Gares Souterraines D'eole Jet Grouting Et Rabattement Systématisation Et Limites D'utilisation De Ces Méthodes Dans Des Grands Projets Souterrains En Site Urbain
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GARES SOUTERRAINES D'EOLE JET GROUTING ET RABATTEMENT SYSTÉMATISATION ET LIMITES D'UTILISATION DE CES MÉTHODES DANS DES GRANDS PROJETS SOUTERRAINS EN SITE URBAIN EOLE UNDERGROUND STATIONS ; GARES SOUTERRAINES D'EOLE JET Philippe FAUVEL GROUTING ET RABATTEMENT Département des Ouvrages d'Art JET GROUTING AND WATER TABLE Les dimensions importantes des SNCF LOWERWG deux gares Magenta et Condorcet The large size of thé Magenta and Pierre VIGNAT Condorcet stations mithio thé geolo- dans le contexte géologique et hy- Agence Ile de France drogéologique parisien ont imposé SNCF gical and hydrogeotogical context un large recours aux techniques de ofthe city of Paris bas called for thé jet grouting et de rabattement de use of extensive jet grouting and nappe. Leur utilisation sur le chantier water-table lowering techniques. de ces deux gares fait l'objet d'ar- par leurs dimensions et complexes Their use on thé site of thèse two ticles différents. dans leurs organisations, a nécessité stations is descnbed in various ar- le recours à des techniques particu- ticles. lières pour le traitement des terrains. Ces techniques, le rabattement de nappe et le jet grouting, assez inédites OLE, la future ligne E du RER en plein cœur de Paris, seront dé- LE CONTEXTE reliera les banlieues Est et crites dans leur application pour cha- GEOLOGIQUE ET EOuest. Elle nécessite la créa- cune des gares, par deux articles qui tion pour la traversée de Paris d'un succéderont à la présentation géné- HYDROGEOLOGIQUE ensemble d'ouvrages souterrains rale du projet EOLE, le premier entre La Villette et Pont Cardinet. La concernant la gare Magenta est publié Les campagnes de reconnaissances l*"1 étape actuellement en cours de dans la présente revue. qui se sont déroulées de juin 90 à fé- réalisation, reliera la banlieue Est au vrier 92 ont permis d'établir le profil coeur de Paris, quartier Saint-Lazare. en long géologique. (Fig. 3) La partie souterraine de la Ie™ étape LIS GARES Depuis les voies de la banlieue Est, de 4 km environ de longueur com- l'ouvrage s'enfonce progressivement porte deux nouvelles gares souter- en souterrain en traversant les forma- D'une longueur de 225 mètres, elles tions supérieures aux médiocres ca- raines l'une située entre les gares ac- offriront 4 voies à quais. Elles sont de tuelles du Nord et de l'Est, la gare ractéristiques pour se diriger vers la conception analogue : une voûte cen- gare MAGENTA. MAGENTA (anciennement gare Nord- trale et deux latérales prenant appuis Est), l'autre située entre la gare De la gare MAGENTA dont les voûtes SAINT-LAZARE et la station RER sur des culées latérales massives et des culées centrales creuses utili- sont dans le calcaire de Saint-Ouen, AUBER, la gare CONDORCET qui sera le projet s'enfonce encore au travers le terminus de la 1"*" étape. (Fig. 1) sées comme ouvrages d'accès aux quais. (Fig. 2 et 2 bis) des Sables de Beauchamp et des La construction de ces gares, qui Marnes et Caillasses pour se caler constituent des ouvrages imposants Leur largeur est de 54 m pour la gare dans les Calcaires Grossiers avant MAGENTA, de 58 m pour la gare d'atteindre la gare CONDORCET. CONDORCET. La coupe géologique est donc consti- Profondes d'une tuée par les : trentaine de mètres, elles ont près de I Remblais, matériaux hétérogènes 13,5 m de haut. aux caractéristiques médiocres de Au-dessus de la comblement d'anciennes exploita- partie profonde cor- tions à ciel ouvert de gypse, respondant au ni- I Eboulis qui sont le plus souvent des veau des voies et résidus de la dissolution des Masses des quais se trou- et Marnes du Gypse mélangés à des vent les ouvrages limons des plateaux, liés aux accès et I Masses et Marnes du Gypse, alter- aux circulations nances de couches de calcaire mar- verticales et hori- neux et de gypse, de 6 à 10 m zontales, les ou- d'épaisseur, vrages de corres- I Sables de Monceau, plus ou moins pondances et les gréseux avec des bancs d'argile, de locaux techniques Calcaire et de gypse saccharoïde sur Figure 1 - EOLE, schéma général et commerciaux. une faible épaisseur, TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS — N° 144 — NOVEMBRE/DECEMBRE 1997 329 HWOOWaLBB :r ssa •*»\ 2S21 t SSIto t %T- — -^Es. —— - —^ — -^» L————J^g _______ 1 R46*CC n + t + TEHWBee r^MT.o BAT. B ~*\ l"«. iïja^ OOUR MKX. I fjfâa ——— M^ 1 **% FOOATOHB 1 -J 1 I I=QM5A7!ONB CAY1 1 JU^_ 1 —— ±3_ Masses et Marnes du Gypse f.larno calcaire ^ -any -jr , Sables de Beauchamp - S3.4"O m Figure 2 - Gare Magenta SABLES SUPERIEURS Figure 2 bis- Gare Condorcet I Calcaires de Saint-Ouen, alter- > Marnes et Caillasses, alternance de calcaire gris, fin et dur, nommé "banc nances de bancs de calcaire et de bancs calcaires et de marnes asso- de roche". Dans son ensemble, cette marnes à passées d'argiles sombres ciés à d'importants épisodes gyp- formation reste relativement homo- entrecoupés de passées gypseuses, seux avec l'existence de vides dus à gène et paraît propice à l'exécution de 12 à 18 m d'épaisseur (la voûte de la dissolution du gypse, de 10 à 16 m de travaux souterrains sous Paris (la la gare MAGENTA y est implantée), d'épaisseur, (la base de cette forma- gare CONDORCET y est implantée). I Sables de Beauchamp, sable argi- tion concerne par endroits la voûte I Sables Supérieurs et Fausses leux vert, ponctuellement grésifié et de la gare CONDORCET), Glaises, une formation argilo-sa- entrecoupé de lits argileux francs, de bleuse noirâtre avec la présence de 13 m d'épaisseur environ, (il consti- > Calcaires Grossiers, avec une lignite (le radier de la gare tue l'appui de la demi section infé- couche de 13 à 18 m d'épaisseur. Son CONDORCET s'y appuie dans sa rieure de la Gare MAGENTA), sommet est marqué par un niveau de partie Ouest). 330 TUNNELS ET OUVRAGES SOUTERRAINS — N° 144 — NOVEMBRE/DECEMBRE 1997 • Figure 3 - Profil en long géologique Dans le Secteur de Saint-Lazare, les A partir des puits de chantier, qui dans des matériaux fins, sensibles à niveaux supérieurs ont été érodés si sont intégrés dans le projet en tant l'eau. La base de la gare CONDOR- bien que les aîluvions de la Seine re- qu'émergence technique, sont creu- CET doit être excavée presque entiè- posent sur les Marnes et Caillasses. sées les parties hautes des galeries rement dans des matériaux argilo- Ces aîluvions concernent certains ou- de culée. sableux (Sables Supérieurs) à 20 m vrages d'accès ou de correspon- - Culées centrales creuses et laté- sous le niveau de la nappe, 1/3 au dance de la gare CONDORCET. rales pour la Gare MAGENTA, moins de la gare MAGENTA doit Le projet est intéressé par quatre ni- être excavée dans les Sables de - Culées centrales uniquement pour Beauchamp, sables plus ou moins ar- veaux aquifères : la gare CONDORCET, • Nappe des alluvisons anciennes, gileux dont la portance peut être ré- peu active et dépendant de la Seine Ces galeries ont permis de complé- duite et qui, baignés par la nappe, (perméabilité 10-3 m/s), ter les reconnaissances et d'effec- peuvent présenter des difficultés de tenue à l'excavation. • Nappe du Bartonien, (Calcaire de tuer, le cas échéant, le traitement par Saint-Ouen et Sables de Beauchamp) injections des terrains situés au ni- Aussi, a-t-il fallu, pour résoudre les (perméabilité 10-5 m/s), veau des voûtes et en couverture, difficultés particulières liées à la réa- • Nappe du Lutétien (Marnes et mais aussi en profondeur. lisation de ces grandes gares dans le Caillasses et Calcaire Grossier), Ensuite sont exécutés l'approfondis- sous-sol parisien, rechercher les (perméabilité 10-4 m/s), sement des galeries et la construc- techniques répondant à la fois au res- tion des culées, puis la réalisation pect des objectifs économiques et de • Nappe de l'Yprésien (Sables planning et permettant de satisfaire Supérieurs et fausses glaises). Cette des tunnels latéraux, enfin la voûte les contraintes d'environnement, no- dernière nappe est en charge de 0,8 centrale. (Fig. 4 et 4 bis) tamment vis-à-vis de la pollution ou à 1,8 bar sous le Calcaire Grossier. Situées dans un milieu fortement ur- des déformations. On a eu recours à Le site est géologiquement délicat du banisé en plein cœur de PARIS, les des techniques auxquelles la SNCF, fait de la présence des gypses, de gares devaient être implantées en bien que les ayant déjà utilisées épi- son évolution présente et future (dis- respectant des contraintes multiples sodiquement, n'avait pas envisagé solution des gypses antéludiens, liées à leur fonctionnement, aux jusqu'à une date récente, d'en faire la c'est-à-dire ceux des Marnes et conditions de leur réalisation et au solution de référence pour des tra- Caillasses noyés dans la nappe), et respect de l'environnement. Ces vaux importants. de son exploitation passée (bancs de gares aux dimensions exception- Deux articles, le premier traitant de gypse des Masses et Marnes du nelles et relativement peu profondes la gare Magenta et du jet grouting, le Gypse actueEement remblayés). au regard des ouvertures des exca- second publié ultérieurement et trai- vations à réaliser ne pouvaient se tant de la gare Condorcet, du jet trouver entièrement dans la même grouting et du rabattement de nappe, couche de terrain. Ainsi, si les voûtes LA PROBLEMATIQUE DE LA vont évoquer les solutions retenues se trouvaient dans des niveaux assez qui seront présentées non seule- REALISATION DES GARES favorables, les culées et radiers ment au travers de leur mise en étaient placés dans des conditions oeuvre, mais également au travers Le principe constructif des 2 gares géologiques et hydrogéologiques des démarches qui ont conduit à les souterraines est le suivant : très défavorables : sous la nappe et adopter.