Brevet FR2214792A1 — publié le 19740819

La présente invention concerne des perfectionnements concernant le percement de tunnels, et elle apporte en particulier, des perfectionnements au procédé et aux moyens utilisés pour effectuer ledit percement. Selon l'invention, le nouveau procédé de percement de tunnels comprend les phases d'utilisation d'une centrale de distribution pour alimenter en matériau plastique durcis sable une partie du tunnel éloignée longitudinalement de la centrale, qui doit etre revêtue de ce matériau plastique durcissable, de revetement en continu de ladite zone et, simultanément avec les deux opérations précédentes, de mise en forme de la zone comprise entre la centrale et la partie du tunnel revêtue et d'évacuation des déblais ainsi retirés, au travers et au-deld de la centrale de distribution. De plus, selon l'invention, il est prévu des moyens de percement de tunnel, ces moyens comprenant des appareils pour alimenter en matériau plastique durcissable en régime continu une région du tunnel, éloignée longitudinalement de la centrale de distribution, à revêtir de matériau plastique durcissable, et une voie de passage au travers de la centrale de distribution pour permettre la libre circulation des engins d'évacuation des déblais de la région située entre la centrale de distribution et la partie revêtue du tunnel. Le matériau plastique durcissable peut être un matériau à base de ciment tel que le béton. Le revetement du tunnel peut se faire au moyen d'un moule tubulaire ou coffrage, espacé intérieurement de la paroi du tunnel en coulant le matériau plastique durcissable dans l'espace se trouvant entre le moule et la paroi du tunnel. Pour plus de facilités, le moule ou coffrage peut être prévu en sections aplatissables qui peuvent etre assemblées et former une plus grande longueur de moule tubulaire ou coffrage. L'ossature de la centrale de distribution du matériau plastique durcissable S la zone du tunnel à revêtir peut etre conçue de façon 9 être traversée par passage des engins d'évacuation des déblais au travers d'elle. Cette ossature peut etre sous la forme d'un chariot muni de roues de façon à pouvoir se déplacer sur rails. Sur le chariot, on peut monter une ou plusieurs pompes pour envoyer le matériau plastique jusqu'à la région du tunnel à revêtir. Il est préférable d'installer au moins deux pompes pour assurer un écoulement continu du matériau plastique dans la partie du tunnel à revetir. Quand il y a deux pompes l'une peut être rechargée ou réparée pendant que l'autre est en action. Ces, pompes peuvent être du type pompe à éjection pneumatique ou du type pompe à piston ou de n'importe quel autre type de pompe à béton. Le chariot peut etre muni d'un ou de plusieurs convoyeurs à bande sans fin pour l'amenée du matériau plastique aux pompes, à partir d'une zone de réception convenablement éloignée du chariot. Des moyens de levage peuvent être installés pour remonter le ou les convoyeurs à bande d'une position de travail à une position de repli, et vice versa. Les moyens de levage peuvent etre un câble avec suspente, ou un vérin hydraulique. Le chariot peut comprendre, de plus, un niveau supérieur et un niveau inférieur, les roues étant fixées au niveau inférieur. Ces parties peuvent s'écarteur de façon à agrandir le gabarit de passage traversant le chariot. Des moyens pour mettre le chariot en mouvement sur ses rails peuvent etre installés. Ces moyens peuvent etre soit un vérin actionné avec un fluide sous pression, soit un cible qui permet au chariot d'etre tiré sur ses rails. Pour plus de facilités, les pompes installées sur le chariot et les moyens de levage des convoyeurs sans fin peuvent être actionnés par un fluide sous pression, particulièrement de l'air comprimé. Dans ce but, on peut installer sur le chariot un ou plusieurs réservoirs de stockage d'air comprimé et, de plus, on peut y monter un compresseur. Le compresseur peut etre entrainé par moteur électrique ou par moteur à explosions. On peut y installer éventuellement un groupe électrogène. Les déblais peuvent être évacués du tunnel au moyen d'un excavateur à charge qui peut les charger directement dans des engins d'évacuation, ou qui peut remplir une trémie de laquelle les déblais peuvent être évacués par l'intermédiaire de convoyeurs sans fin dans les engins d'évacuation. Ces engins peuvent avantageusement être munis de roues pour circuler sur rails. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure 1 représente une coupe longitudinale d'un tunnel en cours de construction avec le procédé et les moyens selon l'invention. La figure 2 montre, à grande échelle, un mode de réalisation de l'appareil d'alimentation en matériau plastique durcissable de la zone du tunnel à revêtir. La figure 3 est une coupe selon la ligne 111-111 de la figure 2. La figure 4 est un schéma à petite échelle du procédé et des moyens de construction du tunnel représenté sur la figure l. La figure 5 est une variante de la figure 2, en ce qui concerne l'appareil d'alimentation en matériau plastique de la zone du tunnel à revêtir. La figure 6 est une demi-vue en plan, de l'appareil représenté sur la figure 5. La figure 7 représente deux demi-coupes par la ligne Vil-Vil de la figure 5, la demi-coupe de droite représentant le chariot en position basse ou assemblée et la demi-coupe de gauche en position haute ou désassemblée. La figure 8 est un schéma d'une partie de l'appareil représenté sur la figure 5, qui montre le pivotement du convoyeur sans fin, lequel est représenté en traits mixtes dans différentes positions. En se référant à la figure 1, la référence 10 indique de façon générale un tunnel en cours de construction. Le revêtement du tunnel est en cours d'exécution dans la zone 10.1, tandis que les opérations d'évacuation des déblais se font dans la zone 10.2. La référence 12 indique de façon générale un appareil de distribution de matériau plastique durcissable, qui est dans ce cas du béton, vers la zone 10.1 au moyen d'un tuyau 14 suspendu au toit du tunnel. Dans la zone 10.1, où les opérations de revêtement sont en cours, un coffrage cylindrique 16 est en place, respectant en tous points une certaine distance périphérique libre entre ce coffrage et la face du tunnel 18. Le coffrage 16 comprend différentes sections qui peuvent etre assemblées circonférentiellement et longitudinalement, les raccords suivant la longueur étant représentés en 20. Du béton arrivant par le tuyau d'alimentation 14 est mis en place entre le coffrage 16 et la face du tunnel 18 pour former un revêtement 22. Pour assurer une bonne mise en place du béton entre le coffrage 16 et la face 18 du tunnel, le béton doit être vibré. La zone d'évacuation 10.2 se situe entre la zone de revêtement 10.1 et l'appareil 12 qui alimente en béton la zone 10.1. Les déblais 24 sont recueillis sur le radier 26 du tunnel. Une pelle en rétro 28 (excavatrice à charge) est utilisée pour charger les déblais 24 dans une trémie 30 d'ou ceux-ci sont transportés jusqu'à des wagons d'évacuation 34 aux moyens de convoyeurs sans fin 32. Le wagon d'évacuation 34 possède des roues qui peuvent se déplacer sur des rails 36 posés sur les déblais 24. L'appareil de distribution 12 reçoit le béton d'un mélangeur-transporteur 38 muni de roues pour pouvoir se déplacer sur ces mêmes rails 363 sur lesquels les engins d'évacuation 34 roulent. L'appareil de distribution 12 est aussi muni de roues pour circuler sur les rails 36. L'appareil 12, qui sera décrit plus en détail en se référ rant aux figures 2 et 3, présente un passage traversant pour les wagons d'évacuation 34 roulant sur des rails 40. En se référant aux figures 2 et 3, elles représentent l'appareil de distribution 12 de la figure 1, de façon plus détaillée. L'appareil de distribution est formé d'un chariot 42 monté sur des roues 44 qui se déplacent sur les rails 36. Le chariot 42 est une ossature métallique comportant un passage 46 pour les wagons ou engins d'évacuation 34. Les rails 40 sont fixés sur le châssis 42 à la partie inférieure du-passage 46 pour permettre la cir culation des wagons 34. Sur le chariot 42 sont installées deux pompes à éjection pneumatique 48 et 50 destinées à envoyer le béton dans la zone 10.1 au moyen du tuyau 14. Sur le chariot 42 sont de plus installés trois convoyeurs à bande sans fin 52, 54 et 56. Le convoyeur 52 est monté sur le chariot 42 de façon à pouvoir pivoter autour d'un axe 58 pour passer d'une position de travail 52 à une position de repli 52.1, dessinée en tirets. Le convoyeur 52 est manoeuvré vers le haut ou vers le bas à l'aide d'un vérin pneumatique 60. Le convoyeur 52 est conçu de façon à recevoir dans une trémie 62 le béton provenant du malaxeur 38 et à le transporter jusqu'au convoyeur suivant 54, qui se trouve à un plus haut niveau. Le convoyeur 54 transporte le béton qui provient du convoyeur 52 jusqu'au convoyeur 56 qui est lui-même perpendiculaire au convoyeur 54. I1 peut être possible de supprimer le convoyeur 54 et d'adapter le convoyeur 52 pour qu'il puisse transporter le béton directement sur le convoyeur 56. Le sens de marche du convoyeur 56 peut varier de façon à pouvoir alimenter en béton la pompe 48 ou la pompe 50. L'agencement est tel que, quand le convoyeur charge la pompe 48, la pompe 48 est automatiquement court-circuitée tandis que la pompe 50 est automatiquement mise en marche. Deux pompes sont prévues 48 et 50 dans le but d'assurer l'alimentation continue en béton de la zone 10.1 au moyen du tuyau 14. I1 est important d'assurer une circulation continue du béton afin d'éviter des difficultés telles que le repiquage de la surface revêtue 22 en cas d'interruption de la circulation du béton. En ayant deux pompes 48 et 50, une pompe peut être en marche pendant que l'on charge l'autre pompe en béton. De plus, si l'une des pompes tombe en panne, l'autre pompe peut continuer à pomper le béton. Les pompes 48 et 50 sont des pompes à éjecteur à air comprimé. En variante, on peut utiliser des pompes à piston ou d'autres types de pompe à béton. Pour le déplacement du chariot 42 sur les rails 36, il est prévu un vérin pneumatique 64 qui peut être fixé entre les rails 36 et le chariot 42 et celui-ci, en se dilatant, pousse le chariot 42 sur les rails 36. I1 est possible aussi de fixer un câble 66 au chariot 42 pour le tirer sur les rails 36. Les convoyeurs 52, 54 et 56 sont entralnés par des moteurs pneumatiques. Pour fournir l'air comprimé à tous les dispositifs pneumatiques installés sur le chariot 42, deux réservoirs 68 et 70 sont fixés sur le châssis 42. Un compresseur (non représenté) est aussi installé sur le chariot de même qu'un groupe électrogène destiné à fournir l'électricité pour la marche du compresseur, l'éclairage, etc. Le groupe électrogène est entraîné par un moteur à combustion interne (non représenté) installé lui auss-i sur le chariot. Une plateforme 72, montée sur le chariot 42, permet à un opérateur de contrôler la marche des pompes 48 et 50. Une échelle 74 permet l'accès à la plateforme 72. Des rampes 76 et 78 sont montées entre les rails 36 et 40 pour permettre aux wagons de passer des rails 36 aux rails 40 et au travers du passage 46. La figure 4 est un schéma à échelle réduite des différentes opérations représentees sur la figure 1. Tandis que le béton est envoyé par l'appareil de distribution 12 dans la zone de revêtement 10.1, les déblais son-; éliminés de la zone médiane 10.2. Les wagons 34 qui évacuent les déblais de la zone 10.2 empruntent le passage 46 de l'appareil 12 et roulent sur les rails 36. Puisque le malaxeur mobile 38 roule aussi sur les rails 36, un poste d'aiguillage 72 est prévu pour permettre aux wagons 34 de croiser le malaxeur 38. Puisque les wagons à déblais 34 peuvent emprunter le passage 46 de l'appareil de distribution 12, il est possible d'envoyer le béton de façon continue dans la zone 10.1 pendant que, dans le même temps, l'enlèvement -des déblais se fait de la zone 10.2.Cet agencement évite d'avoir à aiguiller l'appareil de distribution 12 vers le poste de croisement 72 pour permettre aux wagons de déblais 34 de passer. Comme ce genre de manoeuvre est une perte de temps, le procédé et l'appareil selon l'invention procurent une économie substantielle de dépenses. Les figures 5 à 8 représentent un mode de réalisation d'appareil de distribution de béton 12.1 qui est une variante de l'appareil 12 représenté sur les figures 1 à 4. L'appareil 12.1 est construit sur le memeprincipe que l'appareil 12 et n'en diffère que par les points décrits ci-dessous. Les éléments 40, 42, 44, 46, 48, 50, 56, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76 et 78 des figures 5 à 8 sont identiques aux éléments correspondants des figures I-à 4. Au lieu de deux convoyeurs 52 et -54, l'appareil 12.1 n'en comporte qu'un, 80. Le convoyeur 80 est articulé sur le chariot 42 en 82 et est supporté par une suspente 84 accrochée à un câble 86. Le câble 86 passe dans les gorges de poulies 88 et 89 fixées à une potente 90. L'une des extrémités du câble 86 est attachée à un treuil 92 si bien qu'en enroulant ou en déroulant le câble, le convoyeur 80 monte ou descend. L'autre extrémité du chable est attachée à la potente 90. Le cule 86 est mouflé une ou plusieurs fois, comme indiqué par 86.1 et 86.2 sur la figure 8, autour d'une ou plusieurs poulies 94 fixées sur la suspente 84. En mouflant le chable 86 sur la suspente 84, l'effort nécessaire pour lever le convoyeur 80 est réduit. Le treuil 92 peut être manoeuvré par un moteur électrique ou par un moteur pneumatique. En manoeuvrant le treuil 92, le convoyeur 80 peut pivoter autour de l'axe 82 entre les positions 80.1 et 80.3 telles que représentées sur la figure 8. La position 80.1 est montrée sur la figure 5. Le convoyeur 80 est prévu pour transporter le béton qui est reçu dans la trémie inférieure 62 jusqu'au convoyeur transversal 56 (voir figure 2). Dans les deux modes de réalisation 12 et 12.1 (voir figures 2 et 5), un tuyau 14 de distribution de béton relie chacune des deux pompes 48 et 50 à la région 10.1 où la mise en place doit être faite. En se référant encore à la figure 5, on a représenté une rallonge 96 du chariot 42. Un chevalet 98, porté par la rallonge 96; supporte le tuyau 14. Le chevalet 98 est réglable en hauteur et peut ainsi compenser les irrégularités de hauteur dues à la pose de la voie 36 sur la piste 24. Complue indiqué sur la figure 7, on peut voir que le chariot 42 comprend une partie supérieure 42.1 et une partie inférieure 42.2 La partie inférieure 42.1 repose sur roues 44 qui se déplacent sur les rails 36. Les deux parties 42.1 et 42.2 sont normaîement verrouillées ensemble, par exemple par des boulons, comme indiqué sur la partie droite de la figure. Les deux parties peuvent cependant être séparées et la partie supérieure 42.1 peut etre élevée a l'aide de vérins et se trouver écartée de la partie 42.2, comme indiqué sur la partie gauche de la figure. La partie inférieure 42.2 est montrée en traits mixtes sur la partie gauche de la figure. Des vérins de type hydraulique ou autre 100 sont utilisés pour remonter la partie supérieure 42.1. Quand la partie supérieure 42.2 est ainsi remontée et se trouve à l'écart de la partie inférieure 42.1, le passage 46 est agrandi à un gabarit plus important permettant l'accès d'un matériel plus important. Avant de lever la partie supérieure 42.1, les pompes 48 et 50 sont déconnectées de leur tuyauterie 14. Après avoir levé la partie 42.1, la partie inférieure 42.2 est enlevée, de façon à obtenir un gabarit suffisant pour permettre le passage par l'ouverture 46 de la pelle en rétro 28 représentée sur la figure 1, comme indique par les lignes en traits mixtes (28). En variante, au lieu des convoyeurs à bande 52, 54, 56 et 80, des skips non représentés peuvent être installés pour approvisionner en béton les pompes 48 et 50. On peut hisser les skips du malaxeur 38 jusqu'aux pompes 48 et 50. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé-de construction de tunnels, caractérisé en ce qu'il comprend des phases d'utilisation d'une centrale de distribution (12) pour alimenter en matériau plastique durcissable une partie du tunnel(10. à revêtir de ce matériau, éloignée longitudinalement de ladite centrale, de revêtement en continu de ladite zone et, simultanément avec ces deux opérations précédentes, de mise en forme de la zone (10.2) comprise entre la centrale et la partie du tunnel revêtue et d'évacuation des déblais ainsi retirés, au travers et au-deld de la centrale de distribution. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau plastique durcissable est le béton. 3.- Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la centrale (12) est composée d'un bâti comportant un passage (46) qui le traverse pour permettre la circulation des engins d'évacuation des déblais. 4.- Procédé selon l'unie quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau plastique est envoyé à la zone à revêtir (10.1) par pompage, par au moins deux pompes (48,50) mises en action alternativement de façon à assurer une alimentation continue. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau plastique est transporté à la centrale-au moyen d'au moins un convoyeur à bande (52,.54, 56, 80). 6.- Moyens de construction de tunnels, caractérisés en ce qu'ils comprennent un appareil (12) pour alimenter en matériau plastique durcissable en régime continu, une région(l0.l) du tunnel, éloignée longitudinalement dudit appareil à revêtir de ce matériau plastique, et un passage (46) au travers de l'appareil de distribution permettant la libre circulation des engins d'évacuation des déblais de la région (10.2) située entre l'appareil d'alimentation et la partie revêtue du tunnel. 7.- Moyens selon la revendication 6, caractérisésen ce que l'appareil de distribution (12) est composé d'une charpente ou d'un chariot (42) traversé par le passage (46). 8.- Moyens selon la revendication 7, caractérisés en ce que la charpente (42) est un chariot muni de roues (44) agencées pour circuler sur des rails (36). 9.- moyens selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisés en ce que l'appareil d'alimentation (12) comporte au moins deux pompes (48 > 50) agencées pour envoyer le matériau plastique durcissable à la zone du tunnel (10.1) à revêtir et pour marcher. alternativement dans le but d'assurer un régime d'alimentation continue. 10.- Moyens selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisés en ce qu'ils comprennent au moins un convoyeur sans fin (52, 54, 56, 80), articulé sur l'appa- reil, destiné à transporter le matériau plastique à l'appareil d'alimentation, et des moyens de déplacement (60, 86) destinés à faire pivoter le ou les convoyeurs sans fin d'une position de travail à une position de repli. 11.- Moyens selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisés en ce qu'ils comprennent des moyens de déplacement du chariot (42) sur les rails (36). 12.- Moyens selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisés en ce que le chariot (42) comporte une partie supérieure (42.1) et une .partie inférieure (42.2) les roues (44) étant installées sur la partie inférieure, et les deux parties pouvant s'écarter de façon à agrandir le gabarit du passage (46) au travers du chariot. 13. - Moyens selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisés en ce que les pompes (48, 50) sont des pompes à éjection pneumatique.