Creusement des tunnels au Caire par tunnelier à pression de boue : observations et simulation numérique

= Excavation of tunnels in Cairo by Slurry Tunneling Machine : observations and numerical modelisation

• Auteur / Autrice : Mohamed Maghazi
• Direction : Richard Kastner
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : URGC - Unité de Recherche en Génie Civil (Lyon, INSA)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tunnels -- Conception et construction

Résumé

Cette recherche porte sur l'intéraction entre le creusement d'un tunnel et son incidence sur l'environnement bâti, avec comme support le chantier du métro du Caire. Les analyses s'appuient sur l'ensemble des observations effectuées in situ, tant sur le tunnel qu'en surface. Par ailleurs, ces observations de base ont été complétées par la mise en place de plots de mesure plus complets, utile notamment lors du creusement en certains points particuliers du tracé. L'analyse de ces données a permis de mettre en évidence l'incidence de divers paramètres de fonctionnement du tunnelier (vitesse, pression au front, pression d'injection, tracé) sur la qualité de la maîtrise des tassements de surface. En référence aux problèmes observés sur le chantier, la stabilité du front de taille a été examinée par calcul numérique. Des simulations numériques en 2D et 3D ont permis de cerner l'incidence des paramètres tels que le niveau de pression, la nature du fluide de soutènement, la pénétration du cake de bentonite, sur les pertes de volume et la stabilité. En fin l'ensemble de ces données expérimentales est utilisé comme référence pour l'analyse critique des approches en modélisation numériques de l'interaction bouclier terrain. On a mis ainsi en évidence les effets des divers paramètres du creusement et pilotage du tunnelier sur les mouvements de surface et en profondeur. L'ensemble des observations confrontées aux simulations numériques par différence finies 2D ont permis de mettre en évidence les possibilités limites des différentes approches 2D.

This research relates to the interaction between the excavation of a tunnel and its incidence on the sail movements, with reference to the Cairo Metro construction. The analyses are based on the whole of the observations effected in situ, as well on the tunnel as on the surface. In addition, these basic observations have been completed by the installation of more complete, instrumented sections at special points of the layout of the tunnel. The analysis of these data made it possible to highlight the influence of various parameters of the tunneling operation (speed, face pressure, pressure of injection, trace) on the quality of settlement control. In reference to the problems observed on the site, the face stability has been examined by numerical calculations. Numerical modeling in 2D and 3D made it possible to determine the incidence of the different parameters such as the level of pressure, the nature of the slurry under pressure, the penetration of bentonite cake, on the ground lasses and stability. Finally these experimental data are used as a reference for the critical analysis of the different numerical approaches in modeling of the interaction between the shield and the ground. We highlighted also the effects of the various parameters of the excavation and piloting of the shield on the movements at surface and in-depth. The confrontation between these observations and the numerical modeling by the 2D finite difference enabled to highlight the limits and the possibilities of different approaches in 2D.