Brevet FR2188048A1 — publié le 19740118

Tous les moyens utilisés jusqu'd présent pour établir un revêtement de soutinement à l'intérieur de galeries souterraines se heurtent de façon générale aux difficultés d'établir ce revêtement sans risques de décompression du terrain et sans laisser de vides entre le terrain et le revOtement établi. Les remèdes généralement proposés pour surmonter ces difficultés nécessitent souvent des équipements multiples et de longues opérations de retenue du terrain en même temps qu'ils retardent l'avancement du travail. L'invention a pour but de proposer un nouveau procédé permettant l'établissement dtun revAtement de soutènement en béton coulé in situ sans risse de décompression du terrain et sans qu'on ait à prévoir des opérations spéciales et difficiles pour combler des vides éventuels entre le terrain et le revêtement. L'invention est applicable aux galeries de dimensions diverses, notamment depuis les plus petites galeries permettant d'accéder à l'intérieur jusqu'à des galeries de plusieurs mètres de diamètre. nie s'applique aussi aux galeries ayant des sections diverses telles que des sections circulaires, ovoSdes, en fer à cheval, carrées ou rectangulaires. Le principe du procédé selon l!.invention consiste à établir d'abord un revêtement primaire de soutènement en béton coulé in situ soue pression en utilisant comme coffrage extérieur la partie arrière d'un bouclier à avancement et comme coffrage intérieur une succession d'anneaux composés de voussoirs assemblés et démontables et, après prise du béton et enlèvement du coffrage intérieur, à exécuter l'achèvement des travaux demandés par un revêtement secondaire permettant de rattraper les imperfections d'alignement et de nivellement, d'établir un cuvelage d'étanchéité et d'obtenir un parement répondant à toutes les exigences. Jusquà présent, on ne pouvait concevoir la possibilité pratique d'exécuter un tel procédé à cause du risque d'adhérence du béton au bouclier si celui-ci reste arrêté quelques heures pour une cause quelconque et aussi à cause de la nécessité apparente d'attendre une prise suffisante du béton coulé autour du coffrage intérieur pour enlever le coffrage en bout et prolonger la coulée du béton autour d'une nouvelle longueur de coffrage intérieur. Les difficultés ci-dessus apparaissaient ainsi pratiquement insurmontables et les tentatives d'établir directement un revêtement de soutènement par coulée de béton sous pression in situ sans risques de décompression et sans nécessiter d'opérations spéciales pour combler des intervalles entre le terrain et le coffrage intérieur après exécution d'un revêtement ntont jamais abouti à des résultats satisfaisants. L'invention permet au contraire de résoudre au mieux le problème posé et le procédé selon l'invention pour exécuter en souterrain, à l'abri d'un bouclier, des ouvrages en béton coulé in situ se caractérise par le fait qu'à l'intérieur de la queue lisse et relativement mince d'un bonteier nervuré on dispose un anneau de coffrage intérieur composé de voussoirs, qu'on dispose à l'avant de l'espace annulaire, entre la queue de bouclier et les voussoirs, un éIrrment mince destiné à former Joint de reprise et à l'extérieur de celui-ci un masque annulaire de retenue, quton coule sous pression du béton dans le dit espace annulaire i travers le masque pour la constitution d'un anneau de revêtement primaire de soutènement, qu'on fait avancer ensuite le bouclier d'une distance égale à la longueur des voussoirs au moyen de vérins prenant appui sur les voussoirs, qu'or applique un produit retardateur de prise sur la face interne de la queue du bouclier dégagée du béton déjà coulé, qu'on dépose le masque et qu'on met en place unxnouvel anneau de voussoirs avec nouveau joint de reprise et nouveau masque pour répéter le cycle dopérations ci-dessus, le revêtement primaire pouvant, après décoffrage, recevoir tout revêtement secondaire désiré. L'invention comprend aussi diverses particularités qui seront indiquées au cours de l'exposé qui suit ainsi qu'un appareillage permettant d'exécuter le nouveau procédé. Pour bien faire comprendre l'invention, on la décrira plus en détails ci-après, en référence au dessin schématique annexé dans lequel la figure 1 montre la coupe axiale partielle d'une galerie en cours de percement et d'établissement du revêtement de soutènement ; la figure 2 est une coupe à plus grande échelle du revêtement de soutènement en cours d'établissement le long de la paroi de galerie ; et les figures 3 à 5 sont des coupes du revêtement de soutènement en cours d'établissement dans des phases de travail différentes. Sur la figure 1, on a représenté l'établissement d'un revêtement de soutènement en souterrain en cours d'établissement par le procédé selon l'invention0 En 1, on a indiqué le front d'abattage constituant le fond de la galerie en cours de percement. La paroi de la galerie est maintenue par un bouclier dont le corps 2, au profil de la galerie, est constitué par des tales cintrées raidies par des profils convenables (non représentés) qui forment des nervures transversales et longitudinales.Ce corps de bouclier 2 est équipé à l'avant dune trousse coupante 3 constituée par l'enveloppe même du corps 2 renforcée par exemple de plaques de carbure de tungstène fixées sur la nervure la plus avancée. Â l'arrière, le corps 2 est prolongé par une queue 4 constituée par une paroi lisse sur ses deux faces.- Comme le montre la figure 1, cette queue 4 a servi de coffrage extérieur au revêtement 5 déjà établi entre elle et un coffrage intérieur composé d'anneaux successifs tels que 6-7, eux-mêmes composés chacun d'un certain nombre de voussoirs métalliques 8 constitués par exemple par des tôles de 3 mm d'épaisseur avec raidisseurs leur permettant de supporter la poussée dea vérins d'avancement du bouclier0 Le corps de bouclier 2 sert de support i des corps de vérins 9 dont les tiges de poussée sont indiquées en 10 et, au droit de chaque corps de vérin 9, une platine 11 assure la répartition de la force de poussée exercée sur le boulier. La figure 2 montre, à plus grande échelle, l'établissement du revêtement 5 au cours de la coulée du béton autour de l'anneau de coffrage 7, tandis que la figure 1 montre cette coulée achevée. Sur cette figure 2, on voit que l'espace annulaire à bétonner est limité en avant par des éléments en treillis 12 destinés à former un joint de reprise et présentant sur leur bord extérieur des pattes alternées 13 et 14 repliées à angle droit respectivement vers l'arrière et vers l'avant contre la surface interne de la queue 4 du bouclier. Sur leur bord intérieur, les éléments du joint de reprise rprésentent des pattes alternées 15 et 16, les premières repliées à angle droit vers l'arrière contre la surface externe des voussoirs, tandis que les dernières 16 sont dans le plan du joint de reprise limitant l'intervalle à bétonner, de façon à être maintenues entre les voussoire- du dernier anneau de coffrage 7 et un masque de poussée 17 en t81e forte avec un joint de caoutchouc assurant ltétanchéité (non représente').Lors de l'avance du bouclier, les tiges 10 de leurs vérins prennent appui sur le masque 17 au niveau des voussoirs qui résistent aux forces de poussée longitudinales. Le masque 17 et le joint de reprise 12 sont percés dans leur partie supérieure d'un trou d'alimentation par lequel le béton est introduit par une conduite flexible de refoulement 18. Pour compléter la description du dessin, on indiquera que dans les voussoirs 9 sont réservés des trous de brochage pour l'engagement de broches 19 destinées à augmenter la résistance des voussoirs à la poussée des vérins et permettant des injections de béton contre la paroi de galerie dès l'avancement de la queue du bouclier. On résumera maintenant le mode opératoire en ne mentionnant que les opérations caractéristiques de l'invention. Après achèvement de la coulée du béton effectuée autour de l'anneau de coffrage 7 comme le montre schématiquement la figure 2, la situation générale de l'équipement est celle représentée sur la figure 1, c'est-à-dire que la queue 4 du bouclier s'étend en arrière autour du revêtement 5 sur une longueur supérieure à celle de l'anneau de coffrage 7. Â titre d'exemple, on indiquera que la longueur des anneaux de coffrage peut être de 0,75 m et celle de la queue 4 de 1,15 m.On commande alors les vérins pour assurer leur extension, ce qui fait avancer le bouclier jusqu'à la position extrême représentée sur la figure 3. On comprend qu'on a au préalable procédé aux terrassements nécessaires par tous moyens convenables en laissant une couronne de terrain de 5 à 10 cm telle que la couronne qui apparat en 20 sur la figure 1 pour que cette couronne soit découpée par la trousse coupante 3 du bouclier lors de l'avancement de celui-ci. Quand le bouclier a achevé la course d'avance nécessaire pour la mise en place d'un nouvel anneau de coffrage intérieur, on applique, sur la surface interne de la queue 4 dégagée du béton déjà coulé, un produit retardateur de prise sur une épaisseur de 1 ou 2 mm qui évite l'adhérence du béton sur le métal pendant 5 ou 6 jours. On commande d'autre part le retrait des vérins (figure 3) qui dégagent l'emplacement du nouvel anneau de coffrage à placer en 21 comme le montre la figure 4. Avant la mise en place de ce nouvel anneau, on procède à la ddpose du masque sur lequel les vérins prenaient précédemment appui et on replie vers l'avant les pattes 16 du dernier joint de reprise pour qu'elles se trouvent à l'extérieur des nouveaux voussoirs comme le montre encore la figure 4. On procède ensuite, à l'extrémité avant du nouvel anneau de coffrage 21, à la pose d'un nouveau joint de reprise et à la pose d'un nouveau masque comme on l'a dé expliqué en référence à la figure 2 et on peut alors commander les vérins pour qu'ils viennent en appui sur les voussoirs de l'anneau 21 comme le montre schématiquement la figure 5. On pourra alors répéter le cycle d'opérations déjà décrit en procédant à la coulée sous pression du béton autour du nouvel anneau de coffrage 21. La mise en oeuvre du béton peut être facilitée par l'action de vibreurs ie coffrage. Les travaux peuvent continuer ainsi jusqu'à l'achèvement du revêtement primaire de soutènement et on comprendra que les voussoirs de coffrage seront enlevés après la prise complète du béton. Après l'achèvement du percement de la gelerie et de l'établissement du revêtement primaire de soutènement, on pourra procéder à un bétonnage définitif à la pompe à béton avec des coffrages à la dimension ddsirde. On pourra évidemment prévoir diverses formes d'exécution de l'invention, celle qu'on a plus particulièrement décrite ci-dessus en référence au dessin ntayant aucun caractère limitatif, car on comprendra qu'on pourrait prévoir diverses modifications ou aajonctions selon les circonstances sans s'écarter du cadre de l'invention définie par les revendications annexées. R E V E N D I C Ae T 0 O N S. 1. Procédé pour exécuter en souterrain, à l'abri d'un bouclier, des ouvrages en béton coulé in site, caractérisé par le fait qu'à l'intérieur de la queue lisse et relativement mince d'un bouclier nervuré on dispose un anneau de coffrage intérieur composé.de voussoirs, qu'on dispose à l'avant de l'espace annulaire entre la queue de bouclier et les voussoirs un élément mince destiné à former joint de reprise et à l'dxtdrieur un masque annulaire de poussée, qu'on coule sous pression du béton dans le dit espace annulaire à travers le masque pour la constitution d'un anneau de revêtement primaire de soutènement, béton fait avancer ensuite le bouclier d'une distance égale à la longueur des voussoirs au moyen de vérins prenant appui sur les voussoirs, qu'on applique un produit retardateur de prise sur la face interne de la queue du bouclier dégagée du béton dé coulé, qutov dépose le masque et qu'on met en place un nouvel anneau de voussoirs avec nouveau joint de reprise et nouveau masque pour répéter le cycle d'opérations ci-dessus, le revetement primaire pouvant, après décoffrage, recevoir tout revêtement secondaire désiré. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les vérins d'avance du bouclier sont portés par le bouclier en des positions convenables pour prendre appui, au cours de l'avance du bouclier, sur le masque :en place au niveau des voussoirs du dernier anneau de coffrage, le retrait des parties de vérins mobiles par rapport aux corps de vérins portés par le bouclier permettant de dégager l'intérieur de la queue de bouclier pour la mise en place d'un nouvel anneau de coffrage. 3. Appareillage pour l'application du procédé selon la revendication 1 comprenant notamment des voussoirs pour la constitution des anneaux de coffrage du revêtement primaire, des éléments de joint de reprise,. des éléments de masque, un bouclier muni à l'avant d'une trousse coupante et portant des vérins d'avancement tandis qu'il est prolonge à l'arribre par une queue lisse d'une longueur supérieure à celle des voussoirs et des moyens pour couler le béton sous pression entre la queue du bouclier et les voussoirs. 4. Appareillage selon la revendication 3, dans lequel les éléments des joints de reprise sont constitués par des treillis plans placés dans des plana perpendiculaires à l'aie de la galerie à revêtir et présentant sur leur bord extérieur des pattes découpées repliées à angle droit alternativement d'un côté et de l'autre et sur son bord intérieur des pattes repliées à angle droit vers l'arrière en alternance avec des pattes dans le plan du joint destinées à être maintenues à l'extrémité du coffrage entre le dernier anneau de coffrage et le masque et à être ensuite rabattues vers l'avant en position de coulage entre la dépose du masque et la mise en place d'un nouvel anneau de coffrage.