Brevet FR2559206A1 — publié le 19850809

I L'invention concerne une machine pour le creusement de tunnels et de galeries avec bouclier, cloison étanche disposée, du côté front de taille, dans le bouclier, outil de perforation (par exemple un disque tranchant) travaillant à l'intérieur de la chambre de compression ainsi formée et soumise à la pression du fluide hydraulique et un convoyeur à vis avec conduite d'évacuation et hélice transporteuse, le convoyeur à vis traversant la cloison étanche amenant les déblais de la chambre de compression vers une trémie d'extrac- tion raccordée à la conduite d'évacuation. Des machines de ce genre sont mises en oeuvre de plus en plus pour le creuse- ment de tunnels et de galeries dans lesquelles la chambre dite de travail, c'est-à-dire la section dans laquelle travaille l'outil de perforation, est conformée en chambre de compression et soumise à une surpression considérable, pour soutenir le front de taille lors de l'abattage et pour écarter les eaux souterraines. Comme fluide sous pression on utilise, en fonction de la nature des sols ou des roches rencontrés, de l'air, de l'eau ou encore une suspension d'argile. En particulier les machines de creusement du genre précité permettent l'utilisation de l'air ou de l'eau comme fluide sous pression de façon à permettre de renoncer a la mise en oeuvre de suspensions d'argile. Ceci est avantageux étant donné que l'utilisation de suspensions d'argile oblige à évacuer un mélange de déblais et de suspension d'argile qu'il faut ensuite séparer à nouveau, ce qui entraîne des dépenses importantes. Dans des machines de creusement de ce genre bien connues dans la pratique, la trémie d'extraction dans le bouclier débite irmmédiatement sur un autre système de trans- port amené dans le bouclier. Il peut alors s'agir d'une bande transporteuse ou encore d'une voie de roulage avec des wagonnets de transport. Le fait que le poste de transfert est disposé dans la partie antérieure du bouclier gêne le déroulement des autres opérations dans le bouclier. Il en est ainsi également lorsqu'un tel poste de transfert est installé dans la partie côté tunnel du bouclier, par exemple dans la zone du bouclier de poursuite, parce que cette zone doit abriter les autres engins qui sont nécessaires pour l'exécution des travaux de bétonnage et de soutènement mais aussi pour le déplacement des tubbings de coffrage. Dans les machines de creusement de ce genre bien connues, le convoyeur à vis est le plus souvent réalisé sous forme de convoyeur à vis autoétanchéifiant. Cela signifie que le convoyeur à vis assure en même temps l'étanchéité de la chambre de compres- sion et agit sur ce point comme soupape. On connaît égale- ment des machines de creusement d'un genre différent qui travaillent non pas avec un convoyeur à vis mais avec un système à sas. Dans le cas de l'utilisation de l'air comme fluide sous pression, elles offrent la possibilité d'une évacuation pneumatique des déblais hors de la chambre de compression, mais la consommation d'air comprimé est excessive. La présente invention a pour objet de perfectionner une machine de creusement du genre précité de telle façon qu'un transfert encombrant des déblais à un autre système de transport, par exemple à une bande transporteuse ou à des wagonnets de transport, dans le bouclier n'est plus nécessaire. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait qu'à la trémie d'extraction est raccordée une conduite de refoulement menant à un poste de transfert, et qu'au moins une pompe à piston est intercalée entre la trémie d'extrac- tion et la conduite de refoulement. De préférence, cette disposition est choisie de telle façon que la pompe à piston est raccordée à la trémie d'extraction par une ouverture ménagée dans la paroi de son cylindre et à la conduite de refoulement par l'orifice du cylindre de la pompe. La pompe à piston elle-même peut être conformée de diverses manières; en particulier, il est possible de travailler avec des pompes à piston telles qu'elles sont utilisées comme pompes à béton. Un mode de réalisation préféré de l'invention qui se distingue par sa simplicité et sa fiabilité est caracté- risé par le fait que la pompe à piston présente un piston tiroir de soupape de telle façon que, lors de la course de refoulement, la trémie d'extraction peut être obturée et rouverte par le piston tiroir de soupape. Si les déblais ont tendance à s'accumuler dans la trémie d'extraction, l'invention prévoit de munir la trémie d'extraction d'un dispositif pour l'amenée d'un produit d'extraction auxiliaire, par exemple d'air ou d'eau. D'une manière analogue, la pompe à piston peut être équipée, elle aussi, de dispositifs pour l'amenée d'un tel produit d'extrac- tion auxiliaire. L'invention repose sur l'idée que, lors du creuse- ment de tunnels et de galeries, les déblais sous forme de terre ou de roches transportables à l'aide d'un convoyeur à vis peuvent également faire l'objet d'une évacuation par pompage. Par conséquent, l'invention renonce à la mise en oeuvre de convoyeurs encombrants sous forme de bandes trans- porteuses ou de wagonnets de transport dans la zone du bouclier lesquels, conformément au niveau actuel de la technique, doivent encore être équipés, en plus, d'un poste de transfert encombrant. Selon l'invention, on raccorde à la trémie d'extraction un système d'évacuation par pompage avec pompe à piston et conduite de refoulement, ce qui demande peu de place et cela d'autant plus que la conduite de refoule- ment peut être installée de façon à ne pas gêner. En ce qui concerne la conduite de refoulement, il peut s'agir d'une conduite en tuyaux souples. Dans le cadre de l'invention, il est prévu d'installer entre la pompe à piston et la conduite de refoulement une soupape de décharge, ce qui est recommandé en particulier lorsque le convoyeur à vis n'est pas un con- voyeur auto-étanchéifiant. Il va de soi qu'il est possible, dans le cadre de l'invention, de prévoir plusieurs pompes à piston juxtaposées fonctionnant en alternance pour assurer ainsi un mouvement d'évacuation continu des déblais dans la conduite de refoulement et pour permettre une extraction en continu des déblais hors de la chambre de compression. Dans la chambre de compression, on travaille avec de l'air ou avec de l'eau. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une coupe longitudinale d'une machine de creusement selon l'invention. La figure 2 représente, à plus grande'échelle, le détail A de l'objet de la figure 1. La machine de creusement représentée sur les figures est destinée à des tunnels et des galeries. Elle comprend fondamentalement un bouclier 1, une cloison étanche 2 disposée, du côté front de taille, dans la zone d'avance- ment et formant une chambre de compression 3, un outil de perforation, par exemple sous la forme d'un disque tranchant 4,travaillant à l'intérieur de la chambre de compression 3 et un convoyeur à vis avec conduite d'évacuation 5 et hélice transporteuse 6. Le convoyeur à vis 5, 6 traverse la cloison étanche 2. Il amène les déblais de la chambre de compression 3 vers une trémie d'extraction 7 raccordée à la conduite d'évacua- tion 5. A la trémie d'extraction 7 est raccordée une conduite de refoulement 8 qui mène à un poste de transfert non repré- senté. Entre la trémie d'extraction 7 et la conduite de refoulement 8 se trouve une pompe à piston 9. La pompe à piston 9 est raccordée à la trémie d'extraction 7 par une ouverture 10 ménagée dans la paroi de son cylindre il et à la conduite de refoulement 8 par l'orifice 12 du cylindre de la pompe. Il ressort notamment de la figure 2 que la pompe à piston 9 comporte un piston tiroir de soupape 13, la trémie d'extraction 7 pouvant être obturée et rouverte par le piston tiroir de soupape 13 lors de la course de refoulement. On remarque dans la figure i que la trémie d'extraction 7 est munie de dispositifs 14 pour l'amenée d'un produit d'extraction auxiliaire, par exemple pour l'amenée d'air. La pompe à piston 9 pourrait, elle aussi, être équipée de dispo- sitifsanalogues. Il va de soi que la pompe à piston 9 comporte un système d'entraînement 15. REVENDICATIONS 1. Machine pour le creusement de tunnels et de galeries avec bouclier, cloison étanche disposée, du côté front de taille, dans le bouclier, outil de perforation travaillant à l'intérieur de la chambre de compression ainsi formée et soumise à la pression du fluide hydraulique et au moins un convoyeur à vis avec conduite d'évacuation et hélice transporteuse, le convoyeur à vis traversant la chambre de compression et amenant les déblais de la chambre de compression vers une trémie d'extraction raccordée à la conduite d'évacuation, caractérisée par le fait qu'à la trémie d'extraction (7) est raccordée une conduite de refoulement (8) menant à un poste de transfert, et qu'au moins une pompe à piston (9) est installée entre la trémie d'extraction (7) et la conduite de refoulement (8). 2. Machine de creusement selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la pompe à piston (9) est raccordée à la trémie d'extraction (7) par une ouverture (10) ménagée dans la paroi de son cylindre (11) ainsi qu'à la conduite de refoulement (8) par l'orifice (12) du cylindre de la pompe. 3. Machine de creusement selon l'une des revendica- tions 1 ou 2, caractérisée par le fait que la pompe à piston (9) présente un piston tiroir de soupape (13) et que, lors de la course de refoulement, la trémie d'extraction (7) peut être obturée et rouverte par le piston tiroir de soupape (13). d. Machine de creusement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la trémie d'extraction (7) comporte des dispositifs (14) pour l'amenée d'un produit d'extraction auxiliaire, par exemple d'air ou d'eau. 5. Machine de creusement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que la pompe à piston (9) comporte des dispositifs pour l'amenée d'un produit d'extraction auxiliaire, par exemple d'air ou d'eau.