Désordres des sections non revêtues
Masses au blocs lachés
     Toute excavation non revêtue évolue par décohésion progressive, d'autant plus rapide que la roche est fracturée ou peu résistante. Le diagnostic d'instabilité repose sur l’observation visuelle rapprochée, sous plusieurs angles, et sur l'auscultation prudente au marteau. Il est fréquent que cette action conduise involontairement à supprimer le défaut lorsqu'il est de volume réduit, c’est pourquoi il convient d’être très prudent. L'emploi du marteau permet aussi d'évaluer (statistiquement) le degré d'instabilité de la surface d'une excavation, dont l'aspect peut être très trompeur.
     Le cas de figure dangereux est celui du terrain peu structuré, où la notion de «bloc» géométriquement défini n'apparaît pas. C'est le cas, par exemple, de certains calcaires dolomitiques aux discontinuités peu apparentes, dans lesquels la détection d'une instabilité ne peut se faire qu'à l'aide du marteau ; seule la réponse sonore de la roche indique un décollement superficiel, dont on s'attachera alors à cerner l'étendue et la gravité. Dans un massif fortement fracturé, on essaiera de dégager, zone par zone, les caractéristiques principales des instabilités (volumes, épaisseur décomprimée, localisées, générales), dans l'optique d'une purge ou de confortations.
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Instabilitésrésiduelles dans la zone de l'alésage latéral
nsabilités résiduelle
Description (aspect visuel du désordre)
Blocs décollés du massif par fissures ou diaclases ouvertes.
L'emplacement d'un bloc déjà tombé se repère par une tache plus claire.
Méthodes d’examen
Examen depuis le bas, avec éclairage puissant (méthode peu fiable).
Examen rapproché, auscultation prudente au marteau (réponse sonore de l’objet, instabilité réelle ou apparente).
Paramètres à relever
Mesure de l’ouverture des principales discontinuités ou fissures (en mm) et de leur orientation dans l'espace (direction, pendage).
Estimation de la maille moyenne de fracturation, des volumes unitaires, d’un volume global (en dm3 ou m3), d'une surface affectée (m2).
Dureté de la roche, présence d’argile et d’humidité dans les discontinuités.
Géométrie défavorable à un bon effet de voûte.
Désordres ou défauts associés à rechercher
Présence de failles, de karsts.
Discontinuités dont le pendage vers l’intérieur du tunnel peut faciliter un glissement des masses.
Origines, causes possibles, facteurs aggravants
Structure et fracturation originelle du massif, décompression naturelle de la surface libre, fracturation induite par les tirs anciens, purge incomplète après alésage.
Conséquences, évolutions possibles
Chutes progressives par déstabilisation des blocs adjacents et fragilisation progressive de certaines parties de la voûte (suppression de butées entre blocs).Dangers pous usagers
Chutes de blocs.Risques pour l'excavation
Généralement aucun sauf si la couverture est très mince.
Agrandissement naturel de la section.
Dommages aux équipements.
Surveillance
Lors du nettoyage des blocs tombés, noter les PM des chutes de blocs – noter leur fréquence.
Contrôles de routine plus fréquents.
Remèdes
Purges périodiques-préventives associées au minimum à du boulonnage.
Béton projeté, avec treillis soudé épinglé au terrain.
Observations
Plaques au bancs fléchis
Informations complémentaires
C’est un désordre fréquent qui se rencontre d'abord dans les massifs stratifiés, dans les zones du profil en travers où la stratification tangente l'intrados. Cette situation peut aussi apparaitre dans des roches métamorphiques fortement schistosées, dont le débit en plaques apparait nettement à l'intrados.
Le niveau de risque est bien sûr lié à l’orientation des couches par rapport à la direction du tunnel, mais aussi à la superficie de la dalle visible, sa fracturation et la présence d'interbancs argileux ou marneux.
Un banc de roche horizontal en calotte se comporte comme une poutre sur appuis simples. Malgré sa rigidité apparente, il arrive à fluer avec le temps, et peut se casser au niveau des microdiscontinuités préexistantes. Après la rupture et la chute de l'élément, les racines du banc de part et d’autre ont été fragilisées et sont potentiellement instables ; on est alors dans le cas de la fiche « blocs lâchés ».
Si le banc (calcaire, le plus souvent) est très homogène et épais (supérieur au mètre), ce type de désordre a peu de chances d'apparaitre pour des dimensions d'excavation courantes en tunnels routiers.
Description (aspect visuel du désordre)
Strates ou plaques de grandes dimensions décollées du massif, fléchies, interbancs ouverts, pendages nuls ou très faibles. Les emplacements de plaques déjà tombées se repèrent par des zones plus claires.
Méthodes d’examen
Examen depuis le bas, avec éclairage puissant (méthode peu fiable).
Examen rapproché, auscultation au marteau (réponse sonore de l’objet).
Paramètres à relever
Epaisseur moyenne des plaques – ouverture des joints ou fissures (en mm) – déplacements relatifs des éléments.
Estimation des volumes unitaires, d’un volume global (en dm3 ou m3), d'une surface (m 2).
Désordres ou défauts associés à rechercher
Altérabilité de la roche, présence d’argile et d’humidité dans les discontinuités.
Origines, causes possibles, facteurs aggravants
Origine structurale, éventuellement aggravée par le déroctage ou la forme de l’excavation.
Banc horizontal (en calotte), fissuration de la dalle (affaiblissement).
Conséquences, évolutions possibles
Rupture de la plaque apparente et chute de masses parfois importantes.
Création progressive de hors profils. Dangers pour les usagers
Chute des plaques. Risques pour l'excavation
Généralement aucun sauf si la couverture est très mince.
Agrandissement naturel de la section.
Dommages aux équipements.
Surveillance
Noter l'apparition de fissures, de chutes de petits blocs annonciateurs d'évolution.
Contrôles de routine plus fréquents.
Remèdes
Purges périodiques et préventives.
Au delà d’un certain volume, boulonnage, revêtement ancré.
Observations
Culots de tir instables
Informations complémentaires
On appelle «culot de tir » la zone d’explosion de la charge destinée au déroctage. On la trouve à la surface d’une excavation, à l’extrémité des «cannes de tir» qui sont la trace des forages destinés à la mise en place des charges. Dans de nombreux tunnels anciens non revêtus, on a pu constater à l’extrémité des cannes de tir des auréoles instables affectées de nombreuses fissures rayonnantes. Ce type d’instabilité peut être attribué à une mauvaise orientation du forage, à une purge incomplète de l’excavation après les tirs. Ce désordre affecte rarement la totalité de l’intrados et il est indépendant de la nature de la roche qui peut être de très bonne qualité.
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de la roche est désorganisé et instable
Description (aspect visuel du désordre)
Fissures rayonnantes autour d’un forage de tir à l’explosif.
Méthodes d’examen
À rechercher autour (ou à l’extrémité) de certaines « cannes de tir » visibles sur le parement.
Examen visuel – auscultation marteau.
Paramètres à relever
Étendue – volumes unitaires (global) des blocs instables.
Désordres ou défauts associés à rechercher
Extension du désordre à toute la surface de l'excavation ou bien localisé.
Forte fracturation originelle de la roche – profil en travers défavorable.
Origines, causes possibles, facteurs aggravants
Déroctages anciens – fort écart angulaire des forages de tir par rapport à l'axe – purge incomplète après le tir.
Conséquences, évolutions possibles
Fréquentes instabilités de blocs (forte décohésion évolutive de l’excavation).Ds pour les usagers
Chutes de blocs.Risques pour les structures
Faible à nul.
Dommages aux équipements.
Surveillance
Examen visuel – fréquence des chutes de débris ou de blocs.
Remèdes
Purges périodiques.
Observations
Karsts et cavités
Informations complémentaires
Les karsts sont le résultat des phénomènes de dissolution et d'entrainement rencontrés dans les massifs calcaires : élargissement des diaclases et des joints, création de cavités ramifiées pouvant être nombreuses et importantes, mais dont la répartition spatiale n'est jamais entièrement connue. La qualité du terrain au voisinage du karst n'est pas modifiée par le processus.
non revêtu; on distingue les tron contre les chutes de mat
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IPN
Description (aspect visuel du désordre)
Karst: cavité ou conduit naturel formé par dissolution du calcaire. Ses dimensions peuvent être décimétriques à pluri-métriques.
Certaines discontinuités naturelles du massif peuvent être « karstifiées » (formes adoucies par la dissolution sur les épontes *, présence d'argile rouge de décalcification).
Cavité : excavation d'origine humaine, non revêtue, ancienne et abandonnée, recoupée ou très proche du tunnel (carrière souterraine, ouvrage militaire, galerie).
Vide naturel extensif se formant au sein d'un terrain peu cohérent par éboulement et entrainement des fines par des circulations d'eau continues.
Méthodes d’examen
Examen visuel s'il débouche en tunnel (son exploration n'entre pas dans le cadre d'une inspection) – étude des archives de construction afin de savoir si des cavités peuvent être masquées par le revêtement.
Paramètres à relever
Forme et extension visibles à la surface de l'excavation (tunnel non revêtu) – nature du remplissage éventuel et stabilité – dimensions (quand il est accessible sans danger ni moyen particulier) – stabilité – mesure du débit en cas de circulation d'eau.
Désordres ou défauts associés à rechercher
Connaissance de débourrages antérieurs – dolines * en surface – affaissements de chaussée.
Origines, causes possibles, facteurs aggravants
Dissolution du matériau (calcaire, gypse) par les circulations d'eau internes du massif.
Conséquences, évolutions possibles
Débourrages de volume important dans la partie circulée d’un matériau de remplissage existant ou amené par les eaux (ces phénomènes brutaux peuvent endommager un revêtement fragile) – effondrement localisé de la chaussée. pour les usagers
Le danger existe si le débouché du karst n'est pas sécurisé (tunnels anciens non revêtus).
Chutes de matériaux et/ ou venues d'eau subites et violentes – risque accru si le karst est en calotte.  s pour l
Si un revêtement existe au droit du vide, affaiblissement, voire rupture de celui-ci si le débourrage est massif (karst) ou si
la cavité proche s'agrandit en direction du tunnel (éboulements extensifs).
Surveillance
Karst débouchant: surveiller la fréquence et l'abondance des chutes de matériaux.
Karst ou cavité cachée par un revêtement: forages endoscopés.
Remèdes
Protection par grillage ou grille purgeable (contre les chutes de blocs présents dans le remplissage).
Drainage surdimensionné et obturation armée.
Grands karsts ou cavités : traitements spécifiques.
Observations
* Éponte : chacune des surfaces formant la discontinuité. * Doline : dépression circulaire de modelé karstique.