Références

Station et tunnels de Clarke Quay

SINGAPOUR, 1997 - 1999

Travaux géotechniques associés à la construction d'une grande station en souterrain pour la ligne Nord-Est du MRT de Singapour

Dans le cadre d'une nouvelle phase de travaux d'infrastructure, la nouvelle North East Line ajoute 16 stations de métro au réseau actuel du Mass Rapid. La Station Clarke Quay, située au centre-ville, dessert une zone en pleine rénovation le long du fleuve Singapour. Cette station, qui communique avec un centre commercial en surface et qui offre également un abri pour la Défense Civile, représente une structure très complexe au plan du génie civil. Le marché prévoyait également la construction des tunnels au nord et au sud de la station, en direction des stations de Dhoby Ghaut et Peoples Park.



Les contrats pour la construction de cette North East Line ont été attribués sous forme de marchés "Études et Construction". Dans le cas du marché 708, relatif à la station et aux tunnels de Clarke Quay, il était prévu de construire la station tout près du fleuve Singapour, dans des conditions géotechniques difficiles (présence d'une épaisse couche d'argile marine), et de réaliser également les fondations d'un centre commercial situé au-dessus de la station. En sa qualité de spécialiste géotechnique au sein de la JV Entreprise Générale, Bachy Soletanche avait la tâche de trouver une solution-variante simple et économique pour ces travaux de fondations.

C'est ainsi que la solution de fondation sur pieux de la station fut éliminée et qu'il fut décidé d'abaisser le niveau de la station pour la fonder directement sur le terrain sain. Mais, en certains endroits où la couche d'argile marine s'est avérée particulièrement épaisse, il a fallu recourir au Jet grouting pour améliorer la force portante du sol. On a également utilisé le Jet grouting à l'entrée et à la sortie du tunnel dans la station ainsi que pour deux galeries d'accès des piétons à la station. Il a fallu aussi construire des fondations sur pieux forés pour les entrées de la station ainsi que des pieux sécants à Dhoby Ghaut pour un futur accès à la station.

La structure de la station Clarke Quay a été réalisée en paroi moulée de 1 200 mm d'épaisseur ; l'excavation de cette paroi a nécessité la combinaison de bennes à câbles classiques et de bennes hydrauliques type KS3000. Pour maintenir la fluidité du trafic très chargé du centre ville, il a fallu mettre au point des formules complexes de gestion de la circulation ; le calendrier des travaux a toujours été très serré et la réussite de l'ensemble du projet était conditionnée par la résolution de nombreux problèmes critiques. Ainsi, lors de l'excavation de la paroi, des difficultés imprévues ont été rencontrées, telles que la présence de pieux en bois ou en béton et de débris d'un ancien chantier naval installé au bord du fleuve Singapour. Mais, grâce à l'expérience de l'équipe de chantier et aux outillages modernes utilisés, il a été possible de résoudre les problèmes posés par ces difficultés imprévues.

La conception des travaux de terrassement de la station prévoyait un étaiement sur sept niveaux pour permettre la construction "en remontant" (fig ci-contre).
Le futur Centre commercial situé audessus de la station exigeait un système de fondations capable de supporter des charges importantes, à l'angle Nord de la station ; le choix s'est porté sur des fondations sur barrettes de 2 800 x 1 200 mm.

Un autre problème se présenta au Maître d'ouvrage à la station de Dhoby Ghaut, à l'extrémité de l'emprise du chantier. A cet endroit, les nouveaux tunnels devaient être forés à quelques mètres seulement sous les tunnels du MTR en service ; il fallait donc prendre des précautions spéciales, surtout compte tenu de l'état particulièrement médiocre du terrain dans cette zone (argilite fortement fissurée) sachant aussi qu'une zone de faille avait été identifiée au cours des travaux précédents de construction du MRT. Ainsi, pour assurer la protection des tunnels en service, il fut décidé de réaliser un soutènement horizontal en pieux tubulaires de 36 m de long (voûteparapluie).

La proximité des tunnels existants imposait de respecter des tolérances très précises pour s'assurer que ces tubes de 300 mm de diamètre pouvaient être foncés entre les tunnels en service et les tunnels à construire. Dans les couches fortement fissurées, on a utilisé un marteau fond-de-trou. En définitive, malgré les difficultés dues au terrain, tous les tubes purent être mis en place et scellés pour former la voûte-parapluie, permettant ainsi de protéger totalement les ouvrages existants lors du creusement des nouveaux tunnels.

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Techniques

Jet grouting

Le procédé jet grouting consiste à déstructurer un sol en profondeur à l’aide d’un jet haute pression (classiquement de 20 à 40 MPa) dans un forage et à mélanger le sol érodé avec un coulis autodurcissant pour former des colonnes, panneaux et autres structures dans le terrain. Il est caractérisé par une substitution plus ou moins importante du sol en place, fonction de la nature du sol, de la technique utilisée, et de l'objectif à atteindre. Dans les terrains granulaires le jet haute pression disperse les grains par érosion, dans un sol cohérent le jet découpe des morceaux plus ou moins gros d'argile. La haute pression est nécessaire pour obtenir l'énergie cinétique nécessaire du jet au travers d'une buse de petit diamètre. Lors de la réalisation du jet grouting, les excédents de matériau (mélange sol, eau et ciment) sont récupérés en surface pour évacuation en décharge.

Paroi moulée

Une paroi moulée est un écran en béton armé moulé dans le sol. La stabilité de la tranchée pendant les opérations de forage, de ferraillage et de bétonnage est obtenue avec un fluide de perforation appelé boue. La boue est fabriquée avec de la bentonite. Elle forme sur les parois de l’excavation un dépôt étanche appelé cake qui lui permet de ne pas percoler dans le terrain et d’assurer la pression hydrostatique qui s’oppose à l’éboulement des parois. Une boue fabriquée avec des polymères peut être aussi utilisée.

Pieux Micropieux

Un pieu est défini comme un élément structurel placé dans le sol pour transférer des actions et limiter des déformations, et dont le rapport d’élancement n’est pas limité.
Les fûts des pieux peuvent être rectiligne uniforme, télescopique, élargi et à base élargie.
Les pieux sont soit isolés, soit groupés. Ils peuvent aussi former un mur de soutènement de type rideau mixte, pieux jointifs, pieux sécants, rideau composite comme les berlinoises et similaires. Les pieux sont utilisés aussi comme poteaux préfondés pour être intégrés à la structure du bâtiment qu’ils supportent.

Ouvrages

Métros

Soletanche Bachy a participé à la réalisation de la plupart des métros dans le monde avec des travaux de consolidation de sols par injection, de tranchées couvertes en parois moulées, de tunnels et d'ouvrages souterrains.

Ouvrages ferroviaires

De nombreux ouvrages ferroviaires font appel aux techniques développées par Soletanche Bachy : tunnels, tranchées couvertes, gares souterraines, viaducs, ...

Tunnels

En matière de tunnels, Soletanche Bachy apporte à ses clients les compétences de ses filiales Soletanche Bachy Tunnels et CSM Bessac spécialisées dans la réalisation des chantiers de tunnels ainsi que, pour la seconde, dans la conception et la construction de tunneliers.


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