Travaux d'injection PRA canal Saint-Denis, Paris XIX Terminus Technique EOLE à l'Ouest (phase 2) - CFGI
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www.cfgi-geologie.fr WEB-CONFERENCE CFGI Travaux d’injection La dissolution naturelle PRA canal Saint-Denis, Paris XIX du gypse dans le contexte Terminus Technique EOLE à l’Ouest (phase 2) des grands travaux en Ile- de-France 17 juin 2021 Séance technique CFGI 17/06/2021 Manuel Hocdé, setec terrasol setec terrasol 1
Séance technique du CFGI, 17/06/2021 « La dissolution naturelle du gypse dans le contexte des grands travaux en Ile-de-France » Travaux d’injection, Pont Rail sur le canal Saint-Denis (Paris XIX) Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 2
Sommaire 1) Contexte général de l’opération TTEO phase 2 2) Caractérisation de l’aléa karstique (gypse antéludien) / Enjeux conception OA 3) Suivi et contrôle des travaux d’injection en phase EXE Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 3
1) Présentation générale – Localisation Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 4
1) Présentation générale – Projet & acteurs MOA MOE(E/TVX) Groupement d’ENT Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 5
1) Présentation générale – Zoom sur le site (1/2) extrémitéOA9 (phase 1) Quai / berge Gironde Tram T3 Quai Gironde Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 6
1) Présentation générale – Zoom sur le site (2/2) Quai / berge Charente Quai Charente Berge Charente Séance technique CFGI Zone OA11 (à l’Est du PRA existant) 17/06/2021 setec terrasol 7
1) Présentation générale – Programme de travaux Etat initial Projet OA9-10 OA10 OA11 OA11 Séance technique CFGI OA10 17/06/2021 OA9-10 setec terrasol 8
1) Présentation générale – Zoom PRA OA10 Culée C0 Pile P1 Pile P2 Culée C3 7p Ø1,0 m 72 µ-p Ø0,25 m 64 µ-p Ø0,25 m 4p Ø1,0 m type IV type IV Séance technique CFGI 17/06/2021 … discret mais « élégant »… setec terrasol 9
1) Présentation générale – Repères planning ‘Conception’ ACT EXE (OS Travaux : janvier 2018) AVP-PRO : juin 2014 – mai 2015 / [Auditions [G4 terrasol, OA prov./déf.] [Tvx voies, épreuves, …] Assemblage DCE v2 : décembre 2016 27-28/07/17] 2019 Oct. – Janv. 19 Sept. – Févr. 20 Injections (IGC) Micropieux P1/P2 2014 … 2016 2017 2018 2020 2021… Avr. – Oct. 18 Avr. 19 Mai 20 Livraison (?) Parois mixtes Pieux C0/C3 Pose des arcs 15/03/2015 27/06/2020 Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 10
1) Présentation générale – Contexte géol./géotech. C0 P1 P2 C3 Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 11
2) Caractérisation de l’aléa karstique – Analyse globale Identification de la morphologie du karst gypseux : nature, position, extension des anomalies et évolutivité / Enjeu : guider les choix de conception des OA 1 – Analyse bibliographique, reconnaissances d’archives TTEO phases précédentes (OA1 à OA9) Source : BRGM 2 – Campagne de reconnaissances complémentaires spécifique, analyse combinée (SC, SD, RAN) [A] : Examen des carottes + profils RAN : indices sur la nature du karst (présence de gypse résiduel, zones de recristallisation, …), appréciation du risque d’évolutivité [B] : Analyse des sondages destructifs : appréciation du comportement mécanique (dans son état actuel) Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 12
2) Caractérisation de l’aléa – [A] A : Examen des carottes + profils RAN : indices sur la nature du karst (présence de gypse résiduel), appréciation du risque d’évolutivité SC203 – Profil Gamma-ray Calcaire de Saint-Ouen Marnes et Caillasses Sables de Beauchamp Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 13
2) Caractérisation de l’aléa – [B] B : Analyse des sondages destructifs : appréciation du comportement mécanique (dans son état actuel) Exemple d’analyse pour la formation des Marnes et Caillasses Analyse locale (par sondage) et globale à l’échelle de la zone Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 14
2) Caractérisation de l’aléa – Conclusions (1/2) Marnes Infragypseuses (MIG) Aucune trace probante d’anomalies Evolution spontanée du karst n’est pas à craindre Calcaire de Saint-Ouen (CSO) Aléa karstique modéré : présence sporadique de vides francs / anomalies très décomprimées d’extension verticale modeste (HVe ~50-70 cm) Anomalies concentrées au niveau des bancs calcaires durs mais ‘cariés’ basaux (Ducy) et sommitaux (banc de Couronne) Traces de gypse résiduelles, crainte d’une légère évolution du karst par dissolution Sables de Beauchamp (SB) Possible altération de la base du faciès médian, peu fréquente et d’extension limitée (sans mise en évidence de vides francs) Traces de gypse résiduelles, « noyées » dans une matrice argileuse Risque d’évolution de la morphologie karstique faible – à noter quand même : baisse de la compacité des SB lorsque des anomalies ont été identifiées dans les MC sous-jacentes Marnes et Caillasses (MC) Siège d’un fort aléa karstique : Identification de vides francs HVe plurimétriques (≤ 3 m) concentrés sur le tiers central de la formation Identification d’anomalies très décomprimées HVe plurimétriques (≤ 5 m) concentrés sur le tiers central de la formation Identification de gypse résiduel en horizon massif (épaisseurs cumulées plurimétriques) Ces indices sont le signe d’un karst jeune à mature, donc susceptible d’évolution Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 15
2) Caractérisation de l’aléa – Conclusions (2/2) Risques : écroulement cavité > remontée de fontis, développement de nvx vides (dissolution, entrainement hydromécanique), difficultés de réalisation des fondations (pertes boue, surconsommations béton), dysfonctionnement des fondations (perte de capacité portante/raideur) Soutènements (OA9-10, OA11) : risques liés à des dissolutions profondes jugés acceptables pour les murs + mise en cohérence avec reste des OA1 à 9 (non traités) Cas particulier PRA OA10 : Très forte sensibilité OA aux déplacements Difficultés d’intervention a posteriori en cas de désordres Réalisation systématique d’injections de comblement/clavage (selon spéc. IGC) Zone « C0/P1 » Zone « P2/C3 (+OA11) » dans l’emprise des appuis de l’ouvrage Traitement ponctuel du CSO (BC-Ducy) Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 16
3) Suivi d’EXE – Campagne d’injections Campagne d’injections « IGC » : 114 (+ 4) forages, 4 724 ml Comblement/clavage dans « la masse » Forage / Remplissage Clavage Traitement Traitement ciblé (CSO, BC & Ducy) Equipement (injections TAM) (comblement) (obturateur tête) (forages ~55 m) 7j max. 7j min. 2j 0,8 - 1,1 m3/h 10 - 15 m3/h 1,5 m3/h (forages ~20 m) Résurgence 5m3 max./24h 5m3 max./24h (10m3 max./24h) Pmax 0,5 – 0,7 MPa 200 – 250 l max./manchette Pmax 1 MPa Maille cible de 5 m x 5 m (y.c débord 5 m) conforme spec. IGC Forages en Ø150 mm (possibilité de réalésage en Ø200 mm si difficultés d’équipement) Coulis Coulis Séance technique CFGI Rc28 ≥ 1,5 MPa Rc28 ≥ 3,0 MPa 17/06/2021 setec terrasol 17
3) Suivi d’EXE – Campagne d’injections Implantation ‘‘complexe’’ : exemple côté C0-P1 (ouest) TAM PVC Crépiné Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 18
3) Suivi d’EXE – Campagne d’injections Fabrication coulis Forage Ø150 mm, à l’eau Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 19
3) Suivi d’EXE – Campagne d’injections Pompe et obturateurs (doubles) pour injection des TAM Centrale d’injection TAM (Ø50 mm) Séance technique CFGI 17/06/2021 Tubes PVC crépinés (Ø60 mm) setec terrasol 20
3) Suivi d’EXE – Campagne d’injections Exploitation « au fil de l’eau » des diagraphies de forage (≠ sondages géo.) Nécessité d’étalonnage des machines : essais de chute systématiques par jour et atelier (en tête et en pied) Indice de Somerton (réduit) ≈ Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 21
3) Suivi d’EXE – Campagne d’injections Diagraphies forage / Zonage (C0, P1, P2, C3), exemple sous-zone « P1 » VlA (m/h) - moy. glissantes (30cm) PI (bar) - moy. glissantes (30cm) Indice de décompression : e-VIA Indice de décompression : e-Sommerton moyennes glissantes (30cm) moyennes glissantes (30cm) 50 50 50 50 RB+ Très décomprimé Peu décomprimé Très décomprimé Sain (ou très lgrt Peu décomprimé Sain (ou très lgrt décomprimé) Décomprimé décomprimé) Décomprimé MIG + 40 40 40 40 SM 30 30 30 30 CSO Cote NGF 20 20 20 20 SB 10 10 10 10 0 0 0 0 MC -10 -10 -10 -10 0 200 400 600 800 1000 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 CG VIA = vitesse instantanée d’avancement / PI = pressions d’injection / e-VIA = indice de Pas de continuité/propagation des anomalies Séance technique CFGI décompression basé sur les rapports de vitesses d’avance (Toulemont) / e-Som = indice de 17/06/2021 décompression basé sur l’exploitation de l’indice de Somerton en toit de MC vers les SB (remontée de fontis) setec terrasol 22
3) Suivi d’EXE – Campagne d’injections Diagraphies forage / Zonage (C0, P1, P2, C3), exemple sous-zone « P2 » VlA (m/h) - moy. glissantes (30cm) PI (bar) - moy. glissantes (30cm) Indice de décompression : e-VIA Indice de décompression : e-Sommerton moyennes glissantes (30cm) moyennes glissantes (30cm) 50 50 50 50 Très décomprimé Peu décomprimé Très décomprimé Sain (ou très lgrt Peu décomprimé RB+ Sain (ou très lgrt décomprimé) Décomprimé décomprimé) Décomprimé 40 40 40 40 MIG + SM 30 30 30 30 CSO Cote NGF 20 20 20 20 SB 10 10 10 10 0 0 0 0 MC -10 -10 -10 -10 0 200 400 600 800 1000 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 CG Séance technique CFGI Forage 81 => suspicion d’interception sondage ancien 17/06/2021 (idem forage 92 zone C3-OA11) setec terrasol 23
3) Suivi d’EXE – Campagne d’injections Bilan des injections (comblement/clavage/traitement) Campagne de forages TTEO 2018 Comblement Clavage Totaux comblement + clavage Injections de Ratio moyen traitement (CSO) Zone Qté Vmoy / V total Vmoy / V total V total comblement Vmax Vmax Vmoy Vclav forages forage comblement forage clavage + clavage /Vcombl Vmoy. Vtot. - m 3 m 3 m 3 m 3 m 3 m 3 m 3 m3 (m3) (m3) 1. C0/OA9 38 12.3 67.9 468.4 0.84 2.9 32.0 13.2 500.4 9.1 % 2.8 27.5 2. P1 21 15.0 37.7 314.5 1.27 2.8 20.3 15.9 334.8 9.9 % 7.0 127.6 3. P2 20 13.5 38.8 270.0 1.28 3.9 25.5 14.8 295.6 11.4 % 5.6 112.7 4. C3/OA11 39 18.3 76.8 715.4 1.33 5.0 51.8 19.7 767.2 10.6 % 3.6 89.4 5. (1 + 2) 59 13.3 67.9 782.9 0.97 2.9 52.2 14.2 835.2 9.4 % 6. (3 + 4) 59 16.7 76.8 985.4 1.31 5.0 77.3 18.0 1062.8 10.9 % Global 118 15.0 76.8 1768.4 1.15 5.0 129.6 16.1 1897.9 10.2 % 4.9 357.1 « Métrés » estimés en conception : 1 950 m3 310 m3 200 m3 Séance technique CFGI 17/06/2021 ~comparable 2,5x moins (!) 1,8x plus (!) (-10%) [Mais ENT a injecté tout le CSO sans discrétiser BC/Ducy] setec terrasol 24
3) Suivi d’EXE – Campagne d’injections Bilan des injections (comblement/clavage/traitement) Analyse des taux d’incorporation moyens conduite, en 1ère approche, en considérant que l’absorption se produit préférentiellement au sein des MC. Hypothèse discutable, car : i) certains forages ne descendent pas au toit du CG, ii) des anomalies au sein du CSO notamment sont également identifiées par les diagraphies de forage Zone (OA9)C3-P1 : Zone P2-C3(OA11): • Surface zone : S ~ 660 m² • Surface zone, S : ~ 600 m² • Vtot (combl. + clav.) ~ 835 m3 • Vtot (combl. + clav.) ~ 1 065 m3 • Hauteur équivalente Heq.= (Vtot. / S) ~ 1,3 mht • Hauteur équivalente Heq.= (Vtot. / S) ~ 1,8 mht • Puissance moyenne HMC ~ 20,5 m • Puissance moyenne HMC ~ 19,3 m • Taux d’incorporation moyen : imoy = (Heq. / HMC) ~ 6,5% • imoy = (Heq. / HMC) ~ 9,5% (8% estimé en conception, REX blvd. McDonald) +Contrôle campagne : 2 x 4 sondages destructifs => OK (pas de vides francs) / IGC : essais pressio si zone traitée pour remontée de fontis (cible : pl* > 0,6 MPa / EM > 6 MPa) Succès de la campagne d’injections au regard des critères fixés au marché Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 25
Et après les injections…. Travaux spéciaux et GC, ici pose de l’arc Sud (27 mai 2020) Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 26
Merci … … des questions ? Séance technique CFGI 17/06/2021 setec terrasol 27
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