrolinx, c'est pourquoi nous adoptons une approche très prudente lors de la construction de tunnels.
Avant et après la construction d'un tunnel, Metrolinx demandera la permission aux propriétaires des propriétés situées le long du trajet du transport en commun afin d'évaluer de manière approfondie l'état de l'intérieur et de l'extérieur des maisons et des bâtiments, sans frais pour le propriétaire.
Pendant les travaux de construction de tunnels, Metrolinx surveille continuellement les conditions en surface et effectue les ajustements nécessaires pour éviter les effets à la surface.
Gestion du bruit et des vibrations des nouveaux services de transport en commun
Avant le début de tout nouveau service de métro, Metrolinx utilise un large éventail de technologies éprouvées, notamment des voies à dalles flottantes et des rails soudés en continu, pour gérer efficacement le bruit et les vibrations causés par le passage des rames de métro.
Le bruit et les vibrations sont créés là où les roues du train passent sur les rails et la technologie moderne utilisée par Metrolinx réduit les bruits et les vibrations créés à la source.
La technologie utilisée d'un projet à l'autre est basée sur les résultats d'études environnementales détaillées et de consultations avec les communautés pour s'assurer que les bonnes solutions sont en place. L'objectif est toujours de s'assurer qu'il n'y a pas de différences significatives entre les niveaux de bruit et de vibrations subis par les communautés aujourd'hui et ceux qui seront subis lorsqu'une nouvelle ligne de transport en commun sera en service.
Des rails à dalles flottantes et des rails soudés en continu sont utilisés pour réduire le bruit et les vibrations le long de cette portion du prolongement de la ligne de métro Toronto York Spadina. (Source : Toronto Transit Commission)
Pour en savoir plus
Si vous avez des questions sur la construction de tunnels dans le cadre d'un projet de Metrolinx en cours près de chez vous, veuillez contacter l'équipe des relations communautaires de votre région :
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Informations sur la façon dont Metrolinx se prépare à la construction
