Brevet FR2138692A1 — publié le 19730105

L'invention a trait à un procédé de construction d'une galerie souterraine, ou tunnel, sous des fondations soumises à des charges, procédé dans lequel sont dtabord forées, dans la direction longitudinale du tunnel, deux galeries de travail auxiliaires dont la distance est fonction de la largeur de la section droite de ltouvrage, et à partir desquelles des éléments porteurs transversaux sont établis en partant de ces galeries, celles-ci étant ensuite comblées par du béton armé. Le procédé connu a l'inconvénient que la voûte qui surmonte le souterrain dépend de la présence, à proximité, d'une assise solide. Lorsque les conditions de terrain sont difficiles, et particulièrement aux endroits où l'assise solide est située assez profondément, le procédé ne peut être utilisé que sous réserves, ou même est complètement inutilisable? Par ailleurs, on connaît le procédé dit de Stuttgart, dans lequel les galeries latérales sont disposées dans la zone supérieure de la section du tunnel. Cette méthode de construction n'est applicable avec succès que si l'on dispose, sur les côtés de la section du tunnel et à proximité immédiate de ceux-ci, d'un sol suffisamment résistant, capable de supporter complètement la charge que lui imposent les galeries latérales. Ltinvention part du problème qui consiste à pouvoir réaliser une galerie souterraine, ou tunnel, même lorsqu'il est nécessaire de passer sous des fondations soumies à de très fortes charges et si l'on ne trouve qu'à une grande profondeur le ter rainimperiéable qu'il est nécessaire d'atteindre. Le procédé selon l'invention résout ce problème : il est caractérisé par le fait qu'après excavation des galeries latérales, on établit à partir de celles-ci des parois moulées qui encadrent des deux côtés la section projetée du tunnel. Ce faisant, il est rationnel de mener les entailles par ces parois moulées jusqu'au terrain imperméable, de telle sorte que la zone de la section du tunnel projeté soit complètement étanche des deux côtés. Dans l'une des formes de réalisation de l'invention, avant d'exécuter les galeries auxiliaires de travail, on fore tout d'abord des pieux en béton comprimé à travers les fondations à consolider jusqu'à l'assise résistante, puis on déblaie les terrains sous-jacents aux fondations visées, entre les parties supérieures des pieux en béton, pour permettre la mise en place (lXune couvertui-e formée d'un dalle de béton arffi precCr Celle-ci s'appuiera sur les galeries auxiliaires On coulera la dalle en englobant la partie supreure des pieux, pois o sec- tonnera ceux-ci sous la dalle.Ce procédé peut auss entre rio Dans une autre variante de l'invention, on peut procéder à la confection des éléments porteurs transversaux en creusant, à partir des galeries auxiliaires, une voûte par des procédés de technique minière. La portance des éléments porteurs transversaux, ainsi cités, peut être augmentée dans le cadre de l'inven- tion en établissant, avant de procéder au remplissage des galeries auxiliaires par du béton armé, des pieux obliques partant de ces galeries, orientés de bas en haut, et dirigés vers la sa- lerie opposée ; ces pieux, etablis en pleine terre, forment ensemble une charpente à trois dimensions. Dans une autre variante d'exécution de l'invention, on réa lise les éléments transversaux en forant, à partir des galeries auxiliaires, des galeries transversales qui, après bétonnage, serviront de poutres porteuses transversales. Dans le cadre de cette méthode, on peut juxtaposer immédiatement les galeries transversales, de sorte que celles-ci forment un élément porteur unique. Mais on peut aussi disposer ces galeries transversales à une certaine distance les unes des au tres. Dans ce cas, on coulera dans les intervalles des dalles 2e béton armé qui relieront les galeries transversales entre elle Le procédé selon l'invention permet même de passer sous des fondations portant une charge considérable. Grace à la méthode des murs en parois moulées combinée avec le bétonnage des gale- ries auxiliaires, on peut obtenir une étanchéité latéraie par faite contre la pression des eaux, à condition que les entailles soient assez profondes pour atteindre la couche imperméable du sol. Le procédé selon l'invention sera expliqué ci-après à l'ai- de de trois modes d'exécution, donnés à simple titre d'exemples et schématiquement représentés aux dessins annexés, dans lesquels Fig. 1 montre une coupe d'une partie de tunnel en construction pour lequel on procède à l'établissement, par des méthodes de technique minière d'une voûte entre les galeries auxiliaires de travail Fig. 2 montre la coupe d'un tunnel, entre les galeries auxiliaires duquel on a disposé des galeries transversales qui seront bétonnées par la suite Fig. 3a et 3b montrent deux coupes suivant la ligne III-III de la fig. 2 Fig. 4 représente une coupe d'un tunnel dans lequel on reprend tout d'abord les fondations par des pieux en béton comprimé, lesquels seront ensuite sectionnés dans les limites du profil du tunnel. La fig. 1 représente un tunnel en construction. Au-dessus du profil du tunnel projeté 6 se trouvent des fondations 1, situées à un niveau inférieur à la superficie du sol 12, et chargées fortement par l'intersédiaire de piliers ou de murs 2. Pour édifier la galerie souterraine, or. creuse des galeries latérales 3 dont on part pour foncer des parois moulées 5, que l'oye poussera, dans la mesure du possible, à une profondeur telle que le terrain imperméable Q soit atteint ; les galeries sont ensuite comblées avec du béton. Afin de reprendre la charge qui pèse sur les fondations, on établit, à partir des galeries auxiliaires 3, et par des méthodes de technique minière, par exemple par avancement aux couteaux, une voûte. Celle-ci est représentée terminée sur la partie droite de la figure, où elle porte a référence 7.A partir des galeries auxiliaires, on peut par ailleurs forer vers le haut des pieux en béton comprimé 25 qui formeront une charpente à trois dimensions et qui renforceront la portance de la voûte, laquelle s T appuiera, après son achèvement, sur les galeries bétonnées 4. Galeries latérales et parois moulées5peuvent d'ailleurs être encore renforcées par des ancrages 10 comportant des ancres 11. Après achèvement des parois 5, de la voûte 7 et après bétonnage des galeries latérales, on peut commencer la construction de la galerie souterraine. L'exemple de réalisation' représenté par la fig. 2 se distingue de celui de la fig. 1 par le fait qutau-dessus du profil du tunnel projeté 1s, entre les galeries latérales 3, on fore des galeries transversales 8 qui, après bétonnage des galeries latérales 3 ainsi que des galeries transversales, serviront de pou tres transversales de soutènement. Ces galeries trausversales 8 peuvent être disposées côte-à-cote sans interstice. -On obtient alors une coupe représentée fig. 3a. Mais on peut aussi disposer entre deux galeries transversales successives des dalles 18 en béton armé qui relieront les galeries bransversales 8 après bétonnage de celles-ci.On obtiendra alors une couverture à charpente qui servira d'élément porteur transversal. Un troisième exemple d'exécution du procédé selon ltinven- tion est explicité dans la fig. 4. La section projetée du tunnel est désignée dans cette figure par la référence 26. Au-dessus de ce profil projeté du tunnel se trouvent des fondations isolées 21, chargées par l'intermédiaire de piliers ou de murs 22. En outre, on trouve, sur les côtés des fondations 21, des banquettes indéfinies 21', qui supportent la charge de murs. Ces fondations, tantôt isolées, tantôt indéfinies, seront reprises grâce au forage de pieux 23 en béton comprimé. Ces derniers pourront tantôt être conservés en tant que pieux en béton 23', tantôt être sectionnés par la suite, formant des tronçons de pieux 23' qui subsisteront. Après foncement des pieux en béton comprimé 23, on exécute d'abord une dalle de couverture 24 en béton armé, qui enrobe la partie supérieure des pieux en-béton comprimé et sera, par ailleurs, disposée de façon telle que la dalle 24 en béton armé puisse transmettre la charge qu'elle supporte aux parois moulées 5 par l'intermédiaire des galeries latérales bétonnées 4. Dès que l'ensemble constitué par la dalle en béton armé 24, les galeries auxiliaires de travail bétonnées 4 et les parois moulées 5 sont capables de supporter la charge, on peut sectionner les pieux en béton comprimé 23 dans la zone de la partie supérieure du profil du tunnel projeté, de sorte qu il n'en reste que les tetes enrobées par la dalle de béton armé 24. Par ailleurs, la configuration des parois moulées 5 est identique à celle des procédés décrits auparavant. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé d'établissement d'une galerie souterraine, ou tunnel, sous des fondations soumises à des charges, dans lequel deux galeries auxiliaires de travail, distantes l'une de l'autre d'une longueur résultant de la largeur du profil du tunnel, sont tout d'abord forées dans la direction longitudinale par rapport au tunnel, procédé caractérisé par le fait que des parois moulées (5) sont d'abord exécutées en partant des galeries auxiliaires de travail (3), lesdites parois moulées enfermant des deux côtés le profil projeté du tunnel (6, 16, 26), et qu'ensuite des éléments porteurs transversaux (7, 8) sont édifiés en partant des galeries de travail qu'ils englobent afin que, après bétonnage des galeries de travail, ces éléments transversaux transmettent les charges aux parois moulées disposées des deux côtés, par l'intermédiaire des galeries de travail bétonnées (4), l'établissement de la galerie souterraine (6, 16, 26) s'effectuant ensuite. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, avant la réalisation des galeries auxiliaires (3), on fore tout abord, à travers les fondations à reprendre, des pieux en béton comprimé (23), qui atteignent l'assise résistante du sol, et qu'ensuite on procède à ltenlèvement des terres sous les fondations (21) à reprendre et entre les parties supérieures des pieux en béton comprimé, de manière à pouvoir couler une dalle de couverture en béton armé ou éventuellement en béton nré- contraint (24), à laquelle les galeries de travail (3) servent de support, la coulée de ladite dalle s'effectuant ensuite en enrobant les parties supérieures des pieux en béton comprimé, lesquels seront finalement sectionnés sous la dalle en béton pré- contraint. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les pieux (23) en béton comprimé sont implantés le long des bords des fondations, et plus particulièrement des semelles indéfinies, et qu'ensuite une poutre de bordure en béton armé est confectionnée, englobant les têtes des pieux Olt reposant éventuellement sur elles, et consolidant la sontatior contre les efforts de cisaillement par des procédés connus en eux-mêmes. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour confectionner les éléments porteurs transversaux, on établit une voûte (7) par des méthodes de technique minière en partant des galeries auxiliaires de travail (3). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que des pieux obliques (25) de bas en haut, se dirigeant fers la galerie latérale opposée, sont confectionnés en pleine terre en partant des galeries auxiliaires (3) avant de comile: celles-ci par du béton (4), les pieux formant ensemble une chLar pente à trois dimensions. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, pour confectionner les éléments porteurs transversaux à partir des galeries auxiliaires (3), des galeries transvetoa les (8) sont forées et servent ensuite de poutres transversales de support, lorsqu'elles sont comblées par du béton. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les-galeries transversales (8) sont disposées côte à côte sans interstice et sont bétonnées de manière à former mi élément porteur transversal unique. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, carac térisé par le fait que les galeries transversales (8) sont drs- posées à une certaine distance le. unes des autres et que des excavations en forme de dalles sont pratiquées encre les g--le ries transversales, de façon à pouvoir y couler une dalle de béton qui relie les galeries transversales entre elles.