Brevet FR2500570A1 — publié le 19820827

I La présente invention concerne les méthodes et les moyens de pose des canalisations souterraines, et a notamment pour objet un procédé de curage de tubes enfoncés dans le sol lors de leur pose sans creusement de tranchées, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre dudit procédé. L'invention peut être utilisée pour évacuer la terre se trouvant dans les tubes posés par enfoncement, ainsi que pour le nettoyage des conduites en service. En particulier, ces tubes peuvent être des gaines pour la pose de cAbles électriques et téléphoniques, des tubes d'eau et des tuyaux d'égoût d'un diamètre de 300 à 1400 mm, posés en sectiorsou rames de 30 à 40 m de long. On connaît des méthodes et des moyens de curage de tubes enfoncés dans le sol lors de leur pose sans creusement de transhcées, basés sur la désagrégation, la collecte et l'extraction cycliques de la terre se trouvant dans le tube, à l'aide de cuillers, de capsules, de transporteurs spéciaux, ainsi qu'à la main ou à l'aide de lances à eau (cf., par exemple, Lavrov G.E. "Méthodes modernes de construction de traversées sous les routes ", GosINTI, 1960; Lavrov G.E. "Construction des traversées de conduites sous les routes ", VNIIST Glavgaz, URSS, 1961). Toutefois, l'emploi de ces méthodes et moyens connus est irrationnel, car ils nécessitent un grand nombre de travaux de préparation et d'achèvement, un pourcentage élevé de travail manuel et des équipements de grand encombrement. On connaît un procédé de curage de tubes enfoncés dans le sol lors de leur pose sans creusement de tranchées, basé sur la désagrégation, la collecte et l'évacuation de la terre se trouvant dans le tube, toutes ces opérations étant exécutées cycliquement au fur et à mesure de la pénétration du tube dans le sol. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé connu comprend un organe actif ou de travail pour la désagrégation, la collecte et l'extraction de la terre, doté d'un élément retenant la terre pendant son extraction, et un mécanisme de déplacement dudit organe de travail, lié cinématiquement à cet organe. L'organe de travail, analogue par son principe de fonctionnement à l'équipement rétro(ou rétrocaveuEE) d'une pelle mécanique, comprend un châssis sur lequel est fixé un godet ayant une arête coupante et une raclette- clapet. Le mécanisme de déplacement de l'organe de travail est un treuil lié cinématiquement aux éléments de l'organe de travail à l'aide d'un système de câbles et de poulies de guidage (cf. par exemple, l'aidemémoire du bâtisseur: "Construction des réseaux urbains de distribution de gaz", Moscou, Stroiizdat, 1976, pp. 288 à 290). Quand les câbles sont sollicités en traction, le godet à arête coupante est mis en action; il exécute un mouvement de montée et de descente en désagrégeant la terre dans le tube et en remplissant simultanément l'enceinte de la raclette-clapet. Une fois l'enceinte de la raclette-clapet remplie, l'organe de travail est extrait du tube à l'aide d'un treuil, l'enceinte de la raclette- clapet est vidée, le tube est enfoncé plus profondément dans le sol et le cycle se répète. Vu que la surface extérieure du godet fonctionne en contact avec la surface intérieure du tube,l'organe de travail du dispositif connu considéré n'est employé que pour le curage de tubes d'un même diamètre. Par suite de la réalisation de son organe de travail sous la forme d'un godet à arête coupante et d'une raclette-clapet, ce dispositif connu ne peut assurer le curage d'une section de tube enfoncée au préalable sur toute sa longueur, et chaque cycle de curage est alterné avec un enfoncement de faible profondeur de la section, ce qui complique et accroit la durée du processus de curage, et par conséquent abaisse le rendement. En outre, la durée du processus de curage est accrue par la faible vitesse de désagrégation, de cdlecte et d'évacuation de la terre, résultant du fait que les opérations d'introduction de l'organe de travail dans le tube, d'avancement du godet vers la terre à extraire, de désagrégation de celle-ci par l'arête coupante du godet, de chargement, d'extraction hors du tube de la raclette- clapet contenant de la terre, et de vidage de la raclette- clapet, sont exécutées successivement et nécessitent des dépenses de temps improductives. La grande quantité de métal nécessaire à la fabrication de l'organe de travail et du mécanisme assurant son déplacement, leur grand encombrement et la complexité de la chaîne cinématique les reliant ne permettent pas d'utiliser le dispositif connu dans les cas o celui-ci doit satisfaire à des exigences de grande manoeuvrabilité lors du curage successif de plusieurs tubes. On s'est donc proposé de créer un procédé de curage de tubes enfoncés dans le sol lors de leur pose sans creusement de tranchées, ainsi qu'un dispositif pour sa mise en oeuvre, dans lesquels, grâce à l'application d'un autre genre d'efforts pour le déplacement de l'organe de travail, une nouvelle conception de cet organe et une simplification de sa liaison avec le mécanisme de déplace- ment, la désagrégation et le chargement de la terre s'effectueraient simultanément avec le déplacement de l'organe de travail, ce qui permettrait d'élargir les possibilités fonctionnelles du dispositif, d'augmenter son rendement et sa manoeuvrabilité, de simplifier la conception des principaux mécanismes mobiles. La solution à ce problème consiste en ce que, dans le procédé de curage de tubes enfoncés dans le sol lors de leur pose sans creusement de tranchées, du type prévoyant l'exécution cyclique, à l'aide d'un organe de travail, d'une désagrégation, d'une collecte et d'une extraction de la terre se trouvant dans le tube, d'après l'invention la désagrégation et la collecte de la terre s'effectuent au cours du déplacement de l'organe de travail le long du tube sous l'action de charges vibro-percussives, avec formation simultanée, dans le tube, d'un lit de terre assurant l'absorption des charges de réaction apparaissant lors du déplacement de l'organe de travail, puis, la collecte de la terre étant achevée, on inverse le sens des charges vibro-percussives, et on évacue le lit de terre précité après l'achèvement des cycles de curage du tube. La solution audit problème consiste également en ce que, dans le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé proposé, du type comprenant un organe de travail pour la désagrégation, la collecte et l'extraction de la terre, équipé dn élement pour retenir la terre lors de son extraction, et lié cinématiquement au mécanisme de déplacement de l'organe de travail, d'après l'invention le mécanisme de déplacement de l'organe de travail est réalisé sous la forme d'un perforateur pneumatique réversible, l'organe de travail étant réalisé sous la forme d'une capsule dont le bout fermé est rigidement accouplé au-perforateur pneumatique, et dont la partie du bout ouvert qui est la plus rapprochée du fond du tube est pourvue d'un chanfrein sur sa surface extérieure, l'angle d'inclinaison de la génératrice dudit chanfrein par rapport au fond du tube étant choisi de façon à assurer, pendant le déplacement de la capsule, la formation dans la zone du fond du tube d'un lit de terre destiné à absorber les charges de réaction lors du mouvement de la capsule. Il est avantageux que l'angle de la génératrice du chanfrein par rapport au fond du tube soit choisi dans une plage d'environ 5 à environ 450. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec référence5au dessin unique non limitatif annexé dans lequel: - la figure 1 représente un dispositif de curage de tubes conforme à l'invention (en coupe suivant l'axe du tube à curer); - la figure 2 est une vue axonométrique du dispositif de curage conforme à l'invention; - la figure 3 représente le dispositif de curage de tubes dans la position correspondant à l'opération d'évacuation du lit de terre après l'achèvement des cycles de curage du tube (en coupe le long de l'axe du tube à curer). Le procédé proposé de curage de tubes enfoncés dans le sol lors de leur pose sans creusement de tranchées consiste en ce qui suit. Dans un terrain 1 (figure 1) se trouve une section de tube 2 à poser, dont il est nécessaire d'évacuer, à l'aide d'un perforateur pneumatique, la terre 3 la remplissant lors de son enfoncement dans le terrain. Le procédé consiste à désagréger, collecter et extraire de la terre 3 se trouvant dans le tube 2, à l'aide d'un organe de travail. Sous l'action des charges vibro-percussives appliquées par le perforateur pneumatique 4, l'organe de travail, réalisé sous la forme d'une capsule 5, se déplace dans le tube 2 en désagrégeant et en collectant ou ramassant la terre 6. Ce faisant, la capsule 5 laisse dans le tube 2 un lit de terre 7 qui absorbe les charges de réaction apparaissant pendant le déplacement de la capsule 5. Une fois la capsule 5 remplie de terre 6, on inverse le sens des charges vibro-percussives, et la capsule 5 contenant la terre 6 sort du tube 2. Après l'achèvement de tous les cycles de curage du tube 2, on en évacue le lit de terre 7. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention comprend le perforateur pneumatique réversible 4, rendu solidaire de la capsule 5 en étant rigidement assemblé à son bout fermé. La partie du bout ouvert 8 de la capsule 5 qui est 250057 È la plus proche du fond du tube 2 est pourvue d'un chanfrein 9 (figure 2) sur sa surface extérieure. L'angle c trice du chanfrein 9 par rapport au fond du tube 2 est choisi de façon à assurer la formation, dans la zone dudit fondd'un lit 7 de terre 3, pour l'absorption des charges de réaction lors du déplacement de la capsule 5. Il est avantageux de donner à l'angle CX une valeur choisie de préférence dans la plage d'environ 5 à environ 450. Des éléments servant à retenir la terre 6 dans la capsule 5 lors de son recul dans le tube sont prévus sous forme de butées 10 montées fixes à l'intérieur de la capsule 5, réalisées sous la forme de coins dont le sommet est orienté vers le bout ouvert 8. Les butées 10 sont réparties à l'intérieur de la capsule 5 le long et suivant la circonférence de celle-ci. Le dispositif fonctionne de la façon suivante. Quand la capsule 5 avance dans le tube 2, la terre 6 remplit son enceinte. Lors du déplacement de la capsule 5, la surface conique du chanfrein 9 contribue à la formation d'un lit de terre 7. Dans ce cas, l'adhérence de la capsule 5 au tube 2 s'effectue par l'intermédiaire du lit 7. Ceci permet d'augmenter la vitesse de déplacement de la capsule 5 dans le tube 2, car la force accrue de recul due au fonctionnement du perforateur pneumatique 4 sera compensée par l'adhérence accrue. Une fois la capsule 5 remplie de terre 6, on renverse la marche du perforateur pneumatique 4, ce qui assure le retour de la capsule 5 pleine suivant le tube 2. Après la sortie de la capsule 5 du tube 2, on la débarrasse de la terre 6 et on répète le cycle. Le nombre de cycles de désagrégation, collecte et extraction de la terre 3 dépend de la longueur de la section de tube 2 à enfoncer dans le sol. Avant le dernier passage de la capsule 5, on fait tourner celle-ci dans le tube 2 (figure 3) autour de son axe longitudinal. Cette rotation est exécutée de façon que la surface du chanfrein 9 ne se trouve plus en contact avec le lit 7 de terre. Ceci permet d'évacuer le lit 7 du tube 2 et, de la sorte, de nettoyer complètement le tube. Lors du dernier passage de la capsule 5, le perforateur pneumatique 4 fonctionne sous pression réduite, aussi sa vitesse de déplacement dans le tube 2 est-elle un peu plus basse; néanmoins, cela n'influe pas sur le rendement global du dispositif. L'utilisationen tant qu'organe de travail, d'une capsule 5 pourvue d'un chanfrein 9 permettant de former un lit de terre 7, donne la possibilité de curer des tubes 2 de différents diamètres posés par enfoncement, ainsi que de nettoyer des conduites en service. 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. 250057È R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé de curage de tubes enfoncés dans le sol lors de leur pose sans creusement de tranchées, du type prévoyant l'exécution cyclique, à l'aide d'un organe de travail, d'une désagrégation, d'une collecte et d'une extraction de la terre se trouvant dans le tube, caractérisé en ce que la désagrégation et la collecte de la terre (3) se trouvant dans le tube à curer (2) s'effec- tuent au cours du déplacement de l'organe de travail (5) le long du tube (2) sous l'action de charges vibro- percussives, avec formation simultanéedans le tube, d'un lit de terre (7) assurant l'absorption des charges de réaction apparaissant lors du déplacement de l'organe de travail (5), puis,quand la collecte de la terre est achevée, on inverse le sens des charges vibro-percussives, le lit de terre (7) étant évacué du tube après l'achève- ment des cycles de curage de ce dernier. 2.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de la revendication 1, comprenant un organe de travail(5)pour la désagrégation, la collecte et l'extraction de la'terre(3)se trouvant dans le tube (2) équipé d'un élément pour retenir la terre dans ledit organe de travail lors de l'extraction et lié cinématique- ment à un mécanisme de déplacement dudit organe de travail, caractérisé en ce que le mécanisme de déplacement de l'organe de travail (5) est réalisé sous la forme d'un perforateur pneumatique réversible (4), et en ce que l'organe de travail (5) est réalisé sous la forme d'une capsule dont le bout fermé est rigidement accouplé au perforateur pneumatique (4), et dont la partie du bout ouvert qui est la plus proche du fond du tube (2) est pourvue d'un chanfrein (9) sur sa surface extérieure, l'angle (C du mouvement de la capsule (5). 3.- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'angle (oc) entre la génératrice du chanfrein et la ligne de fond du tube (2) est choisi dans la plage de 5 à 45e.