Travaux de forage-sautage Salvatore Oppedisano, ing. Paul Kuznik, ing.

Forage – sautage 1.0 Principales séquences d’opération 3.0 Surveillance des travaux 4.0 Contrôle de vibrations 2.0 Théorie de cassage de roc 5.0 Ondes vibratoires 6.0 Limites de vibrations (générales et Gaz Métropolitain) 7.0 Sources de vibrations 8.0 Effets des vibrations sur les structures 9.0 Effets des humains sur les structures 10.0 Effets des vibrations sur les humains 11.0 Seuil sécuritaire de vibrations

1.0 Principales séquences d’opération 1.1 Pré-découpage (pour excavations profondes ex. bâtiments, réservoirs, etc.) 1.2 Forage des trous de production 1.3 Chargement des explosifs et connexion des fils 1.4 Couverture du sautage avec les pare-éclats (matelas) et détonation Enlèvement des matelas Vérification du sautage et de la fragmentation Excavation du roc dynamité

1.1 Pré-découpage Procédure utilisée pour l’excavation de roc près des bâtiments, réservoirs, etc. Produit des parois verticales et propres (lisses) Forage d’une seule rangée de trous rapprochés (habituellement 6 à 9 pouces centre à centre) Lors des sautages, il y a création d’une fissure dans l’alignement de ces trous qui limite l’effet des sautages de masse et la sur-excavation

1.2 Forage de trous de production Perçage à l’aide d’une foreuse hydraulique Forage de trous de diamètre variable (25 à 100 mm) sur une profondeur variable Le patron de forage dépends des travaux à effectuer et de la géologie

1.4 Chargement-couverture-détonation Les explosifs en bâtons ou en vrac sont attachées à une amorce, insérés dans les trous de forage et connectés en série Les trous sont bourrés de pierre ou criblure Le sautage est couvert de matelas afin de prévenir les projections Détonation du sautage à l’aide d’un détonateur électrique ou non-électrique

2.0 Théorie de cassage de roc Roc et matériaux solides sont plus résistants en compression qu’en tension La détonation cause des ondes de compression qui voyagent radialement en s’éloignent des trous de forage Après contact avec une face libre, les ondes de compression sont réfléchis comme les ondes de tension qui causent la rupture Les gazes se propagent dans les fissures cassant davantage le roc

3.0 Surveillance des travaux Avant les travaux: Inspection visuelle des structures pour fins de documentation Inventaire d’équipement ou installations spéciales ()rapport d’entretien Conception et approbation de patron de sautage Pendant les travaux: Installation de séismographes sur le site Suivi des travaux de dynamitage et des vibrations Ingénierie

4.0 Contrôle de vibrations Effectué à l’aide des séismographes Personnel présent sur le site pour interprétation des résultats Assistance au boute-feu en cas de problème (vibrations non conformes, dégagement inadéquat de roc, etc.)

4.0 Contrôle de vibrations Caractéristiques principales des vibrations Vitesse de propagation (en mm/sec) Fréquence (en Hz) Accélération (en g) Déplacement (en mm) Temps (seconde)

5.0 Ondes vibratoires Création et transmission des ondes vibratoires Ondes P – Primaires – ondes de compression Ondes S – Secondaires – ondes de cisaillement Ondes R – Raleigh – ondes de surface Ex.: Pierre qui tombe dans l’eau – création d’ondes sinusoïdales qui se propagent en s’éloignant de la source, et qui éventuellement se dissipent

6.0 Limites de vibration Ville de Montréal – 25 mm/sec Bâtiments historiques (patrimoine) – 5 à 12.5 mm/sec (selon la demande de l’ingénieur en structure) Ville de Westmount – 25 mm/sec – plus de 15 Hz – 12.5 mm/sec – moins ou égal à 15 Hz Laurentides et Cantons de l’Est – 50 mm/sec (sauf indication contraire) Gaz Métropolitain – tableaux (charge vs distance) Anciennement – 50 mm/sec Aujourd’hui – selon le consultant

6.0 Limites de vibration Exigences de Gaz Métropolitain

7.0 Sources de vibrations Trafic véhiculaire Travaux de construction Enfoncement des pieux / caissons Compactage dynamique des sols Déplacement de la machinerie lourde Excavation Compactage des matériaux Dynamitage Cassage mécanique de roc Démolition de béton / structures existantes Etc.

8.0 Effets des vibrations sur les structures Sable, argile avec eau souterraine Tills, roc altéré Roc compétent, calcaire Type de dommage Vitesse de propagation (mm/sec) 4-18 35 70 Pas de fissures significatives 5-30 55 110 Fissuration mineure, cosmétique 8-40 80 160 Création de fissures 12-60 115 230 Création de fissures majeures Changements climatiques quotidiens 20 à 76 mm/sec Activités humaines 1 à 22 mm/sec

9.0 Effets des humains sur les structures Source de vibration Vitesse de propagation résultante (en mm/sec) Bâtiment à bureaux – structure d’acier Bâtiment en maçonnerie Vieille construction – murs épais, maçonnerie avec mortier en chaux Pas normaux 0.02 – 0.2 0.05 – 0.5 0.02 – 0.3 Démarche lourde 0.2 – 0.5 0.3 – 3.0 0.15 – 0.17 Claquage de porte 10-15 11 – 17 3 – 9 Perçage de trous 5-25 10 – 20 10 – 15 Enfoncement des clous -- 10 – 22

10.0 Effets des vibrations sur les humains

11.0 Seuil sécuritaire de vibrations selon le United States Bureau of Mines (USBM)

Sautage en tranchée

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