Brevet FR2286273A1 — publié le 19760423

La présente invention est relative à des garnitures de tunnels ainsi qutà des procédés permettant de les assembler. On sait que lton peut réaliser des garnitures de tunnels en assemblant des anneaux constitués de segments préformés et en introduisant ces anneaux individuellement ou en groupes Ifun derrière lfautre dans le tunnel au fur et à mesure que celui-ci est creusé. Un type connu de segment, désigné par la suite sous llap- pellation de segment à boulon/évidement, présente une surface interne comportant un ou plusieurs évidements dans lesquels débouchent des passages donnant sur les faces latérales, de telle manière que des segments voisins puissent etre reliés par des boulons s1 étendant à travers ces passages et accessibles à partir des évidements précités.Cela permet d'assembler un anneau auto-portant, mais cela laisse également subsister sur la surface interne du tunnel un enchevetrement d'évidements et de boulons. Un autre type connu de segment, dénommé par la suite segment lisse, a une surface interne sensiblement lisse, mais3 dans ce cas, des dispositifs doivent être prévus pour supporter I1 anneau et le maintenir assemblé tandis qu:il est mis en place soit jusqu'à ce que le mortier introduit entre la garniture et le sol se soit figé, soit jusqu'à ce qutil se soit dilaté entre le sol et les garnitures introduites dans l'anneau. La présente invention met en oeuvre un anneau pour garniture de tunnel assemblé à partir d'une série de segments préformés comprenant un certain nombre de segments lisses et un certain nombre de segments à boulons/évidements. L'anneau comprendra également de préférence un certain nombre de segments hybrides qui sont partiellement lisses et partiellement à boulons/évidements. De préférence, les segments voisins de la partie supérieure de l'anneau sont boulonnés les uns aux autres et les segments voisins de la partie inférieure de l'anneau comportent des évidements ou canaux alignés dans leurs faces aboutées, dans lesquels évidements sont disposés les systèmes de liaison. Ces segments sont assemblés de telle manière que la partie inférieure de anneau ait une surfa ce interne lisse et que la partie supérieure ait une surface interne à boulon/évidement. La fixation des segments inférieurs peut se faire par des broches ou tubes saillant dans les évidements des surfaces aboutées voisines et la partie inférieure de l'anneau restera assemblée sans autres boulons ou fils de liaison, supportée par les garnissages ou le mortier tandis quelle est momentanément supportée par le sol excavé. On obtient de la sorte un assemblage aisé avec une surface lisse dans la partie inférieure du tunnel éliminant ainsi les opérations de finissage associées aux modèles à boulons/évidements et garantissant de la sorte des conditions de travail plus sures. Les segments supérieurs qui sont boulonnés l'un à l'autre font que l'anneau est auto-portant et ne requiert pas les systèmes de support provisoires ou permanents que l'on utilise traditionnellement avec des segments lisses.Si lton désire finalement un tunnel lisse, les évidements des segments à boulons/évidements peuvent être obturés, par exemple, à l'aide de nodules préformés. Des anneaux successifs sont boulonnés les uns aux autres par des segments à boulons/évidements et des anneaux voisins peuvent être soumis à une rotation llun par rapport à l'autre. Les segments lisses peuvent être dotés d'évidements pour faciliter leur manipulation en cours de transport et leur mise en place finale par des moyens manuels ou mécaniques. Les segments peuvent également être dotés de trous pour permettre l'in- jection d'une forme quelconque de matière afin de remplir les pace annulaire situé entre la garniture et le sol et également d'évi- dements périphériques de telle manière que la garniture finale puisse être étanchée afin d'assurer une imperméabilité à l'eau. L'invention sera mieux comprise à la lumière dtun exemple de réalisation d'un anneau de garniture pour tunnels et de segments constitutifs" cette forme de réalisation étant décrite en se référant aux dessins ci-annexés dans lesquels la figure 1 est une vue d'extrémité dtun anneau assemblé la figure 2 est une vue d'extrémité drun segment lisse inférieur à grande échelle; la figure 3 est une vue d'extrémité d'un segment latéral à grande échelle; la figure 4 est une vue latérale d'un segment lisse inférieur à grande échelle ; et la figure 5 est une vue latérale d'nn segment latéral à grande échelle. On se réfère à présent à la figure 1 un anneau de garniture pour tunnels3 ayant dans cet exemple un diamètre interne de 1, 82 mètres, est constitué d'une serie de segments 12, par exemple, des blocs de béton précoulés ayant un poids spécifique de 1.440 à 2. 560 Kgr par mètre cube, de telle sorte que la partie inférieure de l'anneau ait une surface interne sensiblement lisse 13 et que la partie supérieure de l'anneau ait une surface interne de type à boulons/évidements 14. Le segment inférieur 12 A situé au fond de l'anneau est de type lisse classique ; il présente donc une surface interne sensiblement lisse 16 et comporte dans chacune de ses surfaces latérales 17, deux évidements 18 dans chacun desquels prétendent des broches ou tubes 30, par exemple d'un diamètre de 2, 54 cm.Sur les côtés opposés du segment 12 A sont situés deux segments latéraux 12 B dont la plus grande partie de la surface interne 21 est de type lisse tandis que sa partie supérieure présente un évidement 22 et des passages périphériques 23 s'étendant entre l'évidement et la face latérale supérieure 24. La face latérale inférieure 19 de chaque segment latéral 12 B présente deux évidements 20. Dans la partie supérieure de l'anneau sont disposés deux segments supérieurs 12 C de type classique à boulons/évidements chacun de ces segments présentant sur sa surface interne trois évidements 25, des passages 27 s'étendant entre les extrémités de ces évidements et les faces latérales 26. Dans la partie supérieure de l'anneau est disposé un segment de clavetage classique 28 comportant des passages périphériques 29 alignés avec les passages voisins 27. Dans chacun des évidements 22 et 25 débouchent également des passages 31 s'étendant sur la longueur du segment. et donnant-sur les extrémités avant et arrière du segment, ces passages étant à mêmes de recevoir des boulons pour raccorder les segments d'un anneau aux segments de l'anneau qui se trouve immédiatement devant ou derrière lui. Ces passages 31 sont espacés les uns des autres du même angle3 dans cet exemple, d'environ 240. Chacun des segments latéraux 12 B peut être doté d'e- videments 33 donnant, respectivement, sur ses extrémités avant et arrière, dans lesquels sont noyés des écrous 34 susceptibles de recevoir un boulon stétendant à à travers un passage 31 dtun seg- ment faisant partie dtun anneau précédent ou suivant. Les évidements 33 sont espacés des passages 31 du même angle que les passages 31 sont espacés les uns des autres.Avec un tel agencement, des anneaux alternés du tunnel peuvent être soumis à une rotation l'un par rapport à ltautre d'un angle de 24 et peuvent encore recevoir les boulons longitudinaux qui raccordent des anneaux successifs l'un à l'autre. Bien entendu, le segment inférieur 12 A ne sera pas nécessairement disposé symétriquement dans la partie inférieure comme montré, mais peut également être soumis à une rotation de 24 vis-à-vis de la position illustrée dans la figure 1, dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse. Anneau est assemblé à partir de ces segments tout d'abord en disposant le segment inférieur 12 A dans la position requise au fond de l'anneau, en aboutant et en raccordant ensuite les segments latéraux 12 B à l'aide des broches ou tubes 30 s'étendant dans les évidements alignés 18 et 20, en boulonnant ensuite les segments latéraux à l'anneau précédent par des boulons qui s'retendent à travers les passages 31, en boulonnant ensuite les seg- ments supérieur s 12 C aux segments latéraux 12 B par des boulons s'étendant à travers les passages alignés 23, 27 et enfin en introduisant les segments de clavetage 28 et en boulonnant le tout par des boulons s'étendant à travers les passages 29 et les passages voisins 27.Les boulons restant sont introduits dans les passages 31 pour raccorder l'anneau à ltanneau précédent. Les segments sont dotés de passages radiaux 40 à travers lesquels une matière de remplissage est injectée pour remplir ltespace annulaire situé derrière la garniture. Les segments sont également dotés d'évidements périphériques 41 dans lesquels on peut disposer une matière de calfatage afin ' d'assurer chéité à l'eau de la garniture finale. Des évidements 43 sont également prévus dans les segments inférieurs et latéraux pour faciliter leur manipulation en cours de transport et leur mise en place par des moyens mécaniques ou manuels. Comme on peut le voir dans la figure 4, le bord avant 44 du segment inférieur 12 A présente une saillie 45 et le bord arrière 46 est doté d'une gorge complémentaire 47. Le bord arrière de chaque segment latéral est doté sur un tiers de sa longueur périphérique d'une gorge similaire 48. Grâce à un tel agencement les bords avant et arrière des segments inférieurs dran- neaux successifs se chevauchent l'un l'autre et l'évidement 48 des éléments latéraux voisins permet la rotation des anneaux successifs l'un par rapport à l'autre. Bien entendu la dimension des segments et le nombre de chaque type de segment constitutif de l'anneau peuvent être modifiés sans sortir du cadre de 1'invention, dans certains cas, aucun segment latéral de type partiellement lisse et partiellement doté de boulons/évidements n'est nécessaire. Bien entendu, la forme de réalisation décrite dans le présent mémoire ne l'a été qutà titre illustratif sans vouloir en aucune manière limiter 1'invention. Par suite,des variantes et des modifications peuvent être envisagées sans sortir du cadre de llin- vention. REV-nNDTCATIONS 1. Anneau pour garniture de tunnel, caractérisé en ce qu'il est susceptible d'être assemblé à partir d'une série de segments préformés contenant un certain nombre de segments lisses et un certain nombre de segments à boulons/évidements. 2. Anneau selon la revendication 1. caractérisé en ce qu'il comporte également un certain nombre de segments hybrides qui sont partiellement lisses et u-artiellement dotés de boulons/ évidements. 3. Anneau selon l'une des revendications 1 et 2. caractérisé en ce que la partie supérieure de l'anneau est de type è boulons/évidements et la partie inférieure est de type lisse. 4. Anneau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bords latéraux des segments lisses ou des parties lisses des segments hybrides aboutants sont dotés d'évidements dans lesquels s'étendent des pièces de liaison. 5. Anneau selon a revendication 4, caractérisé en ce que les pièces de liaison sont des broches ou des tubes. 6. Anneau selon l'une des revendications 1 à 5, carac tersé en ce oue les segments à boulons/évidements sont munis de passages s'étendant sur la longueur des segments entre les évide- ments et les bords avant et arrière. 7. Anneau selon la revendication 6, caractérisé en ce que les passages sont espacés l'un de l'autre d'un même angle. 8. Anneau selon l'une des revendications 6 et 7, carac térisé en ce qu'il comporte des segments hybrides munis d'évidements donnant sur les faces vant et arrière et dans lesquels sont novés des écrouis. 9. Anneau selon l'ensemble des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les évidements des él-ments hybrides sont espacés de passages voisins ménagés dans des segments à boulons/ ridements du rre anale que ces passages sont espacés les uns des autres. 0. Anneau selon l'une des revendications r à 9, carac tris en ce que les segments lisses comportent des évidements pour faciliter la manIpulatIon. 11. Anneau selon l'une des revendications 1 3 10, caracterisé en ce que les segments présentent des évidements péri- phériques pour faciliter le calfatage. 12. Anneau selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que les bords avant et arrière du ou de chaque segment lisse présentent des saillies et des gorges correspondantes de telle manière que la saillie d'un anneau s'adapte dans la gorge de l'anneau précédent ou de l'anneau suivant. 13. Garniture de tunnel caractériséeen ce u'elle est réalisée par assemblage d'une série d'anneaux conformes à l'une des revendications 1 à 12, les anneaux successifs étant boulonnés les uns aux autres par les segments à boulons/évidements. 14. Garniture de tunnel selon la revendiation 13, caractérisée en ce que des anneaux voisins peuvent être décalés en-rotation l'un par rapport à l'autre. 15. Procédé de réalisation d'une garniture de tunnel, caractérisé en ce qu'il comporte l'assemblage d'un anneau à partir d'une série de segments préformés, un certain nombre de segments étant des segments lisses, les segments restants se partageant en segments du type à boulons/évidements et en segments partiellement lisses et partiellement munis de boulons/évidements.