Brevet FR2482185A1 — publié le 19811113

La presente invention se rapporte à un procédé de construction d'un ouvrage souterrain, notamment dDun tunnel, d'une station de métro 9 en particulier en sol meuble, et à ouvrage ainsi obtenu. On connaît déjà, notamment par le brevet belge nO 864 136 déposé par la demanderesse, des pro cédes de construction de tels ouvrages au moyen de tranchées blindées et bétonnées constituant les parois verticales de l'ouvrage et de tubes poussés dans le sol parallelement auxdites parois et destines à former le toit de celui-ci. Dans un autre procédé, les tubes formant la toiture sont poussés perpendiculairement à lgaxe longitudinal de l'ouvrage et partant perpendiculairement aux parois verticales. Dans l'état actuel de la technique, ces tubes sont poussés en partant d'une galerie longitudinale réalisée par le procédé connu de creusement et étan cornement. Ces procédés présentent certains inconvénients, Notamment, la construction mettant en oeuvre ces procé- dés peut se révéler relativement longue. En outre, des tassements peuvent se produire dans les fondations des immeubles ou au niveau des installations de surface telles que les chaussées, voies ferres, sous lesquelles l'ouvrage est construit. Enfin, les procédés connus posent des problèmes en ce qui concerne la sécurite des oeuvres. La présente invention a précisément pour but d'éviter ces inconvénients et de simplifier et d'accégérer la construction de tels ouvrages souterrains. Pour cela, l'invention propose un procédé de construction d'un ouvrage souterrain, du type comportant la construction d'un premier conduit souterrain longitudinal ; la construction d'une premiers paroi latérale, de préférence en béton, sensiblement verticale et délimitant un premier côté latéral dudit ouvrage, cette paroi étant obtenue par remplissage d'une tranchée creu sée à partir dudit premier conduit ; le fonçage d'une série de premiers tubes, mécaniquement résistants, dans le sol à partir du conduit précité, de préférence horizontalement et perpendiculairement au plan de ladite tranchée, lesdits tubes étant destinés à former le toit dudit ouvrage ; la construction avant ou après le fon çage précité d'un second conduit souterrain sensiblement parallèle au premier et adjacent aux premiers tubes précités ; la construction d'une manière analogue à la première d'une deuxième paroi latérale, sensiblement verticale et délimitant un autre côté latéral dudit ouvrage ; le bétonnage desdits conduits et desdits tubes ; ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste à construire au moins un desdits conduits pré- cités au moyen d'une série de seconds tubes, mécanique ment résistants, fonçés dans le sol, à creuser ensuite les tranchées précitées à partir de premières ouvertures prévues sur le côté inférieur desdits seconds tubes et à'forcer lesdits premiers tubes à partir de secondes ouvertures prévues sur un côté latéral desdits seconds tubes. Selon un mode particulier de réalisation de l'invention, le procédé consiste à construire, en tant que deuxième conduit, une galerie étançonnée et située sous les premiers tubes précités, ladite galerie étant construite après le fonçage desdits premiers tubes, lesdits tubes étant poussés suffisamment loin pour servir de protection pour le creusement de ladite galerie. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le procédé consiste à construire les deux conduits précités tous les deux au moyen desdits seconds tubes, de préférence en même temps, puis à réaliser le fonçage desdits premiers tubes soit à partir d'un seul desdits conduits soit à partir des deux. D'autres buts, details, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore au cours de la description explicative qui va suivre, faite en référence aux dessins schématiques annexés donnes uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de rea- lisation de l'invention et dans le-squels - la figure 1 represente schématiquement une vue en coupe verticale, txansversale, illustrant une retape de construction d'un tunnel selon la technique anterieure - la figure 2 est une vue en coupe verticale, transversale, illustrant une étape de construction d tunnel selon un premier mode de réalisation du procédé de l'invention - la figure 3 est une vue en coupe verticale, transversale, illustrant une étape de construction d'un tunnel selon un second mode de realisation du procédé de l'invention. On decrit tout d'abord la technique anterieure, en référence à la figure 1, afin de faire mieux comprendre l'invention et les avantages qu'elle apporte par rapport à cette technique. La référence 1 designe la surface du sol, par exemple une chaussée dans une zone urbaine, entouréç de constructions 2. Le personnage dessine donne l'échelle à titre indicatif. La technique antérieure consiste à creuser, à partir d'un puits d'accès non représenté, une galerie horizontale 3, qui est étançonnée en 4, 5, et 6, de façon connue. Cette galerie peut être creusée sous la protection de tubes poussés de petit diamètre 7. La galerie 3 présente des dimensions suffisantes pour permettre le déplacement des ouvriers et ltexécution de tous les travaux nécessaires, e-n particulier le creusement d'une tranchée sensiblement verticale. Cette tranchée est blindée au fur et à mesure de son creusement avec des plaques rigides 9 et des éléments 10 d'un type connu. Ensuite, à partir de la galerie 3, on fonce, de préférence horizontalement et perpendiculairement au plan de la tranchée 8, une série de tubes 11 par des moyens connus, tels que des vérins hydrauliques. Après installation des tubes, la terre qui se trouve à l'intérieur du conduit tubulaire ainsi réalisé peut être excavée puis évacuée. Enfin, les tubes seront armes et bétonnés et ils formeront ainsi la toiture du tunnel. Des éléments de liaison, d'un type en soi connu, pourront être installés pour relier rigidement le3 lignes de tubes parallèles. On creuse ensuite une seconde galerie 12, longitudinale, horizontale, sensiblement parallèle à la galerie 3. Cette galerie sera aussi étançonnée. Les tubes 11 sont poussés suffisamment loin pour servir de protection pour le creusement de cette galerie. On procède ensuite au creusement de la tranchée 13 et à son blindage d'une manière tout à fait analogue à celle utilisée pour la construction de la tranchée 8. Enfin, les deux tranchées 8 et 13 seront remplies, de préférence par du béton, de manière à former deux parois latérales, sensiblement verticales et délimitant les deux côtés latéraux du tunnel. Les galeries 3 et 12 seront aussi bétonnées. Bien entendu, on procède ensuite à l'excava tion et l'évacuation de de la terre contenue dans le volume délimité par les parois latérales obtenues par remplissage des tranchées 8 et 13 et par les tubes 11. Ce procédé connu présente les inconvénients qui ont et mentionnés plus haut ; en particulier, il peut occasionner des tassements importants dans les environs de la galerie 3. On décrit maintenant en référence aux figures suivantes le procédé de l'invention qui permet deéviter les inconvénients de la technique antérieure, En considérant plus particulièrement la figure 2, on peut voir que, salon le procédé de l'in- vention, la galerie étançonnée 3 est remplacée par un conduit tubulaire 14, de préférence de forma cylindrique, formé à partir d'une série de seconds tubes 15, mecani- quement resistants et qui ont été fonçes dans le sol, de préférence horizontalement Pour cela, comme pour la formation de la galerie étançonnée, on a creuse depuis la surface du sol un puits d'accès jusqu'à un niveau voulu.Les tubes 15 ont été ensuite pousses ou fonces horizontalement dans le sol avec des vérins, par exemple. Ensuite, on procède d'une manière identique à celle qui vient d'être décrite. On a utilise dans la figure 2 les mêmes repères pour représenter les éléments identiques à ceux utilises dans la figure I Pour cela, on découpe les ouvertures 16 sur le coté inférieur des tubes 15 et on creuser, à partir de ces ouvertures, la tranchée 8 qui sera ensuite blindée puis bétonnes Par ailleurs, on découpe des ouvertures 17 sur un coté latéral des tubes 15 pour le poussage ou la fonçage des tubes Il On procède ensuite au creusement d'une galerie 12 et d'une tranchée 13. Les tubes utilisés pour la construction du conduit 14 seront de préférence d'un type semblable aux tubes 11, c'est-à-dire réalises en un matériau approprié, mécaniquement resistant, par exemple en acier, en béton arma, en béton précontraint, en amiante ciment, en matériau plastique. Les tubes 15 auront un diamètre tel que le conduit 14 obtenu puisse permettra le déplacent des ouvriers et l'exécution des travaux nécessaires. La construction du conduit 14 à partir des tubes 15 offre de nombreux avantages. En particulier, elle supprime toute la main d'oeuvre qui était auparavant nécessaire pour le creusement et les opérations de boisage et d'atançonnage de la galerie 3. En outra, les tubes 15 offrent une très grande sécurité de sorte que l'on peut se passer des tubes 7 de protection qui étaient utilisés dans la méthode connue. En outre, les tassements dans les environs du conduit 14 sont considérablement réduits de sorte que le procédé de l'invention peut être mis en oeuvre jusqu'à une profondeur relativement faible par rapport au niveau du sol et, en tout cas, nettement plus faible que celle autorisée par le procédé de l'art antérieur. Une autre caractéristique essentielle du procédé de l'invention réside dans le fait que le conduit 14 réa- lisé à partir des tubes 15, sert à la fois de galerie de départ pour l'exécution de la tranchée blindée 8 et pour le poussage des tubes Il, alors que dans les procédés connus, mettant en oeuvre des tubes poussés, on ne réa- lisait tout au plus, à partir de ces tubes, que le creusement des tranchées destinées à la construction des parois latérales de l'ouvrage. Cette caractéristique permet de simplifier beaucoup la construction de cet ouvrage. On décrit maintenant un second mode de réa- lisation de l'invention en faisant plus particulièrement référence à la figure 3. Selon ce mode de réalisation, on construit deux conduits 18 et 19 à partir de tubes 20 et 21, du même type que les tubes 15 décrits dans le cas de la figure 2. De préférence, les deux conduits 18 et 19 seront sensiblement parallèles et disposés dans un mena plan horizontal. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la construction des conduits 18 et 19 a lieu an marne temps, par poussage simultané des séries de tubes 20 et 21 destinés à former ces conduits, ceci avant le poussage des tubes transversaux 11. On procède ensuite à partir d'ouvertures réalisées sur le côté inférieur des tubes 20 et 21 au creusement des tranchées 8 et 13 puis à leur blindage avec les éléments précités 9 et 10. Les tubes Il pourront être poussés soit à partir du conduit 18, soit à partir des deux conduits 18 et 19, auquel cas les tubes 21 auront des dimensions suffisantes, au moins égales a celles des tubes 20. Dans le cas ou l'on pousse les tubes Il à partir d'un seul conduit, par exemple le conduit 18, on pourra marquer le périmètre de contact entre les tubes il et les tubes 21 par des fentes exécutées sur lesdits tubes 21, par exemple au chalumeau oxhydrique. Lorsque le contact aura été établi, en particulier après le bétonnage des tubes 11, on pourra alors découper à partir du conduit 19 la portion de paroi du tube 21 séparant ce tube du tube 11 adjacent. On pourra se servir pour cela des marques exécutées de la manière décrits ci-dessus. L'étanchéité entre le tube 21 et le tube-11 pourra etre assurée au moyen d'une gaine de forme appropriée et/ou d'injection d'un matériau étanche. On pourra aussi disposer des armatures de liaison 22, d'un type connu, entre le toit de l'ouvrage, notamment les tubes Il et le blindage des tranchées 8 et 1 3. Par ailleurs, les tubes 20 ou 21 pourront être renforcés par des cintres ou des étançons 23 situés de part et d'autre des ouvertures découpées dans ces tubes en particulier pour le creusement des tranchées verticales et le poussage des tubes 11. Bien sur, les tubes 15 utilisés pour la mise en oeuvre du premier mode de réalisation du procédé de l'invention, qui a été décrit en référence à la figure 2, pourront être munis de la même manière de cintres et d'étançons analogues. Le procédé qui vient d'être décrit, utilisant deux conduits symétriques construits par tubes poussés est particulièrement avantageux. En effet, ce procédé diminue considérablement le temps de construction, en particulier il permet de conduire le travail d'une manière symétrique. En outre, il offre la possibilité d'établir une armature continue reliant les parois verticales et le toit par l'intermédiaire des tubes 20 et 21 en réalisant ainsi un encastrement parfait et symétrique entre ces parois et le toit. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons Si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. REVENDICATIONS 1 Procédé de construction d'un ouvrage souterrain, notamment d'un tunnel9 du type comportant essentiellement : - la construction d'un premier conduit souterrain lon gitudinal, - la construction d'une premiers paroi latérale, de préférence en béton, sensiblement verticale et délie mitant un premier côté latéral dudit ouvrage, cette paroi étant obtenue par remplissage d'une tranchée (8) creusée à partir dudit premier conduit, - le forçage d'une série de premiers tubes (11), méca niquement résistants, dans le sol à partir du conduit précité, de préférence horizontalement et perpendicu lairement au plan de ladite tranchée, lesdits tubes étant destinés à former le toit dudit ouvrage, - la construction, avant ou après le forçage précité, d'un second conduit souterrain sensiblement parallèle au premier et adjacent aux premiers tubes précités, - la construction, d'une manière analogue à la première, d'une seconde paroi latérale, sensiblement verticale et délimitant un & utre coté latéral dudit ouvrage, - le bétonnage desdits conduits et desdits tubes, ledit procédé étant caractérise en ce qugil consiste à construire au moins un desdits conduits précités au moyen d'une série de seconds tubes (15), mécaniquement résistants, foncÉs dans le sol ; à creuser ensuite les tranchées précitées à partir de premières ouvertures prévues sur le côté inférieur desdits seconds tubes et à forcer lesdits premiers tubes à partir de secondes ouvertures (17) prevues sur un côté latéral desdits seconds tubes. 2. Procédé salon la revendication 1, caractérisé en ce qu?il consiste à construire, en tant que deuxième conduit, une galerie étançonnée et située sous lesdits premiers tubes précités, ladite galerie étant construite après le forçage desdits premiers tubes (11), et lesdits tubes étant poussés suffisamment loin pour servir de protection pour le creusement de ladite galerie. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil consiste à construire les deux conduits précités tous les deux au moyen desdits seconds tubes (15), de préférence en même temps, puis à réaliser le forçage de la série desdits premiers tubes soit à partir d'un seul desdits conduits, soit à partir des deux. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications arécédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à disposer des armatures de liaison entre le toit de l?ouvrage, notamrnent lesdits premiers tubes et les parois verticales. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à marquer le périmètre de contact entre lesdits premiers et lesdits seconds tubes par des fentes exécutées sur lesdits seconds tubes, par exemple au chalumeau oxhydrique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à assurer l'étanchéité au contact entre lesdits premiers et lesdits seconds tubes au moyen d'une gaine et/ ou dtinjection d'un matériau étanche. 7. Ouvrage souterrain, notamment tunnel, caractérisé en ce qu'il est réalisé par l'exécution du procédé décri dans les revendications précédentes.