Travaux souterrains réalisés au millimètre près

Neuf rameaux de tunnel réalisés avec d’ingénieuses solutions de coffrage sur mesure

Le tunnel ferroviaire de Rastatt deviendra un élément important du transport européen de marchandises, de l’axe ferroviaire Rotterdam-Gênes, entre la mer du Nord et la Méditerranée. Deux tubes ferroviaires de 4270 m de long sous Rastatt, ville baroque du Bade-Wurtemberg, sont reliés par huit rameaux de secours et un tunnel de service. Les neuf galeries ont été réalisées avec des solutions sur mesure de MEVA.

Les rameaux de 16 m de long, un tous les 500 m, sont des ouvrages essentiels du concept de sécurité. En cas d’urgence, ils permettent de trouver refuge dans l’autre tube du tunnel. Ils comportent également des chambres de sas exemptes de fumées. Pour le coulage du béton de ces rameaux, un chariot de coffrage dépliable a été construit. Quant au puits du tunnel de service, il a été réalisé avec des coffrages bois sur mesure.

Rameaux de secours : des courbes et des angles
Les huit galeries ont la même forme et des dimensions semblables. Il ne s’agit pas ici de simples tubes ou de rectangles, mais d’un assemblage de tronçons différents. L’intersection entre les tubes ferroviaires et les rameaux est de forme rectangulaire. Le corridor suivant épouse également une forme rectangulaire, les blocs centraux étant surmontés de voûtes, et débouche sur une voûte ovale de 9,85 à 10 m de long. De l’autre côté il en va de même ; un bloc central et une intersection avant d’arriver dans l’autre tube ferroviaire.

Pour maîtriser la forme complexe des rameaux – les courbes et les angles, les rétrécissements de l’intérieur vers l’extérieur –, il a fallu recourir à une solution sur mesure pour faire entrer et sortir le coffrage au milieu des rameaux. Pour faciliter le coulage des différents tronçons, MEVA a développé avec Rúbrica Ingeniería, son partenaire pour les coffrages métalliques, un chariot de coffrage qui ne demandait que très peu d’ajustements d’un tronçon à l’autre. La structure est composée d’un chariot mobile sur rails, d’un système hydraulique avec poste de commande, du coffrage et de plates-formes de travail.

Avant les travaux, chaque galerie a été consolidée par la technique de la congélation. Plusieurs tubbings, c’est-à-dire des éléments préfabriqués en béton situés sur les parois intérieures des tubes principaux, ont été arrachés et la terre givrée excavée à l’aide d’une foreuse rotative. L’armature a été mise en place et stabilisée avec du béton projeté au fur et à mesure.

Chariot de coffrage pour le tunnel de secours
Après avoir procédé au creusement du rameau et étanché le terrain, les travaux de bétonnage ont commencé par le coulage des semelles de 1,75 m de haut. Les rails ont alors été mis en place, ce qui a permis de faire entrer le premier module du coffrage de voûte à l’aide du chariot. La structure entièrement déployée mesure 5,75 m de large et 5,25 m de haut. Pour pouvoir la faire passer par l’entrée étroite, les sept panneaux du coffrage arrondi ont été repliés à l’aide de vérins hydrauliques afin d’obtenir une dimension de 3,65 m x 3,29 m. La structure pouvait alors passer au millimètre près par l’entrée du tunnel. Le chariot a fait entrer le module dans le tunnel, puis le coffrage a été entièrement déployé par le système hydraulique. Les possibilités de réglage, vers l’avant et l’arrière, vers le haut et le bas ainsi que la rotation latérale, ont permis d’installer le coffrage avec une grande précision. Deux autres modules ont également été mis en place dans le tunnel, assemblés et complétés par un coffrage d’about, ce dernier étant composé d’un grand nombre de petites pièces. Le haut et les parois de la voûte ont alors pu être coulés, sur toute leur longueur jusqu’à 10 m, par des manchons. Après durcissement de la voûte, les trois modules ont été repliés l’un après l’autre et transportés hors du rameau.

Les coffrages à angles droits destinés à la réalisation du bloc central et de l’intersection ont ensuite été engagés dans le tunnel, assemblés et complétés par des coffrages d’about dessinant la courbe de la voûte, l’arrondi du tunnel ferroviaire. Les deux blocs ont été coulés ensemble de façon à obtenir un élément monolithique. De l’autre côté du rameau, un monolithe identique a été réalisé pour le bloc central et l’intersection. Après le durcissement du béton, le coffrage du bloc central et de l’intersection (3,90 x 4,30 m) a dû être convoyé hors du rameau, par l’ouverture d’à peine 2,52 x 2,71 m. Cela a été rendu possible par la présence d’un mécanisme ingénieux : les parties latérales ont été repliées vers l’intérieur grâce à une articulation et le coffrage du haut a été en partie rabattu. Avec les côtés repliés, le coffrage ne mesurait plus que 2,44 m de large et 2,60 m de haut. De cette manière, le coffrage, chariot compris, passait tout juste par la sortie du tunnel.

Coffrage en bois pour le chemin de service
Le rameau de service est nettement différent des rameaux de secours. Il est plus étroit, de structure différente et débouche en son centre sur un puits de 3,60 m de diamètre qui descend sur une hauteur de 30 m. Il a fallu avancer pas à pas et travailler avec des solutions de coffrage sur mesure. D’abord les semelles, puis les entrées, la voûte et, pour finir, l’élément donnant sur le puits vertical. Le savoir-faire du département des coffrages spéciaux MEVA s’est révélé particulièrement utile, notamment pour le calepinage des intersections, des zones ici très complexes. Des solutions réutilisables plusieurs fois ont donc été développées, également pour fluidifier les flux sur le chantier.

Après le bon achèvement du gros œuvre des neuf rameaux, les travaux se sont poursuivis avec l’aménagement intérieur : banquettes, réseau d’eau pour la sécurité incendie, etc.

Systèmes MEVA:

• Coffrage de tunnel
• Coffrage spécial

Projet:
Rameaux de secours et de service, Tunnel ferroviaire Rastatt, Allemagne

Entreprise de construction:
GME Tunnel Rastatt, Stuttgart ; Bauunternehmen Ed. Züblin AG et HOCHTIEF Solutions AG

Suivi du chantier:
MEVA Schalungs-Systeme GmbH, Haiterbach (D)