Brevet FR2410728A1 — publié le 19790629

La présente invention concerne d'une manière générale le creusement à l'avancement d'un souterrain, et vise plus particulièrement le cas où, tel que décrit notamment dans le brevet français enregistré sous le No 69 41839 et publié sous le No 2.070.413, le volume de terrain à déblayer pour une travée est, avant son terrassement, délimité par une saignée courbe effectuée dans le front de taille au profil de la voûte à former. S'agissant du creusement d'un souterrain en terrain dur, pour lequel une telle saignée a été à ce jour plus particulière- ment prévue, cette saignée a principalement pour objet de former, entre le terrain à terrasser et celui environnant, une zone de discontinuité de nature à minimiser la propagation des vibrations usuellement engendrées par un tir d'explosif, et donc de permettre l1abattage à llexplosif de ce terrain sans dommage pour le voisinage, même en site urbain. Dans le brevet français mentionné ci-dessus, il est; en outre proposé de tirer parti de la saignée réalisée, pour ltimplanta- tion, au fur et à mesure de l'avancement de cette saignée, d1élé- ment s de soutènement insérés de place en place dans une telle saignée, pour soutènement immédiat de la partie de terrain disposée au-dessus de celle-ci. Pour que ces éléments de soutènement trouvent, à leur extrémité libre, un appui, ils viennent porter sur l'extrados d'un anneau de voute posé à l'avancement en avant du front de taille. Il en résulte une sujétion quant à la réalisation de tels anneaux de voûte vis-à-vis de l'abattage d'une nouvelle travée. En outre, dans une travée en cours de terrassement, le ciel de terrain reste découvert entre deux éléments de soutènement, ce qui, s'agissant d'un terrain dur, ne présente en pratique aucun danger ou inconvénient pour les ouvriers effectuant ce terrassement. Dans le cas du creusement d'un souterrain en terrain tendre, il n'est pas usuel à ce jour de m-ettre en oeuvre une telle saignée, le volume de terrain à déblayer étant simplement terrassé, sans abattage préalable à l'explosif, et le soutènement du ciel de terrain mis à découvert se fait communément après un tel terrassement. Il en résulte toujours un certàin danger pour les ouvriers effectuant ce terrassement. a présente invention a d'une manière générale pour objet l'adaptation aux terrains tendres du procédé de creusealent par saignée initialement prévue pour terrains durs, permettant d' éviter l t inconvénient d'insécurité succinctement rappelé cidessus et présentant en outre d'autres avantages. D'une manière plus précise, la présente invention a pour objet un procédé pour le creusement à l'avancement d'un souterrain travée par travée, notamment en terrain tendre, du genre suivant lequel, pou chaque travée, on effectue dans le front de taille une saignée continue au profil de la voûte à former, on introduit des éléments de soutènement dans ladite saignée, et on effectue le terrassement du volume de terrain délimité par celle-ci, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on réalise lesdits éléments de soutènement sous la forme d'un anneau de pre- voûte s'étendant globalement en continu tout au long de ladite saignée, par bourrage de celle-ci par un matériau de construction susceptible de prise, béton par exemple. De préférence, la saignée étant de maniera usuelle réalise à l'aide de la lame de havage d'une quelconque haveuse, l'anneau de pré-voûte suivant l'invention est réalisé segment par segment, le volume de la saignée à bourrer de matériau de construction pour chacun desdits segments étant localement au moins pour partie délimité par ladite lame de havage laissée en place a cet effet dans ladite saignée, ce qui assure avantageusement, sans mise en oeuvre d'un quelconque moyen de coffrage particulier, un fractionnement du volume à bourrer de nature à permettre un contrôle plus aisé de la qualité du bourrage effectué, et ce qui limite au mieux le temps d'ouverture du terrain, la partie susjacente de ce terrain n'ayant pas, avant son soutènement, le temps de commencer son processus de décompression et n'étant de ce fait ultérieurement l'objet en surface que d'un tassement minimal, voire nul. Quoi qu'il en soit, la réalisation d'une pré-voûte suivant l'invention avant meme le terrassement d'une travée permet d' assurer l'exécution en toute sécurité de ce terrassement. En outre, une telle pré-voûte se suffisant à elle-môme, il n'est pas nécessaire qu'elle vienne prendre appui sur un quelcon- que anneau de voûte, ce qui rend avantageuSement indépendants le terrassement des travées et la pose des anneaux de voûte. Si nécessaire, et bien que l'expérience nonEre que l'effort aux naissances d'une pré-voûte suivant l'invention soit en prati que moins élevé que le seul calcul de charge pourrait le laisser- prévoir, en raison probablement de l'effet de retenue déployé par frottement, vis-à-vis de cette pré-voûte, par le terrain qui l'enserre, il est prévu, suivant l'invention, de soulager localement une telle pré-voûte à l'aide de cintres de support temporaires, sans toutefois interférence avec les anneaux de voûte établis en amont. Il est en effet possiole, si désiré, de doubler en épaisseur les anneaux de pré-voûte e suivant l'invention par une voûte clas siquc. L'exécution de cette voûte se trouve alors avantageusement facilitée par la grande régularité de surface que présente les anneaux de pré-voûte suivant l'invention, ce qui n'est évidemment pas le cas lorsqu'une telle voûte est au contraire réalisée à Blême le ciel du terrain. En outre, ia présence suivant l'invention dans ce cas d'une pré-voûte, autorise avantageusement la mise en place d'une chape d'étanchéité intermédiaire entre cette pré-voûte et la voûte définitive la doublant en épaisseur. En effet, la régularité de l'interface entre cette pré-voûte et la voûte définitive facilite la mise en place d'une telle chape d'étanchéité. Lais, suivant un développement de l'invention, il est pos oille, en donnant aux anneaux de pré-voûte une épaisseur suffisante, de s'affranchir de-la nécessité-de doubler ceux-ci par une voûte définitive, ou autrement dit, d'utiliser comme voûte définitive ces anneaux de -pré-voûte successivement emboîtés les uns dans les autres. Ira voûte ainsi formée ne nécessite avantageusement aucun coffrage pour son exécu-tion, puisque les-nnneaux qui la constituent sont, les uns après les autres, moulés-en forme au sein meme du terrain traversé. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un souterrain en cours de creusement suivant l'invention, selon la ligne I-I de la figure 2 la figure 2 est une vue en coupe-transversale de ce souterrain, suivant la ligne II-II de la figure 1 les figures 3 et 4 sont des vues. analogues à celle de la figure 2 et illustrent diverses phases d'exécution d'un anneau de pré-voûte suivant l'invention ;; la figure 5 est une vue analogue a' celle de la figure 1 et illustre l'avancement d'une travée la figure 6 est une vue reprenant four partie celle de la figure 1 et concerne une variante dc mise en oeuvre la figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 6 pour une autre variante de mise en oeuvre. Tel qu'illustré sur ces figures, le procédé de creusement à l'avancement d'un souterrain travée par travée suivant l'inven- tion est du genre suivant lequel, pour chaque travée, on effectue dans le front de taille 10 une saignée continue Il au profil de la voûte à former, on introduit des él('.ments de soutènement dans ladite saignée 11, et on effectue le terrassement du volume de terrain 12 délimité par celle-ci. Dans l'exemple de mise en oeuvre représenté, la saignée Il s'étend entre deux points, qui en forment les racines, sensiblement à niveau avec le mur du terrain traversé, elle a un contour globalement parabolique, t, à partir du front de taille 10, elle s'évase globalement en tronc de cône. Mais ces dispositions ne doivent pas être considérées comme limitatives du domaine d'application de l'invention ; au contraire, la saignée 11 peut par exemple avoir un contour circulaire, et/ou s'étendre circulairement en continu aussi bien sur le mur que sur le ciel du terrain traversé. Quoi qu'il en soit, suivant l'invention, les éléments de soutènement prévus dans la saignée 11 sont réalisés sous la forme d'un anneau de pré-voûte 13 s'étendant globalement en continu out au long de cette saignée, par bourrage de cellc-ci par un matériau de construction susceptible de prise. Il s'agit par exemple de béton, et ceux réalisés à l'aide de ciment fondu auquel est mélangé un activateur de prise donnent ô cet égard plus particulièrement satisfaction. Il est en effet souhaitable que la prise du matériau de construction mis en oeuvre soit rapide, pour une poursuite immédiate des travaux. De préférence, et tel qu'illustré schématiquement sur les figures 2 à 'K, un anneau de pré-voûte 43 est réalisé segment 14 par segment 14, au fur et à mesure de l'avancement do la saignée; De manière usuelle, celle-c- est exécutée à l'aide de la lame de havage 15 d'une quelconque haveuse. Une telle haveuse ne sera pas décrite en détail ici et, sur les figures, on s'est borné à n'en représenter schématiquement que la seule lame de travail 15, sous la forme de la section transversale de cette lame. La réalisation de segments 14 d'un anneau de pré-voûte 13 étant supposée déjà effectuée, figure 2, la lame de havage 15 assure l'ouverture d'une portion suivant 16 de la saignée 11. Le travail de cette lame est alors stoppé " et elle est laissée en place dans la saignée 11 ainsi en cours d'exécution. On procède alors au bourrage du volume 16 à l'aide du ma tériau de construction retenu, ce volume 16 étant longitudinale ment délimité d'une part, par le dernier segment 14 réalisé, et d'autre part, par la lame de havage 15, figure 3. Après prise du nouveau segment 14 ainsi moulé en place dans le terrain traversé, l'avance de la lame de havage 15 est reprise, pour exécution d'une nouvelle portion 16 de la saignée 11, figure 4. Au début de cette avance, la lame de havage 1-5 assure avantageusement une regularisation du bord correspondant du segment 14 d'anneau de pré-voûte préalablement formé, ce qui est garant d'une bonne continuité du matériau de construction mis en oeuvre d'un de ces segments 14 à l'autre, en sorte que, malgré une réalisation fractionnée en segments de l'anneau de pré-voûte 13 recherché, tout se passe comme si un tel anneau de pré-voûte était globalement continu d'une de ses bases ou naissances à l'autre. Après exécution d'un anneau de pré-voûte suivant l'invention, le volume de terrain 12 délimité par celui-ci est déblayé par terrassement, figure 5 ; l'expérience montre que le terrain se détache très aisément de l'anneau de pré-voûte qui l'enserre. Mais ce terrassement se fait avantageusement à l'abri de cet anneau de pré-voûte 13, et donc en toute sécurité. En pratique, et en raison de leur conicité, il y a un recouvrement local deux à deux des anneaux de pré-voûte 13 suivant 1' invention, ces anneaux de pré-voûte s'emboltant successivement deux à deux à leurs extrémités. Tel que représenté sur les figures 1 à 5, ce recouvrement peut ne correspondre qu a une fract-ion de la longueur axiale d'un anneau de pré-voûte, de l'ordre par exemple de 1/5. Lais, notamment si le terrain le nécessite, un tel recouvrement peut atteindre la moitié de la longueur axiale d'un anneau de pré-voûte, en sorte que, en tout point du souterrain réalisé, il y a toujours, superposés radialement l'un à l'autre, au moins deux anneaux de pré-voûte 13, figure 6. Quoi qu il en soit et tel que représenté dans leur zone de recouvrement, deux anneaux de pré-voûte successifs 13 sont de préférence au contact l'un de l'autre. En principe, les anneaux ae pré-voûte 13 suivant l'inven- tion peuvent suffire par eux-mêmes au soutènement du terrain susjacent. Cependant, et notamment pour éviter un éventuel poinçonnement du terrain sous-jacent par ces anneaux de pré-voûte, aux naissances de ceux-ci, il est prévu, suivant l'invention, de soulager à tour de rôle, à l'aide de cintres de support temporaires 20, les anneaux de pré-voûte déjà exécutés. Par exemple, et tel que représenté, de tels cintres de support 20 peuvent être prévus pour l'anneau de pré-voûte 13 se situant deux travées en avant du front de taille 10, et pour un tel anneau de pré-voûte 13, deux de tels cintres peuvent être prévus, à distance l'un de l'autre. Il s'agit de simples cintres continus qui sont au contour de l'anneau de pré-voûte 13, et qui reposent sur le mur du terrain traversé ô l'aide de semelles 21 de dimension supérieure à celle de leur propre -section. Pour l'ajustement de ces cintres 20, des coins 22 peuvent être mis en oeuvre, entre leur extrados et l'intrados de l'anneau de pré-voûte 13 concerné. Avant terrassement d'une nouvelle travée, oe avance les cintres 20 d'une travée, c'est-à-dire d'un anneau de pré-voûte 13, figure 5. Si désiré, et tel qu'illustré sur les figures 1 å ù, les anneaux de pré-voûte 13 suivant l'invention peuvent être doublés en épaisseur par une voûte définitive 25, réalisée ô l'avance- ment, travée par travée, de nanière usuelle par bourrage entre un coffrage 26 et l'anneau de pré-voûte 13 correspondant, figure 5. Si désire également, une chape d'étanchéité 27 peut être établie à l'interface entre les anneaux de pré-voûte 13 suivant l'invention et la volte définitive 25 qui les double, tel qu'illustré à la figures. Mais, suivant un développement de l'invention illustré à la figure 7, les anneaux de pré-voûte 13 peuvent constituer par eux-mêmes une voûte définitive. Bien entendu la présente invention ne se limite d'ailleurs pas au mode de mise en oeuvre décrit et représenté, mais englobe toute variante d'exécution. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le creusement à l'avancement d'un souterrain travée par travée, du genre suivant lequel, pour chaque travée, on effectue dans le front de taille une Ignée continue au profil de la voûte à former, on introduit des éléments de soutènement dans ladite saignée, et on effectue le terrassement du volume de terrain délimité par celle-ci, caractérisé en ce qu'on réalise lesdits éléments de soutènement so'us la forme d'un anneau de pré-voûte s'étendant globalement en continu tout au long de ladite saignée, par bourrage de celle-ci par un matériau de construction susceptible de prise, béton par exemple. 2. Procédé suivant la revendication î, et selon lequel la saignée est réalisée à l'aide de la lame de havage d'unequelcon- que haveuse, caractérisé en ce que l'anneau de pré-voûte est réalisé segment par segment, le volume de la saignée à bourrer de matériau de construction pour chacun desdits segments étant localement au moins pour partie délimité par la lame de havage laissée en place à cet effet dans ladite saignée. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérise en ce que les segments successifs de l'anneau de pré-voûte sont réalisés au fur et à mesure de l'avancement de la saignée. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé er ce que, à l'aide de cintres ce support temporaires, on soulage à tour de rôle les anneaux de pré-voûte déjà exécutés. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on double par une voûte définitive les anneaux de pré-voûte préalablement exécutés. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on établit une chape d'étanchéité entre les anneaux de pré-voûte et la voûte définitive. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on utilise comme voûte définitive les anneaux de pré-voûte successifs. 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 À 7, caractérisé en ce qu'on assure un recouvrement local deux â deux des anneaux de pré-voûte successivement exécutés. 9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que dans leur zone de recouvrement deux anneaux de pré-voûte successifs sont au contact l'un de l'autre.