Crossrail : conception d'un nouveau réseau de tunnels ferroviaires pour la ligne Elizabeth de Londres
Crossrail / Elizabeth Line : conception des tunnels

Ce que nous avons livré
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42 km de nouveaux tunnels permettront d'augmenter de 10 % la capacité de transport de Londres.
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Notre expertise en matière de conception de tunnels nous a permis d'économiser 20 millions de livres sterling sur le projet et de réduire les risques pour la santé et la sécurité des équipes de construction.
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Examen de plus de 17 000 structures, conception des systèmes d'instrumentation et de surveillance qui ont permis de s'assurer que la construction et l'impact associé ne dépassaient pas les niveaux prévus.
Contactez notre équipe
La ligne Elizabeth (anciennement Crossrail), ouverte en 2022, offre un nouveau service ferroviaire vital depuis Reading et Heathrow à l'ouest de Londres, avant d'atteindre Shenfield et Abbey Wood à l'est. La ligne a augmenté de 10 % la capacité ferroviaire du centre de Londres et relie l'aéroport d'Heathrow, le West End, la City de Londres et Canary Wharf.
En collaboration avec Atkins, Arup a conçu les 42 km de nouveaux tunnels sous le centre de Londres, qui ont été construits en un peu plus de trois ans. Notre travail comprenait la conception détaillée des tunnels ainsi qu'une évaluation de l'impact que des travaux de creusement et d'excavation aussi importants pouvaient avoir sur les structures environnantes. L'entreprise commune a également conçu les gares de Tottenham Court Road, Custom House et Woolwich, ainsi que les embranchements de Plumstead pour Crossrail Ltd.


Construction de tunnels
Notre participation à Crossrail remonte au début des années 1990, lorsque nous avons entrepris l'étude géotechnique du site pour l'ensemble du tracé. Après une pause dans le projet, de 2006 à 2009, nous avons mis à jour la proposition pour la section entre Royal Oak et Farringdon, où les services existants de National Rail entreront dans les tunnels sur la section ouest du tracé. En collaboration avec Atkins, nous avons obtenu des réductions de coûts significatives en simplifiant les connexions souterraines et en affinant la portée des stations de Paddington, Bond Street et Tottenham Court Road.

Géotechnique
La création de 42 km de tunnels forés géants sous les rues animées de Londres, la navigation dans le monde souterrain encombré de fondations de bâtiments, de tunnels du métro londonien et de nombreuses autres structures et services publics, présentaient d'énormes risques. Lorsque nous avons commencé à étudier le meilleur tracé pour les tunnels, nous avons été confrontés à un rappel brutal des questions auxquelles nous devions répondre. Que trouverons-nous sous terre ? Quels seront les effets du creusement des tunnels sur les structures et les personnes en surface ?
Très tôt, nous avons identifié le besoin d'une plateforme SIG numérique complète pour gérer la grande quantité de données géotechniques, foncières et de site qui seraient impliquées. À l'aide de ces données, nous avons navigué dans les principales infrastructures et services publics souterrains, en identifiant les obstructions possibles pendant le creusement du tunnel, tout en signalant les bâtiments qui présentaient un risque plus élevé en surface, afin d'affiner l'alignement du tunnel.
Cette approche, alors inédite, est aujourd'hui une pratique courante et a prouvé sa valeur dans le cadre de ce projet immensément complexe. Crossrail s'est appuyé sur ces fondations et a développé la plateforme pour en faire un modèle BIM de l'ensemble de la ligne, devenant ainsi un "chemin de fer numérique".
Alison Nourish, de l'Arup, parle à la BBC Radio 5
Alison Norrish évoque les défis posés par la construction des tunnels de la ligne Elizabeth. Découvrez ceci et bien plus encore via l'application BBC Sounds.
Creusement des tunnels, bruit et vibrations
Dans son intégralité, nous avons entrepris des évaluations d'impact sur plus de 17 000 bâtiments, chemins de fer, services publics majeurs et autres actifs, y compris des bâtiments classés, tout au long de la nouvelle ligne. Lorsque le potentiel de mouvement a été identifié, nous avons conçu les systèmes d'instrumentation et de surveillance qui ont permis de s'assurer que la construction et l'impact associé ne dépassaient pas les niveaux prévus, sauvegardant ainsi les infrastructures critiques, les entreprises, les habitations et les moyens de subsistance tout au long de la construction.
À Whitechapel, nous avons prouvé que les tunneliers de 150 m de long pouvaient creuser de grands tunnels de plate-forme sous une école et un bâtiment résidentiel sans qu'il soit nécessaire de détruire et de prendre des mesures d'atténuation coûteuses susceptibles d'avoir un impact sur les élèves, les enseignants et les résidents. Pour d'autres bâtiments situés sur le tracé, nous avons conçu des mesures comprenant des ajustements aux méthodes de construction des tunnels et l'utilisation d'un coulis de compensation et d'un soutènement pour minimiser les mouvements du sol.
Nous avons également conçu diverses formes de voies ferrées à l'intérieur des tunnels de 7,1 m de diamètre. L'impact du bruit et des vibrations provenant de certains endroits situés au-dessus du tracé devait être atténué dans l'intérêt de la communauté locale. Nous avons conçu des dalles flottantes spéciales - une technique spécialisée qui fait "flotter" l'ensemble de la structure de la voie sur des ressorts afin de minimiser la transmission du bruit et des vibrations dans le sol environnant - une nécessité pour les tunnels passant sous le domaine de Barbican et le long de la section de 3 km sous les nombreux studios d'enregistrement de Soho.


Maintenir la ville en mouvement
Dans certaines stations, la seule option était que les tunnels touchent presque les infrastructures et les bâtiments critiques. À Tottenham Court Road, nous avons fait passer les tunnels au-dessus de la ligne Nord et sous les escaliers mécaniques de la station de métro de Londres. Il n'y avait donc que 700 mm entre les tunnels de la ligne Elizabeth et ceux de la ligne Northern.
Nous avons développé une approche des fondations existantes afin que tout obstacle souterrain puisse être enlevé en toute sécurité et sans impact sur les structures supérieures.Grâce à ce travail, 42 km de tunnel à travers l'environnement urbain dense de Londres ont été réalisés sans obstructions inconnues ni dommages aux artères d'eau, de gaz et d'électricité, tout en gérant l'impact sur de nombreux bâtiments différents le long de l'itinéraire.
En savoir plus sur notre travail sur Crossrail

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