La pente longitudinale du couloir de sortie de métro atteint 30°, soit l’équivalent d’une pente raide d’environ six étages — sur une telle inclinaison, chaque bloc préfabriqué pesant plusieurs tonnes est assemblé avec une précision millimétrique, comme des « blocs de construction ». Le 25 juin, la sortie D de la station Hainanlu, sur la ligne 6 du métro de Qingdao, phase 2, construite par le China Railway No.8 Engineering Group, a achevé l’assemblage du dernier bloc préfabriqué, marquant la première réalisation en Chine d’une sortie de métro préfabriquée sur une pente de 30°. Cela représente une avancée majeure, passant « de 0 à 1 », dans le domaine de la construction préfabriquée des structures annexes de métro sur forte pente.

Le « défi de la pente » pour les sorties de métro

Les sorties des stations de métro, en raison des contraintes multiples liées aux routes de surface, aux bâtiments environnants et aux réseaux souterrains, nécessitent souvent des pentes longitudinales importantes. Avec les méthodes traditionnelles de coulage sur site, le bétonnage sur pente est difficile, le coffrage complexe, et le contrôle de l’étanchéité problématique. Depuis longtemps, la construction des sorties de métro à forte pente dépend fortement des travaux humides sur site, avec des délais longs, une main-d’œuvre dense et une qualité variable, constituant un « os dur » pour améliorer l’efficacité de la construction des infrastructures de transport ferroviaire.

Bien que la construction préfabriquée soit déjà utilisée dans les structures principales des stations, son extension aux structures annexes des sorties à forte pente présente de nouveaux défis. L’assemblage des blocs préfabriqués sur une pente raide risque, à la moindre erreur, de provoquer un basculement, un glissement ou un désalignement ; le système d’étanchéité au niveau des joints sur pente est également bien plus complexe que sur une surface plane. Permettre une construction préfabriquée, de type « assemblage de blocs », sûre et précise sur une pente de 30° est devenu un défi mondial pour les constructeurs.

Quatre avancées technologiques clés

Face aux risques élevés et à la difficulté de contrôle de l’assemblage sur pente raide, l’équipe du projet du China Railway No.8 Engineering Group a, pour la première fois dans l’industrie, intégré et appliqué une technologie d’assemblage complète combinant la simulation BIM de l’ensemble du processus et un chariot d’assemblage spécialisé pour pente.

« Tester avant de construire » : simulation numérique jumelle BIM de l’ensemble du processus

Avant l’assemblage officiel, l’équipe a utilisé la technologie BIM pour simuler numériquement l’ensemble du processus de levage, d’ajustement de posture et de séquence de placement de chaque bloc préfabriqué. Cette stratégie de jumeau numérique, « tester avant de construire », a permis d’identifier et de résoudre à l’avance les conflits spatiaux potentiels et les risques de processus dans l’espace virtuel, fournissant une « carte de navigation » précise pour la construction sur site.

« Spécialisé pour pente » : chariot d’assemblage personnalisé et système de limitation anti-dérapage

Les chariots d’assemblage de surface conventionnels ne peuvent pas fonctionner de manière stable sur une pente raide. L’équipe a développé indépendamment un ensemble d’équipements de chariot d’assemblage spécialisé pour pente, associé à un système de mesure et de contrôle tridimensionnel en temps réel par station totale et à des dispositifs de protection anti-dérapage multiples, permettant une opération continue intégrée de saisie, rotation et placement précis des blocs préfabriqués sur pente. Cela équivaut à fournir à chaque bloc un « rail » et un « système de freinage » dédiés sur la pente raide, garantissant la sécurité de la construction au niveau de l’équipement.

« Triple étanchéité » : résoudre le problème d’infiltration aux joints des grandes pentes

L’étanchéité des joints des structures préfabriquées est un défi commun dans l’industrie, particulièrement dans des conditions de forte pente. L’équipe du projet a développé indépendamment un système de construction à triple étanchéité — combinant un positionnement précis par tenon et mortaise, un verrouillage par précontrainte, et un scellement par injection de joints en caoutchouc à double barrière — pour créer une barrière de protection d’étanchéité multicouche. Le 7 juillet, lors d’une visite d’observation du réseau complet organisée par le métro de Qingdao, coïncidant avec des pluies continues, ce système d’étanchéité a subi un test complet en conditions réelles de pluie naturelle, recevant une reconnaissance unanime du groupe d’observation.

Modularisation entièrement préfabriquée : intégration de la dalle de fond, des murs latéraux, de la dalle de toit et des escaliers

Tous les composants de la sortie D de la station Hainanlu — dalle de fond, murs latéraux, dalle de toit, escaliers — ont été préfabriqués de manière standardisée dans une usine spécialisée, puis assemblés sur site. Ce modèle, « fabrication des pièces en usine, assemblage sur site comme des blocs », a transféré une grande partie des travaux en hauteur et dans des espaces restreints vers l’usine au sol, réduisant considérablement les risques de sécurité de la construction.

Durée du chantier réduite de 44 %, main-d’œuvre réduite de 77 %

Par rapport à la construction traditionnelle par coulage sur site, le modèle de construction préfabriquée présente des avantages significatifs en termes d’efficacité globale :

De plus, divers équipements et outillages spécialisés peuvent être réutilisés en rotation, réduisant ainsi les investissements pour les projets ultérieurs. Cette technologie a donné lieu à de nombreux outillages et procédés de construction exclusifs développés indépendamment, avec des droits de propriété intellectuelle, comblant un vide technique dans la construction préfabriquée des structures annexes de métro à forte pente en Chine.

Combler un vide technique national, établir une référence sectorielle

Ce projet est la première sortie de métro préfabriquée à forte pente dans le secteur du transport ferroviaire en Chine, et sa technologie clé de construction complète comble un vide dans l’industrie. Le 7 juillet, le groupe du métro de Qingdao a organisé une activité d’observation et d’échange sur la technologie de construction des sorties préfabriquées sur l’ensemble du réseau. Wang Shouhui, directeur général adjoint, a conduit les représentants des différentes filiales de construction, de l’institut de conception et de planification de la troisième phase, ainsi que des unités participantes de l’ensemble du réseau pour une observation sur le terrain, validant pleinement la faisabilité, la stabilité et l’avancement de cette technologie.

Faible émission de carbone et écologique, soutenant les objectifs « double carbone »

La construction préfabriquée adopte un modèle de préfabrication centralisée en usine des composants et d’assemblage modulaire sur site, réduisant considérablement les travaux humides sur site et le gaspillage de matériaux, conformément au concept de développement vert et bas carbone, et fournissant un soutien solide à la réalisation des objectifs nationaux « double carbone ». La préfabrication en usine en série permet également d’améliorer la qualité réelle, de réduire les défauts structurels et d’augmenter l’efficacité de la production.

Reproductible et généralisable, leader de la mise à niveau de l’industrie

Cette technologie a déjà formé un modèle pratique reproductible et généralisable. En s’appuyant sur l’expérience de conception et de construction des stations préfabriquées de la ligne 6, le métro de Qingdao a proposé et formé un système de construction intégré et préfabriqué pour le transport ferroviaire. Les 14 stations éligibles des lignes de la troisième phase de planification appliqueront toutes cette technologie. Cette technologie complète de construction de sorties préfabriquées à forte pente fournit une démonstration importante pour l’intégration profonde de l’industrialisation, de l’informatisation et de l’intelligence dans les projets annexes de transport ferroviaire à l’échelle nationale.

De la « tactique de la masse humaine » à la « fabrication par machines », du « coulage sur site » à la « préfabrication en usine » — la construction de la première sortie de métro préfabriquée de Chine sur une pente de 30° n’est pas seulement le succès d’un projet, mais marque un changement fondamental dans le modèle de construction des structures annexes du transport ferroviaire en Chine.

Comme l’a démontré l’activité d’observation : lorsque les blocs préfabriqués sur une pente de 30° sont assemblés avec une précision millimétrique, et que le système de triple étanchéité résiste à l’épreuve pratique des pluies continues, cette technologie, qui comble un vide national, est passée du « laboratoire » au « chantier », de la « démonstration » à la « généralisation ». À l’avenir, avec l’application de la technologie de construction préfabriquée sur davantage de lignes de métro et dans des scénarios de pentes plus raides, la construction du transport ferroviaire en Chine accélérera sa transition vers une nouvelle phase plus efficace, plus sûre et plus verte.