Le forage directionnel pour le creusement de tunnels et les sondages géotechniques

« Épargnez temps, argent et mètres »
Dans le cadre de la planification du creusement de tunnels, de cavités rocheuses et de puits, il faut procéder à une analyse approfondie des formations rocheuses de la zone concernée. Cette analyse vise à identifier les sols plus problématiques et à garantir une construction efficace et à faible risque.
Le carottage directionnel est une méthode de sondage qui permet de prélever des carottes tout au long de n’importe quelle trajectoire et d’ainsi recueillir des données très précises et pertinentes au sujet des formations rocheuses à proximité du lieu de construction prévu.

CE QUE PERMET D’OBTENIR LE CAROTTAGE DIRECTIONNEL :

  • Échantillonnage et collecte de données en continu, tout au long de la trajectoire prévue pour le tunnel.
  • Données sur la taille et l’orientation des formations rocheuses problématiques.
  • Information au sujet des propriétés mécaniques des formations rocheuses.
  • Données nécessaires pour évaluer l’infiltration d’eau souterraine.
  • Données nécessaires pour évaluer les mesures de stabilisation.
  • Données nécessaires pour évaluer les coûts de construction et la durée du projet.

CLIENTS UTILISANT LA DEVIDRILL DE DEVICO COMME SOLUTION DE FORAGE

EXEMPLE DE SONDAGE GÉOTECHNIQUE

Alors que le carottage conventionnel (DHH-1 et 2) ne procure que des données limitées, le carottage directionnel (DCD-1) permet de pénétrer dans les formations géologiques en suivant une trajectoire parallèle à celle prévue pour le tunnel.

Grâce au carottage directionnel, il est possible d’orienter le trou de forage de manière à suivre une trajectoire préétablie, peu importe qu’elle soit courbée, ou rectiligne. Le trou de forage suit, avec grande précision, la trajectoire établie (par exemple, de façon parallèle au tunnel prévu) tout en effectuant un carottage en continu sur toute sa longueur. Grâce à cette méthode, les zones de failles et les fractures sont traversées dans la même direction que celle que suivra le projet de construction, permettant ainsi la collecte de données essentielles sur la taille, les propriétés, les matériaux, les infiltrations, etc.

Le trou de forage peut commencer à un endroit situé près du chantier de construction souterraine prévu, puis orienté de manière à atteindre la trajectoire et la zone concernées. Lorsque le trou de forage est bien positionné, le carottier orientable (DeviDrill) est retiré du trou de forage pour être remplacé par un carottier à câble standard. Cela permet d’obtenir une carotte de taille complète dans les endroits les plus stratégiques. Si le trou de forage dévie ou si la trajectoire prévue comporte une courbe, le carottier standard est à nouveau remplacé par le carottier orientable DeviDrill et le trou de forage est redirigé selon la trajectoire prévue. Cette dernière peut tout autant être rectiligne qu’incurvée dans un rayon aussi court que 200 mètres.

Avant d’entamer le trou de forage, un corridor de tolérance est établi selon la distance maximale à laquelle le trou de forage peut se situer par rapport à la trajectoire de construction prévue. La tolérance est établie selon les critères du projet, mais elle se situe généralement à environ 1 % de la longueur du trou de forage. Cela signifie que, dans le cas d’un trou de 1 000 mètres de long, le carottage ne peut jamais être effectué à plus de 10 mètres de la trajectoire prévue pour le tunnel.

Les échantillons obtenus grâce au carottage directionnel ou standard peuvent être analysés en laboratoire afin d’identifier les propriétés mécaniques des formations rocheuses. De plus, des tests géophysiques et hydrologiques peuvent être réalisés dans le trou de forage. Une combinaison de tests améliorera grandement le mappage géologique et réduira les mauvaises surprises durant la construction.

Les avantages du carottage directionnel sont bien documentés et, depuis ses débuts en 1988, Devico a participé à de nombreux projets de creusement de tunnels et de construction souterraine. Plusieurs milliers de mètres ont été forés dans différents pays tels la Norvège, la Suède, les États-Unis, l’Australie, la RAS de Hong Kong, la Corée du Sud, le Japon et bien d’autres encore.

Pour plus d’informations sur ce service ou sur l'expertise de Devico en sondages géotechniques, remplissez le formulaire et Devico ou un de ses partenaires vous contactera sous peu.

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DOCUMENTATION SUPPLÉMENTAIRE

En raison de son utilisation fréquente dans le cadre de projets de creusement de tunnels à Hong Kong, l’Association of Geotechnical and Geoenvironmental Specialists (AGS) a établi une directive sur le carottage directionnel aux fins de sondage des sols. Cette directive et la présentation qui l’accompagne sont disponibles ici (en anglais seulement) :

AGS (HK) Technical Seminar

Introduction of New Ground Investigation Guideline

Ground Investigation

Ground Investigation Guideline

DEVIDRILL

Le carottage directionnel est effectué à l’aide du carottier orientable DeviDrill.

Le DeviDrill comporte un arbre d’entraînement passant au travers d’un manchon décalé de l’axe central de l’outil. Des coussinets d’expansion activés par la pression différentielle des fluides permettent au DeviDrill de maintenir une face de coupe fixe tout en forant selon une trajectoire courbe. L’assemblage intérieur comprend un tube qui recueille la carotte, un système de guidage et une sonde qui enregistre l’inclinaison et l’orientation du trou.

Les données sont conservées dans la mémoire de la sonde, puis téléchargées à un ordinateur de poche après chaque cycle de marche.

SPECIFICATIONS

Diamètre du trépan : 75.4 mm/2.97 po (taille N)
Diamètre du trépan aléseur : 75.6 mm/2.98 po
Diamètre du carottier : 31.5 mm/1.24 po
Longueur du carottier : 3 m/10 pi

Des carottes sont prélevées durant tout le processus de forage directionnel :
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