La reussite d'un creusement de galerie avec un tunnelier tient d'une part à une reconnaissance suffisante fournissant les elements d'une prevision pertinente et de propositions realistes, et d'autre part à un suivi en temps reel approfondi en cours de travaux; une performance optimale peut ainsi être atteinte et les bases d'une remuneration realiste posees.
Success of tunnelling with a TRM depends on the one hand on an adequate site investigation which provides the elements for sound forecasting and realistic proposals, and on the other hand on a thorough-going real-time follow up during operations.
Eine erfolgreiche Anwendung von Vollschnittmaschinen im Tunnelbau hangt von zweierlei ab: Von einer hinreichend genauen Erkundung, die gute Voraussagen und realistische Vorschlage ermöglichen soll, und von einer genauen Erfassung der aktu- ellen Leistungswerte beim Einsatz.
L'objectif principal lors de l'utilisation d'un tunnelier est de parvenir à une performance à l'avancement elevee et reguliere dans des terrains de caracteristiques et comportement varies. Des resultats non satisfaisants sont à imputer à une insuffisance des connaissances du maître d'oeuvre, de l'entrepreneur ou du constructeur en ce qui concerne les reponses aux trois questions suivantes:
Quelles seront les conditions, concernant les roches et le massif rocheux, rencontrees lors de l'avancement?
De quels equipements devra être dote le tunnelier pour surmonter ces conditions?
Comment organiser les operations pour optimiser le processus d'avancement et le contrôler en fonction des conditions rencontrees?
Où en sommes-nous actuellement? Le tableau I fournit un panorama resume d'environ 100 comptes-rendus ou analyses de chantiers mecanises au cours des quinze dernières annees. L'evolution des resultats s'etablit ainsi (tab.II). L'analyse detaillee fait appraitre une volonte continue d'elargir le domaine d'utilisation du tunnelier à la fois vers les roches plus resistantes et plus abrasives et vers les massifs rocheux plus fractures et heterogènes plus difficiles necessitant la mise en place immediate d'un soutènement. Deux exemples volontairement extrêmes illustrent bien cette evolution: en 1966, le tunnel OSO est fore dans les schistes peu resistants, homogènes et reguliers du Nouveau Mexique avec un avancement moyen de 60 m/j (120 m/j pour le meilleur) sur plus de 6 km; mais il fallut 200 jours pour franchir 100 m de formations glaciaires à blocaux, en renoncant à l'usage du tunnelier, d'où une performance moyenne de 21 m/jour. En 1981–82, la galerie hydro-electrique de Wölla est foree dans un diamètre comparable, dans des gneiss et schistes cristallins resistants, à travers un massif tectoniquement mouvemente, aquifère, des Alpes autrichiennes à la vitesse moyenne de 34 m/jour (63 m/j pour le meilleur) et 932 m/mois. La regularite de la performance, qui en est l'aspect le plus remarquable est à attribuer d'après KARNELO et BUECHI(1982) à la cooperation etroite et constante pour le suivi et l'organisation des operations entre l'entrepreneur, le maître d'oeuvre, le constructeur, le geologue et le geotechnicien.
L'avancement du tunnelier depend de la forabilite de la roche (comment les molettes penêtreront-elles la roche?) qui determinent la vitesse de foration ou de penêtration instantanee (en m/h), et de la forabilite du massif (comment le tunnelier sera-t-il operational dans la galerie compte tenu du comportement du massif?). La combinaison de ces deux elements mène à l'obtention d'une vitesse d'avancement de l'ensemble du processus d'excavation qui s'exprime le plus pratiquement en m/jour. La reconnaissance doit être menee de façon ù fournir les paramètres contrôlant ces deux elements et permettre ainsi une prevision.
La seule consideration de la resistance en compression uniaxiale σc est reconnue par tous les auteurs comme insuffisante. On retiendra au moins le couple des valeurs de la resistance et de la continuite de la roche, (Nishimatsu et Ikeda - 1981, Fourmaintraux - 1974, Gripp - 1982): resistance en compression σc ou en traction indirecte σtb, à partir de la celerite des ondes P Indice de Continuite IC (Fourmaintraux, 1974). Le rôle des discontinuites de la matrice rocheuse a ete largement demontre par Wanner et Aeberli (1979), Fourmaintraux; (1979, 1980), Kut ter et Sanio (1982). Ces donnees permettront au constructeur de dimensionner le tunnelier (poussee, couple, espacement des molettes). Les tunneliers actuels developpent des poussees de plus de 25 t. (et jusqu'à 40 t.) sur des molettes de Ø 40 cm (en 1970, respectivement 7 à 10 t. et Ø 30 cm).
La foration au tunnelier peut s'exprimer par le bilan energetique du nombre de kwh (ou de MJ) necessaires pour excaver 1m3 de roche: cette quantite d'energie est specifique à la fois de la roche foree mais aussi de la machine de foration; en particulier la rigidite du système de foration des tunneliers peut être très differente et Hignetts (1982) a montre qu'elle a un effet significatif sur l'efficacite du travail de la molette, donc sur l'energie specifique ES.
