Brevet FR2344709A1 — publié le 19771014

La présente invention concerne la construction d'un tunnel à partir de tronçons préfabriqués qu'on introduit et qu'on fait progresser dans le sous-sol les uns à la suite des autres, par poussage. L'invention a plus précisément pour but un procédé particulièrement rationnel et économique dans sa mise en oeuvre, adapté à la construction de tunnels de grande longueur. les techniques de construction d'un tunnel par poussage d'éléments préfabriqués sont couramment employées lorsque la longueur du tunnel est faible. C'est ainsi que cette méthode est très avantageuse pour réaliser un passage inférieur à une autre voie de circulation en poussant un ou plusieurs tronçons préfabriqués dans le talus de cette dernière. le ou les tronçons sont introduits dans le sol au moyen d'une station de poussage (par exemple à vérins hydrauliques) fixe, montée au bord du talus. Cependant, la force nécessaire pour faire progresser les tronçons préfabriqués dans le sous-sol, augmente avec la longueur du tunnel et, au delà de trois à quatre tronçons mis bout à bout au cours du poussage, la progression devient très difficile avec une unique station de poussage externe. Au delà d'une certaine longueur de tunnel, on est donc très rapidement amené à effectuer une progression "fractionnée" en poussant sur une distance prédéterminée un ou plusieurs tronçons (en prenant appui pour gla sur les tronçons postérieurs) puis en recommençant le poussage séquentiellement et de proche en proche sur d'autres tronçons ou groupes de tronçons postérieurs, jusqu'à revenir ainsi à l'entrée du tunnel, avant de reprendre le poussage des tronçons antérieurs. Ceci est réalisé en prévoyant des stations de poussage intermédiaires tous les trois ou quatre tronçons. Chaque station intermédiaire est constituée par un groupe de vérins installé entre deux tronçons eux mêmes reliés par deux éléments métalliques de protection pouvant coulisser l'un dans l'autre d'une certaine longueur correspondant à l'élongation maximum des vérins. les éléments de protection font partie intégrante du tunnel puisqu'à la fin des opérations, lorsque tous les tronçons sont définitivement en place, on coule par l'intérieur, des couronnes de béton aux emplacements où se trouvent ces éléments, pour assurer la continuité du tunnel. L'exploitation d'un tel procédé est très coûteuse puisqu'il est nécessaire de prévoir une station intermédiaire de poussage (c'est-à-dire un jeu complet de vérins installés à demeure jusqu'à ce que le tunnel soit terminé) tous les trois ou quatre tron çons, alors même que le poussage ne peut se faire que sur un tronçon ou groupe de tronçons à la fois, conformément à ce qui est expliqué plus haut. En d'autres termes, une seule station intermédiaire peut se trouver en phase de poussage à un instant donné, alors qu'il peut être nécessaire d'en prévoir plusieurs dizaines suivant la longueur du tunnel. La présente invention a pour but un perfectionnement destiné à rationnaliser le procédé de fabrication qui vient d'être décrit. Dans cet esprit, l'invention concerne un procédé de construction d'un tunnel à partir de tronçons préfabriqués de celui-ci, consistant à faire progresser lesdits tronçons les uns à la suite des autres dans le sous-sol, ladite progression étant effectuée en poussant sur une distance prédéterminée un tronçon ou groupe de tronçons avant, en prenant appui sur les tronçons postérieurs et en recommençant séquentiellement et de proche en proche la même opération de poussage sur des tronçons ou groupes de tron çons postérieurs jusqu ce que tous lesdits tronçons aient progressé de ladite distance prédéterminée, avant de pousser à nouveau ledit tronçon ou groupe de tronçons avant, caractérisé en ce qu'on exécute chaque phase de poussage grâce à un moyen de poussage mobile à l'intérieur de la portion de tunnel constituée par les tronçons engagés dans le sous-sol et qu'on déplace ledit moyen de poussage à l'intérieur de ladite portion de tunnel entre deux phases de poussage consécutives. les pertes de temps qui résultent du déplacement du moyen de poussage unique sont peu de chose comparé aux énormes investissements de matériel qui étaient jusqu'à présent nécessaires, ainsi qu'aux frais de montage et d'exploitation de ces matériels. L'invention concerne également un dispositif de poussage de tronçons préfabriqués d'un tunnel, notamment pour la mise en oeuvre du procédé énonçé ci-dessus et caractérisé en ce qu'il comprend un chariot support pouvant se déplacer à l'intérieur des tronçons engagés dans lesous-sol, des vérins portés par ledit chariot et des moyens pour intercaler lesdits vérins entre les champs des parois de deux tronçons consécutifs. La présente invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparattront mieux à la lumière de la description explicative d'un dispositif conforme au principe de la présente invention, pour le poussage d'éléments préfabriqués d'un tunnel à section rectangulaire, ladite description étant donnée uniquement à titre d'illustration et faite en référence aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure t est une vue schématique partielle suivant le sens longitudinal du tunnel, d'un dispositif de poussage selon l'inventioa représenté au début d'une phase de poussage entre deux tronçons préfabriqués dudit tunnel - la figure 2 est une vue de ce même dispositif selon le sens transversal du tunnel ; et - les figures 3 à 7 sont des schémas explicatifs illustrant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. le dispositif de poussage mobile se compose essentiellement d'un chariot support il comprenant quatre supports rectilignes 13, 14, 15 et 16 portant chacun un certain nombre de vérins de poussage 17. Les supports rectilignes peuvent se déplacer transversalement par rapport à la direction longitudinale du tunnel, c'est-à-dire verticalement pour les supports 13 et 15 et horizontalement pour les supports 14 et 16, grâce à des vérins de positionnement 18 solidaires du chariot. Les supports linéaires sont montés aux extrémités des tiges de ces vérins dont les corps sont solidaires du chariot 11. Lorsque les tiges des vérins 18 sont rétractées, le chariot 11 peut se déplacer à l'intérieur des tronçons du tunnel déjà engagés dans le sous-sol, grâce à des boggies 19 roulants sur des rails 20 installés provisoirement à l'intérieur de cette portion de tunnel. On remarque sur la figure 1 deux tronçons consécutifs 21 et 22 du tunnel en construction. Un emplacement de poussage intermédiaire 23 est défini entre ces deux tronçons par le fait que les champs des parois desdits tronçons ne sont pas jointifs mais séparés d'une, certaine distance correspondant à la longueur de deux éléments métalliques de protection 24 et 25 susceptibles de coulisser l'un par rapport à l'autre d'une longueur correspondant à l'élongation maximum des tiges des vérins 17. Un joint d'étanchéité 26 est disposé entre les deux éléments de protection.Sur la figure 1 on a représenté en pointillés, la position de l'ensemble des vérins de poussage 17 lorsque les tiges des vérins de positionnement 18 sont rétractées. il est visible que dans ce cas, le chariot 11 peut se déplacer librement à l'intérieur du tunnel en formation pour être positionné en regard d'un autre emplacement de poussage intermédiaire. Des portions de rails amovibles 27 sont prévues à chaque emplacement 23 pour assurer la continuité de chaque rail 20. Les portions de rails 27 sont donc enlevées provisoirement lorsque le chariot il est en place en regard d'un emplacement de poussage, pour permettre la descente du support linéaire inférieur 15. Les portions de rails 27 peuvent chevaucher sur une certaine longueur les extrémités correspondantes. des rails 20 interrompus.En outre, deux autres rails 28 sont prévus au centre du plancher du tunnel pour supporter les wagonnets 29 destinés à évacuer les terres en provenance du front de taille. Bien entendu, ces rails 28 sont également interrompus à chaque emplacement de poussage 23 et complétés par des portions amovibles (non représentées) analogues aux portions 27 décrites plus haut. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention est des plus simple et sera expliquée en référence aux figures 3 à 7. Sur ces figures, on a représenté une structure de pénétration 30 suivie de trois tronçons préfabriqués 31, 32 et 33. La structure de pénétration et les tronçons sont séparés par des emplacements de poussage intermédiaire 23a, 23b, 23c... il est à noter en outre, que dans le cas particulier des figures 3 à 7, chaque tronçon préfabriqué est précédé et suivi par un emplacement de poussage intermédiaire mais que ceci n'est nullement indispensable. En particulier, suivant la nature du terrain, il est parfaitement envisageable de pousser une plus grande longueur de tunnel à partir d'un meme emplacement de poussage intermédiaire, c'est-à-dire de faire suivre de façon jointive plusieurs tronçons préfabriqués ; les emplacements de poussage 23 étant alors plus espacés. Sur la figure 3, le chariot 11 est représenté juste avant une phase de poussage de la structure de pénétration 30. il suffit d'actionner les vérins de positionnement 18 pour que les vérins 17 se trouvent automatiquement intercallés entre les champs des parois de la structure de pénétration 30 et du tronçon préfabriqué 31. La figure 4 montre l'achèvement de cette phase de poussage et on voit que la structure de pénétration 30 a progressé dans le sous-sol d'une longueur correspondant à l'élongation maximum des vérins 17. Ensuite, les vérins de positionnement 18 sont rétractés, le chariot 11 est ramené en arrière jusqu'à l'emplacement de poussage intermédiaire 23b et les mêmes opérations se-déroulent à nouveau, ce qui se traduit par une progression du tronçon 31 et un retour de l'em- placement de poussage 25a:4 à ses dimensions normales. La figure 6 montre la fin de la même opération appliquée au niveau de l'empla- cement de poussage 23c. Ainsi, de proche en proche, le chariot 11 est amené jusqu'à l'entrée du tunnel en faisant progresser au passage tous les tronçons préfabriqués déjà introduits dans le soussol, d'une longueur correspondant à l'élongation maximum de ses vérins de poussage 17. La figure 7 montre la situation du tunnel en construction lorsque tous les tronçons préfabriqués ont été avancés d'une telle distance.On voit en particulier apparaître sur cette figure 7 un emplacement de poussage intermédiaire supplémentaire 23d ainsi qu'uncautre tronçon préfabriqué 34. A ce stade d'avancement des travaux, il suffit de faire revenir le chariot Il entre la structure de pénétration 30 et le tronçon 31 pour recommencer un nouveau cycle de poussage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation du dispositif de poussage qui vient d'entre décrit. En particulier, le dispositif décrit convient pour des tunnels de section carrée ou rectangulaire puisque le chariot porte quatre supports linéaires 13, 14, 15 et 16, mais il est bien évident que la forme de ces supports pourrait être modifiée (on pourrait par exem- ple leur donner une forme courbe) en fonction de la forme de sec tion qu'on désire donner au tunnel. C'est dire que l'invention couvre tous les équivalents techniques des moyens mis en jeux si ceux-ci le sont dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.Procédé de construction d'un tunnel à partir de tronçons préfabriqués de celui-ci, consistant à faire progresser lesdits tronçons les uns à la suite des autres dans le sous-sol, ladite progression étant effectuée en poussant sur une distance prédéterminée un tronçon ou groupe de tronçons avant, en prenant appui sur les tronçons postérieurs et en recommençant séquentiellement et de proche en proche la même opération de poussage sur des tronçons ou groupes de tronçons postérieurs, jusqu'à ce que tous lesdits tron çons aient progressé de ladite distance prédéterminée, avant de pousser à nouveau ledit tronçon ou groupe de tronçons avant, caractérisé en ce qu'on exécute chaque phase de poussage grace à un moyen de poussage mobile à l'intérieur de la portion de tunnel cpnstituée par les tronçons engagés dans le sous-sol, et qu'on déplace ledit moyen de poussage à l'intérieur de ladite portion de tunnel entre deux phases de poussage consécutives. 2. Dispositif de poussage de tronçons préfabriqués d'un tunnel, notamment pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un chariot support pouvant se déplacer à l'intérieur des tronçons engagés dans le sous-sol, des vérins portés par ledit chariot et des moyens pour intercaler lesdits vérins entre les champs des parois de deux tronçons consécutifs. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs supports portant des groupes desdits vérins, mobiles transversalement par rapport à la direction de déplacement du chariot support. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que lesdits supports sont montés à l'extrémité d'au moins un vérin de positionnement solidaire dudit chariot. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit chariot est monté sur des rails installés à l'intérieur desdits tronçons.