Brevet FR2015641A1 — publié le 19700430

L'invention concerne un procédé de reveAtement de tunnels, de sous-passages, de galeries, de cavernes et autres cavités semblables. La construction d'un tunnel, d'une galerie, d'un sous-passage ou l'aménagement d'une caverne requiert toute une série d'opérations; creuser la cavité, étayer les roches ou le terrain creusés, assurer l'étanchéité à ltégard des infiltrations d'eau, construire la voûte, effectuer le revêtement interne et enfin poser les installations de ventilation et d'éclairage.-Les dépenses dépondront finalement de lfentité de ces diverses opérations, dans chaque cas particulier.- Il faut donc chercher à simplifer chacune de ces opérations et à- les grouper dans la mesure du possible. Les connaissances acquises ces derniers temps dans ltart de construire des tunnels routiers et les expériences faites en hiver avec les tunnels de montagne (perturbations du trafic dues à la formation de stalacties de glace), montrent qutil est absolument nécessaire que de tels ouvrages soient protégés efficacement contre toute infiltration d'eau provenant de la montagne. Jusqu'ici cette étanchéité a été obtenue à l'aide de masses plastiques ou élastiques, de feuilles en matières plastiques, de cartons bitumés et autres. Les produits bitumineux ou stratifiés doivent tre pressés dans la structure de la construction pour qu'ils puissent assurer l'étanchéité à l'égard de l'eau sous pression.Les feuilles en PVC utilisées en règle générale en épaisseurs de i à 3 mm, ne doivent en fait pas Aetre comprimées mais plutôt protégées. Ceci implique que la voate en béton doit astre constituée de deux enveloppes concentriques entre lesquelles on place l'agent dlétanchéité-. Il faut donc bétonner deux fois, ce qui naturellement coQte plus cher que si l'on procédait au bétonnage de la voté en une seule opération. D'autre part et en particulier les tunnels routiers, les sous-passages et les cavernes dans lesquelles des personnes peuvent séjourner un certain temps, doivent être bien éclairés. Or les dépenses pour un éclairage convenable sont très importantes et, pour cette raison, on cherche par tous les moyens d'obtenir un rendement maximum des sources lumineuses. Les parois doivent donc être claires, avec un bon pouvoir réflecteur pour la lumière, sans être pour autant éblouissantes, et propres ctest-à-dire faciles à nettoyer. C'est pourquoi ces parois ont été, jusqu'ici, revêtues d'un enduit approprié, peintes en couleurs claires ou recouvertes d'un carrelage métallique ou céramique. La présente invention va permettre désormais d'exécuter la volte en une seule coulée de béton et de réaliser, en une seule opération, l'étanchéité et le revetement intérieur. Elle est ca r actérisée en ce que l'-on construit, à une certaine distance des parois de la cavité, une voûte interne assurant simultanément ltétanchéité contre la pénétration de l'eau et le reveAtement durable de l'intérieur, ladite voûte étant composée d'éléments as semblés, imperméables à l'eau et lesdits éléments étant constitués de panneaux composites métal/matière plastique comprenant une cou che de matière plastique et au moins une couche d'une couverture métallique et assemblés bout à bout par soudage, étanche à l'eau, des bords des couches de matière plastique venant à contact direct. Dans les ouvrages en pierre portante, cette voûte interne peut, d'autre part, servir de coffrage perdu pour le bétonnage. L'invention est illustrée dans le dessin annexé à l'aide d'exemples explicatifs La figure i représente une section de tunnel, par exemple d'un tunnel routier, construit dans une roche portante; la figure 2 représente une section de tunnel construit dans une masse non portante; la figure 3 montre, en section, l'assemblage de deux panneaux composites, soudés bout à bout, ainsi que leurs chevilles d'ancrage; la figure 4 représente , en section, le point d'assemblage de deux éléments de voûte avec couvre-joint de serrage et dispo sitif de fixation. Lorsqu'on a affaire à-une roche portante 1 (figure 1), la cavité du tunnel où de la caverne 2 est entièrement creusée, comme l'on sait, à laide d'explosifs. Si certainesplaces présentent des dangers d'infiltration d'eau ou d'écoulement, elles sont renforcées par des supports encastrés ou part des injections de béton. On procède ensuit e au montage- dès élément de la voûte 4, -formés de panneaux composites 5 en métal et matière plastique, voûte qui sert à la fois comme barrage à l'infiltration d'eau et comme revêtement intérieur définitif 3. Lès panneaux composites 5 constituant les éléments de la voûte sont, de préférence, composés de deux catches de couverture métalliques 6, par exemple en tale d'aluminium de 0,8 mm d'épaisseur, et d'une couche intermédiaire 7 en matière plastique, par exemple en polyéthylène de 3 à 10 mn d'épaisseur. Les dimensions des panneaux peuvent être, par exemple: 6 - 8 m de long et environ 1,5 m de large.Les panneaux sont adaptés à la forme du tunnel par simple façonnage, sans enlèvement de copeaux Pour la construction d'un élément de voûte 4, les bords des panneaux composites sont assemblés par soudage bout à bout et cela en n1 intéressant à cette soudure que les couches de la matière plastique (cf. figure 3). A cet effet, sur le cté du panneau qui sera ensuite tourné vers la roche, on enlèvera une mince bande de la couche métallique le long du bord à souder ce qui mettra à nu la couche de matière plastique. Puis on soude bord à bord les couches de matière plastique de deux panneaux ainsi traités.Les couches métalliques, caté intérieur du tunnel, viendront se join dre exactement et 1'interspace 8 8 sera minime, alors que du côté roche une bande 9 restera dénudée. il est indiqué de recouvrir cette bande dénudée de matière plastique avec une bande de protection. Cette bande de protection peut également astre en tale d'a luminium et être jointe à la couche métallique de couverture des panneaux composites, par exemple par collage. Sur le côté des panneaux tourné contre la roche, il est avantageux de souder un certain nombre de chevilles 10, de préférence en position perpendiculaire à la surface du panneau. Cellesci ont comme but de permettre la fixation des éléments de la voûte au revêtement de la roche. De préférence, les panneaux composites seront assemblés par soudage dans la gXlerie-même , , avec leurs longs côtés orientés dans l'axe longitudinal du tunnel. On utilise pour cela un échafaudage sur lequel les panneaux sont disposés et qui sert ensuite comme support pour le coffrage du béton. En procédant de la sorte, on assemble un élément de voûte qui correspond au profilé intérieur définitif-du tunnel. Entre celui-ci et la roche reste un espace qui correspond à l'épaisseur que l'on entend donner à la voûte en béton 11 (revêtement de la roche). Dans cet espace, si cela est rendu nécessaire par de fortes infiltrations d'eau, peuvent être logés, du côté des panneaux tourné vers la roche et épousant la forme de la voûte, des tubes de drainage perforés en vue de convoyer dans des collecteurs placés dans le fond du tunnel lteau d'infiltration. L'espace compris entre l'élément de voûte et la roche est ensuite rempli avec le béton 11, en se servant de ltélément-même comme coffrage. Cette opération est exécutée selon les procédés courants, à partir de la partie frontale.En vue de protéger les parties en aluminium des éléments de la voate contre l'action agressive de l'eau de ciment, il est indiqué de soumettre ces parties à un traitement de surface adéquat avant le montage. Les chevilles 10 noyées maintenant dans le béton, fixent solidement la voûte interne 3 , en panneaux composites, au revêtement de la roche. Lorsque la prise de béton est terminée, on déplace ltéchafaudage dans le sens de la progression des travaux. Au point de rencontre 12 de deux éléments de voûte, les bords des panneaux composites venant à contact direct peuvent également être soudés ensemble. il est toutefois aussi possible de joindre les bords adjacents à l'aide d'un couver-joint de serrage (cf. figure 4). Ceci peut astre réalisé, par exemple, en serrant entre deux mâchoires (13,14) en profilés d'aluminium, filés à la presse et serrées l'une à l'autre par vissage, chacune des extrémités marginales d'un élément de voûte, en interposant éventuellement une couche dtune masse assurant ltétanchéité. La seule exigence inconditionnelle que doit remplir ce joint est celle d'une absolue étanchéité à l'égard de l'eau. Après quoi la voate du tunnel est en principe terminée. Au cours des opérations suivantes relatives à l'installation de l'- éclairage et de la ventilation, il serait préférable dans toute la mesure du possible, de ne pas avoir à percer la couche de matière plastique des panneaux composites. Si malgré tout il fallait s'y résoudre une fois ou l'autre, il serait important de veiller à ce que ltétanchéité la plus rigoureuse soit garantie. Lorsqu'on a affaire à des ouvrages exécutés dans une roche 15 non portante (figure 2) il faut procéder un'peu autrement. Dans ce cas, le revêtement 16 de la roche doit etre-bétonné au fur et à mesure de l'avancement du front d'attaque, afin d'éviter des éboulements. On ne peut donc pas utiliser, dans ce cas, le revAetement interne de la voûte comme coffrage pour le béton. Ce reveAtement ne peut Aetre fixé à la voûte en béton 16, qu'une fois celle-ci terminée. Le montage des éléments de voûte 4, en panneaux composites, se fait en principe de la même façon que dans le cas où on a affaire à une roche portante. Mais ici, même lorsque le tunnel est terminé, cette vo'ûte en panneaux ne s 'ap- puie pas directement contre la voûte en béton du reveXtement de la roche, mais on laisse opportunément un espace 17 qui tienne compte des irrégularités de la surface du béton, des possibilités d'écoAbment des eaux drinfiltration et, éventuellement, du loge ment des conduites dtaération. Le fixage du revêtement en panneaux composites à la voûte en béton est réalisé, dans ce cas, à l'aide de crochets d'ancrage 78 ou d'étriers métalliques qui sont, d'une part et de façon bien connue en soi, noyés dans la nasse de béton du revAetement de la roche ou fixés par vissage et, d'autre part, assemblés aux che villes 10 soudées au verso des panneaux composites 5 ou fixés aux couvre-joints de serrage 19, placés à la jonction 12 des éléments de voûte 4. La mâchoire de serrage 13, ceté roche, est pourvue à cet effet d'un prolongement 20, sur lequel peut Aetre fixé le cro chet d'ancrage ou l'étrier métallique par vissage, rivetage ou autre procédé semblable. Dans les tunnels routiers avec trafic de véhicules à mo teur, 11 insonorisation est particulièrement souhaitable. Celle-ci peut être réalisée en perforant, selon la technique usuelle, la couche de couverture métallique 6, conté intérieur du tunnel, des panneaux composites 5. Pour des raisons d'optique et aussi pour faciliter le nettoyage, ces perforations ne seront pratiquées, de préférence, qutà-partir d'une certaine hauteur du fond du tunnel, par exemple à partir d'environ 3 m. Etant donné que la paroi intérieure du revêtement du tunnel est dans tous les cas constituée d'une couche métallique, de pré férence en aluminium ou en alliage d'aluminium, un éclairage ex cellent est sans autre assuré grâce au coefficient élevé de réflexion des surfaces métalliques. il n'y a pas lieu de craindre des phénomènes d'éblouissement, car ceux-ci peuvent être éliminés par un traitement approprié des surfaces métalliques. R E V E N D I C A T I O N S 1 - Procédé pour le revatement de tunnels, sous-passages, galeries, cavernes et autres cavités analogues, caractérisé en ce que l'on construit , à une certaine distance des parois de la cavité , une voûte interne réalisant simultanément l'étanchéité contre la pénétration de l'eau et le revêtement définitif de l'intérieur, ladite voûte étant composée d'éléments assemblés, imperméables à l1eau et constitués de panneaux composites métal/ matière plastique, comprenant une couche de matière plastique et au moins une couche métallique de couverture, ces panneaux étant assemblés bout à bout par soudage, étanche à l'eau, des bords des couches de matière plastique à contact direct. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après excavation complète de la cavité et renforcement éventuel des points menacés par des infiltrations d'eau, ou autres, au moyen de supports encastrés de genre bien connu ou par des injections de béton, on construit la dite voûte interne, puis on remplit de béton l'intervalle compris entre la roche et la voûte interne, cette dernière constituant un coffrage perdu pour le bétonnage. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après excavation complète de la cavité, on renforce de suite l'ensemble de la voûte par des supports encastrés, des cuvelages ou des injections de béton, puis on procède au bétonnage et on construit enfin, à une certaine distance du revetement de la roche, la dite voûte interne réalisant l'étanchéité et ledit revêtement interne en se servant en particulier de dispositifs de fixation encastrés dans le revetement de la roche. 4 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits panneaux composites sont composés d'un noyau en matière plastique recouvert sur ces deux faces d'une épaisseur de métal. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que les éléments de panneaux composites métal/matière plastique sont assemblés à leuw surfaces de contact 12 par soudure bord à bord , de manière étanche à l'eau. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que les éléments de panneaux composites métal/ matière plastique sont assemblés à leurs surfaces de contact à l'aide de couvre-joints de serrage, de manière que le joint soit étanche à l'eau 7 - Procédé selon l'une des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que la fixation de la voûte interne à l'a couche de béton qui l'entoure ou aux dispositifs d'ancrage est réalisée au moyen de chevilles d'ancrage soudées sur la surface côté roche des panneaux composites. 8 - Procédé selon l'une des revendications 1, 2 et 7 caractérisé en ce que la couche métallique côté tunnel des panneaux composites comporte des perforations en vue d'obtenir un effet d'insonorisation.