Technologie de pointe dans les tunnels
2003/02/01 Kortabarria Olabarria, Beñardo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
Les tunnels sont des œuvres de caractère très spécial, car la plupart du temps il s'agit d'œuvres souterraines. Les tailles peuvent être grandes, comme celles de la Manche, avec de nombreux kilomètres de 6-8 mètres de diamètre, moyennes ou très petites, au point que les humains ne peuvent pas entrer. Dans les villages et les villes, les tunnels peuvent être une occasion d'améliorer les voies de transport ou d'améliorer le service d'égouts et d'eau.
Avant de commencer l'exécution des tunnels, il est nécessaire de réaliser des études exhaustives du sol, notamment pour connaître le type de terrain sur lequel on va trouver et voir s'il y a de l'eau souterraine ou non. En fonction des caractéristiques du terrain, de l'existence ou non d'eau souterraine et de l'utilisation à donner au tunnel, le système d'exécution du tunnel est déterminé.
Si le terrain est stable, les travaux de forage peuvent être réalisés mécaniquement. Si de grandes quantités d'eau souterraine ne sont pas trouvées dans les prospections réalisées avant de commencer à être construites, dans la plupart des cas, il n'est pas nécessaire de pressuriser les zones où l'œuvre sera réalisée. Si la présence d'eau est détectée, par contre, ces zones sont pressurisées pour empêcher l'eau d'atteindre les zones de travail.
Tant pour la construction de grands tunnels routiers que pour la voie ferrée, lorsque le terrain est stable, les travaux de forage peuvent être réalisés en machine. Ces machines sont appelées TBM ( Tunnel Boring Machine ). Ce sont des machines qui percent tout l'avant du tunnel. La vérité est qu'il s'agit d'un train formé de plusieurs machines, chacune avec son propre moteur, qui leur permet de se déplacer sur la voie. À l'avant, les TVD ont une tête tranchante. Cette tête tourne et tire en arrière tout ce qui perce et brise la roche. Derrière la tête tranchante, il est caché. En plus d'offrir une protection, par le bouclier est placé la couverture du tunnel. Pour cela, à l'abri, malgré la pénurie d'espace, on dispose de l'équipement nécessaire pour déplacer et placer les bougies. Le travail n'est pas facile, car les bulletins sont généralement des pièces de plus d'une tonne.
le voir sur la maquette, en raison de la taille de la machine, à l'intérieur il y a de nombreuses places tant pour les opérateurs que pour les utiles.
Certaines des caractéristiques les plus remarquables de cette machine sont:
8.430 millimètres.
9.070 millimètres.
9.330 millimètres.
8.830 millimètres.
coupe: 2.000 kW.
Capacité électrique de la machine à tunnels: 4.000 kVA.
Avec ce type d'outils, les bougies des anneaux de revêtement sont placées en position, pouvant être remplies entre les anneaux avec du lait de chaux. À son tour, l'outillage caché renvoie tout le sable extrait du trou. On cache également les moteurs électriques et les pompes hydrauliques qui actionnent le mouvement de la tête rotative et déplacent les outils qui placent les bougies en position.
Quand la terre n'est pas stable, c'est-à-dire ne peut pas être cachée, elle est forée autrement. Dans ces cas, des machines coupantes sont utilisées à l'avant du tunnel. Les débris tombent sur le sol et ramassent les pelles et les transportent sur des camions. Cette technique permet de construire des tunnels qui n'ont pas de section circulaire. Dans
ces cas, il est nécessaire de couvrir le tunnel à mesure qu'il avance, car le terrain n'a pas assez de résistance pour rester complet sans couverture. La chute des toits et des murs des tunnels en cas de non-couverture est très facile, ce qui rend les accidents fréquents. Les revêtements sont réalisés en béton, soit par des structures préfabriquées soit par des structures métalliques situées dans le tunnel lui-même.
Quand la terre est très dure, de roche dure, le front s'ouvre généralement par une explosion: on fait de petits trous, on place l'explosif et on étend le trou. Ensuite commencent les travaux de construction du tunnel. Cela dit, le travail semble simple, mais la quantité d'explosifs nécessaire est très difficile. En fait, si vous réussissez, vous obtenez des roches de bonne taille qui tombent là où il est nécessaire. Cela facilite l'extraction de tous ces débris. Dans les tunnels de roche dure, la plupart du temps, il n'y a pas de couverture, mais ils sont coupés pour qu'ils aient une surface grattée. Toutefois, dans le cas où la roche est facilement fracturée et qu'il existe un risque de décollement de fragments de roche, les revêtements sont réalisés en béton préfabriqué.
Le choix de l'un ou de l'autre système de construction de tunnels ne dispense pas de l'importance de réaliser des accès adéquats tant pour l'entrée de matériel de travail que pour l'évacuation de débris. Le manque d'espace est souvent l'un des plus grands inconvénients de la construction de la tunnel, car il est généralement limité à l'avant et la possibilité d'effectuer d'autres travaux dans le tunnel n'est généralement pas excessive.
Percer ou exploiter ?
L'équilibre entre temps et sécurité a conduit pendant de nombreuses années à un débat ouvert sur la fabrication de tunnels, quel est le meilleur système de construction de tunnels? Le débat a été entre partisans et détracteurs de l'utilisation de machines de forage pour la construction de tunnels.
Quant à la sécurité du personnel qui va faire le tunnel, il semble clair que l'utilisation des machines de construction de tunnels est beaucoup mieux. En fait, dans des tunnels ouverts et de grands diamètres, les accidents et les affaissements sont relativement fréquents.
TVD dans de longs tunnels
Les plus longs tunnels du monde de grande section ont été construits pour les routes et les routes. Les tunnels hydrauliques peuvent également être longs, mais ils ont généralement une section beaucoup plus petite. Jusqu'à la fin du tunnel de Seiki au Japon, la plupart des grands tunnels du monde, sauf ceux de La Mancha, ont été construits sans machine de tunnels, perforés et provoqués par l'explosion. Cependant, le tunnel de Seikan a servi à modifier la construction des tunnels.
Au Japon, il y a eu beaucoup de problèmes avec des perforations et des explosions. Les projets de construction des grands tunnels qui ont été lancés depuis lors sont réalisés avec de gigantesques machines de tunnels. Le nouveau Gotemá, deux tunnels de 57 kilomètres, le nouveau Loetschberg, deux tunnels de 45 kilomètres, Guadarrama, deux tunnels de 30 kilomètres, Mont Cenis Lyon-Torino, deux tunnels de 45 kilomètres, et, en général, les foreuses géantes pour la construction de grands tunnels ferroviaires et tunnels à grande vitesse. Par conséquent, les machines de tunnels sont imposées.
Ceux du canal de la Manche sont l'un des plus grands tunnels construits avec des machines à tunnels et l'un des plus construits au monde, même si dans la construction 10 ouvriers ont été tués. Comme on le sait, le canal est formé par trois tunnels, deux de neuf mètres de diamètre pour le train, dont un tunnel de service de six mètres de diamètre. Le travail de construction de chacun de ces tunnels a été divisé en deux parties, la française et l'anglaise.
Chacune de ces parties a été divisée en deux autres, la marine et la terrestre, de sorte que le projet a été construit en 12 parties. Cependant, dans la construction des tunnels, seuls 11 tunnels ont été utilisés, puisque deux tunnels de la terre française, de plus de 17 kilomètres, ont été forés avec la même machine. Dans le travail de La Mancha, les Anglais ont utilisé des machines ouvertes pour fabriquer des tunnels et les Français ont utilisé des machines fermées pour construire des tunnels. Les Anglais ont percé une moyenne de 800 mètres par mois, tandis que les Français en ont fait 700. En fait, les tunnels ouverts sont plus rapides que les tunnels fermés, car pour pouvoir continuer à percer, ils n'ont pas besoin de placer un anneau.
Logiquement, lors du forage, en plus du type de machine, les caractéristiques du terrain ou de la roche ont une grande importance, car en fonction de cela, il faudra choisir un système de forage ou un autre.
Selon les experts, les tunnels sont seulement rentables lorsque les tunnels sont longs. Ce type de machines est fait sur commande et prend un an pour devenir un seul. Cet argument a souvent été mentionné par les partisans d'utiliser des systèmes à front ouvert pour la construction de tunnels. Cependant, il semble que le débat arrive à la fin.
Souterrain mais sûr
Les accidents survenus dans les tunnels européens ces dernières années, avec de nombreux blessés et morts et de lourdes pertes économiques, ont révélé la nécessité de systèmes de sécurité et de sauvetage efficaces dans les tunnels. À ce jour, le facteur de sécurité n'a pas joué un rôle majeur dans la conception des tunnels. La possibilité d'accidents n'était pas envisagée, les systèmes de sécurité et de sauvetage étaient donc rares. L'accident survenu en mars 1999 dans le tunnel du Mont Blanc a montré la nécessité de commencer à faire les choses autrement.
En fait, la technique de construction de tunnels a beaucoup progressé. Cela a permis de construire des tunnels de plus en plus longs et avec une plus grande densité de trafic, surtout pour les camions. Par conséquent, les chances d'accident sont également plus élevées. L'expérience a montré que les accidents dans les tunnels sont graves.
Les pays de la zone alpine sont ceux qui ont le plus avancé pour concilier tunnelerie et sécurité en raison des accidents les plus terribles: France, Suisse, Italie et Allemagne. Lors de l'accident du Mont-Blanc, ces quatre pays ont constitué une commission de sécurité pour analyser l'état des longs tunnels. Ce comité a publié un rapport qui a conclu que, en matière de sécurité, les tunnels des Alpes avaient beaucoup à améliorer. Suite à ce rapport, le gouvernement français a complètement modifié la réglementation des tunnels, établissant la sécurité comme priorité. En outre, un groupe de travail sur la sécurité dans les tunnels a été constitué et se réunit tous les deux ans en France. Le tunnel rénové du Mont Blanc ( http://www.atmb.net/ ) est l'exemple le plus clair qui change les choses.
Cependant, il n'y a pas trop d'accidents dans les tunnels. Le nombre d'accidents sur les autres routes est beaucoup plus élevé. Les accidents dans les tunnels ne représentent pas un tiers du total. La plupart des accidents survenus dans les tunnels sont dus à des collisions avec les parois latérales et les voitures devant ou derrière. Dans les tunnels à double direction, les chocs frontaux sont également relativement fréquents. Si un incendie n'a pas lieu dans ces accidents, si un déversement de substances dangereuses n'a pas lieu… l'accident n'aura pas de grand impact, mais lorsque des catastrophes surviennent, la société est perturbée. Les experts assurent que si 20 accidents se produisent en dehors des tunnels et 20 personnes meurent, rien ne se passe, mais si dans un seul accident survenu dans le tunnel on parle de 20 personnes…
Malgré cela, de plus en plus de mesures sont prises pour assurer la sécurité des tunnels.
Arcenes et trottoirs Ils
sont obligatoires dans tous les nouveaux tunnels. Les accotements auront une longueur minimum de deux mètres et les trottoirs d'un mètre et demi. Dans les tunnels à double sens de plus de 300 mètres, avec les camions défectueux à leur bord, ils devront être suffisants pour traverser deux véhicules sans obstacles.
Les zones de protection pour les personnes doivent avoir une capacité de 50 à 100 personnes. À ce jour, ils ont été placés entre 700 et 1000 mètres, mais sont actuellement placés à 500 mètres des 350. Pour recevoir des messages externes, vous devez disposer d'enceintes et d'écrans de télévision. En outre, ils doivent être prêts à rester longtemps. Ces zones de protection disposent d'un système de ventilation indépendant, indépendant du système de ventilation du tunnel. Selon les nouvelles réglementations, les zones de protection doivent pouvoir sortir à l'extérieur via les voies d'évacuation.Niches de sécurité et d'incendie Ce sont des trous de plus de
deux mètres de haut, dotés de réflecteurs lumineux, tableaux électriques, supports de secours et extincteurs. Ils seront situés à une distance de 200 mètres des deux côtés du tunnel.Parkings d'urgence En cas
de panne ou d'accident, les tunnels sont situés à droite de la direction de la circulation. Ils doivent permettre l'entrée de longs camions.Les fuites de personnes sont
des galeries qui doivent permettre la sortie directe vers l'extérieur du tunnel. Lorsque cela n'est pas possible directement, ils peuvent lier avec des tunnels de ventilation ou de faux plafonds, dans la mesure du possible leur sortie.Tunnels d'évacuation
directe à l'extérieur du tunnel.Divers équipements
Réseau d'eau incendie, systèmes d'air comprimé et systèmes de récupération des déversements.Fosse de sécurité dans le tunnel du Mont Blanc.ATMBPortes thermiques Ce
système de sécurité a été utilisé pour la première fois dans le tunnel de Fréjus entre la France et l'Italie après l'accident du Mont Blanc. Il a donné de très bons résultats. L'objectif du système est de contrôler si les camions entrant dans le tunnel sont surchauffés. Pour cela, avant l'entrée du tunnel, une zone d'arrêt de camion a été activée. Là on fait passer par la porte thermique et avec l'aide de l'informatique on réalise le scanner du camion. Les capteurs thermiques installés à la porte permettent d'obtenir la carte de la température du véhicule. Contrôle des pneus, plaquettes de frein, moteur, cabine du conducteur, etc.Le système
de signalisation est essentiel pour assurer la sécurité du trafic. L'utilisateur est informé de l'emplacement des zones de protection, localisation des fosses murales ou incendie, arrêt, vitesse à laquelle il peut circuler… Des feux de signalisation, des panneaux de messages, des barrières de fermeture du tunnel, des feux d'alarme, des peintures réfléchissantes menant aux voies d'échappement, etc. sont placés.La ventilation est d'une grande importance dans l'utilisation
habituelle des tunnels, tandis que dans le cas d'incendies, le système de ventilation approprié est indispensable. En outre, plusieurs systèmes sont nécessaires : le tunnel naturel, obtenu par ventilateurs, systèmes de ventilation d'échappement, etc.Communications Leur
importance réside dans le fait qu'ils servent les utilisateurs à indiquer à tout moment l'état du trafic du tunnel. Elle implante et utilise actuellement des systèmes de téléphonie, de télévision et de radio.Le système de
contrôle utilise des circuits fermés de télévision et des systèmes automatiques de détection d'accident. Dans les tunnels, des caméras de télévision peuvent être installées et surveillées depuis la salle de contrôle. Il sert principalement pour le contrôle du trafic. Le système automatique de détection d'image vise à détecter en temps réel les incidents possibles sur le trafic. Ce système est basé sur les techniques de traitement numérique des images.Détecteurs d'incendie
Des détecteurs de fumée, des détecteurs de chaleur et des détecteurs d'incendie à la télévision sont utilisés.
Pour que les tunnels soient de plus en plus sûrs, la situation du sol, la densité de trafic, l'existence de nombreuses ou peu de courbes, l'éclairage contre la claustrophobie… sont des facteurs à prendre en compte et nécessaires parce que, malgré les quelques accidents, ceux des tunnels sont un accident dramatique.
Tunnels plus longs
Le plus long tunnel routier au monde est celui de Saint-Sébastien, en Suisse, qui est devenu célèbre par l'accident de 2001. Il a ouvert ses portes en 1980 et a 16,3 kilomètres. En Suisse se trouvent également les deux tunnels de Seelisberg, avec 9 kilomètres chacun. Celui d'Arlberg, en Autriche, a 13,973 kilomètres; celui de Fréjus entre la France et l'Italie, 12,8 kilomètres; celui de Mont-Blanc, qui unit les deux pays, 11,6 kilomètres. En outre, trois tunnels japonais sont inclus dans la liste des plus longs: Tunnel Kan-etsu à 10,86 kilomètres, Asa à 8,6 kilomètres et Ena-San à 8,4 kilomètres.
Les tunnels les plus longs des voies sont situés au Japon, Seika avec 53,9 kilomètres et Dai Shimizu avec 22,23 kilomètres. Un des plus grands tunnels d'Europe sont ceux des Alpes et des Apennins : Simplon Suisse de 19,8 kilomètres; le tunnel des Apennins qui relie Florence à Bologne; le Mont Cenis des Alpes de 13,6 kilomètres; le Gothard de 15 kilomètres; le tunnel de Lötschberg de 14,6 kilomètres, etc.
Un peu d'histoire L'histoire des tunnels et des mines commence à la fois. La plus ancienne mine du monde est 40.000 ans avant JC, située sur la colline de Bomvu, au Swaziland. Cette mine était utilisée pour l'extraction d'hématites. Les premiers tunnels s'ouvraient avec le feu. Là où ils devaient commencer à troubler, il faisait feu et s'éteignait soudainement avec de l'eau. Ainsi, en raison de la variation de la température, la roche se fissurait et, par conséquent, ils pouvaient commencer à travailler. Il y a environ 2500 ans, l'architecte Eupalinos a construit un tunnel de plus d'un kilomètre de long menant à la ville grecque de Samos. Ses hommes ont travaillé des deux côtés et se sont retrouvés au centre. Personne ne sait ce que fit le grec alors qu'ils travaillaient pour que le tunnel ne se remplisse pas d'eau, mais avec une pente adéquate il réussit à transférer l'eau du mont Kastron à la ville. Des années plus tard, 35 ans avant le Christ, près de la ville de Naples, ils ont ouvert un tunnel de 1500 mètres de long et 4 mètres de large. Il existe d'autres exemples de l'ancienne tunnelerie, comme les mines d'or ouvertes au temps de Trajan (98-117), Lugo (Montefurado) et León (Las Medulas). Tunnels de construction de canaux XII. Elle commença à être fabriquée au XXe siècle en France avec le canal du Midi. Bien qu'il y ait déjà beaucoup de techniques avancées (à noter qu'au temps des Eupalins, on n'avait même pas fait l'envoi du tunnel), la révolution de la tunnelle était sur le point d'arriver. Cela XIX. C'est au XVIIIe siècle que l'ingénieur britannique Marc Isambard Brunel eut l'idée d'utiliser une protection cylindrique équivalente au tunnel pour protéger les travailleurs de la fabrication de tunnels. Comme ils ont été forés, ils ont pris le cylindre en avant et ils pouvaient ainsi sortir le sol. Après les foreurs, les tailleurs de pierre construisaient le mur du tunnel. Cette technique fut utilisée pour la première fois dans un tunnel sous la Tamise en 1843. Sans doute, l'avancée a été remarquable, car jusqu'alors il n'y avait aucune protection dans la fabrication de tunnels. Autour de lui, le tunnel du port de Lizarraga est de la même manière, car il a commencé à être construit en 1853 et s'est terminé en 59. Pour l'industrie tunisienne, l'apparition du train était plus importante que l'outil de l'ingénieur Brunel. Les trains n'aiment pas monter et descendre, ni se déplacer sur des parcours pleins de courbes. Ainsi, pour l'industrie du pont et de la tunnelerie, XIX. La seconde moitié du XXe siècle fut plus prospère que prospère. Les grands tunnels des Alpes, comme Mont-Cenis, San Gotardo ou Simple, sont de cette époque. Dans les années à venir, la fabrication de tunnels a de grands défis. Les trains à grande vitesse ou les trains souterrains urbains nécessitent des routes aussi plates et droites que possible. C'est pourquoi la tunnelerie est en plein essor. |
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