Case Study: Construction Impact Assessment and Monitoring of an Unreinforced Concrete Pipe

ABSTRACT: The West Nepean Collector (WNC) is a 1.5-meter diameter unreinforced concrete pipe, constructed in the 1950s at a depth of approximately 11 meters, and serves as a vital sewer for the City of Ottawa. As part of the Ottawa Stage 2 Light Rail Transit (LRT) project, the proposed LRT tunnel crossed above the existing WNC. The tunnel was constructed using the cut-and-cover method, supported by temporary shoring systems comprising soldier piles and timber lagging. Excavation depths ranged from 10 to 11 meters, leaving less than 1 meter of soil cover above the pipe. To evaluate the potential impacts of construction on the WNC, both 2D and 3D finite element models were employed. Key construction stages were analyzed, including the excavation (unloading) of approximately 10 to 11 meters of overburden soil, removal of the lateral supports from the shoring walls, construction of the temporary bridge, and application of construction equipment loads. A comprehensive geotechnical instrumentation and monitoring plan was implemented to monitor deformations and strains within the WNC throughout the construction process.

RÉSUMÉ: Le collecteur West Nepean (WNC) est une conduite en béton non armé de 1,5 mètre de diamètre et construite dans les années 1950 à une profondeur d’environ 11 mètres. Elle qui constitue un élément essentiel du réseau d’égouts de la Ville d’Ottawa. Dans le cadre du projet de train léger sur rail (TLR) d’Ottawa – Étape 2, le tunnel TLR proposé passait au-dessus du WNC existant. Le tunnel a été construit selon la méthode de tranchée couverte, avec un soutènement temporaire composé de pieux en acier et de madriers en bois. Les profondeurs d’excavation, variant de 10 à 11 mètres, ont eu pour résultat un recouvrement de la conduite inférieur à un mètre. Pour évaluer les impacts potentiels des travaux de construction sur le WNC, des modèles numériques d’éléments finis en 2D et 3D ont été utilisés. Les principales étapes de construction ont été analysées, notamment l’excavation (déchargement) d’environ 10 à 11 mètres de sol de recouvrement, le retrait des éléments latéraux du système de soutènement, la construction du pont temporaire et l’application des charges dues aux équipements de chantier. Un plan complet d’instrumentation et de surveillance géotechnique a été mis en œuvre pour surveiller les déformations et les contraintes dans le WNC tout au long du processus de construction.