2019
Camorino / Vezia

LE TROISIÈME PLUS LONG TUNNEL FERROVIAIRE DE SUISSE

Les constructions de tunnels nécessitent des systèmes spécialement adaptés

La société AlpTransit Gotthard SA est le maître de l’ouvrage de la nouvelle ligne ferroviaire à travers les Alpes (NLFA). Avec la pose de la première pierre le 2 juin 2006 et un prêt total de 2,7 milliards de francs, le tunnel de base du Ceneri, dans le prolongement du projet AlpTransit (NLFA), est devenu la liaison ferroviaire directe pour le trafic de passagers et de marchandises à travers les Alpes.

Description du projet

L’achèvement du tunnel de base du Ceneri réduira la durée du voyage des passagers sur l’axe nord-sud à un peu moins de 2 heures entre Zurich et Lugano et à environ 3 heures de Zurich à Milan.

Le tunnel se compose de deux tubes ferroviaires indépendants, parallèles et à voie unique. L’entraxe est d’environ 40 m et la couverture rocheuse maximale est de 1'040 m. Il s’étend sur une longueur de 15,4 km du portail nord à Camorino près de Bellinzone, au portail sud à Vezia près de Lugano. Les deux tubes du tunnel sont reliés par 48 rameaux de communication, tous les 325 m environ, utilisés pour l’autosauvetage et abriter le matériel ferroviaire. L’ensemble du réseau de tunnels du Ceneri s’étend sur 39,8 kilomètres.

Au milieu de la section du tunnel, d’une longueur d’environ 2.3 km, se trouve la section intermédiaire Sigirino. Les principaux ouvrages du tunnel de base du Ceneri sont divisés en trois lots. Consorzio Condotte-Cossi, Lotto 852 de Sigirino en direction du nord et du sud Consorzio Matro Sud, Lotto 853 à Vezia ARGE CIC, Lotto 854 à Camorino.

Un revêtement à double coque avec une voûte extérieure, une étanchéité parapluie en combinaison avec un système de drainage de la voûte et une coque intérieure ont été construits sur toute la longueur du tunnel.

Image: Source AlpTransit Gotthard SA 2015

Durée de vie de 100 ans requise

Le maître de l’ouvrage AlpTransit exigeait une durée de vie de 100 ans sans entretien important sur le béton. Cela signifie une durabilité de 100 ans aussi bien pour le béton que pour les systèmes d’étanchéité. À cet effet, le maître de l’ouvrage a défini les exigences correspondant à l’étanchéité qui a été utilisée dans le tunnel de base du St-Gothard.
 

Membrane d’étanchéité synthétique dans un testd’endurance

Dans le cadre d’une procédure d’évaluation élaborée, toutes les membranes d’étanchéité synthétiques fabriquées à partir d’une grande variété de matériaux couramment utilisés en Europe ont été testées. Afin de répondre aux exigences les plus sévères telles qu’une couverture rocheuse élevée, une température ambiante accrue et une durée de vie requise de 100 ans, les sociétés AlpTransit Gotthard SA et BLS Transit SA ont complété les exigences relatives aux membranes d’étanchéité synthétiques dans la norme SIA V280 (1996). Pour la première fois, non seulement les différents composants ont été testés conformément aux spécifications, mais les interactions au sein du système ont également dû satisfaire à des exigences plus strictes.

 

Comportement au vieillissement:

Le processus de vieillissement spécialement développé est l’un des plus rigoureux. Tous les composants du système ont été stockés pendant 24 mois dans diverses conditions (eau enrichie en oxygène, pression, environnement alcalin et acide, sol microbiologiquement actif), puis testés.

Aptitude à l’installation

La surveillance de la pose était nouvelle. Les systèmes d’étanchéité ont été posés et bétonnés dans la pratique, mais ils ont ensuite été retirés et évalués. Dans le monde entier, seuls les systèmes NLFA ont été testés individuellement.

Aucun des systèmes existants n’a relevé les défis du premier coup. Grâce à des développements ciblés, Sika a pu répondre aux exigences du tunnel de base du Saint-Gothard et du Ceneri en utilisant les membranes d’étanchéité synthétiques en PVC Sikaplan® 14.6 NEAT / Sikaplan® WP 2101-21HL2.

Produits Sika® pour l'étanchéité de tunnel du base Ceneri

Produits
  • Sikaplan® 14.6 Neat / Sikaplan® WP 2101-21HL2 (875'000 m2)
  • Sikaplan® WP Protection sheet-21H (240'000 m2)
  • Sika® Bande de joint AR-24/4 ATG (21'500 m)
  • Pièces façonnées pour les bande de joint Sika® (10'800 pcs)
  • Sika® Dilatec ER-250 (70'000 m)
  • Sikadur-Combiflex® CF Adhésif (39'000 kg)
  • SikaForce®-7720 L 105 (19'000 kg)
Accessoires
  • Sika® Bande de joint DK-24
  • Sika® Dilatec ER-220
  • Sika® Dilatec B-500
  • Sika® Dilatec BR-500
  • Sika® Dilatec BE-300
  • Sika® FireSil-90
  • Sika® Trocal C-733
  • Sika® Colma Nettoyant
  • Sikaplan® WP Trumpet flange

Support technique et livraison des adjuvants du béton pour les voies de roulement

AlpTransit Gotthard SA a attribué le lot “Voie + logistique” au Consortium Mons Ceneris (AMC). Le travail du consortium AMC comprenait la conception, le développement, la construction, la fourniture et la pose des voies sur béton et sur ballast. À l’intérieur du tunnel de base, les rails ont été bétonnés et donc exécutés comme des voies fixes. Sika Schweiz AG a été autorisée à soutenir l’entrepreneur dans la réalisation du concept du béton pour le coulage de la voie ferrée. Le béton a été produit sur le chantier devant le portail nord à Camorino et devait répondre aux exigences diverses.

Le béton frais a été rempli directement de la bétonnière dans les conteneurs de mélange de béton, et ensuite transporté par voie ferrée dans le tunnel. En raison de la longue distance de transport, le mélange de béton devait non seulement présenter un long temps d’ouverture, mais aussi une bonne capacité de rétention d’eau et une grande stabilité du mélange.

Composition du béton
Sable 0 – 4 mm: 40%
Gravier 4 – 8 mm: 12%
Gravier 8 – 16 mm: 48%
Ciment: 350 kg, Optimo 4 Siggenthal (CEM ll/ B-M (T-LL) 42.5 N d'Holcim
Cendres volantes: 50 kg
Superplastifiant: Sika® ViscoCrete® 4035 / 4036, 1.2 – 1.5%
Régulateur de consistance: Sika ViscoFlow®-4000, 0 – 0.5% (seulement pour XF3 zone du portailjusqu’à 500 m)
Entraîneur d’air: Sika® Fro V-5 A 0.2%


Pour la voie sans ballast, env. 35'000 m3 de béton, env. 200 tonnes de superplastifiants et 30 tonnes de régulateur de consistance ont été utilisés. La zone du portail jusqu’à 500 m avec les exigences XF3, a nécessité environ une tonne supplémentaire d’agent entraîneur d’air.

Avec l’ouverture du tunnel de base du Ceneri le 4 septembre, la mise en service et la passation d’AlpTransit aux CFF à la fin de 2020, la NLFA Ara prendra fin après 14 ans de construction. Le tunnel de base du Gothard, mais aussi celui du Ceneri, est un projet dont nous pouvons être fiers.

Sika Schweiz AG remercie AlpTransit Gotthard SA, les CFF, l’exploitant de l’infrastructure, les ingénieurs, le Consorzio Condotte-Cossi, Lotto 852, le Consorzio Matro Sud, Lotto 853, la ARGE CIC, Lotto 854, les entreprises d’étanchéité Consorzio Mosconi / Gunimperm et SikaBau AG, ainsi que la ARGE Beton Mons Ceneris c/o Marti Tunnel AG pour le mandat, et tous les participants impliqués dans la construction pour leur bonne collaboration..