EP1350922A1 - Dispositif de drainage, d'isolation thermique et d'étanchement d'un tunnel - Google Patents
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- E21F16/00—Drainage
- E21F16/02—Drainage of tunnels
Definitions
- the present invention relates to a drainage device, thermal insulation and sealing a tunnel, with the aim of protecting roadways or tracks railways likely to cross them, from water or ice, while ensuring aesthetic and luminous coating of the vault and the pedestals of the tunnel.
- these three layers are assembled together by thermal welding or by collage.
- this three-layer complex is produced in the form of panels of standardized dimensions, assembled to each other during coating at the internal wall of the tunnel, the sealing between two consecutive panels being carried out by overflow of the sealing layer at the adjacent panel.
- the device according to the invention consists of a three-layer complex (4), intended to be coated at the inner wall of a tunnel receiving a roadway or track railway.
- This three-layer complex firstly comprises a first external layer (1), ensuring the drainage function and therefore intended to collect the water coming from the tunnel roof (8) and to route them to the base of the tunnel pedestal, where they are collected and discharged through a pipe (6).
- This layer is typically made of a polyethylene geosynthetic in the form of plates provided with protuberances (13), variable in thickness, and whose height is included in a range of 8 and 20 mm.
- the thickness of this geosynthetic, and in particular the height of the outgrowths is a function of the amount of water to drain the along the roof of the tunnel.
- This layer can also have a fire classification of type M1.
- It has a second layer or intermediate layer (2) ensuring the function thermal insulation and intended to prevent freezing of the water circulating at the level of the draining layer (1), due to the ambient temperature prevailing inside the tunnel. Indeed, a certain number of the tunnels in question are made in mountain ranges, in which it is common for the temperature to drop in below 0 ° C, water solidification temperature.
- This thermal insulation layer advantageously consists of a foam cross-linked polyethylene, between 1 and 3 cm thick. This thickness is chosen according to the coefficient (for example 0.038 W / mK at 10 ° C) of the materials and temperatures expected in the tunnel to be sealed.
- This layer can also have an M1 type fire classification.
- the complex (4) according to the invention comprises a third internal layer (3), ensuring the sealing function. It is intended to avoid any crossing by water coming from the ground and from previous layers, and which would have possibly escaped the draining layer.
- This layer also provides an aesthetic function, since it is intended to give the final appearance to the tunnel lining, and in particular its color.
- This layer can also have an M1 type fire classification.
- This complex (4) is advantageously produced in the form of panels, of dimensions standard for example of dimensions of 1 meter by 5 meters, but obviously, other dimensions are possible.
- This installation is carried out in particular by means of a nacelle or a scaffolding.
- One of the edges of the complex is fixed to the tunnel by means of a flat iron, for example 4 cm wide, made of stainless steel (10) and plugs, also of steel stainless steel (11), spaced approximately 20 cm apart.
- the sealing layer (3) thereof protrudes compared to the other constituent layers of the complex, about ten centimeters.
- This particular area covers the previously installed panel (fasteners side), then is welded in (12) on the sealing layer (3) of said previous panel.
- the various constituent elements of the latter may present a classification from type M3 to M1, in order to take account of security constraints.
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Abstract
Le dispositif étanche de drainage des eaux de percolation au niveau d'un revêtement d'un tunnel est constitué d'un complexe tricouches (4), comportant: une première couche drainante (1), destinée à recueillir les eaux arrivant à travers la voûte du tunnel, et les acheminer jusqu'à la base du piédroit, au niveau duquel elles sont collectées et évacuées (6), ladite couche venant donc s'appliquer au contact de la paroi interne du tunnel ; une couche intermédiaire (2) d'isolation thermique, destinée à assurer une protection contre le gel des eaux circulant dans la couche drainante (6) ; une couche interne d'étanchéité (3), destinée à éviter toute intrusion de l'eau à l'intérieur du tunnel, susceptible d'avoir traversé la couche drainante. <IMAGE>
Description
La présente invention concerne un dispositif de drainage, d'isolation thermique et
d'étanchement d'un tunnel, dans l'objectif de protéger les chaussées ou les voies
ferrées susceptibles de les emprunter, de venues d'eau ou de glace, tout en assurant un
revêtement esthétique et lumineux de la voûte et des piédroits du tunnel.
Ce dispositif est destiné à être appliqué directement sur les parements bétonnés ou
maçonnés en place d'un tunnel, sans en modifier le gabarit existant.
Fondamentalement, il est destiné à remplir quatre fonctions essentielles :
- drainage des eaux de percolation provenant du lieu d'implantation du tunnel ;
- isolation thermique de ces eaux vis à vis du gel susceptible d'intervenir à l'intérieur du tunnel ;
- étanchéité absolue interdisant toute traversée de ces eaux à travers ce dispositif, et par voie de conséquence, de leur intrusion sur les chaussées et/ou sur les voies ferrées empruntant ce tunnel ;
- un revêtement esthétique et lumineux du tunnel, propre à assurer un confort de l'usager et une meilleure facilité d'entretien.
Il existe à ce jour un certain nombre de dispositifs permettant d'assurer les fonctions
précitées. Cependant, elles s'avèrent lourdes à mettre en oeuvre, et sont généralement
très coûteuses, nécessitant des travaux importants pour rétablir le gabarit de circulation.
Parmi ceux-ci, on peut citer la mise en oeuvre de l'étanchéité par géomembrane avec
revêtement béton, les coques béton ou métalliques préfabriquées, les coques avec
étanchéité et béton projeté, préfabriquées ou non, etc.... Tous ces dispositifs
nécessitent des longues fermetures du tunnel à la circulation pendant les travaux, et
occasionnent de fait beaucoup de gêne aux usagers.
Le dispositif conforme à l'invention est constitué d'un complexe tricouches, destiné à
revêtir la paroi interne d'un tunnel déjà réalisé. Ce complexe est constitué :
- d'une première couche drainante, destinée à recueillir les eaux arrivant à travers la voûte surplombant le tunnel, et à les acheminer jusqu'à la base du piédroit, au niveau duquel elles sont collectées et évacuées, ladite couche venant donc s'appliquer au contact de la paroi interne du tunnel ;
- d'une couche intermédiaire d'isolation thermique, destinée à assurer une protection contre le gel des eaux circulant dans la couche drainante ;
- d'une couche interne d'étanchéité, destinée à éviter toute intrusion de l'eau à l'intérieur du tunnel, susceptible d'avoir traversé la couche drainante.
Selon l'invention, ces trois couches sont assemblées entre elles par soudure thermique
ou par collage.
Avantageusement, ce complexe tricouches est réalisé sous la forme de panneaux de
dimensions standardisées, assemblés les uns aux autres lors du revêtement au niveau de
la paroi interne du tunnel, l'étanchéité entre deux panneaux consécutifs étant réalisée
par débordement de la couche d'étanchéité au niveau du panneau adjacent.
La manière de réaliser l'invention et les avantages qui en découlent ressortiront mieux
de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des
figures annexées.
On a donc représenté en relation avec la figure 1, le dispositif conforme à l'invention.
Celui-ci, ainsi que déjà dit, est constitué d'un complexe tricouches (4), destiné à être
revêtu au niveau de la paroi interne d'un tunnel recevant une chaussée ou une voie
ferrée.
Ce complexe tricouches comporte tout d'abord une première couche externe (1),
assurant la fonction de drainage et donc destinée à recueillir les eaux provenant de la
voûte d'un tunnel (8) et à les acheminer jusqu'à la base du piédroit du tunnel, où elles
sont collectées et évacuées par une canalisation (6).
Cette couche est typiquement réalisée en un géosynthétique en polyéthylène sous forme
de plaques munies d'excroissances (13), variables en épaisseur, et dont la hauteur est
comprise dans une fourchette allant de 8 et 20 mm. L'épaisseur de ce géosynthétique,
et notamment la hauteur des excroissances est fonction de la quantité d'eau à drainer le
long de la voûte du tunnel.
Ces excroissances (13) permettent en outre d'assurer un drainage important des eaux
de percolation du massif au sein duquel est implanté ledit tunnel, et évite le colmatage,
en raison du volume de vide ainsi créé entre le revêtement existant du tunnel et le
complexe conforme à l'invention.
Ces excroissances (13) sont dirigées en direction du massif.
Cette couche peut en outre présenter un classement au feu de type M1.
Il comporte une seconde couche ou couche intermédiaire (2) assurant la fonction
d'isolation thermique et destinée à éviter le gel des eaux circulant au niveau de la
couche drainante (1), en raison de la température ambiante régnant à l'intérieur du
tunnel. En effet, un certain nombre des tunnels en question sont réalisés dans des
massifs montagneux, dans lesquels il est fréquent que la température descende en
dessous de 0°C, température de solidification de l'eau.
La mise en oeuvre d'une telle couche isolante permet d'éviter la formation de
stalactites, extrêmement dangereuses, ou la formation de couches de verglas sur les
chaussées ou sur les rails.
Cette couche d'isolation thermique est avantageusement constituée d'une mousse
polyéthylène réticulée, d'une épaisseur comprise entre 1 à 3 cm. Cette épaisseur est
choisie en fonction du coefficient (par exemple 0,038 W/mK à 10 °C) des matériaux
et des températures prévues dans le tunnel à étancher.
L'équivalence de 1 cm de cette mousse est d'environ 30 cm de béton vis à vis du gel.
Cette couche peut également présenter un classement au feu de type M1.
Enfin, le complexe (4) conforme à l'invention comporte une troisième couche interne
(3), assurant la fonction d'étanchéité. Elle est destinée à éviter toute traversée par l'eau
venant du terrain et de couches précédentes, et qui aurait éventuellement échappé à la
couche drainante. Cette couche assure également une fonction esthétique, puisqu'elle
est destinée à conférer l'aspect définitif au revêtement du tunnel, et notamment sa
couleur.
Elle est avantageusement constituée par une géomembrane en PVC ou en polyéthylène-polyoléfine
de 1,5 à 2 mm d'épaisseur, dont la face interne est préférentiellement
choisie de couleur claire.
Cette couche peut également présenter un classement au feu de type M1.
Ces trois couches étant réalisées à base de polyéthylène souple, elles sont donc
susceptibles d'être assemblées entre elles par soudure thermique ou par collage.
Ce complexe (4) est avantageusement réalisé sous la forme de panneaux, de dimensions
standards par exemple de dimensions de 1 mètre sur 5 mètres, mais bien évidemment,
d'autres dimensions sont envisageables.
La mise en place et la fixation du complexe conforme à l'invention au niveau de la paroi
interne du tunnel sont décrites plus en détail en relation avec les figures 3 et 4.
Cette mise en place s'effectue notamment au moyen d'une nacelle ou d'un
échafaudage.
Le complexe est placé en forme de cerces (5), tel que cela apparaít sur la figure 2.
L'un des bords du complexe est fixé au tunnel au moyen d'un fer plat, par exemple de 4
cm de large, réalisé en acier inoxydable (10) et de chevilles, également en acier
inoxydable (11), espacées de 20 cm environ.
Au niveau de l'autre bord du complexe, la couche d'étanchéité (3) de celui-ci dépasse
par rapport aux autres couches constitutives du complexe, d'environ une dizaine de
centimètres.
Cette zone particulière vient recouvrir le panneau précédemment posé (côté fixations),
puis est soudé en (12) sur la couche d'étanchéité (3) dudit panneau précédent.
Selon l'utilisation envisagée du complexe (4), les différents éléments constitutifs de
celui-ci peuvent présenter une classement du type M3 à M1, afin de tenir compte des
contraintes de sécurité.
La mise en oeuvre d'un tel dispositif permet de disposer d'un revêtement continu en
drainage, en isolation et en étanchéité.
Il présente un aspect uniforme, le système de fixation n'étant plus visible.
Il présente un aspect uniforme, le système de fixation n'étant plus visible.
Claims (8)
- Dispositif étanche de drainage des eaux de percolation au niveau d'un revêtement de tunnel, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un complexe tricouches (4), dont les trois couches (1, 2, 3) sont pré-assemblées entre elles par soudure thermique ou collage, comportantune première couche drainante (1), destinée à recueillir les eaux arrivant à travers la voûte du tunnel, et à les acheminer jusqu'à la base du piédroit, au niveau duquel elles sont collectées et évacuées (6), ladite couche venant donc s'appliquer au contact de la paroi interne du tunnel ;une couche intermédiaire (2) d'isolation thermique, destinée à assurer une protection contre le gel des eaux circulant dans la couche drainante (1) ;une couche interne d'étanchéité (3), destinée à éviter toute intrusion de l'eau à l'intérieur du tunnel, susceptible d'avoir traversée la couche drainante.
- Dispositif étanche de drainage des eaux de percolation au niveau d'un revêtement d'un tunnel selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche externe drainante (1) est munie d'excroissances (13), variables en épaisseur, et dirigées vers le massif au sein duquel est implanté le tunnel.
- Dispositif étanche de drainage des eaux de percolation au niveau d'un revêtement d'un tunnel selon la revendication 2, caractérisé en ce que la hauteur des excroissances variables (13) est comprise entre 8 et 20 mm.
- Dispositif étanche de drainage des eaux de percolation au niveau d'un revêtement d'un tunnel selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la couche externe drainante (1) est constituée d'un géosynthétique réalisé en polyéthylène.
- Dispositif étanche de drainage des eaux de percolation au niveau d'un revêtement d'un tunnel selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la couche d'isolation (2) est constituée d'une mousse polyéthylène réticulée, d'une épaisseur comprise entre 1 et 3 cm.
- Dispositif étanche de drainage des eaux de percolation au niveau d'un revêtement d'un tunnel selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la couche d'étanchéité (3) est constituée d'une géomembrane réalisée en PVC ou en polyéthylène-polyoléfine de 1,5 à 2 mm d'épaisseur.
- Dispositif étanche de drainage des eaux de percolation au niveau d'un revêtement d'un tunnel selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le complexe (4) se présente sous la forme de panneaux, de dimensions standardisées, dont l'un au moins des bords présente une prolongation de la couche d'étanchéité (3), destinée à venir en appui et à être solidarisé sur la couche d'étanchéité (3) du panneau adjacent.
- Dispositif étanche de drainage des eaux de percolation au niveau d'un revêtement d'un tunnel selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le matériau constitutif des trois couches du complexe (4) présentent un classement au feu de type M3 à M1.
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