Brevet FR2160686A1 — publié le 19730629

La présente invention concerne les boucliers pour le creusement de tunnels. Ces boucliers sont utilisés depuis de nombreuses années pour le creusement de tunnels, de galeries de mines, etc.. et, depuis lors, on apprécie les avantages qu'ils offrent en ce qui concerne la sécurité des ouvriers qui travaillent sous leur protection. Dans la pratique, des supports de toit permanents, connus sous le nom de cadres ou cintres, sont placés aussi près que possible derrière le bouclier, à intervalles égaux, leur pas étant d'un mètre par exemple, mais pouvant varier en fonction de la nature du toit. Toutefois, le danger que représente un effondrement éventuel du toit pour les ouvriers travaillant au front de taille (danger supprimé par l'emploi du bouclier) menace toujours le personnel qui se trouve à l'arrière du bouclier lorsque ce dernier avance, par exemple, par déplacements successifs d'un mètre, car une longueur de toit non étayée d'un mètre sépare alors l'extrémité arrière du bouclier du dernier placé des cadres.Dans la pratique, ce risque est habituellement accepté, bien que quelques solutions aient déjà été proposées pour modifier les constructions de bouclier existantes et/ou pour placer des cadres ou cintres de soutènement à l'intérieur du bouclier. On se reportera, par exemple, aux brevets britanniques NO 580 0, 1 029 Or//8 et 1 1 & nv. D'une manière générale, les solutions qui ont été proposées ne vont pas sans compliquer inutilement le creusement des tunnels. L'invention a donc pour objet de réaliser un bouclier qui ne présente pas les inconvénients des boucliers connus. Le bouclier selon l'invention a la forme générale d'un U inversé et il est muni, à son extrémité arrière, d'une pluralité de rallonges espacées l'une de l'autre, qui s'étendent en porte-à-faux à l'arrière du bouclier sur une longueur suffisante pour enjamber au moins l'espace qui sépare le bouclier du cadre le plus proche. Ces rallones s'étendent donc en travers de la zone de toit non étayée, oui émerge de l'arrière du bouclier lorsoue ce dernier avance progressivement, et elles empêchent le toit de s'effnndrer sous la pression des terrains dans cette zone. Le cadre reliés par les rallonges à l'arrière du bouclier est évidemmentlG dernier placé, mais il est préférable que les rallonges s'étendent au moins jusqu'à l'avant-dernier cadre placé. En effet, lorsque le bouclier avance, s'éloignant du dernier cadre placé, les rallonges continuent de reposer sur celui-ci et il suffit de placer un nouveau cadre sous les rallonges, entre le bouclier et le dernier cadre placé et de le relier à celui-ci au moyen des entretoises habituelles. On peut alors avancer de nouveau le bouclier. Suivant l'état du toit, on peut insérer dans les intervalles entre les rallonges uigarnissage de bois qui remplit 1' espace entre le cadre et le toit. Les rallonges se déplacent vers l'avant avec le bouclier et l'on peut alors compléter le garnissage des cadre Suivant un autre aspect de l'invention, elle concerne un procédé pour guider et supporter un bouclier pour creusement de tunnels, qui consiste à faire reposer sur des blocs de guidage une face inférieure plane axe chaque montant du bouclier, à creuser le front de taille en avant du bouclier, y compris la base de ce front de taille de façon à pouvoir placer au moins un nouveau bloc de guidage sur chaque flanc du tunnel, sous la protection d'une avancée du dit bouclier, à déplacer le bouclier vers le front de taille en faisant glisser les faces inférieures planes sur les blocs de guidage de façon qu'une partie au moins des dites faces repose sur un nouveau bloc, à enlever une partie ou la tatalité des blocs de guidage ainsi libérés à l'arrière du bouclier et à les réutiliser comme nouveaux blocs de guidage à l'avant du bouclier. En fait, les blocs de guidage constituent de chaque côté du tunnel une voie pour supporter et guider le bouclier et les nouveaux blocs de guidage posés sur le plancher du tunnel, devant le bouclier mais sous l'avancée de celui-ci, forment avec les blocs déjà en place sous les montants du bouclier, une surface de guidage suffisamment plane pour coopérer avec les faces inférieures planes de chaque montant ; on dispose ainsi ae movens de guidage du bouclier bien supérieurs à ceux offerus par le plancher du tunnel dont la surface est généralement inigale. De préférence, les blocs de guidage sont prévus en deux longueurs standard, par exemple, 3 m et 2 m et bien qu'ils '3 3 puissent être en bois, il est préférable d'utiliser pour leur fabrication de l'acier profilé en I. Avantageusement, seuls les blocs de guidage de m sont enlevés une fois libérés à 1' arrière du bouclier, de sorte que les blocs de 5 m peuvent rester en place et servir de support à un cadre. Avec des blocs de guidage ainsi normalisés, le pas des cadres serait donc de 1 m. L'avance du bouclier s'effectue avantageusement au moyen d'une pluralité de vérins hydrauliques montés sur le bouclier et prenant appui, par exemple, sur le dernier cadre mis en place, les cadres étant placés, comme cela se fait habituellement, à intervalles réguliers, à mesure que le creusement du tunnel progresse, et reliés entre eux par une pluralité d' entretoises. De toute façon, l'invention sera bien comprise à 1' aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce bouclier Figure 1 est une vue de côté, en élévation, d'un bouclier selon l'invention ; Figure 2 est une vue arrière du bouclier de figure 1, l'observateur regardant en direction du front de taille. Comme le montrent les figures, le tunnel ou la galerie à creuser a un front de taille 1, un toit 2, unplancher 3 et deux flancs 4. Le bouclier selon l'invention est indiqué par la référence générale 5 et il se trouve à l'intérieur du tunnel, près du front de taille 1. Ce bouclier 5 a la forme générale d'un U renversé comme on peut le voir à la figure 2, et il comprend un corps 6 oui comporte deux montants 7, un près de chaaue flanc 4 du tunnel. A la base de chaque montant 7 est prévue une face inférieure plane 8. Le corps 6 est prolongé, à son extrémité avant 9, par une avancée 10 munie de nervures de renforcement 11, tandis qu'il présente, à son extrémité arrière 12, une pluralité de rallonges 9 espacées 1' une de l'autre, qui s'étendent en porte-à-faux vers l'arrière du bouclier, à la partie -uriure de celui-ci.En arrière au bouclier et aussi prs que possible de ce dernier, sont placés des cadres de soutènement, indiqués dans l'ordre inverse de leur placement Rar les références 1+, î5 et 16. es cadres 14, 15 et 16 sont reliés entre eux par les entretoises habi- tuelles 17 et disposes à intervalles réguliers, le pas "A des cadres étant, par exemple, de 1 m. Plusieurs vérins hydrauliques 18 sont montés sur le corps 6 du bouclier et la tige de piston 19 de chacun d'eux présente à son extrémité libre un pantin 20, par lequel le vérin prend appui contre le dernier cadre placé 14, de sorte que lorsque ce cadre 14 a été solidement fixé et que le front de taille 1 a été suffisamment creusé, on peut actionner les vérins hydrauliques 18, qui passent alors de leur position rétractée représentée à la figure 1 pour prendre une position déployée en faisant avancer le bouclier en direction du front de taille, la force d'appui exercée sur le cadre 14 étant transmise par les entretoises 17 à tous les autres cadres 15, 16, etc.. et par conséquent absorbée par leur ensemble. Comme on peut le voir à l-a figure 1, lorsque les vérins sont en position rétractée, les rallonges 13 s'étendent au-dessus des deux cadres 14 et 15. Lorsque le bouclier avance, les rallonges 13 quittent le cadre 15 et enjambent seulement l'espa- ce qui sépare le bouclier du cadre 14. Le déplacement du bouclier vers le front de taille est alors terminé, les vérins 18 se rétractent et on peut placer un nouveau cadre sous les rallonges 13 et le relier au cadre 14 par des entretoises 17. La position extrême de l'avancée 10 du bouclier est représentée par des traits mixtes à la figure 1. Si l'état du toit 2 du tunnel ou de la galerie est relativement médiocre, les espaces libres entre les rallonges 13 peuvent être garnis au moyen de madriers 21, comme on peut le voir à la figure 2. Pour améliorer le guidage et le déplacement du bouclier qui vient d'être décrit, suivant une autre caractéristique de l'invention, on utilise une pluralité de blocs de guidage 22, 23 pour former une voie sur chaque bord latéral du plancher 3. Ainsi, dans la pratique, on dégage la zone "B" au pied du front de taille 1, de façon à pouvoir poser alternativement un bloc 22 et un bloc 23. A la figure 1, on vient juste de placer un bloc 22A contre chaque flanc du tunnel. Lorsqu' on avance le bouclier, la face inférieure 8 des montants 7 passe sur les blocs o2A. Les blocs 23A libérés à l'arrière au bouclier par 1' avance de celui-ci sont enlevés et peuvent être réutilisés en avant du bouclier Bien que les blocs 22 libérés par le bouclier puissent être enlevés, il est préférable de les laisser en place pour qu'ils servent de support à un cadre 14, 15 ou 16. Pour que cette façon de procéder soit avantageuse, il convient de choisir les longueurs respectives des blocs 22, r en fonction du pas "A" des cadres. rar exemple, lorsoue le pas "A" est égal à 1 m, longueur des blocs 2 doit être 3 m et celle des blocs 23 2/3 m. Dans la pratique, la longueur du corps 6 du bouclier est choisie en fonction de la longueur du matériel utilisé pour creuser le front de taille 1. ainsi, lorscue ce matériel est un outil percutant monté sur un affût mobile, le corps 6 doit avoir une longueur de 2 m ou 3 m pour protéger efficacement l'affût mobile. REVENDICATIONS 1. - Bouclier pour le crausement de tunnels, ayant la forme générale d'un U renversé, caractérisé en ce qu'il est muni à son extrémité arrière d'une pluralité de rallonges qui s'étenaent vers l'arrière en porte-a-faux sur une longueur suffisante pour enjamber au moins 1'esace non étayé qui sépare le bouclier du cadre le plus proche. 2. - Bouclier selon la revenuication 1, caractérisé en ce que les branches du U formant les montants du bouclier se terminent par des faces inférieures planes. 3. - Bouclier selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un corps, avec une extrémité arrière à partir de laquelle s'étendent les rallonges, et une extrémité avant à partir de laquelle s'étend une avancée. 4. - Bouclier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de vérins hydrauliques. 5. - Bouclier selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de blocs qui, en cours d'utilisation, forment une voie sur laquelle le bouclier est guidé pendant son avance.