Brevet FR2481739A1 — publié le 19811106

La présente invention concerne une machine pour le creusement-percement de tunnels, galeries, etc, cette machine comportant - un manteau-bouclier, de préférence du type à taillant, - un cadre d'appui, - un anneau suiveur, et - un coffrage frontal pour béton de soutènement coulé in situ entre, d'une part, la roche ou le terrain et, d'autre part, des éléments de tubage de soutènement, le manteau-bouclier, ou ses éléments, prenant appui contre le cadre d'appui par des presses d'avance, et l1anncau suiveur prenant appui contre ledit cadre d'appui et/ou contre le manteau-bouclier par des presses pour l'anneau suiveur. Les presses d'avance, ainsi que les presses pour l'anneau suiveur sont en général des dispositifs du genre vérin, à cylindre et piston, à double action.Le manteaubouclier peut être un manteau fermé et, comme tel, être en plusieurs parties dans la direction axiale du tunnel ou de la galerie, mais il peut aussi être composé d'éléments, à savoir de lames ou taillants de creusement qui en font un bouclier à taillant. Dans le cadre de l'invention, il s'agit de préférence d'un manteau-bouclier à taillant. L'anneau suiveur sert à fournir un appui aux queues du manteau-bouelier, et notamment aux queues des lames (voir brevet allemand n 24 31 652). Lorsqu'on opère avec une machine du genre considéré, de nouveaux éléments de tubage (anneaux de tubage, voussoirs) sont constamment mis en place dans le tunnel ou la galerie, au fur et à mesure de la progression du creusement, et ces éléments font en même temps office de coffrage perdu pour le soutènement en béton coulé in situ. Les éléments de tubage peuvent aussi Titre démontés après la prise du béton et être réutilisés derrière la machine, au fur et à mesure de l'avance (progression). Dans les machines de ce genre connues dans l'art antérieur, le coffrage frontal est un/module indépendant qui est déplaçable par rapport au manteau-bouclier et à l'anneau suiveur, à l'aide de presses dites presses de coffrage frontal. La queue du manteau-bouclier va Jusqu'au-delà du coffrage frontal et est, par endroits, prise dans le béton de soutènement coulé in situ. Ce béton se trouve donc, en ces endroits, au contact de la queue du manteau-bouclier, comme s'il s'agissait d'un coffrage. Cela vaut pour toutes les situations de creusement et toutes les conditions de marche, lorsque la "longueur bétonnée" de la queue varie en fonction des opérations de creusement ou de bétonnage. L'extrémité de la queue prise dans le béton de soutènement coulé in situ sty trouve alors retenue lorsque les travaux de creusement sont interrompus, par exemple à l'occasion d'une fin de semaine ou d'un Jour férié. La queue du manteau-bouelier est alors d'autant plus difficile à libérer qu'elle saille davantage au-delà du coffrage frontal et se trouve bétonnée sur une plus grande longueur.Si l'on raccourcit cette longueur, il s'établit alors un couplage gantant entre, d'une part, le mouvement d'avance du bouclier (et par conséquent le creusement) et, 'd'autre part, le coffrage frontal et par conséquent les travaux de bétonnage. Autre point genant dans le cas des machines de percement-creusement e connues : l'impossibilité de "dresser" ou positionner les éléments de tubage de soutènement par rapport à la machine tae, à l'aide d'éléments de celle-ci.Ce positionnement doit Titre effectué de façon compliquée, depuis l'intérieur du tunnel, en recourant à des moyens auxili ires, et il est fréquent de se trouver en présence de tolérances importantes. Il faut alors que le coffrage frontal soit réalisé de façon particulière et présente les degrés de liberté appropriés à la compensation des écarts. La présente invention a pour but de perfectionner une telle machine de creusement-percement ("taupe") de façon que cette machine puisse exécuter elle-même le posi tionnement ou dressage des éléments de tubage de soutènement, et que, par suite, il ne soit plus nécessaire que le coffrage frontal soit un module indépendant. Pour atteindre ce but, l'invention préconise que l'anneau suiveur présente une queue prolongée vers le soutènement, jusqu'au-dessus du tubage de soutènement, le coffrage frontal étant fixé à cette queue, à l'extrémité que celle-ci comporte côté soutènement, et qu'un anneau positionneur prenant appui contre le cadre d'appui ou contre le manteau-bouclier par des presses positionneuses soit agencé entre le coffrage frontal et l'anneau suiveur, Cet anneau positionneur étant poEtionnable en alignement avec le nouvel élément de tubage de soutènement mis en place à la suite de la progression du pereement ou ereu- sement.Les avantages atteints résident dans le fait qu'avec la machine selon l'invention, les éléments de tubage de soutènement peuvent titre centrés et dressés par et depuis la machine proprement dite et sont donc orientés avec précision par rapport à celle-ci. Il en résulte en outre que l'on peut opérer avec un coffrage frontal faisant partie de la machine et solidarisé à celle-ci, à savoir à la queue de l'anneau suiveur. Ceci facilite la eommande dela machine dans son ensemble, lors des travaux de creusement,=car des opérations et dispositions de commande particulières ne sont plus nécessaires pour ce qui est du coffrage frontal.En outre, la prise du manteau, ou d'autres parties de la machine selon l'invention, dans le béton peut titre évitée, notamment si, selon une forme de réalisation préférée, le coffrage frontal est pourvu d'éléments d'étanchéité déformables par lesquels il se raccorde, d'une part, à la roche ou au terrain et, d'autre part, à la surface extérieure du tubage de soutènement. Afin que le dressage et le-eentrage des éléments de tubage de soutènement puisse strie effectué simplement, il est recommandé que l'anneau positionneur présente des éléments de réception ou de raccordement pour l'élément de tubage à dresser. Les presses positionneuses peuvent alors, sans problème, assurer une double fonction si elles sont réalisées sous la forme de dispositifs à cylindre et piston, à double action, de sorte que l'anneau positlonneur peut aussi bien accomplir des mouvements de rattrapage de l'avance du percement et titre utilisé comme anneau de poussée. Par ailleurs, le cadre d'appui ou le manteau-bouclier peut, lors du rattrapage de l'avance, prendre appui contre le tubage de soutènementss ceci à l'aide des presses de positionnement. La description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut titre mise en pratique. La figure 1 représente une vue en coupe verticale d'une machine de creusement-percement ("taupe") selon l'invention, la machine étant vue en condition de travail. La figure 2 représente une vue agrandie du détail A de la figure 1. La figure 3 représente l'objet de la figure 2 dans une autre position fonctionnelle. La figure 4 représente une vue agrandie du détail B de la figuré 2. Le soutènement 5 en béton in situ est mis en place entre le tubage de soutènement 6 et le terrain ou la roche 7. De nouveaux éléments de tubage de soutènement 6 sont posés au prorata de la progression du creusement ou percement. bans le présent exemple, le manteau- bouclier 1 est du type à taillant ou lame. Ce bouclier 1, ou ses éléments, prend appui contre le cadre d'appui 2 par des presses dtavance-8 également appelées "presses de poussée", et l'anneau suiveur 3 prend appui contre le cadre d'appui 2 par des presses 9. Toutefois, il pourrait aussi pendre appui contre le manteau-bouclier 1. Les moyens habituels tels qu'outils de creusement 10 et équipements supplémentaires 11 pour l'évacuation de la matière abattue sont agencés dans le manteau-bouclier 1, ce qui n'est qu'esquissé sur la figure. On peut voir, notamment sur les figures 2 et 3, que l'anneau suiveur 3 présente une "queue" 12 prolongée Jusqu'aux éléments de tubage 6, par dessus ces derniers. Le coffrage frontal 4 est fixé à cette queue 12, i l'extrémité que celle-ci comporte caté -soutènement. Entre l'anneau suiveur 3 et le coffrage frontal 4 est agencé un anneau positionneur 13 qui est guidé sur la queue 12 par des éléments 14. Cet anneau positionneur 13 prendappui, par des presses positionneuses ou presses à dresser 15, contre le cadre d'appui 12 (il pourrait aussi prendre appui contre le bouclier 1). L'anneau positionneur 13 sert au centrage et à la mise en position correcte des nouveaux éléments de tubage de soutènement 6 mis en place au fur et à mesure de l'avance du percement0 Cela est illustré par la figure 4.Par ailleurs, on peut voir que le coffrage frontal 4 se raccorde, d'une part, à la roche 7 ou au terrain et, d'autre part, a la paroi externe 18 des éléments de tubage de soutènement 6, par des éléments d'étanchéité déformables 169 17. L'anneau positionneur 13 possède des organes de récèption-raccordement 19 pour recevoir > et se raccorder à - un élément de tubage de soutènement 6 à positionner.En outre, danti- le présent exemple, et selon une forme de réalisation préférée de l'invention, les presses positionneuses 15 sont réalisées sous la forme de presses à double action permet tant à l'anneau pesitionneur 13 d'assumer le rattrapage lors de la progression du percement. Par ailleurs, lors de cette opération, le cadre appui 2, ou encore le manteau-bouclier 1, pourrait prendre appui contre les anneaux de tubage de soutènement 6 au moyen des presses positionneuses 15. Entre les anneaux 6 sont agencées des garnitures 20 qui sont déformables et qui au@risent un "dressage" des éléments de tubage de soutèment 6 (figure 4). Après dressage > ces éléments 6 peuvent ê entre bloquée en position à l'aide de tirants, tiges filctées (21), ou analogue. REVENDICATIONS 1.- Machine de creusement-percement, pour tunnels, galeries, etc, comportant - un manteau-bouclier, de préférence du type à lame, - un cadre appui, - un anneau suiveur, et - un coffrage frontal pour béton de soutènement coulé in situ entre, d'une part, la roche ou le terrain et, dsautre part, des éléments de tubage de soutènement, le manteau-bouclier, ou ses éléments, prenant appui contre le cadre d'appui par des presses d'avance, et l'anneau suiveur prenant appui contre ledit cadre d'appui et/ou contre le manteau-bouclier par des presses pour anneau suiveur, cette machine étant caractérisée par le fait que l'anneau suiveur (3) présente une queue (12) prolongée vers le soutènement, Jusqu'au-dessus du tubage de soutènement (6), le coffrage frontal (4) étant fixé à cette queue (12), à l'extrémité que celle-ci comporte c8td soutènement, et par le fait qu'entre ce coffrage frontal (4) et anneau suiveur (3) est agencé un anneau positionneur (13) qui prend appui contre le cadre d'appui (2) ou le manteau-bouclier (1) par des presses positionneuses (15) let qui est positionnable en alignement avec le nouvel élément de tubage de soutènement (6) mis en place à la suite de la progression du percement ou creusement. 2.- Machine selo la revendication 1, caractérisée par le fait que des éléments d'étanchéité déformables (16, 17) raccordent le coffrage frontal (4) d'une part au terrain ou à la roche (7) et d'autre part à la surface externe des éléments (6) de tubage de soutènement. 3.- Machine selon l'une quelconque des revendications precddentes, caractérisée par le fait que vanneau positionneur (13) présente des éléments (19) de rFception- raccordement pour un élément de tubage de soutènement à positionner. 4. - Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les presses positionneuses (15) sont constituées par des dispositifs à piston et cylindre à double action, de sorte que l'anneau positionneur (13) peut à la fois accomplir des mouvements de rattrapage de avance du percement et être utilisé comme anneau de poussée. 5.- Machine selon l'une quelconque des reven dications 1 à 4, caractérisée par le fait que le cadre d'appui (2) ou le manteau-bouclier (1) peut, à l'aide des presses positionneuses, prendre appui contre les éléments (6) de tubage de soutènement lors du rattrapage de l'avance.