Traitement des déblais de craie issus du Lee Tunnel et CrossRail C310

Clients: Consortium Vinci Construction & Soletanche Bachy / Consortium Hochtief & Murphy 

Traitement des déblais de craie issus du Lee Tunnel et CrossRail C310

Résumé

Le Lee Tunnel, avec son diamètre de 8,88 m, ses 6 904 m de longueur et sa géologie de plus de 98 % de craie, est un véritable défi en terme de traitement des déblais.

Le volume total de la boue de craie après la séparation des roches (5 à 25 %, 15 % en moyenne) représente plus de 1 200 000 m3 de boue liquide. Dans ce type de géologie, où 95 % des solides pourraient être transformées en extra fines, bien au-dessous du point de coupure pour des cyclones, plusieurs méthodes ont été essayées dans le passé pour faciliter le traitement des déblais, mais aucune n’a répondu aux exigences de la maitrise d’ouvrage, tant en terme de coûts et/ou de résultat final. Ainsi, cette présentation décrit les méthodes et les résultats obtenus par le consortium Vinci Construction et Solétanche Bachy pour réduire drastiquement le volume des déblais et faciliter leur élimination.

Cette présentation donnera également un aperçu des résultats obtenus sur un autre site ayant une géologie semblable, le tunnel Crossrail, projet mené par le consortium Hochtief et Murphy. Après leur succès concernant le tunnel 320 CTRL, HMJV a accepté de revoir sa méthode de traitement des boues excédentaires, ayant été convaincu par les arguments en faveur des filtres presses. Cela leur a permis d’expérimenter une approche différente de la gestion des boues.

PRESENTATION DES PROJETS

LEE TUNNEL

Le Lee Tunnel fait partie du schéma Thames Tideway ayant pour but de collecter et envoyer en phase de traitement, les eaux usées et eaux pluviales de Londres, qui déborde actuellement dans la Tamise. D’une longueur de 6,9 km, le Lee Tunnel traverse East London sous les eaux et sous terre, transportant les eaux usées provenant des égouts londoniens à la station de traitement Beckton Sewage Treatment Works (STW) dans le district de Newham. Les travaux ont débuté en février 2012, et l'ensemble du projet devrait être achevé en 2015.

 

 

CROSSRAIL C 310 :

Les deux tunnels jumeaux d’une longueur de 2,6 km constituent le seul itinéraire qui enjambe la Tamise. C'est également l’unique Slurry Shield TBM de ce projet, en raison de la craie et du sable de Thanet. Le forage a débuté en octobre 2012 et devrait être achevé début 2014.

GEOLOGIE 

Le Lee Tunnel traverse principalement une formation de craie de Seaford, avec une petite section de sables argileux fins de Thanet. Cette craie est composée de particules blanches, parfois d'un gris clair, plus ou moins opaque, avec des couches de roche allant de 5 à 25 %, avec une valeur moyenne attendue de 15 %. Une masse volumique de 2 kN/m3 a été pris en compte pour la conception de l'installation.Au moment du dimensionnement de l’installation, nous avons noté deux points qui n'étaient pas pleinement définis dans le GIBR et qui sont néanmoins d'une importance majeure pour le dimensionnement: l'un était la capacité de la craie à aller en suspension, et l'autre était la filtrabilité de la boue qui en résulte. Nous avons donc reçu 2 tonnes d'échantillons que nous avons testés dans notre laboratoire.

 

 

 

Le tunnel Crossrail se trouve dans le même type de géologie, on note seulement une proportion de sable de Thanet légèrement meilleure.

TRAVAUX PRELIMINAIRES ET ESSAIS EN LABORATOIRE 

Les feuilles de calculs « Volume & Mass Balance », ou « VMB », ont été développées par MS pour aider dans le dimensionnement d'une installation de traitement des boues en prenant en compte une géologie particulière d'un projet et pour les choix techniques de la maitrise d’ouvrage en termes de vitesse (instantanée) de forage et de progression journalière. Elles contribuent également à étudier les conséquences de toute modification d'un paramètre, comme la densité, la viscosité, ayant un impact direct sur le dimensionnement des composants, les consommables…

Elles comprennent les sections suivantes :

  • Un résumé du profil géologique du tunnel,
  • Les calculs de VMB  pour chaque géologie,
  •  Un résumé indiquant les valeurs critiques données par la VMB dans ces différentes géologies - valeurs qui deviendront les critères de dimensionnement, 
  • Un calcul des volumes de déblais et des consommables pour l'ensemble du tunnel.