Brevet FR2315575A1 — publié le 19770121

L'invention concerne un : dispositif et un procédé de retenue de terrain adapte sur un organe de forage ou de fonçage horizontal. L'objet de l'invention se rattache au secteur technique du percement d'orifices souterrains par forage horizontal. La pose d'ouvrages tels que égouts, galeries techniques, passages piétonstpar forage ou fonçage horizontal s'opère à par tir'un puits de travail dans lequel est placée une unité de poussée propulsant dans le terrain la conduite servant d'ouvrage définitif. Pour cela, l'avant de la conduite est équipé d'un bouclier assurant la pénétration dans le terrain et orientant l'ouvrage mis en place par un système de vérins, le front de taille étant occupé par un ou plusieurs ouvriers équipés de marteaux-piqueurs et de moyens de déblaiement. Dans le cas de percement dans des terrains meubles ou pulvirulents, l'avancement du travail est ralenti par les éboulements. On a bien proposé des solutions à ces problèmes, par exemple par congélation du terrain ou par cloisonnement ou alvéolage du front de taille, mais ces dispositions présentent certains inconvénients tels que : diminution importante de l'espace de forage au front de taille, ou persistance des éboulements par coulage du terrain lorsque celui-ci contient un certain pourcentage d'eau. Suivant l'invention, on a voulu améliorer de manière importante le forage horizontal en créant un dispositif de retenue du terrain laissant dégagé le front de taille et permettant d'ex- purger l'eau contenue dans le terrain sans décompression des terrains traversés. Le dispositif suivant l'invention est remarquable en ce outil comprend au moins un vérin, monté sur le bouclier placé devant la conduite à installer poussée par l'arrière, et mis en pression règlable contre le front de taille pour comprimer et retenir le terrain à tailler. Suivant une autre caractéristique, la pression appliquée au bouclier est plus importante que celle appliquée au vérin, afin d'autoriser sa pénétration dans le terrain ; par réaction, le front de taille maintenu en place par le ou les vérins, crée une force inverse sur le ou les vérins qui, par 1tinternédiaire d'un ou plusieurs clapets, reculera ou reculeront en décomprimant progressivement et en accompagnant- le terrain. Ces caractéristiques et d'autres ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l t objet de l'invention sans toutefois ie limiter, dans les dessins annexés La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du dispositif selon l'invention monté sur bouclier à l'avant d'une conduite propulsée dans un terrain. La figure 2 est une vue en coupe transversale considérée suivant la ligne 2-2 de la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe longitudinale à caractère schématique montrant deux phases de travail. Afin de rendre plus concret objet de l'invention, on le décrit maintenant sous une forme non limitative de réalisation illustrée aux figures des dessins. On voit à la figure 1 un forage F formé par un bouclier 1 comprenant une couronne de pénétration --la portée par un fourreau lb entretoisé en 1c entre son extrémité avant et une paroi médiane ld. A l'arrière de cette paroi, est engagée dans le fourreau, une bague épaulée 2 dont la face avant reçoit sur sa périphérie au moins deux vérins 3 formant cales 4, destinés à prendre appui sur la paroi Id. Ces vérins permettent d'orienter le bouclier par rapport à la conduite à propulser, si une correction est nécessaire. La conduite C à introduire dans le forage, prend appui derrière l'épaulement de la bague 2. Si la conduite constitue le premier élément, elle est directement en contact avec l'unité de poussée (non représentée) située dans le puits de travail. Au fur et à mesure que les éléments sont engagés dans le forage, c'est le dernier élément qui est propulsé par l'unité de poussée et qui, à son tour pousse les éléments qui le précèdent. Sur la bague épaulée 2 est fixé au moins un support 5 transversal. Dans l'exemple illustré aux figures 1 et 2, on a prévu deux supports 5 pour porter par des paliers 6 les vérins 7 qui sont au nombre de trois. Il est évident que le nombre de vérins est fonction du diamètre de la conduite à installer. A 1' extrémité des tiges 7a des vérins sont fixées des semelles 8 pour un large appui contre le terrain, tandis qu'à l'arrière des pa- liers 6, les canalisations passent par un ou plusieurs clapets 9 avant de retourner au réservoir. Ainsi réalisé, on comprend, en se réfèrant aux figures 3 et 4, le processus d'avancement du travail. On applique, par l'unité de poussée , une force P sur le bouclier 1, tandis qu'une force f est appliquée sur le ou les vérins, force qui se répartit dans le terrain. La force P étant plus importante que la force f, le bouclier pénètre dans le terrain. Par réaction, le front de taille toujours maintenu en place par le ou les vérins, comprime celui-ci, (flèche fl, figure 3), faisant office de limiteur de pression , permettant ainsi de travailler en pression constante sur-le front de taille (figure 3). Le terrain ainsi engagé dans le bouclier, est alors décomprimé progressivement par application d'une force PI sur le bouclier, légèrement plus importante que la force P. Cette force supplémentaire a pour conséquence de déclencher le ou les clapets, donc de permettre le retour (flèche f2, figure 4) du ou des vé tout ep maintenant rin 7 le terrain qui est alors taillé ou abattu a' l'a- bri du bouclier par les marteaux-piqueurs, en évitant des décompressions par absorption excessive de terrain. Si le terrain du front de taille présente des différences de structure, on prévoit d'exercer des pressions règlables sur le front de taille soit par tarage du clapet, si l'on a un seul vé- l'on taille les blocs rocheux B avec un marteau-piqueur M par exemple (figure 3). Une pression plus importante sur le front de taille permet également d'expurger l'eau contenue dans le terrain par resserrement des particules. Il est aisé de comprendre que par règlages et dosages successifs des efforts appliqués aux vérins et au bouclier, on opère l'avancement du percement en toute sécurité et avec le maximum de rendement quelle que soit la nature du terrain. Les avantages ressortent bien de la description. L'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1- Dispositif et procédé de retenue de terrain adapté sur un organe de forage ou fonçage horizontal pour installation de structures souterraines du type comprenant des éléments de conduites propulsés dans le terrain depuis une unité de poussée placée dans le puits de travail et pénétrant dans le terrain par un bouclier positionné à l'avant de la conduite de tête ; le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un vérin monté sur le bouclier et mis en pression contre le front de taille pour comprimer et retenir le terrain pendant la pénétration du bouclier ou pendant le travail sur le front de taille. 2- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que un ou des clapets règlables sont interposés entre le ou les véris et le réservoir pour autoriser le retour du fluide au réservoir sous l'action d'une force supplémentaire ou additionnelle exercée sur le bouclier et provoquant par réaction la compression du ou des vérins. 3- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que un limiteur de pression à trois voies est associé aux vérins afin de régler bdépendamwnVleur pression d'appui contre le terrain du front de taille, en fonction de la nature du terrain 4- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les vérins présentent en bout de leur tige, une semelle d' appui et de répartition d'effort contre le terrain du front de taille. 5- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ou les vérins sont fixés par des paliers sur un ou des supports transversaux solidaires d'une bague épaulée placée devant la conduite de tête et reliée au bouclier par l'intermédiaire de cales - vérins d'orientation. 6- Procédé de retenue de terrain à l'aide du dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1,2,3,4 et 5, caractérisé en ce que l'on applique, par l'unité de poussée, une force sur le bouclier plus importante que la force appliquée au front de taille par le ou les vérins de retenue, permettant ainsi la pé nétration du bouclier dans le terrain tout en retenant le terrain éventuellement pulvérulent, ou en le comprimant pour expurger 1' eau qu'il peut contenir ; par poussée supplémentaire sur le bouclier, le ou les vérins soumis à une réaction du front de taille, agissent sur le ou les clapets qui permettent le retour progressif du ou des vérins tout en maintenant k terissáprès taillage et déblaiement, on opère un nouvel avancement comme précédemment.