Brevet FR2544791A1 — publié le 19841026

L'invention porte sur un procédé de réduction des pertes d'air comprimé lors du creusement de cavités sou- terraines selon lequel la partie de la surface intérieure de la cavité qui a été dégagée par le creusement est scel- lée, après l'enlèvement du sol, par un produit visqueux, par exemple une suspension de bentonite. Lors de la construction de tunnels ou de galeries dans des roches peu résistantes, on a recours au procédé d'attaque à l'air comprimé Un engin de creusement abat le front de taille qui est formé par la face frontale, à mesure qu'elle est dégagée, de la cavité souterraine L'en- gin de creusement travaille dans une chambre pneumatique qui est étanchée par le bouclier et par une paroi transver- sale correspondante La chambre pneumatique constitue l'é- lément intermédiaire entre le terrain rencontre ou le sol et la cavité terminée du tunnel La pression de l'air dans l'espace compris entre le front de taille et la paroi trans- versale du bouclier empêche l'eau de pénétrer dans l'es- pace de travail Cependant, une partie de l'air comprimé de soutien s'échappe à travers le front de taille, en fonc- tion du genre de terrain rencontré Il -en résulte que, pour les terrain-s perméables, la consommation d'air comprimé est élevée. Avec le Procédé ci-dessus, la consommation d'air comprimé est réduite du fait que le front de taille est scellé par projection d'un produit visqueux qui est de préférence une suspension de bentonite Ce produit est ap- pliqué sous la forme d'une membrane épaisse de quelques centimètres seulement, et il ferme les pores situés entre les différents grains du sol, pour l'air comprimé L'incon- vénient est que, souvent, le front de taille à sceller est désagrégé et détruit par la projection de ce produit-vis- queux, de sorte que la membrane d'étanchéité n'est pas plei- nement efficace. Avec un autre procédé connu, le front de taille est scellé, vis-à-vis de l'air comprimé qui s'échappe, du 2.44791 fait que, devant lui, on compartimente un espace que l'on remplit entièrement d'une suspension de bentonite à la- quelle on envoie ensuite de l'air comprimé Ce procédé, pour sceller le front de taille, est toutefois très com- plexe et très onéreux. L'invention a pour but de proposer un procédé permettant de pourvoir le front de taille,, de façon sim- ple et peu coûteuse, et de manière sûre, d'u'ne membrane d'étanchéité parfaitement efficace. Ce but est atteint, selon l'invention, du fait que le produit visqueux est appliqué, en amenant un flui- de propulseur, sous la forme d'un brouillard dirigé sur la partie dégagée de la surface intérieure de la cavité, de telle façon que ce brouillard pénètre dans le soubas- sement sans endommager notablement 1-a surface dégagée. Le procédé de l'invention apporte une améliora- tion importante de la technique de scellage de surfaces du sol attaquées, pour des gaz comprimés jouant un râle de soutien Le produit visqueux ne frappe plus, sous une pression élevée, la surface à sceller, mais il est appli- qué sur elle sous la forme d'un brouillard Cela empêche que des morceaux de roche-se détachent de la surface à sceller, ce qui détruirait la membrane d'étanchéité Le brouillard se dépose par sections, avec une densité à peu près uniforme, et il y adhère-de manière sure L'effet premier de-la membrane- ainsi appliquée n'est pas un effet statique mais un-effet d'étanchement. D'autres particularités et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, qui illustre un mode de réalisation du procédé selon l'invention. La figure unique montre schématiquement un dispo- sitif servant à exécuter le procédé selon l'invention Le produit visqueux 4, qui est de préférence une suspension de bentonite, est pulvérisé, à l'aide d-'un dispositif de pulvérisation connu 1, par l'arrivée d'un fluide propul- 3 - seur 5, de préférence un gaz propulseur, en particulier de l'air comprimé A l'une des extrémités du dispositif de pulvérisation 1, la suspension de bentonite 4 estamenée d'un réservoir 9 par une pompe 8 En outre, la suspension 4 est aspirée dans le dispositif de pulvérisation 1 par l'arrivée de l'air comprimé 5 qu'une source 7 d'air com- primé amène au dispositif de pulvérisation 1 La suspen- sion de bentonite 4 et l'air comprimé 5 se mélangent dans le dispositif de pulvérisation 1 Ce mélange quitte le dis- positif de pulvérisation 1 par une buse 2 Le brouillard 11 qui sort du dispositif de pulvérisation 1 se dépose par sections, avec une épaisseur à peu prés uniforme, sur la surface à sceller et il forme une membrane d'étanchéité qui adhère sur elle. L'angle 10 d'ouverture de la buse 2 est de pré- férence réglable, de sorte que la largeur du brouillard 11 projeté peut être adaptée aux circonstances Cela permet de pulvériser la suspension de bentonite 4 sous un angle plus ou moins large L'angle d'ouverture 10 peut être ré- glé de telle façon que le brouillard ne frappe pas trop durement la surface à sceller,-afin d'empêcher que des morceaux s'en détachent En réglant l'angle d'ouverture 10 de la buse 2, on peut donc adapter de façon simple le procédé à différents genres de roches En outre, le ré- glage -de l'angle d'ouverture 10 permet de faire varier la distance entre la buse de pulvérisation 2 et la surface à sceller, ce qui donne une possibilité d'adaptation sup- plémentaire au genre de-surface à sceller - L'angle 6 sous lequel l'air comprimé 5 est intro- duit dans le courant 4 de suspension de bentonite, est de préférence constant, ce qui assure les conditions de mé- lange toujours identiques; Cependant, en utilisant des dispositifs de pulvérisation différents, ou au moyen de modèles spéciaux,-on peut:aussi faire varier l'angle d'in- troduction 6 Cela permet de s'adapter au produit visqueux 4 utilisé et au fluide propulseur 5 utilisé afin-de les mé - langer dans la mesure souhaitée. Le dispositif de pulvérisation 1 peut être manié aisément avec la poignée 3. Le dépôt du brouillard Il sur la surface à scel- ler peut être amélioré par l'emploi d'une soufflante re- foulant en direction de cette surface En outre, on peut agir sur les propriétés du brouillard 11 en lui ajoutant des additifs modifiant la viscosité, par exemple de la sciu- re, dans la suspension. La suspension 4 de bentonite s'obtient en mélan- geant de la poudre de bentonite sèche et un liquide dans un rapport d'environ 1: 4 à environ 1: 50 Le rapport de mélange, lors de la pulvérisation, est de préférence d'en- viron 1: 6 à 1: 20 Il s'est révélé que, avec ces rap- ports de mélange, la suspension 4 de bentonite peut être pulvérisée de façon optimale Elle est amenée au dispositif de pulvérisation 1 sous une pression allant jusqu'à envi- ron 10 bars, de préférence environ 3 à 5 bars Le gaz pro- pulseur, qui est de préférence de l'air comprimé, est ame- né au dispositif de pulvérisation 1 sous une pression d'en- viron 1 à-environ 8 bars. La viscosité de la suspension de bentonite peut aller jusqu'à environ 30 cp pour la viscosité plastique et jusqu'à environ 50 cp pour la viscosité apparente (DIN 530/8, Ière et-2 e parties). Le dispositif de pulvérisation 1 est couplé à l'en- gin de creusement (non représenté), pour ce qui est des mouvements, de sorte que le mélange de scellement peut être projeté immédiatement après l'abattage considéré de la sur- face Il est aussi possible de télécommander le dispositif de pulvérisation 1 depuis l'extérieur de la chambre mise sous pression. Etant donné les possibilités de réglage qui ont été décrites pour la visçosité, l'angle d'ouverture l de la buse 2, la distance de pulvérisation, la pression de la suspension et du gaz propulseur, le brouillard 11 de pulvé- risation peut être réglé, dans chaque cas, de telle façon qu'il pénètre, sans endommager notablement la surface dé- gagée, derrière cette surface et qu'il se combine ainsi avec le soubassement. Pour pulvériser le produit visqueux 4, le dispo- sitif de pulvérisation 1 peut présenter plusieurs buses, ce qui permet d'appliquer en même temps plusieurs brouil- lards à des endroits différents de la surface dégagée. R E V E N D I C A T I ONS 1 Procédé de réduction des pertes d'air compri- mé lors du creusement de cavités souterraines mises sous pression à l'air comprimé, selon lequel la partie de la surface intérieure de la cavité qui a été dégagée par le creusement est scellée, après l'enlèvement du sol, par un produit visqueux, par exemple une suspension de bentonite, caractérisé en ce que le produit visqueux ( 4) est appliqué, en amenant un fluide propulseur ( 5), sous la forme d'un brouillard ( 11) dirigé sur la partie dégagée de la surface intérieure de la cavité, de telle façon que ce brouillard ( 11) pénètre dans le soubassement sans endommager notable- ment la surface dégagée. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le fluide propulseur ( 5) utilisé est de l'air comprimé. 3 Procédé selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé en ce que le brouillard ( 11) est appliqué en même temps à plusieurs endroits de la partie dégagée de la sur- face intérieure de la cavité. 4 -Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le fluide propulseur ( 5) est intro- duit, avant la pulvérisation du produit visqueux ( 4), sous des angles ( 6) variables, dans le courant de produit vis- queux ( 4). Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des additifs modifiant la viscosité, par exemple de la sciure, sont ajoutés au produit visqueux ( 4) à pulvériser. 6 Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dépôt du produit visqueux ( 4) pul- vérisé sous forme de brouillard sur la partie dégagée fe la cavité mise sous pression à l'air comprimé est favorisé par une circulation artificielle de l'air. 7 Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le produit visqueux ( 4) a une vis- cosité plastique d'environ 10 à environ 30 cp. 8 Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le produit visqueux ( 4) a une viscosité apparente d'environ 10 à environ 50 cp. 9 Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le fluide visqueux ( 4), de pré- férence une suspension de bentonite, est un mélange de poudre sèche et de liquide dans le rapport d'environ 1: 4 à environ 1: 5,enparticulier environ 1: 6 à 1: 20. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le fluide propulseur ( 5) est ame- né au dispositif de pulvérisation ( 1) sous-une pression d'environ O à environ 8 bars. Il Procédé selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que le produit visqueux ( 4), de pré- férence une suspension de bentonite, est amené au disposi- tif de pulvérisation ( 1) sous une pression d'environ O à environ 10 bars, de préférence d'environ 3 bars à envi- ron 5 bars.