FR3003583A1

FR3003583A1 - METHOD FOR CONSOLIDATING A SOIL COVERING A TUNNEL

Info

Publication number: FR3003583A1
Application number: FR1352551A
Authority: FR
Inventors: Jean Pierre Hamelin; Nicolas Utter; Sara Cascarino
Original assignee: Soletanche Freyssinet SA
Current assignee: Soletanche Freyssinet SA
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2014-09-26
Anticipated expiration: 2033-03-21
Also published as: FR3003583B1; EP2976465B1; WO2014147349A1; EP2976465A1

Abstract

Dans un procédé de consolidation d'un sol (S) encaissant un tunnel (10) excavé par tronçons (R1,...RN), chaque tronçon (R1,...RN) du tunnel (10) est surmonté d'une voûte de pré-soutènement (V1,..., VN) constituée d'une pluralité de tubes (12) disposés sensiblement parallèlement les uns aux autres et à la direction axiale du tunnel (10) et scellés au sol (S) par un coulis de scellement. Le procédé comprend, après durcissement du coulis de scellement, une nouvelle étape d'injection d'un coulis de consolidation dans le sol (S) par au moins un tube (12) de la voûte de pré-soutènement (V1,..., VN).In a consolidation method of a soil (S) surrounding a tunnel (10) excavated in sections (R1, ... RN), each section (R1, ... RN) of the tunnel (10) is surmounted by a pre-retaining vault (V1, ..., VN) consisting of a plurality of tubes (12) arranged substantially parallel to each other and to the axial direction of the tunnel (10) and sealed to the ground (S) by a grout. The method comprises, after curing the grout, a new step of injecting a consolidation slurry into the soil (S) by at least one tube (12) of the pre-retaining vault (V1, ... , VN).

Description

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne la réalisation d'ouvrages enterrés et en particulier de tunnels. Elle concerne, en particulier, l'amélioration par consolidation du sol situé au voisinage d'un tel ouvrage enterré. Encore plus spécialement, l'invention concerne un procédé pour consolider le sol au cours de la construction de l'ouvrage, au fur et à mesure de l'abattage (procédé aussi dit « à l'avancement »).TECHNICAL FIELD The present invention relates to the realization of buried structures and in particular tunnels. It relates, in particular, the improvement by consolidation of the soil located in the vicinity of such a buried work. Even more especially, the invention relates to a method for consolidating the soil during the construction of the structure, as and when slaughter (process also called "progress").

ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Dans la construction d'ouvrages souterrains, il est courant de mettre en oeuvre des systèmes de pré-soutènement destinés à renforcer le sol en avant et en arrière du front de taille, avant la mise en place du soutènement et du revêtement définitif du tunnel.BACKGROUND OF THE INVENTION In the construction of underground structures, it is customary to use pre-retaining systems intended to reinforce the ground in front of and behind the face of the face, before the installation of the retaining structure. and the final coating of the tunnel.

Ces systèmes de pré-soutènement consistent à renforcer le sol par des inclusions notamment en acier mises en place dans des forages et liaisonnées au sol environnant par un coulis de scellement. On connaît par exemple la technique des voûtes de pré-soutènement, mieux connues sous le nom de « voûtes parapluie » (en anglais « pipe umbrella » ou encore « piperoof »), qui consistent à introduire dans le sol une pluralité de tubes creux disposés parallèlement et relativement serrés les uns aux autres, généralement métalliques, et d'injecter dans ces tubes un coulis de scellement pour les sceller au sol environnant. L'assemblage de ces tubes forme une arche en-dessous de laquelle le sol peut être excavé sans risque d'effondrement, avant la réalisation des parois du tunnel. L'action des inclusions de pré-soutènement s'exerce à différents niveaux. La résistance du sol à la traction et au cisaillement peut être améliorée, de même que la raideur du massif de sol environnant, mais les méthodes de pré-soutènement connues ne permettent pas d'éviter de façon suffisante l'endommagement du massif, notamment les problèmes de décompression du sol et de tassements en surface.These pre-retaining systems consist of reinforcing the soil by inclusions including steel set up in boreholes and linked to the surrounding soil by a grout. For example, we know the technique of pre-retaining vaults, better known as "umbrella vaults" (or "pipe umbrella" or "piperoof"), which consist in introducing into the ground a plurality of hollow tubes arranged parallel and relatively tight to each other, usually metal, and inject into these tubes a sealing grout to seal the surrounding soil. The assembly of these tubes forms an arch below which the ground can be excavated without risk of collapse, before the realization of the walls of the tunnel. The action of pre-support inclusions occurs at different levels. The soil resistance to traction and shear can be improved, as well as the stiffness of the surrounding soil mass, but the known pre-retaining methods do not sufficiently prevent damage to the massif, especially the soil decompression problems and subsidence on the surface.

OBJET ET RESUME DE L'INVENTION L'invention a pour but de fournir un procédé pour consolider de façon aisée le sol situé au voisinage d'un tunnel et, en particulier, éviter le phénomène de tassements lié aux travaux d'excavation.OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a method for easily consolidating the soil situated in the vicinity of a tunnel and, in particular, to avoid the phenomenon of settlements related to the excavation work.

Ce but est atteint avec un procédé de consolidation d'un sol encaissant un tunnel excavé par tronçons, dans lequel chaque tronçon dudit tunnel est surmonté d'une voûte de pré-soutènement constituée d'une pluralité de tubes scellés au sol par un coulis de scellement, et comprenant les étapes suivantes : a) on introduit dans le sol une pluralité de tubes de façon à former la voûte de pré-soutènement de profil correspondant à celui souhaité pour le tunnel, chaque tube présentant une extrémité proximale ouverte et au moins un premier orifice de sortie sur sa portion distale enfoncée dans le sol, et b) on introduit un coulis de scellement dans le sol, par ledit premier orifice de sortie dudit tube, de sorte que le coulis de scellement vient sceller le tube au sol avoisinant, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape suivante : c) après que le coulis de scellement a durci, on injecte un coulis de consolidation dans le sol par ledit premier orifice de sortie dudit tube ou par au moins un deuxième orifice de sortie formé sur sa portion distale. Le procédé selon l'invention permet d'améliorer les caractéristiques mécaniques du sol situé au voisinage du tunnel, de façon rapide et simple.This object is achieved with a method of consolidating a soil encasing a tunnel excavated in sections, wherein each section of said tunnel is surmounted by a pre-retaining vault consisting of a plurality of tubes sealed to the ground with a grout. sealing, and comprising the following steps: a) a plurality of tubes is introduced into the ground so as to form the pre-supporting profile vault corresponding to that desired for the tunnel, each tube having an open proximal end and at least one first outlet orifice on its distal portion sunk into the ground, and b) introducing a sealing grout into the ground, through said first outlet orifice of said tube, so that the sealing grout is sealing the tube to the surrounding ground, the method being characterized in that it further comprises the following step: c) after the sealing grout has hardened, a consolidation grout is injected into the soil by said first outlet of said tube or at least one second outlet formed on its distal portion. The method according to the invention makes it possible to improve the mechanical characteristics of the soil located in the vicinity of the tunnel, quickly and simply.

Le coulis de consolidation est injecté directement par les tubes constituant la voûte de pré-soutènement (ou voûte parapluie), de sorte qu'il n'est pas nécessaire de réaliser des forages complémentaires spécifiques à l'injection. Le sol traité par injection est écroui. La structure du sol injecté est modifiée pour augmenter sa rigidité apparente, qui sera mobilisée pendant les phases d'excavation ultérieures. Classiquement, le sol situé au droit d'une zone excavée est fragilisé. A ces endroits, le sol a subi des tassements. De tels tassements surviennent également en avant de la zone excavée, sur une courte portion de sol subissant indirectement les effets de l'excavation adjacente.The consolidation grout is injected directly by the tubes constituting the pre-retaining vault (or umbrella vault), so that it is not necessary to perform additional drilling specific to the injection. The injection treated soil is hardened. The structure of the injected soil is modified to increase its apparent rigidity, which will be mobilized during the subsequent excavation phases. Conventionally, the soil located at the right of an excavated zone is weakened. In these places, the soil has undergone settlements. Such settlements also occur in front of the excavated area, on a short portion of soil indirectly undergoing the effects of adjacent excavation.

Les tubes de la voûte de pré-soutènement s'étendent depuis la zone excavée mais leur extrémité distale débouche dans une zone de sol située en avant du front de taille, autrement dit dans une zone non encore excavée. Selon une disposition avantageuse de l'invention, le forage atteint une zone de terrain non fragilisé et l'injection est ainsi réalisée dans une zone de sol potentiellement intacte de tout tassement. Le procédé de consolidation permet ainsi d'anticiper les tassements à venir, en modifiant les caractéristiques du sol au droit d'un futur tronçon de tunnel, avant que ledit tronçon ne soit excavé. Autrement dit, l'injection du coulis de consolidation est destinée, au moins dans une certaine mesure, à précontraindre le sol, c'est-à-dire à en modifier l'état de contrainte avant qu'il ne subisse les désordres (tassements, décompression notamment) liés à l'excavation du tunnel. Dans la présente demande, les termes avant et arrière sont utilisés 15 en référence à l'axe du tunnel, la zone excavée étant située en arrière du front de taille et la zone non excavée étant située en avant du front de taille. Le coulis de scellement doit être entendu comme un produit durcissable. On utilisera généralement, pour le scellement des tubes, un 20 coulis de ciment. Le coulis de consolidation doit être entendu comme un produit durcissable, adapté à être pompé dans le sol. Le coulis de consolidation peut être identique ou différent du coulis de scellement. On pourra utiliser, selon la nature du terrain, un coulis liquide (mélange d'eau et d'un liant, 25 notamment du ciment, éventuellement additionné de bentonite) ou un mortier plus rigide (coulis additionné de granulats, notamment du sable). De façon avantageuse, les paramètres de mise en place du coulis de consolidation, notamment le volume injecté et/ou la pression d'injection, sont maîtrisés de manière à provoquer un déplacement de 30 terrain, notamment une compression ou une déformation dudit terrain, dans le but de modifier son état de contrainte de sorte que sa rigidité apparente est augmentée. Selon un mode de mise en oeuvre, le coulis de consolidation est injecté à une pression et un débit faible. Le volume total est 3 0 03 5 83 4 éventuellement injecté en plusieurs étapes séparées par un temps de repos. Le volume total injecté est choisi de sorte que la raideur apparente du sol située autour du ou des point(s) d'injection est augmentée. Selon un autre mode de mise en oeuvre, particulièrement 5 avantageux dans les terrains de type plutôt argileux, l'injection du coulis de consolidation est une injection de fracturation (aussi dite « par claquage ») dans laquelle la pression d'injection du coulis est choisie supérieure à la pression de confinement du sol résultant de l'état des contraintes existant dans le terrain. Le coulis de consolidation utilisé est 10 généralement un coulis fluide, et l'objectif est de créer dans le sol une fracture pouvant renfermer une lentille de coulis. Selon un autre mode de mise en oeuvre, particulièrement avantageux dans les terrains de type plutôt sableux, l'injection du coulis de consolidation est une injection solide dans laquelle le coulis (par exemple un mortier) est visqueux, et dans laquelle ledit coulis reste à proximité immédiate du forage et génère une contrainte de compression sur le sol environnant. Selon les besoins, l'injection peut se faire dans l'ensemble des tubes de la voûte de pré-soutènement, ou dans seulement certains de ces tubes.The tubes of the pre-retaining vault extend from the excavated zone but their distal end opens into a soil zone located in front of the face, ie in a zone not yet excavated. According to an advantageous arrangement of the invention, the drilling reaches a zone of non-embrittled ground and the injection is thus carried out in a potentially intact soil zone of any settlement. The consolidation method thus makes it possible to anticipate future settlements, by modifying the characteristics of the ground in the right of a future section of tunnel, before said section is excavated. In other words, the injection of the consolidation slurry is intended, at least to a certain extent, to prestress the soil, that is to say to modify the state of stress before it undergoes the disorders (settlements , especially decompression) related to the excavation of the tunnel. In the present application, the front and rear terms are used with reference to the tunnel axis, the excavated area being located behind the face of the face and the unexcavated area being located in front of the face of the face. Sealing grout should be understood as a hardenable product. Generally, for cementing the tubes, a cement slurry will be used. Consolidation grout should be understood as a curable product, suitable for being pumped into the soil. The consolidation grout may be the same or different from the grout. Depending on the nature of the ground, it will be possible to use a liquid slurry (mixture of water and a binder, in particular cement, possibly with added bentonite) or a more rigid mortar (grout added with aggregates, in particular sand). Advantageously, the setting parameters of the consolidation grout, in particular the injected volume and / or the injection pressure, are controlled so as to cause a displacement of the ground, in particular a compression or a deformation of said ground, in the purpose of modifying its state of stress so that its apparent rigidity is increased. According to one embodiment, the consolidation grout is injected at a low pressure and a low flow rate. The total volume is optionally injected in several steps separated by a rest period. The total injected volume is chosen so that the apparent stiffness of the soil located around the point (s) of injection is increased. According to another embodiment, which is particularly advantageous in rather clay-like soils, the injection of the consolidation slurry is a fracturing injection (also called "breakdown" injection) in which the injection pressure of the grout is chosen higher than the soil confining pressure resulting from the state of the constraints existing in the field. The consolidation slurry used is generally a fluid slurry, and the objective is to create a fracture in the soil that may enclose a grout lens. According to another embodiment, which is particularly advantageous in rather sandy soils, the injection of the consolidation grout is a solid injection in which the grout (for example a mortar) is viscous, and in which said grout remains immediate proximity to the borehole and generates compressive stress on the surrounding soil. Depending on the needs, the injection can be done in all the tubes of the vault of pre-support, or in only some of these tubes.

Par exemple, on pourra injecter du coulis de consolidation dans seulement un tube sur deux ou trois, ou uniquement dans les tubes situés à l'extrémité supérieure de la voûte ou à ses extrémités latérales. De préférence, toutefois, on procédera à une injection de consolidation dans au moins 50%, de préférence au moins 75% des tubes 25 de la voûte de pré-soutènement. Pour faciliter et accélérer la mise en place, les tubes formant la voûte de pré-soutènement peuvent servir à la fois d'organe de forage et de tube d'injection du fluide de forage, du coulis de scellement et, le cas échéant, du coulis de consolidation. 30 Classiquement, la voûte parapluie comprend une seule couche de tubes disposés les uns à côté des autres. Dans certains cas toutefois, on disposera les tubes selon deux couches superposées. Les tubes d'une voûte de pré-soutènement sont sensiblement parallèles entre eux et à l'axe du tunnel. Généralement, les tubes d'une voûte de pré-soutènement présentent une légère inclinaison par rapport à l'axe du tunnel, permettant aux tubes d'une voûte parapluie d'un tronçon de rang N de chevaucher partiellement, c'est-à-dire sur une certaine longueur, les tubes des voûtes au moins des tronçons de tunnel de rang N-1 et N+1. On dit que les voûtes successives du tunnel sont emboîtées partiellement les unes dans les autres. Selon un exemple de mise en oeuvre, avant l'étape c), l'intérieur du au moins un tube de la voûte de pré-soutènement dans lequel on souhaite réaliser l'injection du coulis de consolidation est nettoyé.For example, consolidation grout may be injected into only one out of every two or three tubes, or only into the tubes at the upper end of the vault or at its lateral ends. Preferably, however, a consolidation injection will be performed in at least 50%, preferably at least 75% of the tubes of the pre-retaining vault. To facilitate and accelerate the installation, the tubes forming the pre-retaining vault can serve both as a drilling member and as a drilling fluid injection tube, as a sealing slurry and, where appropriate, as consolidation grout. Conventionally, the umbrella vault comprises a single layer of tubes arranged next to each other. In some cases, however, the tubes will be arranged in two superimposed layers. The tubes of a pre-retaining vault are substantially parallel to each other and to the axis of the tunnel. Generally, the tubes of a pre-retaining vault have a slight inclination with respect to the axis of the tunnel, allowing the tubes of an umbrella vault of a section of rank N to overlap partially, that is to say to say over a certain length, the tubes of the vaults at least N-1 and N + 1 tunnel sections of tunnel. It is said that the successive vaults of the tunnel are partially nested within each other. According to an example of implementation, before step c), the inside of the at least one tube of the pre-retaining vault in which it is desired to perform the injection of the consolidation grout is cleaned.

Chaque tube d'une voûte de pré-soutènement présente au moins une ouverture à chacune de ses extrémités. L'étape de nettoyage consiste à dégager le tube du coulis de scellement contenu à l'intérieur, par exemple avec de l'eau, de manière à faire communiquer les deux ouvertures du tube et permettre la réutilisation du dit tube pour l'injection du coulis de consolidation. Selon un exemple de mise en oeuvre, le procédé selon l'invention comprend en outre les étapes suivantes : d) on excave, dans l'espace délimité par les tubes de la voûte de pré-soutènement, un tronçon de sol de longueur inférieure à la longueur de la 20 voûte, et e) on réalise la paroi du tronçon de tunnel. Les tubes constituent, sur la longueur excavée, une structure de protection provisoire, qui empêche l'éboulement du sol en arrière du front de taille. 25 La réalisation de la paroi du tronçon de tunnel peut comprendre la pose de cintres provisoires ou définitifs et/ou la réalisation du revêtement définitif du tronçon, par exemple mais non exclusivement par la technique du béton projeté. Selon un exemple de mise en oeuvre, les étapes a) à e) sont 30 répétées jusqu'à ce que le tunnel soit excavé sur toute sa longueur. Si les étapes a) à e) correspondent à la réalisation d'un tronçon du tunnel de rang N, ces mêmes étapes sont réitérées pour la réalisation d'au moins un tronçon de rang N+1, et éventuellement une pluralité de tronçons de rang N+n, n variant selon la longueur du tunnel.Each tube of a pre-retaining vault has at least one opening at each of its ends. The cleaning step consists in disengaging the tube from the sealing grout contained therein, for example with water, so as to make the two openings of the tube communicate and allow the reuse of said tube for the injection of the consolidation grout. According to an exemplary implementation, the method according to the invention further comprises the following steps: d) excavating, in the space delimited by the tubes of the pre-retaining vault, a length of soil of length less than the length of the arch, and e) the wall of the tunnel section is made. The tubes constitute, on the length excavated, a temporary protection structure, which prevents the landslide behind the face of the face. The construction of the wall of the tunnel section may comprise the laying of temporary or definitive hangers and / or the completion of the final coating of the section, for example but not exclusively by the shotcrete technique. In one exemplary embodiment, steps a) to e) are repeated until the tunnel is excavated along its length. If the steps a) to e) correspond to the realization of a section of the tunnel of rank N, these same steps are repeated for the realization of at least one section of rank N + 1, and possibly a plurality of sections of rank N + n, n varying according to the length of the tunnel.

Dans le procédé selon l'invention, de préférence, une étape d'injection est réalisée dans les tubes de la voûte d'un tronçon de tunnel de rang N, avant l'excavation dudit tronçon de rang N. Selon un exemple, l'étape d) d'excavation peut être réalisée une fois que l'injection de coulis de consolidation a été stoppée. Selon un autre exemple, l'étape d'injection du coulis de consolidation peut se poursuivre pendant l'étape d) d'excavation et, éventuellement, pendant des étapes ultérieures de réalisation du tunnel. Comme indiqué précédemment, la zone injectée par les tubes de la 10 voûte du tronçon de rang N, avant le début de l'excavation dudit tronçon, est avantageusement une zone de sol qui n'aurait théoriquement pas été endommagée du fait des travaux d'excavation des tronçons de rang N, N1, etc., notamment par des phénomènes de décompression, de tassements, etc. 15 Le sol peut ainsi être traité avant que des désordres n'apparaissent du fait de l'excavation. L'injection réalisée dans le sol situé au droit d'un tronçon de rang N+2 vient prévenir les tassements qui auraient été engendrés, sinon, par l'excavation du tronçon de rang N. L'injection réalisée dans le sol situé au droit d'un tronçon de rang N+3 vient prévenir 20 les tassements qui auraient été engendrés par l'excavation du tronçon de rang N+1. Et ainsi de suite. On peut ainsi parler d'injection de précontrainte du sol. Pour cela, on peut choisir la longueur des tubes de la voûte de pré-soutènement d'un tronçon de rang N de sorte que la zone de sol injectée 25 par lesdits tubes soit située en avant du tronçon de tunnel de rang N+1, notamment au droit du tronçon de tunnel de rang N+2. Généralement, les différents tronçons d'un même tunnel présenteront une longueur (ci-après longueur excavée, mesurée le long de l'axe principal A du tunnel) identique. Dans ce cas, de façon préférentielle, 30 chaque tube de la voûte de pré-soutènement présente une longueur au moins 2,5 fois supérieure à cette longueur excavée. De façon particulièrement avantageuse, le procédé peut comprendre une étape de modélisation prévisionnelle des tassements du sol à l'avancement de l'excavation. Cette modélisation prévisionnelle peut être obtenue soit à l'aide de modèles numériques aux éléments finis, soit à l'aide de modèles empiriques (en particulier, le 'modèle de Peck'). De façon particulièrement avantageuse, ces modèles peuvent être actualisés régulièrement en fonction des observations effectuées sur les phases précédentes de travaux. De façon avantageuse, la pression d'injection et/ou le volume de coulis de consolidation injecté sont déterminés en fonction des tassements prévisionnels. De façon avantageuse, on évalue le tassement unitaire du sol situé 10 au droit d'un tronçon N+2 engendré par l'excavation du tronçon de tunnel de rang N, et on détermine les paramètres de l'injection (pression, volume de coulis, phasage des opérations d'injection) réalisée par au moins un tube de la voûte de soutènement du tronçon de rang N dans la zone de sol situé au droit du tronçon de rang N+2 de sorte que le coulis de 15 consolidation applique sur le sol injecté des contraintes permettant de neutraliser ledit tassement unitaire. Selon un exemple de mise en oeuvre, les mouvements du sol sont contrôlés en continu pendant l'injection. Le contrôle peut par exemple se faire au niveau de la surface du sol (i.e. la surface supérieure du massif 20 excavé), par exemple au moyen d'un niveau laser. Il peut également se faire au moyen d'un extensomètre inséré directement dans le volume du sol au moyen d'un forage, par exemple exécuté à partir du front de taille. La détection d'une amplitude de déplacement du sol supérieure à une valeur prédéterminée, par exemple par les tolérances de déplacement 25 imposées pour le projet, peut par exemple déterminer le moment de l'arrêt de l'injection. Le contrôle des mouvements du sol permet, par exemple, d'éviter d'endommager, du fait des soulèvements, les habitations fondées sur le massif de terrain excavé. Selon un exemple de mise en oeuvre, après l'étape d) d'excavation 30 du tronçon de tunnel de rang N, on nettoie au moins un tube de la voûte de pré-soutènement d'un tronçon de rang N-n, n étant compris entre 1 et N-1, et on réalise une nouvelle injection de coulis de consolidation dans le sol, à travers ledit tube nettoyé.In the process according to the invention, preferably, an injection step is carried out in the tubes of the vault of a N-rank tunnel section, before the excavation of said section of rank N. According to one example, the step d) excavation can be carried out once the grouting consolidation injection has been stopped. According to another example, the step of injection of consolidation slurry can continue during step d) of excavation and, possibly, during subsequent steps of tunneling. As indicated previously, the zone injected by the tubes of the vault of the section of rank N, before the beginning of the excavation of said section, is advantageously an area of ground which theoretically has not been damaged because of the works of excavation of sections of rank N, N1, etc., especially by decompression phenomena, settlements, etc. Soil can be treated before disorders arise from excavation. The injection made in the ground located at the right of a section of rank N + 2 comes to prevent settlements which would have been generated, otherwise, by the excavation of the section of rank N. The injection carried out in the ground located at the right a section of rank N + 3 prevents 20 settlements that would have been generated by the excavation section N + 1 rank. And so on. One can thus speak of injection of prestressing of the ground. For this purpose, it is possible to choose the length of the tubes of the pre-support vault of a section of rank N so that the zone of soil injected by said tubes is situated in front of the tunnel segment of rank N + 1, in particular at the right of the tunnel section of rank N + 2. Generally, the different sections of the same tunnel will have a length (hereinafter length excavated, measured along the main axis A of the tunnel) identical. In this case, preferably, each tube of the pre-retaining vault has a length at least 2.5 times greater than this excavated length. In a particularly advantageous manner, the method may comprise a step of predictive modeling of settlements of the soil at the progress of the excavation. This predictive modeling can be obtained either using finite element numerical models, or using empirical models (in particular, the 'Peck model'). In a particularly advantageous way, these models can be updated regularly according to the observations made on the previous phases of work. Advantageously, the injection pressure and / or the volume of consolidation grout injected are determined according to the predicted settlements. Advantageously, the unit settlement of the soil located at the right of an N + 2 section generated by the excavation of the N-rank tunnel section is evaluated, and the parameters of the injection (pressure, volume of grout) are determined. phasing of the injection operations) carried out by at least one tube of the retaining vault of the section of rank N in the soil zone situated at the right of the section of rank N + 2 so that the consolidation grout applies to the ground injected constraints to neutralize said unitary settlement. According to an example of implementation, the movements of the soil are continuously monitored during the injection. The control can for example be done at the level of the ground surface (i.e. the upper surface of the excavated solid mass), for example by means of a laser level. It can also be done by means of an extensometer inserted directly into the soil volume by means of a borehole, for example executed from the face of size. The detection of a soil displacement amplitude greater than a predetermined value, for example by the displacement tolerances imposed for the project, can for example determine the moment of the stoppage of the injection. The control of the movements of the ground makes it possible, for example, to avoid damage, because of the uprisings, the dwellings founded on the mass of excavated ground. According to an exemplary implementation, after step d) of excavation 30 of the N-rank tunnel section, at least one tube of the pre-support vault of a section of rank Nn is cleaned, n being included between 1 and N-1, and a new injection of consolidation slurry into the soil, through said cleaned tube.

Plus généralement, un coulis de consolidation peut être injecté dans un ou des tubes d'une voûte de pré-soutènement de rang N à tout moment de la réalisation du tunnel, pour corriger des déformations excessives en avant ou en arrière du front de taille ou en surface. Dans ce cas, il faudra veiller à maintenir l'accès aux extrémités débouchantes des tubes d'injection, même après les opérations de cintrage et/ou de pose de revêtement sur les parois du tunnel. Hormis l'injection de précontrainte réalisée dans les tubes du tronçon de rang N avant l'excavation dudit tronçon, il est possible de 10 procéder à de nouvelles injections, dans les mêmes tubes, pendant le terrassement du tronçon N (injection pilotée en fonction du coefficient de perte de volume calculé au préalable), et/ou pendant la mise en place des tubes du tronçon de rang N+1 (pour compenser les pertes de volume liées au forage), et/ou pendant les différentes phases de pose des cintres et/ou 15 du revêtement définitif, et/ou après la pose du revêtement définitif. Les tubes utilisés pour la réalisation de la voûte de pré-soutènement et pour l'injection peuvent être des tubes perforés. Un tube perforé permet de réaliser avec précision des injections localisées en plusieurs zones à traiter qui sont distantes les unes des autres. 20 Par tube perforé, on entend un tube muni d'ouvertures de forme quelconque, par exemple un tube à manchettes, bien connu par ailleurs. Traditionnellement, dans un tube à manchettes, les ouvertures sont obturées par des manchons en caoutchouc qui s'ouvrent lorsque la pression dans le tube à manchettes est supérieure à la pression extérieure 25 au tube. Avantageusement, le tube perforé est un tube à manchettes et, pour l'injection de coulis de consolidation notamment, on introduit dans le tube à manchettes un tube obturateur, de préférence un tube obturateur double, afin de réaliser l'injection à travers certaines des ouvertures. 30 Selon un aspect de l'invention, une injection de coulis de consolidation peut également être réalisée dans le front de taille. Ainsi, selon un exemple de mise en oeuvre, on fore au moins un trou de forage dans le front de taille, on dispose un tube d'injection dans ledit trou de forage et on le scelle au sol à l'aide d'un coulis de scellement, ledit tube d'injection présentant une extrémité proximale ouverte et au moins un orifice de sortie sur sa portion distale enfoncée dans le sol, et on injecte un coulis de consolidation dans le sol, par ledit tube. De préférence, le tube d'injection est scellé au sol à l'aide d'un coulis de scellement avant que le coulis de consolidation soit injecté. De préférence, on choisit la longueur du tube d'injection introduit dans le front de taille d'un tronçon de rang N de sorte que la zone de sol injectée par ledit tube soit située axialement en avant du tronçon de tunnel de rang N+2.More generally, a consolidation grout may be injected into one or several tubes of a N-shaped pre-support vault at any moment during tunneling, in order to correct excessive deformations in front of or behind the face of size. surface. In this case, care must be taken to maintain access to the open ends of the injection tubes, even after bending and / or laying of coating operations on the tunnel walls. Apart from the prestressing injection carried out in the tubes of the N-rank section before the excavation of said section, it is possible to carry out new injections, in the same tubes, during the excavation of the section N (injection controlled according to the pre-calculated volume loss factor), and / or during the installation of tubes of the N + 1 section (to compensate for drilling-related volume losses), and / or during the various phases of laying hangers and / or 15 of the final coating, and / or after the laying of the final coating. The tubes used for the realization of the pre-retaining vault and for the injection may be perforated tubes. A perforated tube makes it possible to accurately produce localized injections in several zones to be treated which are distant from each other. By perforated tube means a tube provided with openings of any shape, for example a sleeve tube, well known elsewhere. Traditionally, in a sleeve tube, the openings are closed by rubber sleeves which open when the pressure in the sleeve tube is greater than the pressure outside the tube. Advantageously, the perforated tube is a sleeve tube and, for the injection of consolidation grout in particular, is introduced into the sleeve tube a shutter tube, preferably a double shutter tube, to perform the injection through some of openings. According to one aspect of the invention, a consolidation grout injection can also be performed in the face of size. Thus, according to an exemplary implementation, at least one borehole is drilled in the face of the face, an injection tube is placed in the said borehole and it is sealed to the ground with a grout. sealing, said injection tube having an open proximal end and at least one outlet orifice on its distal portion sunk into the ground, and a consolidation slurry is injected into the ground by said tube. Preferably, the injection tube is sealed to the ground with a sealing slurry before the consolidation slurry is injected. Preferably, the length of the injection tube introduced into the cutting face of a section of rank N is chosen so that the soil zone injected by said tube is situated axially in front of the tunnel segment of rank N + 2. .

En complément des voûtes parapluie renforçant la section supérieure des zones excavées, il est courant de renforcer le front de taille, pour en limiter les déformations, par la technique dite de clouage du front, qui consiste à sceller dans le sol des armatures jouant un rôle de renforcement passif. Ces armatures sont scellées et injectées pour assurer une bonne transmission des efforts de traction et de cisaillement entre l'armature et le terrain. Ces armatures étant ensuite excavées, on utilise généralement des éléments friables, notamment en fibre de verre : barres crénelées, tubes, ou bien lames. Selon une disposition avantageuse de l'invention, le clouage du 20 front est complété par un traitement du sol par injection. Dans ce cas, les forages réalisés pour le clouage peuvent être utilisés également pour la réalisation des opérations d'injection. Ainsi, selon un exemple, une armature, notamment un boulon de fibres de verre, est introduite dans le trou de forage foré dans le front de 25 taille et destiné à recevoir le tube d'injection, et l'armature est scellée au sol à l'aide d'un coulis de scellement. Selon un exemple de mise en oeuvre, après l'injection du coulis de consolidation dans le sol à travers le tube d'injection inséré dans le front de taille, on insère l'armature à l'intérieur du tube d'injection, on retire le 30 tube, et on scelle l'armature au sol au moyen d'un coulis de scellement. Selon un autre exemple de mise en oeuvre, on introduit le tube d'injection et l'armature dans le trou de forage, côte à côte dans la direction radiale du trou de forage, on injecte un coulis de scellement dans le sol pour sceller ledit tube d'injection et l'armature au sol, et on injecte le coulis de consolidation dans le sol à travers le tube d'injection. Plusieurs modes de réalisation et de mise en oeuvre sont décrits dans le présent exposé. Toutefois, sauf précision contraire, les caractéristiques décrites en relation avec un mode de réalisation ou de mise en oeuvre quelconque peuvent être appliquées à un autre mode de réalisation ou de mise en oeuvre. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue transversale d'un tunnel en cours d'excavation, juste avant le début de la réalisation du tronçon de rang N ; - les figures 2 à 7 illustrent les étapes de réalisation du tronçon de tunnel de rang N et le procédé de consolidation de sol selon un mode de mise en oeuvre de l'invention ; - les figures 8 à 12 illustrent une variante du procédé de consolidation selon l'invention ; la figure 13 montre le front de taille de la figure 12 ; - la figure 14 montre la zone de sol consolidée par le procédé selon l'invention et la courbe prévisionnelle des tassements après excavation du tronçon de rang N-1, en l'absence de consolidation du sol ; - la figure 15 illustre une deuxième variante de mise en oeuvre du procédé de consolidation selon l'invention. La figure 1 illustre un tunnel 10 en cours d'excavation. Sur cette figure, plusieurs tronçons du tunnel, de même longueur LT, ont d'ores et 30 déjà été excavés et revêtus. Dans la suite de la description, on désigne chaque tronçon R du tunnel selon son rang, le premier tronçon excavé étant de rang un, le second, de rang deux, et le Nième, de rang N, et ainsi de suite.In addition to the umbrella vaults reinforcing the upper section of the excavated areas, it is common practice to reinforce the face to limit the deformations, by the so-called nailing technique of the front, which consists in sealing in the ground reinforcing frames passive reinforcement. These frames are sealed and injected to ensure good transmission of tensile forces and shear between the frame and the ground. These reinforcements being then excavated, it is generally used friable elements, including fiberglass: crenellated bars, tubes, or blades. According to an advantageous arrangement of the invention, the nailing of the brow is completed by a treatment of the soil by injection. In this case, the drilling carried out for the nailing can be used also for the realization of the injection operations. Thus, according to one example, an armature, in particular a fiberglass bolt, is introduced into the borehole drilled in the cutting face and intended to receive the injection tube, and the armature is sealed to the ground at using a grout. According to an example of implementation, after the injection of the consolidation slurry into the soil through the injection tube inserted into the cutting face, the reinforcement is inserted inside the injection tube, it is removed the tube, and the reinforcement is sealed to the ground by means of a grout. According to another example of implementation, the injection tube and the reinforcement are introduced into the borehole, side by side in the radial direction of the borehole, a sealing slurry is injected into the ground to seal said injection tube and the ground reinforcement, and the consolidation grout is injected into the soil through the injection tube. Several embodiments and implementations are described in this disclosure. However, unless otherwise specified, the features described in connection with any embodiment or implementation may be applied to another embodiment or implementation. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood on reading the following description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example, with reference to the appended drawings, in which: FIG. a transversal view of a tunnel being excavated, just before the beginning of the realization of the section of rank N; FIGS. 2 to 7 illustrate the steps of making the N-rank tunnel section and the soil consolidation method according to an embodiment of the invention; FIGS. 8 to 12 illustrate a variant of the consolidation method according to the invention; Figure 13 shows the face of Figure 12; FIG. 14 shows the consolidated soil zone by the method according to the invention and the predicted curve of settlements after excavation of the N-1 rank section, in the absence of consolidation of the soil; FIG. 15 illustrates a second alternative embodiment of the consolidation method according to the invention. Figure 1 illustrates a tunnel 10 during excavation. In this figure, several sections of the tunnel, of the same length LT, have already been excavated and coated. In the remainder of the description, each section R of the tunnel is designated according to its rank, the first excavated section being of rank one, the second, of rank two, and the Nth, of rank N, and so on.

3003 5 8 3 11 La réalisation d'un tronçon de tunnel RN de rang N va être décrite en détail en référence aux figures 2 à 7. Ce procédé étant réitéré pour chaque tronçon du tunnel de façon systématique, il n'est décrit qu'une fois.3003 5 8 3 11 The realization of a section of tunnel RN of rank N will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 7. This method being reiterated for each section of the tunnel in a systematic way, it is described only Once.

5 Comme il ressort de la figure 1, chaque tronçon de tunnel 10 est surmonté par une portion d'une voûte parapluie de type classique, constituée d'un assemblage de tubes 12 introduits dans le sol depuis le tronçon précédent, l'assemblage présentant, en coupe, un profil en arc de cercle d'axe principal A, correspondant au profil souhaité pour le 10 tunnel. Le profil général de la voûte parapluie est visible notamment sur la figure 13. Dans le présent exposé, une direction axiale est une direction parallèle à l'axe principal A du tunnel 10. En outre, une direction radiale est une direction perpendiculaire à l'axe A.As can be seen from FIG. 1, each section of tunnel 10 is surmounted by a portion of a conventional umbrella vault constituted by an assembly of tubes 12 introduced into the ground from the preceding section, the assembly having, in section, an arcuate profile of main axis A, corresponding to the desired profile for the tunnel. The general profile of the umbrella vault is visible in particular in FIG. 13. In the present description, an axial direction is a direction parallel to the main axis A of the tunnel 10. In addition, a radial direction is a direction perpendicular to the axis A.

15 Sauf précision contraire, les adjectifs et adverbes axial, radial, axialement et radialement sont utilisés en référence aux directions axiale et radiale précitées. De la même manière, un plan axial est un plan parallèle à l'axe du tunnel et un plan radial est un plan perpendiculaire à cet axe.Unless stated otherwise, the adjectives and adverbs axial, radial, axially and radially are used with reference to the aforementioned axial and radial directions. In the same way, an axial plane is a plane parallel to the axis of the tunnel and a radial plane is a plane perpendicular to this axis.

20 Dans le présent exposé, on considère que la voûte parapluie VN de rang N est constituée par les tubes situés à la périphérie du tronçon de tunnel de rang N en étant les plus proches de l'axe A du tunnel 10 dans la direction radiale. Par ailleurs, dans la suite, on désigne par front de taille FN du 25 tronçon de rang N la tranche de terrain marquant la fin de l'excavation du tronçon de rang N. Le front de taille FN forme un mur de terrain, défini dans un plan sensiblement radial, et marquant la limite avec le tronçon suivant RN+1. Dans une première étape de réalisation du tronçon de tunnel RN de rang N illustrée sur la figure 2, le sol est foré et les tubes 12 sont introduits dans le sol, l'un après l'autre, de façon à former la voûte VN du tronçon RN de rang N. Dans l'exemple, chaque tube 12 comprend une extrémité proximale ouverte 14 et une extrémité distale ouverte 16 présentant un bord 35 périphérique annulaire qui est pourvu de dents de coupe 24. Par dents de 3003 5 8 3 12 coupe, on entend les outils de forage en général, comme les picots, les boutons, les pastilles de carbure de tungstène, etc. pour excaver le sol S lors de la réalisation du forage. Les dents de coupe 24 sont dimensionnées pour excaver le sol, de sorte que le tube 12 est utilisé également comme 5 outil de forage, avant d'être laissé en place dans le sol. Les étapes de forage et d'introduction du tube dans le sol sont donc réalisées concomitamment (on parle couramment de forage tubé à l'outil perdu). Selon une variante de mise en oeuvre, le sol est foré tout d'abord avec un outil de forage indépendant, non destiné à rester en place dans le 10 sol (on parle dans ce cas de forage non tubé), puis, après que l'outil de forage a été retiré, le tube est introduit dans le trou de forage ainsi foré. Dans l'exemple, les tubes 12 sont, plus particulièrement, des tubes à manchettes. De manière classique, un tube à manchettes 12 est muni d'ouvertures 20 qui sont formées à différentes hauteurs du tube, ainsi que 15 de manchons flexibles 22 qui entourent le tube à manchettes 12 de façon à obturer les ouvertures 20 lorsque la pression à l'intérieur du tube à manchettes est inférieure ou égale à la pression à l'extérieur du tube à manchettes. Ces manchons flexibles 22 sont agencés pour se déformer vers l'extérieur afin de permettre un écoulement à travers les ouvertures 20 20 lorsque la pression à l'intérieur du tube à manchettes est sensiblement supérieure à la pression à l'extérieur du tube à manchettes. Dans l'exemple illustré, les ouvertures 20 recouvertes de manchons flexibles 22 sont réparties sur la portion distale du tube, en particulier sur le dernier tiers du tube 12.In the present description, it is considered that the umbrella vault VN of rank N is constituted by the tubes located at the periphery of the N-rank tunnel section being the closest to the axis A of the tunnel 10 in the radial direction. Furthermore, in the following, FN face of size N of the rank segment N designates the slice of land marking the end of the excavation of the section of rank N. The face of size FN forms a wall of ground, defined in a substantially radial plane, and marking the limit with the next section RN + 1. In a first stage of realization of the section of tunnel RN of rank N illustrated in FIG. 2, the ground is drilled and the tubes 12 are introduced into the ground, one after the other, so as to form the vault VN of the In the example, each tube 12 includes an open proximal end 14 and an open distal end 16 having an annular peripheral edge which is provided with cutting teeth 24. By teeth of 3003 5 8 3 12 section means drilling tools in general, such as pimples, knobs, tungsten carbide pellets, etc. to excavate the soil S during the drilling. The cutting teeth 24 are sized to excavate the ground, so that the tube 12 is also used as a drilling tool, before being left in the ground. The steps of drilling and introduction of the tube into the soil are therefore carried out concomitantly (it is commonly spoken cased bore tool lost). According to an alternative embodiment, the soil is first drilled with an independent drilling tool, not intended to remain in place in the soil (in this case, it is called uncased drilling), and then, after drilling tool has been removed, the tube is introduced into the borehole thus drilled. In the example, the tubes 12 are, more particularly, cuffed tubes. Typically, a sleeve tube 12 is provided with openings 20 which are formed at different heights of the tube, as well as with flexible sleeves 22 which surround the sleeve tube 12 so as to seal the openings 20 when the pressure at The inside of the sleeve tube is less than or equal to the pressure outside the sleeve tube. These flexible sleeves 22 are arranged to deform outwardly to allow flow through the openings 20 when the pressure inside the sleeve tube is substantially greater than the pressure outside the sleeve tube. In the illustrated example, the openings 20 covered with flexible sleeves 22 are distributed over the distal portion of the tube, in particular on the last third of the tube 12.

25 Pour son introduction dans le sol, chaque tube 12 est relié, par son extrémité proximale 14, à des moyens 18 d'entraînement en rotation, qui comprennent ici un moteur hydraulique 19. Comme illustré sur la figure 2, chaque tube 12 est introduit dans le sol par son extrémité distale 16, en étant mis en rotation grâce aux 30 moyens d'entraînement 18. Chaque tube 12 est inséré sur la couronne (i.e. à la périphérie) du front de taille du tronçon RN-1 de rang N-1, en longeant sensiblement la partie supérieure de ce tronçon RN-1. Une fois en place, le tube 12 s'étend selon une direction définie dans un plan sensiblement axial et légèrement inclinée par rapport à l'axe principal A, par exemple d'un angle i3 compris entre 5° et 10°. L'inclinaison des tubes 12 par rapport à l'axe A du tunnel 10 permet le chevauchement des 3003 5 8 3 13 voûtes parapluie V successives du tunnel. Comme illustré sur la figure 1, chaque nouvelle voûte parapluie VN formée est pour ainsi dire encastrée ou emboîtée partiellement dans la voûte parapluie VN-1 du tronçon précédent.For its introduction into the soil, each tube 12 is connected, by its proximal end 14, to means 18 for driving in rotation, which here comprise a hydraulic motor 19. As illustrated in FIG. 2, each tube 12 is introduced in the ground by its distal end 16, being rotated by means of the drive means 18. Each tube 12 is inserted on the ring (ie at the periphery) of the face of size of the RN-1 section of rank N- 1, substantially skirting the upper part of this section RN-1. Once in place, the tube 12 extends in a defined direction in a substantially axial plane and slightly inclined relative to the main axis A, for example at an angle i3 of between 5 ° and 10 °. The inclination of the tubes 12 relative to the axis A of the tunnel 10 allows the overlap of the successive 3003 5 8 3 13 umbrella vaults of the tunnel. As illustrated in FIG. 1, each new umbrella vault VN formed is, as it were, embedded or partially fitted into the umbrella vault VN-1 of the preceding section.

5 Pendant le forage, un fluide de forage, de l'eau par exemple, est injecté par l'intérieur de chaque tube 12 et ressort dans le forage par l'extrémité distale du tube 12. Les débris excavés par les dents de coupe 24, mélangés au fluide de forage, sont évacués par l'extérieur du tube 12 à travers un espace étroit, habituellement de quelques millimètres 10 d'épaisseur, défini tout autour du tube (ci-après espace annulaire). Le forage est réalisé de manière à amener l'extrémité distale 16 de chaque tube 12 jusqu'à une profondeur prédéterminée à laquelle est située la zone de sol à consolider Z. Lorsque chaque tube 12 est en place, un coulis de scellement, 15 notamment un coulis de ciment, référencé ici CS, est introduit dans ledit tube 12 de la voûte parapluie VN, notamment à l'aide d'un tube obturateur simple 25 inséré dans chaque tube 12 comme illustré sur la figure 3. En s'échappant à faible pression par l'extrémité distale ouverte 16 et éventuellement les ouvertures latérales 20 du tube 12, le coulis de 20 scellement CS vient imprégner le sol autour du tube 12, combler l'espace annulaire, et ainsi sceller le tube 12 au sol et aux tubes 12 adjacents. Si nécessaire, en particulier si le coulis de scellement a souillé l'intérieur du tube, chaque tube 12 est nettoyé dans une deuxième étape (non représentée), par exemple à l'eau, de sorte que certaines au moins 25 des ouvertures 20 à la périphérie du tube 12 et à son extrémité distale 16 communiquent avec l'ouverture du tube à son extrémité proximale 14. Les tubes 12 de la voûte parapluie VN forment, une fois nettoyés, des tubes d'injection par lesquels un coulis de consolidation, référencé ici CC, va être injecté dans la zone de sol à activer (ci-après injection de 30 consolidation). L'injection de consolidation selon l'invention a pour objectif d'amener le sol de la zone à activer dans un état de contraintes différent de son état initial. En particulier, l'injection est destinée à précontraindre cette zone de sol avant qu'elle ne subisse les désordres (tassements, 35 décompression notamment) liés à l'excavation des tronçons précédents.During drilling, a drilling fluid, for example water, is injected from the inside of each tube 12 and exits into the bore through the distal end of the tube 12. The debris excavated by the cutting teeth 24 , mixed with the drilling fluid, are discharged through the outside of the tube 12 through a narrow space, usually a few millimeters thick, defined all around the tube (hereinafter annular space). The drilling is carried out so as to bring the distal end 16 of each tube 12 to a predetermined depth at which the soil zone to be consolidated Z is located. When each tube 12 is in place, a sealing grout, in particular a grout of cement, referenced here CS, is introduced into said tube 12 of the umbrella vault VN, in particular with the aid of a single obturator tube 25 inserted in each tube 12 as illustrated in FIG. 3. Escaping at low pressure by the open distal end 16 and optionally the lateral openings 20 of the tube 12, CS grout just impregnate the soil around the tube 12, fill the annular space, and thus seal the tube 12 to the ground and to adjacent tubes 12. If necessary, particularly if the grout has soiled the inside of the tube, each tube 12 is cleaned in a second step (not shown), for example with water, so that at least some of the openings 20 to 20 the periphery of the tube 12 and at its distal end 16 communicate with the opening of the tube at its proximal end 14. The tubes 12 of the umbrella vault VN form, once cleaned, injection tubes through which a consolidation grout, referenced here CC, will be injected into the soil zone to be activated (hereinafter consolidation injection). The aim of the consolidation injection according to the invention is to bring the soil of the zone to be activated into a state of constraints different from its initial state. In particular, the injection is intended to prestress this area of soil before it undergoes the disorders (settlements, decompression in particular) related to the excavation of previous sections.

3003 5 8 3 14 Sur la figure 14, on a par exemple illustré la courbe prévisionnelle de tassements du sol, à la surface du massif, à l'issue de l'excavation des tronçons jusqu'au rang N-1 et en l'absence de toute consolidation du sol. On observe, sur cette courbe, que les tassements T les plus importants 5 sont mesurés au droit des zones excavés et que l'amplitude de tassement décroît progressivement jusqu'à devenir quasi-nulle à une distance D du front de taille FN-1, en avant de ce dernier. La longueur LA des tubes 12 est choisie de sorte qu'au moins un orifice d'injection de chaque tube 12, prévu sur sa portion distale, est situé 10 dans la zone à activer Z dans laquelle les tassements liés aux travaux d'excavation du tronçon N sont évalués de façon théorique comme étant inférieurs à une valeur limite (valeur faible caractérisant une quasi-absence de tassements) en cas d'absence de consolidation préalable du sol. Dans l'exemple, la distance D est environ deux fois supérieure à la 15 longueur LT d'un tronçon. La longueur LA des tubes est donc choisie supérieure à deux fois et demi la longueur LT d'un tronçon, ici environ trois fois cette longueur. Chaque projet de construction fait l'objet de spécifications techniques en amont. Dans le cas d'un tunnel, un coefficient de perte de 20 volume maximal est usuellement fixé par contrat de façon globale, pour le tunnel ou pour une zone du tunnel. Ce coefficient de perte de volume, qui correspond au ratio entre le volume de la cuvette de tassement à la surface du massif et le volume théorique de terrain excavé pour le tunnel, caractérise le maximum de tassement admissible sur la longueur du tunnel 25 ou de la zone considérée. Par calcul, il est possible de déterminer la contribution de l'excavation de chaque tronçon de tunnel au tassement global, et, ainsi, de définir le coefficient de perte de volume correspondant à chaque tronçon particulier du tunnel.3003 5 8 3 14 In FIG. 14, for example, the predicted soil settlement curve, at the surface of the massif, at the end of the excavation of the sections up to the rank N-1 and at the absence of any soil consolidation. On this curve, it can be seen that the largest settlements T are measured at the excavated areas and that the settlement amplitude decreases progressively until it becomes almost zero at a distance D from the face face FN-1. in front of the latter. The length LA of the tubes 12 is chosen so that at least one injection orifice of each tube 12, provided on its distal portion, is located in the zone to be activated Z in which the settlements related to the excavation work of the section N are theoretically evaluated as being less than a limit value (low value characterizing a virtual absence of settlements) in the absence of prior consolidation of the soil. In the example, the distance D is about twice the length LT of a section. The length LA of the tubes is therefore greater than two and a half times the length LT of a section, here about three times this length. Each construction project is subject to technical specifications upstream. In the case of a tunnel, a maximum loss coefficient of volume is usually contractually set for the tunnel or tunnel area. This coefficient of volume loss, which corresponds to the ratio between the volume of the settlement basin on the surface of the massif and the theoretical volume of ground excavated for the tunnel, characterizes the maximum of settlements admissible over the length of the tunnel 25 or the considered area. By calculation, it is possible to determine the contribution of the excavation of each tunnel section to the overall settlement, and thus to define the volume loss coefficient corresponding to each particular section of the tunnel.

30 L'objectif de l'injection est de compenser, au fur et à mesure du creusement du tunnel, les tassements induits par l'excavation de chaque tronçon. Le traitement par injection est d'autant plus efficace qu'il est appliqué à la source des tassements, et qu'il comprend une composante préventive (précontrainte du sol).The objective of the injection is to compensate, as and when tunneling, the settlements induced by the excavation of each section. Injection treatment is all the more effective when applied to the source of settlements, and includes a preventive component (soil prestressing).

3003 5 8 3 15 A partir du coefficient de perte de volume correspondant à un tronçon du tunnel, on peut déduire un programme d'injection au niveau de ce tronçon, et notamment une consigne en volume et en pression, pour l'injection aux abords de ce tronçon. Chaque passe d'injection peut 5 être modélisée par un soulèvement. On peut ainsi déterminer, en général de façon automatique, une répartition optimale des points d'injections et des quantités de substance à injecter pour que les soulèvements théoriques liés à l'injection neutralisent les tassements théoriques liés à l'excavation.3003 5 8 3 15 From the volume loss coefficient corresponding to a section of the tunnel, it is possible to deduce an injection program at this section, and especially a volume and pressure set point, for the injection in the vicinity of this stretch. Each injection pass can be modeled by a lift. It is thus possible to determine, generally automatically, an optimum distribution of injection points and amounts of substance to be injected so that the theoretical uprisings related to the injection neutralize the theoretical settlements related to the excavation.

10 Dans certains cas, il pourra être prévu que la consigne d'injection au droit d'un tronçon de rang N+2, notamment en volume, soit atteinte en une seule phase d'injection dans les tubes de la voûte de pré-soutènement d'un tronçon de rang N, en amont de l'excavation dudit tronçon de rang N. Dans d'autres cas, il pourra être prévu que la consigne 15 soit atteinte en plusieurs phases d'injections successives, réalisées, dans les tubes de la voûte de rang N, à différents moments au cours de l'excavation du tunnel. Comme illustré sur la figure 5, le coulis de consolidation CC est donc injecté dans chaque tube 12 par l'intermédiaire d'un tube obturateur 20 double 26 qui est introduit dans le tube 12 afin d'isoler une ou certaines ouverture(s) 20. Comme cela est représenté sur la figure 5, lors du pompage du coulis de consolidation dans le tube à manchettes 12, l'augmentation de la pression du coulis CC dans le tube à manchettes 12 a pour effet d'ouvrir le 25 manchon ce qui permet au coulis de consolidation CC de s'écouler dans le sol S afin de traiter la zone Z. Dans une nouvelle étape illustrée sur la figure 7, le sol est excavé sous la voûte parapluie VN, sur une longueur LT inférieure à la longueur Lv de la voûte mesurée dans la direction axiale.In certain cases, it may be provided that the injection set point of a section of rank N + 2, especially in volume, is reached in a single injection phase in the tubes of the pre-retaining vault a section of rank N, upstream of the excavation of said section of rank N. In other cases, it may be expected that the instruction 15 is reached in several phases of successive injections, made in the tubes of the vault of rank N, at different times during excavation of the tunnel. As illustrated in FIG. 5, the consolidation grout CC is thus injected into each tube 12 via a double obturating tube 26 which is introduced into the tube 12 in order to isolate one or some opening (s). As shown in FIG. 5, when pumping the consolidation grout into the sleeve tube 12, increasing the pressure of the grout CC in the sleeve tube 12 has the effect of opening the sleeve allows the consolidation slurry CC to flow into the soil S to treat the zone Z. In a new step illustrated in Figure 7, the soil is excavated under the umbrella vault VN, on a length LT less than the length Lv of the vault measured in the axial direction.

30 Après excavation d'un tronçon de tunnel, on mesure généralement l'écart entre le tassement réel du massif de terrain au droit du tronçon excavé et la tolérance imposée par les spécifications techniques du projet et on ajuste le coefficient de perte de volume du tronçon et ceux des tronçons suivants pour tenir compte de cet écart dans la détermination 3003 5 8 3 16 des consignes d'injection. Le cas échéant, l'injection est complétée sur le tronçon concerné. Après l'étape d'excavation, et comme illustré sur la figure 7, des cintres 60 sont posés sur les parois latérales du tronçon de tunnel et le 5 tronçon est revêtu de béton 62, par exemple par la technique du béton projeté. Comme il ressort de la figure 7, il y a une continuité entre les différentes zones injectées le long des tubes 12 des voûtes de pré-soutènement successives. Le traitement du terrain est ainsi continu le long 10 du tracé du tunnel. Au préalable de la réalisation de la voûte parapluie VN destinée à renforcer la section supérieure du tronçon RN, il est courant de renforcer le front de taille FN-1 du tronçon RN-1 pour en limiter les déformations. Un premier mode de mise en oeuvre selon l'invention, permettant 15 un tel renforcement, est illustré sur les figures 8 à 12. Comme illustré sur la figure 8, des tubes, par exemple des tubes à manchettes 42, du même type que ceux décrits précédemment sont introduits dans le front de taille FN puis scellés au sol au moyen d'un coulis de scellement CS (le coulis de scellement venant remplir l'espace annulaire 20 entourant le tube d'injection). Les tubes d'injection 42 présentent une longueur avantageusement supérieure à 2,5 fois la longueur d'un tronçon. De cette façon, les tubes 42 permettent de consolider le front de taille mais également, dans une certaine mesure, la zone de sol à activer Z située au droit du tronçon de 25 tunnel de rang N+2. L'intérieur des tubes 42 est ensuite nettoyé, par exemple à l'aide d'une lance d'injection d'eau 41, puis, comme illustré sur la figure 9, un coulis de consolidation CC est injecté dans le sol, par les tubes 42, éventuellement au moyen d'un tube obturateur double 26.After excavation of a tunnel section, the difference between the actual settlement of the mass of land to the right of the section excavated and the tolerance imposed by the technical specifications of the project is generally measured and the coefficient of volume loss of the section is adjusted. and those of subsequent sections to account for this discrepancy in the determination of the injection instructions. If necessary, the injection is completed on the section concerned. After the excavation step, and as illustrated in FIG. 7, hangers 60 are placed on the side walls of the tunnel section and the section is coated with concrete 62, for example by the shotcrete technique. As can be seen in FIG. 7, there is continuity between the different zones injected along the tubes 12 of the successive pre-retaining vaults. The land treatment is thus continuous along the tunnel route. Prior to the realization of the umbrella vault VN for reinforcing the upper section of the section RN, it is common to strengthen the FN-1 face size of the section RN-1 to limit deformation. A first mode of implementation according to the invention, allowing such a reinforcement, is illustrated in FIGS. 8 to 12. As illustrated in FIG. 8, tubes, for example cuff tubes 42, of the same type as those previously described are introduced into the face FN face and then sealed to the ground by means of a sealing grout CS (the sealing grout filling the annular space 20 surrounding the injection tube). The injection tubes 42 have a length advantageously greater than 2.5 times the length of a section. In this way, the tubes 42 make it possible to consolidate the face-line but also, to a certain extent, the zone of soil to be activated Z located at the right of the tunnel section of rank N + 2. The inside of the tubes 42 is then cleaned, for example by means of a water injection lance 41, and then, as illustrated in FIG. 9, a consolidation grout CC is injected into the ground by the tubes 42, possibly by means of a double shutter tube 26.

30 Comme illustré sur la figure 10, les tubes 42 sont nettoyés une nouvelle fois et une armature en fibres de verre 44 est introduite dans chacun d'entre eux. Les tubes 42 sont ensuite retirés (figure 11), et l'armature 44 est scellée au sol au moyen d'un coulis de scellement CS, introduit autour de 35 l'armature 44 (figure 12).As illustrated in FIG. 10, the tubes 42 are cleaned again and a fiberglass reinforcement 44 is inserted into each of them. The tubes 42 are then removed (Fig. 11), and the frame 44 is sealed to the ground by means of a sealing slurry CS, introduced around the frame 44 (Fig. 12).

3003 5 8 3 17 Un deuxième mode de mise en oeuvre selon l'invention, permettant le renforcement du front de taille FN-i du tronçon de rang N-1, est illustré sur la figure 15. Selon ce mode de mise en oeuvre, un trou de forage 50 est tout 5 d'abord réalisé dans le front de taille FN, ledit trou de forage étant suffisamment large pour recevoir l'un à côté de l'autre, une armature 44 telle qu'un boulon en fibre de verre et un tube d'injection 70. Dans l'exemple illustré, le trou de forage 50 est un forage tubé à l'outil perdu. En d'autres termes, l'organe de forage est un tube de forage 52 qui est 10 conservé dans le sol lorsque, au cours d'une deuxième étape, l'armature 44 et, à côté d'elle, le tube d'injection 70 sont introduits dans le trou de forage 50. Dans l'exemple illustré, le diamètre du tube d'injection 42 est évidemment inférieur au diamètre du trou de forage 50 et du tube de forage 52 et la longueur du tube d'injection 70 est par ailleurs supérieure 15 à la longueur de l'armature 44. Dans ce mode de réalisation, le tube d'injection 70 est avantageusement réalisé dans une matière plastique, permettant sa destruction aisée lors de l'excavation du tronçon de rang N. Dans une troisième étape, le tube de forage 52 est retiré du trou de forage 50.3003 5 8 3 17 A second embodiment according to the invention, allowing the reinforcement of the FN-i face of the rank section N-1, is illustrated in FIG. 15. According to this mode of implementation, a borehole 50 is firstly made in the face-face FN, said borehole being sufficiently wide to receive one next to the other, a frame 44 such as a fiberglass bolt. and an injection tube 70. In the illustrated example, the borehole 50 is a cased bore to the lost tool. In other words, the drill member is a drill pipe 52 which is kept in the ground when, during a second step, the frame 44 and, next to it, the tube of injection 70 are introduced into the borehole 50. In the illustrated example, the diameter of the injection tube 42 is obviously smaller than the diameter of the borehole 50 and the drill pipe 52 and the length of the injection tube 70 is in addition greater than the length of the armature 44. In this embodiment, the injection tube 70 is advantageously made of a plastic material, allowing its easy destruction during the excavation of the rank of rank N. In a third step, the drill pipe 52 is withdrawn from the borehole 50.

20 Dans un quatrième temps, un coulis de scellement CS est injecté à travers le tube d'injection 70 pour sceller ledit tube d'injection 70 et l'armature 44 au sol. Le tube d'injection 70 est ensuite nettoyé, dans une cinquième étape.In a fourth step, a sealing grout CS is injected through the injection tube 70 to seal said injection tube 70 and the frame 44 to the ground. The injection tube 70 is then cleaned in a fifth step.

25 Enfin, dans une sixième étape, un coulis de consolidation CS est injecté dans le sol, à travers le tube d'injection 70. Selon une variante de mise en oeuvre adaptée au cas d'un terrain cohérent, le trou de forage 50 est réalisé à l'aide d'un outil de forage retiré avant l'introduction, dans le trou de forage 50, de l'armature 44 et du tube 30 d'injection 70. Du fait qu'il est cohérent, le sol se tient sans tubage.Finally, in a sixth step, a consolidation grout CS is injected into the ground, through the injection tube 70. According to an alternative embodiment adapted to the case of a coherent ground, the borehole 50 is made using a drill bit removed before the introduction, into the borehole 50, the frame 44 and the injection tube 70. Because it is consistent, the ground is held without casing.

Claims

REVENDICATIONS1. A method of consolidating a soil (S) surrounding a tunnel (10) excavated in sections (R1, RN, RN + 1, RN + 2, ...), wherein each section (R1, RN, RN + 1, RN + 2, ..-) of said tunnel (10) is surmounted by a pre-retaining vault (V1, VN, VN + 1, VN + 2, -.) Consisting of a plurality of tubes (12) sealed to the ground by a sealing grout (CS), and comprising the following steps: a) a plurality of tubes (12) are introduced into the ground (S) so as to form the pre-retaining vault (V1, VN + 1, VN + 2, ..-) corresponding to that desired for the tunnel (10), each tube (12) having an open proximal end (14) and at least a first outlet on its distal portion embedded in the floor (S), and b) a sealing grout (CS) is introduced into the floor, through said first outlet of said tube (12), so that the sealing grout (CS) seals the tube (12). ) on the neighboring ground, the method being characterized in that also takes the following step: c) after the sealing grout (CS) has hardened, a consolidation grout (CC) is injected into the soil (S) via said first outlet of said tube (12) or by at least a second outlet orifice formed on its distal portion.

2. Consolidation method according to claim 1, wherein, before step c), the inside of the tube (12) of the pre-retaining vault (V1, VN + 1, VN + 2) is cleaned in order to be able to inject the consolidation grout (CC).

3. Method according to claim 1 or 2, wherein: d) excave, in the space delimited by the tubes of the pre-retaining vault (V1, VN, VN-1-11 VN + 21 ...) , a section ..., RN, RN + 1, RN + 2, ..) of soil of length (LT) less than the length (Lv) of the vault (V1, VN, VN + 1, VN + 2, .. "), the tubes (12) constituting, on the excavated length (LT), a temporary protection structure, and e) the wall of the tunnel section (RN) is made.

4. The method of claim 3, wherein the steps a) to e) are repeated until the tunnel (10) is excavated along its entire length.

5. Method according to claim 3 or 4, wherein, after step d) of excavation of the tunnel segment (RN) of rank N, at least one tube (12) of the pre-retaining vault ( VN_n) of a section of rank Nn, n being between 1 and N-1, and a new injection of consolidation slurry (CC) into the soil (S), through said cleaned tube (12).

6. A method according to any one of claims 3 to 5, wherein the injection of consolidation slurry is carried out continuously during at least step d) of excavation.

7. Method according to any one of claims 1 to 6, comprising a step of predictive modeling of settlements (T) of the soil at the progress of the excavation.

8. Method according to claim 7, wherein the injection pressure and / or the volume of consolidation grout (CC) injected is determined as a function of the predicted settlements (T).

9. A method according to claim 7 or 8, wherein the unit settlement of the ground located at the right of a section (RN + 2) of rank N + 2 generated by the excavation of the stretch of tunnel (RN) of rank is evaluated. N, and the parameters of 3003 5 8 3 20 the injection made by at least one tube (12) of the pre-support vault (VN) of the section (RN) of rank N in the soil zone located at right section (RN + 2) of rank N + 2 so that the consolidation grout (CC) applies on the ground 5 injected constraints to neutralize said unit settlement.

The method of any one of claims 1 to 9, wherein the movement of the soil (S) during the injection step is continuously monitored, and the detection of a soil displacement amplitude greater than one predetermined value determines when the injection stops.

11. A method according to any one of claims 1 to 10, wherein the at least one tube (12) is a perforated tube, especially a sleeve tube.

12. A method according to any of claims 1 to 11, wherein each tube (12) has a length greater than 2.5 times the length (LT) of a section (R1, RN, RN-1-2). / ...) tunnel.

13.A method according to any one of claims 1 to 12, wherein the length (LA) of the tubes (12) of the pre-retaining vault (VN) of a section (RN) of rank N is selected from so that the soil zone injected by said tubes is situated axially in front of the section (RN + 1) of tunnel of rank N + 1. 30

14.Procédé according to any one of claims 1 to 13, wherein is drilled at least one borehole (50) in the face (F1, ..., Fry, FNA-1 / FN + 2, on has an injection tube (42) in said borehole (50), said injection tube (42) having an open proximal end 3003 and a least one outlet port on its distal portion sunk into the ground and a consolidate slurry (CC) is injected into the soil through said tube (42).

15. The method of claim 14, wherein the length of the injection tube (42) introduced in the face (FN) of a section of rank N is chosen so that the soil zone injected by said tube ( 42) is located axially in front of the tunnel section (RN + 2) of rank N + 2. 10

16. The method of claim 14 or 15, wherein a reinforcement (44), in particular a glass fiber bolt, is introduced into the borehole (50) drilled in the face of the face and the reinforcement is sealed (44). ) on the ground with a grout (CS).

17. A process according to claim 16, wherein after injection of the consolidation slurry (CC) into the soil through the injection tube (42) inserted into the cutting edge (F1, ..., FN, FN + 1, FN + 2, the reinforcement (44) is inserted inside the injection tube (42), the tube (42) is removed, and the reinforcement (44) is sealed on the ground by means of sealing grout (CS).

18. The method of claim 16, wherein the injection tube (42) and the armature (44) are inserted into the borehole (50) side-by-side in the radial direction of the borehole (50). ), a sealing slurry (CS) is injected into the ground to seal said injection tube (42) and the frame (44) to the ground, and the consolidation slurry (CC) is injected into the soil through the injection tube (42).