Brevet FR2352156A1 — publié le 19771216

La présente invention concerne un dispositif pour le déplacement de voussoirs, en particulier lors du creusement de cavités à l'aide d'un bouclier, comportant un système de pose annulaire rotatif équipé d'un sommier ou organe de préhension équivalent pouvant être rentré et sorti radialement. L'invention concerne en outre un procédé pour la pose d'un soutènement formé de voussoirs, en particulier en utilisant le dispositif de déplacement mentionné. Il existe déjà, pour la pose par des moyens mécaniques d'un soutènement formé de voussoirs, des systèmes de pose de différents types, qui le plus souvent sont montés dans la partie arrière d'un bouclier de creusement de telle sorte que le soutènement formé de vous soirs puisse être posé directement derrière le bouclier. On a décrit par exemple, dans la demande de brevet allemand ne 1.213.880, un système de pose annulaire pouvant tourner autour d'un axe cotncidant avec l'axe du tunnel, cette rotation étant assurée par un ou plusieurs pignons d'entrainement engrenant avec une couronne dentée du système de pose.Le système de pose annulaire est alors équipé de moyens pour l'immobilisation du vous soir å monter en place, ainsi que de broches file tées ou de vérins ou presses au moyen desquels le voussoir peut, dès qu'il a atteint la position angulaire correcte du fait de la rotation du système de pose annulaire, être repoussé radialement vers l'extérieur jusque dans sa position de montage définitive. Dans le cas d'un dispositif de ce type pour le déplacement de voussoirs, le diamètre extérieur dù système de pose annulaire est nécessairement plus petit que le diamètre intérieur du tunnel, étant donné que le voussoir se trouve, pendant la rotation jusqu'a' sa position de mise en place, d la périphérie extérieure du système de pose annulaire et qu'en conséquence le diamètre de ce système de pose doit être calculé de telle sorte qu'un espace de pivotement suffisant soit ménagé à sa périphérie extérieure pour permettre le mouvement de rotation du vous soir. Il est en outre connu, comme décrit dans la demande de brevet allemand n0 1.958.187, d'entrainer un système pour la pose de voussoirs au moyen d'un anneau rotatif qui est monté à rotation dans des paliers à rouleaux à l'extrémité arrière d'un bouclier de creusement. On a décrit par ailleurs, dans le brevet allemand nO 2.027.149, un soutènement formé par des voussoirs en béton armé dans lequel les anneaux constitués par les voussoirs sont complétés par ce qui peut être dénommé un voussoir formant clausoir qui, comme la clé de voûte d'un cintre ou d'une voûte, est inséré dans l'anneau formé de voussoirs au sommet ou farte de celui-ci. Le but de l'invention est principalement d'agencer un système de pose annulaire du type mentionné de telle sorte qu'il puisse avoir un diamètre relativement grand, afin qu'il n'encombre plus de manière inutile l'espace situé derrière le front de taille et le bouclier de creusement généralement prévu à cet endroit, et qu'il puisse également, en cas de besoin, servir dans cette zone de bouclier de protection pour le personnel. Un autre but de l'invention est de créer un procédé avantageux pour la pose d'un soutènement formé de voussoirs en utilisant un voussoir formant clausoir ou claveau. Le dispositif pour le déplacement de vous soirs suivant l'invention est caractérisé par le fait que le système de pose rotatif présente un orifice périphérique destiné au sommier ou autre organe de préhension et par le fait que ce sommier peut pénétrer radialement dans cet orifice périphérique, au moins à un degré tel que le vous soir supporté par ledit sommier se trouve à l'intérieur dudit orifice périphérique. De préférence, l'agencement est réalisé de telle sorte que le voussoir devant être posé se trouve, pendant le mouvement de rotation du système de pose annulaire, complètement à l'intérieur de l'orifice périphérique de ce système de pose, de sorte qu'il ne fait pas saillie radialement par rapport à la surface périphérique de celui-ci. Il est judicieux d'adapter le sommier servant d'appui pour le voussoir devant être posé à la forme en section droite de l'orifice périphérique, de préférence de telle sorte qu'il complète le système de pose annulaire dans la condition au moins partiellement sortie, afin de former un anneau complet. Dans ce cas, la périphérie cylindrique du système de pose annulaire est donc constituée par deux segments de cylindre, dont le plus petit forme le sommier pouvant être déplacé radialement vers I'exte- rieur et vers l'intérieur pour la réception et la pose du voussoir, tandis que le plus grand constitue le corps rotatif du dispositif pour le déplacement des voussoirs, qui est muni d'un mécanisme d'entrainement en rotation. Etant donné que, dans le cas du dispositif pour le déplacement de voussoirs suivant l'invention, le sommier servant d'appui pour le voussoir à poser peut être rentré radialement à un degré tel que le voussoir ne fasse pas saillie dans le sens radial par rapport à la périphérie extérieure du système de pose annulaire, ou seulement à un degré négligeable, ce dispositif peut avoir un diamètre extérieur qui ntest qu'un peu inférieur au diamètre intérieur du tronçon de tunnel ou bien du soutènement annulaire formé de voussoirs monté dans celui-ci. En conséquence, le système de pose annulaire peut recevoir un diamètre in térieur plus grand, de sorte qu'il n'encombre pas l'espace situé derrière le front de taille et le bouclier de creusement éventuellement prévu à cet endroit à un degré plus grand que celui absolument nécessaire.Il demeure à l'intérieur du système de pose annulaire un espace de travail suffisant pour pouvoir effectuer les différents travaux, ainsi que pour le transport de la terre et des matériaux. Un autre avantage résulte du fait que le voussoir devant etre posé se trouve, pendant le mouvement de rotation du système de pose annulaire1 dans l'orifice périphérie que de ce système adapté à ce voussoir, de sorte qu'il ne peut plus échapper en glissant à cet orifice périphérique, même si les organes de préhension et de retenue sont défaillants. Il est judicieux de donner au système de pose annulaire une forme de tambour telle que sa dimension axiale soit plus grande que la largeur des voussoirs. Le système de pose annulaire en forme de tambour constitue dans ce cas, dans ltenseible de la zone située entre l'extrémité arrière du bouclier de creusement et l'extrémité du soutènement formé de voussoirs déjà en place, un bouclier de protection, de sorte que le personnel et les dispositifs d'exploitation mécanique sont protégés efficacement dans cette zone. D'une façon particulièrement avantageuse, l'agencement est réalisé de telle sorte que le système de pose annulaire en forme de tambour soit monté à rotation par un embout tubulaire axial dans ou sur l'extrémité arrière du bouclier de creusement. On peut alors ménager sur le bouclier de creusement, dans sa partie supérieure et au-dessus de l'embout tubulaire, une plate-forme destinée à un voussoir formant clausoir, qui peut être inséré par exemple au moyen d'un dispositif de translation, en particulier d'un dispositif à vérin, dans l'orifice de l'anneau de voussoirs déjà formé jusqu'à la voûte du tunnel. Suivant un mode de réalisation préférentiel de l'invention, il est prévu aux extrémités opposées du sommier ou organe de préhension des bras de guidage qui sont eux-mmes guidés dans des guides prévus à l'intérieur du système de pose annulaire. Ces bras de guidage peuvent Autre attaqués par des vérins ou des dispositifs analogues qui prennent appui intérieurement sur le système de pose annulaire. Lors de la mise en place du soutènement formé de voussoirs au moyen du système de pose annulaire, les voussoirs individuels sont posés les uns après les autres, et l'anneau formé de voussoirs est réalisé ainsi depuis le sol ou le mur jusqu'à la voûte, cet anneau étant refermé finalement, dans la partie supérieure de la voûte, par l'insertion en place du voussoir formant clausoir.Suivant l'invention, le procédé est mis en oeuvre, en particulier lors de l'utilisation du dispositif pour le déplacement des voussoirs selon l'invention, en amenant le voussoir formant clausoir, avant sa mise en place, dans une position d'attente située à côté de sa position d'insertion, à partir de laquelle il peut être amené ensuite dans sa position de montage après la réalisation de l'anneau formé de voussoirs, pour compléter cet anneau, au moyen d'un dispositif de translation ou analogue agissant dans la direction de l'axe du tunnel. Il est alors possible, pendant la pose du voussoir formant clausoir, d'écarter l'un de l'autre les deux voussoirs voisins dans l'anneau considéré, au moyen du sommier du système de pose annulaire pouvant être sorti radialement, à un degré tel que le vous soir formant clausoir puisse être inséré sans difficultés dans l'intervalle alors ménagé. D'autres particularités de l'invention apparattront à la lecture de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, donnés à titre non limitatif et sur lesquels: La Fig. 1 est une vue en coupe longitudinale à travers la zone de creusement d'un tunnel ou d'une cavité analogue, montrant le bouclier de creusement disposé en cet endroit, équipé d'un dispositif de déplacement des voussoirs selon l'invention. La Fig. 2 est une vue en coupe transversale à travers le dispositif de déplacement des voussoirs suivant la Fig. 1. La référence 10 désigne un bouclier de creusement en soi connu, qui peut outre avancé par poussée dans la direction de creusement V au moyen de presses ou vérins hydrauliques 11. Les vérins 11 répartis à l'extrémité arrière du bouclier de creusement 10, sur sa périphérie, s'appuient pendant l'avance par poussée du bouclier, par l'intermédiaire d'un anneau de poussée 12, sur le soutènement de l'ouvrage déjà en place, constitué d'anneaux ou de cintres formés de voussoirs 13. Une machine due creusement 14, qui assure le creusement sur la totalité de la section de dégagement, est montée à l'intérieur du bouclier de creusement 10, cette machine étant équipée d'une tête de forage ou de coupe rotative 15. La machine de creusement 14 est montée de façon pivotante à l'intérieur du bouclier de creusement 10 et peut être avancée dans la direction de creusement V au moyen d'un dispositif d'avance à vérins ou cylindres 16. L'agencement de la machine de creusement 14 ne présente qu'une importance secondaire. Un dispositif 17 de déplacement des vous soirs est prévu à l'extrémité arrière formant jupe du bouclier de creusement 10. Ce dispositif est constitué par un système de pose annulaire cylindrique 18 à profil en caisson 19, qui peut tourner autour d'un axe coïncidant sensiblement avec l'axe du tunnel. Le système de pose annulaire 18 est relié au bouclier de creusement 10 par l'intermédiaire d'un embout tubulaire axial 20. Cet embout tubulaire 20 porte une couronne dentée 21 qui est montée à rotation à l'extrémité arrière du bouclier et avec laquelle engrène un pignon droit 22 entrainé à partir d'un moteur dentrainement 23. On peut prévoir, pour l'entrainement de la couronne dentée 21 et du système de pose annulaire 18 relié à celle-ci, plusieurs pignons et moteurs d'entraSnement. Comme le montre principalement la Fig. 2, le système de pose annulaire 18 se présente sous la forme d'un secteur annulaire ; il comporte un orifice périphérique 24 également en forme de secteur annulaire, dont les dimensions sont adaptées à celles des voussoirs individuels 25. Un organe de préhension ou sommier 26 lui-meme en forme de secteur, adapté au point de vue forme et dimensions à celles des voussoirs 25 devant être posés, est monté de façon à pouvoir se déplacer dans le sens radial dans cet orifice périphérique 24, ce sommier portant à ses deux extrémités opposées des bras de guidage 27 en forme de caissons, qui sont guidés de façon coulissante dans des guides 28 sur les deux côtés intérieurs en regard du système de pose annulaire 18. La référence 29 désigne des vérins logés à l'intérieur des bras de guidage 27 et dont les tiges de piston sont articulées en 30 à ces bras de guidage, ces vérins prenant appui par ailleurs sur des consoles 31 qui sont fixées sur la paroi interne du système de pose annulaire 18. Sur la Fig. 2,les vérins hydrauliques 29 occupent une position complètement rentrée. Le sommier 26, qui sert d'appui pour le voussoir devant être posé 25, est en conséquence rentré dans le sens radial dans le système de pose annulaire 18, à un degré tel que le voussoir 25 devant être posé se trouve complètement à l'intérieur de l'orifice périphérique en forme de secteur 24 du système de pose annulaire et ne fasse donc pas saillie radialement par rapport à sa périphérie extérieure cylindrique. Le diamètre extérieur du système de pose annulaire 18 est relativement grand, de telle sorte qu'il ne demeure, entre la surface périphérique cylindrique 18' de ce système de pose annulaire et la paroi interne cylindrique 32 du revêtement du tunnel, qu'un interstice radial 33 relativement petit.D'une façon correspondante, le système de pose annulaire 18 en forme de tambour présente un diamètre intérieur libre relativement grand. Le sommier 26 est, d'une façon en soi usuelle, muni d'organes de retenue et de préhension qui immobilisent amoviblement le voussoir 25 placé dessus. Lors de la rotation du système de pose annulaire 18 à l'aide des organes d'entrainement 21-23, le vous soir 25 reposant sur le sommier 26 peut être amené par pivotement dans la position de montage chaque fois requise. Lors de la pose du soutènement, les anneaux formés de voussoirs individuels sont établis depuis la base jusqu'à la voûte. A cet effet, on pose d'abord sur le sol ou la base du tunnel un voussoir 25a à l'aide du système de pose annulaire 18, après quoi les deux voussoirs latéraux 25b et les voussoirs 25c qui s'y raccordent au voisinage de la voûte sont mis en place. Afin de pouvoir compléter ou refermer l'anneau formé de voussoirs dans la partie correspondant à la voûte, on pose à cet endroit ce qui peut être dénommé un clausoir ou un claveau 34 qui, quand on le regarde dans le sens circonférentiel, a des dimensions nettement inférieures à celles des voussoirs normaux 25a à 25c. Ce clausoir 34 est placé, avant la pose des voussoirs normaux 25a à 25c, dans une position d'attente sur la plate-forme d'appui 35, à l'aide d'un dispositif mécanique quelconque.Dès que les voussoirs 25a à 25c ont été mis en place de la manière décrite à l'aide du système de pose annulaire 18, le sommier 26 en forme de secteur est sorti radialement à l'aide des vérins 29, à un degré tel qu'il vienne s'appliquer par sa surface extérieure 26' en forme de secteur contre les surfaces internes des vous soirs 25c, en repoussant et en écartant légèrement ceux-ci contre la paroi 36 de la section de dégagement, de sorte que l'intervalle recevant le clausoir 34, ménagé entre les faces terminales 25'c orientées l'une vers l'autre, est élargi ou ouvert à un degré tel qu'on dispose dtun jeu suffisant1 pour permettre le libre engagement du clausoir 34 dans l'intervalle ainsi formé.Ce clausoir 34 peut être déplacé en translation à l'aide d'un dispositif de translation 37, qui est équipé d'au moins un vérin d'avance hydraulique 38, afin d'être amené par un mouvement orienté dans le sens axial du tunnel, depuis la plate-forme 35, jusque dans sa position de pose. Le sommier peut ensuite être à nouveau rentré radialement, de sorte que les voussoirs 25c s'appliquent par leurs faces terminales 2S'c contre le clausoir 34 et qu'une liaison annulaire résistante entre les vous soirs est ainsi réalisée. On voit à l'examen de la Fig. 1 que la plate-forme 35 est placée au-dessus de l'embout tubulaire 20 reliant le système de pose annulaire 18 au bouclier de creusement 0, directement à côté de ce système de pose annulaire, de sorte que le vous soir formant clausoir 34 qui se trouve en position d'attente peut être inséré par translation dans l'anneau formé de voussoirs en passant sur la surface d'appui du sommier 26. D'une façon en soi connue, les voussoirs devant être posés sont amenés dans la zone requise par l'intermédiaire d'un dispositif de transport qui est constitué par exemple par un système à raclettes à charnels et qui dépose les voussoirs sur le sommier 26 dans la zone voisine de la voûte. On conçoit que le système de pose en forme de tambour, formé par les parties cylindriques 18 et 20, constitue dans la zone comprise entre l'extrémité arrière du bouclier de creusement 10 et le soutènement formé de voussoirs 13 déjà en place un bouclier de protection, et présente en outre un diamètre intérieur d'une dimension telle que toutes les opérations de transport des matériaux et du sol puissent être effectuées librement à travers le système de pose. Des modifications peuvent etre apportées au mode de réalisation décrit, dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour la pose de voussoirs, en particulier lors d'une opération de creusement à l'aide d'un bouclier, comportant un système de pose annulaire rotatif qui est équipé d'un sommier ou autre organe de préhension pouvant être rentré et sorti radialement, caractérisé en ce que le système de pose annulaire rotatif (18) présente un orifice périphérique (24) pour la réception du sommier (26), et en ce que le sommier (26) peut être rentré radialement dans cet orifice périphérique (24), au moins à un degré tel que le voussoir (25) qu'il supporte se trouve à l'intérieur dudit orifice périphérique. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le sommier (26) est agencé de manière à être adapté à la forme en section droite de l'orifice périphérique (24). 3.- Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le système de pose annulaire (18) a une forme de tambour et présente une dimension axiale qui est supérieure à la largeur des voussoirs. 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu, aux extrémités opposées du sommier (26), des bras de guidage (27) qui sont euxmêmes guidés dans des guides (28) à l'intérieur du système de pose annulaire (18). 5.- Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que des vérins (29) prenant appui contre la face interne du système de pose annulaire (18) attaquent les bras de guidage (27) du sommier (26). 6.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système de-pose (18) en forme de tambour est monté B rotation à-l'extrémité arrière du bouclier de creusement (10) par l'intermédiaire d'un embout tubulaire (20), et en ce qu'il est prévu sur le bouclier de creusement, dans la zone correspondant à la voûte et au-dessus de l'embout tubulaire, une plate-forme (35) destinée à un voussoir formant clausoir ou claveau (34). 7.- Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le bouclier de creusement (10) présente, en combinaison avec la plate-forme (35), un dispositif (37, 38) de translation des voussoirs. 8.- Procédé pour la pose d'un soutènement formé de vous soirs dans un tunnel, une galerie ou une cavité analogue, selon lequel on amène en place, les uns après les autres, les voussoirs individuels au moyen d'un système de pose des voussoirs, et on établit l'anneau ou le cintre constitué par les voussoirs depuis la base jusqu'd la voûte du tunnel, cet anneau étant refermé ou complété dans la partie correspondant à la voûte par l'insertion d'un voussoir formant clausoir, caractérisé en ce qu'on amène le voussoir formant clausoir (34), avant sa pose, dans une position d'attente située latéralement à côté de sa position d'insertion et à partir de laquelle il est amené dans ladite position d'insertion, en complétant l'anneau formé de voussoirs, au moyen d'un dispositif de translation agissant dans la direction de l'axe du tunnel. 9.- Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que, pendant la pose du voussoir formant clausoir (34), les deux voussoirs voisins (25c) sont écartés de préférence par la sortie du sommier (26) ou autre organe de préhension des voussoirs.