Brevet FR2298683A1 — publié le 19760820

La présente invention concerne l'exécution du soutènement de la paroi dlun tunnel circulaire. Un problème qui se pose couramment dans le percement d'une galerie est le soutènement de la paroi du tunnel. On connatt un procédé de réalisation du soutènement dans lequel on projette à la lance du béton à prise accélérée sur la paroi brute de forage du tunnel, au fur et à mesure du creusement,pour obtenir un revêtement de soutènement. Une partie du béton projeté n'adhère pas à la paroi et constitue une perte de matière qu'il est de plus nécessaire d'évacuer. En outre, ce procédé impose des précautions particulières pour protéger le matériel de forage des projections accidentelles ou des retombées de béton. La présente invention a pour objet un procédé affranchi de ces inconvénients et qui présente des avantages supplémentaires. Le procédé de l'invention est un procédé dans lequel on applique un matériau durcissable contre la paroi latérale du tunnel pour constituer un revêtement de soutènement, et qui est caractérisé par le fait qu'on réalise le revetement par anneaux successifs, en constituant chaque anneau par injection du matériau durcissable dans une cavité de moulage formée à l'endroit voulu pour la constitution de l'anneau au moyen d'un coffrage tournant que l'on déplace le long du tunnel pour réaliser les anneaux successifs. On fait avancer le coffrage tournant, de façon continue ou par passes Il est notamment préconisé selon l'invention de conjuguer l'avancement et/ou la rotation du coffrage, respectivement avec l'avancement et la rotation de la tête de la machine de forage, lorsque cette dernière est du type à tette rotative. Dans une réalisation préférée, on fixe le coffrage à la tête rotative de la machine de forage. De préférence, on maintien eus pression le matériau durcissable que l'on injecte dans la cavité de moulage qui se forme derrière le coffrage au fur et à mesure du déplacement de ce dernier, en sorte que cette cavité se trouve automatlquement alimentée en matériau durcissable au fur et à mesure de l'avance ment du coffrage0 le matériau piteux durcissable qui est généralement un béton- doit normalement être accompagné d'un accélérateur de durcissement. De préférence, selon l'invention, on introduit cet agent par injection dans la cavité de moulage. Il est préconisé d'injecter le matériau durcissable et l'accélérateur par des passages respectifs formés dans la paroi du coffrage. Il suffit d'un seul orifice pour le matériau durcissable et d'un seul orifice pour l'accélérateur puisque le coffrage, en tournant sur lui-même, assure la répartition des matières injectées dans toute la cavité de moulage. De préférence, selon l'invention, on munit le coffrage de doigts escamotables disposés pour pouvoir venir en saillie dans la cavité de moulage au début du remplissage de cette cavité lorsque le matériau injecté est encore piteux ; ces doigts qui sont entraînés en rotation par le coffrage assurent le mélange du matériau durcissable et de l'accélérateur de prise, Il est à noter que le coffrage tournant facilite le lissage de la paroi de soutènement constituée par la matière durcie et évite que cette matière fasse prise avec le coffrage. L'invention concerne aussi un coffrage annulaire à utiliser de préférence pour la mise en oeuvre du procédé. Ce coffrage est un coffrage de révolution qui comporte un tronçon central, de préférence tronconique, qui constitue la paroi de coffrage principale et qui comporte, en avant et en arrière de ce tronçon central,des tronçons, de préférence cylindriques, aptes à assurer l'étanchéité de la cavité de moulage en venant en quasi contact plan, respectivement avec la paroi latérale du tunnel brute de forage pour empêcher une fuite de matière durcissable vers l'avant et avec la paroi interne du revêtement déjà formé pour empêcher une fuite de matière vers l'arrière. Par l'expression quasi contact", on veut signifier que les deux parois qui sont en quasi contact sont suffisamment proches l'une de l'autre pour que la matière durcissable encore pateuse ne puisse pas s'échapper entre elles, ce contact comportant toutefois un jeu suffisant pour permettre une rotation du coffrage sans frottement nuisible contre la paroi du tunnel ou du revêtement déjà formé. On décrira ci-après une réalisation d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé de l'invention, en référence aux figures du dessin joint sur lequel - la figure 1 est une vue schématique, en coupe par un plan diamétral vertical,d'un coffrage tournant en service dans un tunnel pour réaliser un revêtement de soutènement sur la paroi latérale du tunnel ; - la figure 2 est une vue schématique, pour un observateur regardant le coffrage de l'avant, d'un coffrage monté sur la tete rotative d'une machine de forage, et - la figure 3 est une élévation schématique d'une machine de forage équipée d'un coffrage tournant, conformément à l'invention, en service dans un tunnel en cours de creusement. le coffrage représenté sur la figure 1 est un coffrage annulaire 1 dont la paroi a, en section droite, la forme approximative d'un S qui serait étiré. Ce coffrage comporte une section avant la de forme cylindrique, une section centrale lb de forme tronconique et une section arrière 1c de forme cylindrique. Il est en service dans un tunnel dont on a représenté en 2 la paroi brute de forage. le coffrage est supposé avoir déjà servi au moulage d'une partie 3 du revêtement de soutènement, comme représente sur la figure. On voit sur la figure que la section avant du coffrage est sensiblement au contact de la paroi 2 du tunnel tandis que la section arrière du coffrage est sensiblement au contact de la face interne 3a du reveztement précédemment formé. La section centrale lb du coffrage coopère avec une partie 2a de la paroi du tunnel qui.vient entre foré, avec le front 3b du revetement déjà formé et avec une partie de la section arrière lc pour constituer une cavité de moulage 4. L'invention n'est pas limitée à cette réalisation de coffrage qui n' est donnée qu'à titre préféré. Le matériau durcissable, par exemple du béton, peut être introduit dans la cavité de moulage par un orifice 5 formé dans la paroi tronconique lb du coffrage, cet orifice communiquant avec une réserve 6 de béton liquide ou pateux, par l'intermédiaite d'une pompe 7 qui alimente l'orifice au moyen d'un flexible . De façon similaire, la paroi tronconique lb du coffrage comporte un orifice 9, de préférence situé à proximité de l'orifice 5, qui est alimenté avec un agent accélérateur de prise au moyen d'un flexible 10 qui relie l'orifice 9 à une réserve 12 par l'intermédiaire d'une pompe 11. De préférence, les pompes 7 et 11 ont des fonctionnements qui sont conjuguées, La paroi tronconique lb du coffrage est également munie de doigts 13 qui sont montés de façon à pouvoir être soit escamotés, soit en saillie dans la cavité de moulage 4. Ces doigts sont commandés d'une manière quelconque appropriée, par exemple au moyen de vérins 14 actionnés à partir d'une commande 15. le coffrage est porté par une structure (non représentée) qui permet de le faire tourner sur lui-même et de l'avancer dans le tunnel, la rotation et l'avancement étant schématisés sur la figure 1 par les flèches 16 et7. le béton est envoyé dans la cavité de moulage 4 au fur et à mesure de l'avancement du coffrage, cette alimentation étant automatique en raison de la surpression créée par la pompe 7. La cavité est donc alimentée à refus. L'accélérateur est envoyé dans la cavité par la pompe -11 suivant le dosage désiré. Sur la figure, la cavité de moulage a été représentée vide pour la clarté de la figure mais on comprendra que cette cavité est en fait remplie de béton. On a supposé également que l'on se trouve encore dans une phase où le béton n'a pas fait prise et où les doigts sont en position sortie. Comme cela a déjà été- indiqué, il est commode de fixer le coffrage sur la tette rotative de la machine de forage utilisée pour le creusement du tunnel La figure 2 est une wae schématique de l'avalent d'une machine de forage équipée d'un coffrage conforme à l'invention. On voit sur cette figure la tette rotative 18 de la machine de forage, laquelle porte des outils de forage 19 sur des bras oscillants 20 ainsi que des godets 21 destinés à récupérer les déblais de forage pour les envoyer sur un convoyeur 28 situé derrière la tue de forage. les godets 21 sont fixés à la tete par l'intermédiaire de joints élastiques 22 montés entre ces godets et des conduits 23 solidaires de la cette. Conformément à l'invention, le coffrage 1 est fixé aux godets 21 et, par conséquent, le coffrage tourne avec la tette et avance avec la tte. Sur la figure Z, on aperçoit seulement l'extrémité avant du coffrage puisque ce dernier est situé derrière les godets avec lesquels il fait corps. la figure 3 représente une vue en long d'une machine de forage équipée d'un coffrage comme sur la figure 2. Sur cette vue, on a seulement indiqué sommairement les parties de la machine qui sont en soi connues et l'on a représenté seulement les extrémités de deux des outils de forage. Cette machine est supposée titre une machine à quatre bras qui prend appui, par des sabots et des grippers sur la face interne du revOtement de soutènement. les flexibles 8 et 10 qui introduisent respectivement le béton et l'accélérateur de prise sont reliés à des joints tournants respectifs 24 et 25. la machine de forage avance par passes successives de plusieurs centimètres. Chaque fois que la machine avance d'une passe, le béton est envoyé en pression et se répartit à l'intérieur de la cavité de moulage. L'ordre d'introduction du béton et de l'accélérateur est donné en meme tenps que l'ordre d'avance de la machine. Ces introductions se font à haute pression de façon à pouvoir vaincre'des bouchons qui se seraient éventuellement formés aux extrémités des flexibles d'introduction. L'ordre de sortie des doigts est également envoyé au début de l'avance de la machine pour que le malaxage soit assuré- avant le durcissement du béton. I O À T I O N S 1 Procédé pour l'exécution à front du soutènement de la paroi d'un tunnel circulaire, dans lequel on applique un matériau durcissable contre la paroi latérale du tunnel pour constituer un revttement de soutènement, caractérise ar le fait qu'on réalise le revdtement par anneaux successifs, en constituant chaque anneau par injection du matériau durcissable dans une cavité de moulage forte à l'endroit voulu pour la constitution de 11 anneau au moyen d'un coffrage tournant que l'on déplace le long du tunnel pour réaliser les anneaux successifs. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on fait avancer le coffrage tournant par passes. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'on conjugue l'avancement et/ou la rotation du coffrage, respectivement avec l'avancement et la rotation de la tette de la machine de forage. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'on maintient sous pression le matériau durcissable que l'on injecte dans l & cavité de moulage en sorte que cette dernière se trouve automatiquement alimentée en matériau durcissable au fur et à mesure de l'avancement du coffrage. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on injecte le matériau durcissable dans la cavité de moulage par un passage formé dans la paroi du coffrage. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on injecte également un accélérateur de durcissement dans la cavité de moulage, le mélange de l'accélérateur et du matériau durcissable se faisant seulement dans la cavité de moulage0 7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'on commande la mise en saillie dans la cavité de moulage de doigts escamotables portés par le coffrage pour assurer le mélange de la matière durcis sable et d'un accélérateur de durcissement. 8. Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il comporte un coffrage monté à rotation sur un support, ce support étant monté à translation dans le tunnel 9. Dispositif selon la revendication-8, caractérisé par le fait que le coffrage est un coffrage de révolution qui comporte un tronçon central constituant la paroi de coffrage principale et qui comporte, enfant et en arrière de ce tronçon central des tronçons aptes à assurer l'étanchéité de la cavité de moulage en venant en quasi contact avec la paroi latérale du tunnel et avec la paroi interne du revetement,respectivement. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le tronçon central est tronconique. 11. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait que la paroi du coffrage a une section droite en forme de S étiré. 12. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé .par le fait que le coffrage comporte un orifice débouchant dans la cavité de moulage et auquel aboutit un flexible relié à une source de matériau durcissable. 13. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé par le fait que le coffrage comporte un orifice débouchant dans la cavité de moulage et auquel aboutit un flexible relié à une source d'un agent accélérateur de durcissement. 14. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 13, caractérisé par le fait que le coffrage porte des doigts escamotables disposés pour pouvoir Entre mis en saillie dans la cavité de moulage. 15. Dispositif selon l'une des revendications 12 à 14, caractérisé par le fait que le ou lesdits orifices et/ou lesdits doigts sont portés par une section du coffrage qui a une forme tronconique. 16. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 15, caractérisé par le fait que ledit support du coffrage est constitué par la tette rotative d'une machine de forage. 1. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé par le fait que le coffrage est fixé à des godets de récupération des déblais de forage, ces godets étant eux-mêmes fixés à la tette rotative de la machine de forage.