Brevet FR2564137A1 — publié le 19851115

La présente invention concerne un boulon d'ancrage pour assurer la sécurit- de galeries et de chambres dans des exploitations minières et des tunnels, ce boulon d'ancrage étant fabriqué en acier susceptible de s'allonger et pouvant être fixé solidement, au moyen d'un agent de scellement, au moins au fond d'un trou foré, l'extrémité de ce boulon fai- sant saillie hors de l'orifice du trou foré pouvant être soumise à une précontrainte par rapport h la roche au moyen d'une plaque d'ancrage et d'un filetage. 1n Un boulon d'ancrage rigide constitue, du fait des faibles propriétés d'allongement du matériau utilisé en combinaison avec un scellement total, une armature de la roche l'entourant, par suite de sa liaison très forte avec cette roche. Uin tel effet d'armature cesse si des mouve- ments de détente apparaissent à l'intérieur de la roche. Cependant comme il y a lieu de s'attendre en perma- nence, en particulier dans le cas d'exploitations minières souterraines, à des mouvements de détente de la roche et que de ce fait des boulons d'ancrage rigides voient leurs effets 2n disparaître, on a été amené h utiliser des boulons d'ancrage ayant un pouvoir d'allongement qui donnent la possibilité, sur la base d'un pouvoir élastique pouvant être défini, d'adapter ladite armature de la roche aux mouvements de celle-ci. lUne telle adaptation aux mouvements de la roche est seulement possible, au moyen d'une barre d'un boulon d'an- crage, si cette barre est fabriquée ? partir d'une matière présentant des propriétés d'allongement correspondantes, et si, en considérant une zone correspondant à un jeu libre, ln cette barre est aussi bien scellée au fond du trou for4 que scellée ou mise en tension dans la zone de l'orifice de ce t rou. Pour assurer la course libre d'un boulon d'ancrage extensible, il est connu de pourvoir la barre d boulon d'an- crage d'un tuyau rétractable placé entre les tronçons de cette barre scells respectivement dans le fond du trou foré et dans la zone de l'orifice de ce trou et de sceller rigi- drment la barre du boulon d'ancrage sur toute sa longueur h 256413? l'int6rieur du trou for4. Grace % l'utilisation d'un tuyiau rétractable, l'aptitude 3 l'a8longement du bouLon d'an- crage dans la zone de la course libre est favorisée. Uin tel boulon d'ancrage présente toutefois l'incon- vénient qu'il ne forme pas, par suite de l'aptitude à l'al- longement et de la forme superficielle de la barre du bou- lon d'ancrage, une armature suffisamment forte de la roche environnante. Pour remédier à cet inconvénient l'invention a pour ln but de fournir un boulon d'ancrage combiné h la fois exten- sible et à profil rigide qui, tout d'abord, agit, après dur- cissement de l'agent de scellement, comme un boulon d'an- crage rigide et qui, en second lieu, après dépassement d'une force portante prédéterminable, procure l'effet d'armature et remplit la fonction d'un boulon d'ancrage extensible Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que le boulon d'ancrage est entouré sur toute sa longueur, à l'exception de la pointe de mélange constituée par un élément de forme, d'une gaine tubulaire constituée de deux tronçons et pouvant être scellée dans le trou foré, le tronçon de la gaine tubulaire disposé dans le fond du trou étant rendu solidaire du boulon d'ancrage et de l'autre tronçon de gaine tubulaire. D'abord un tube en acier formant la gaine tubulaire et pourvu d'une surface extérieure favorisant le scellement est enfilé sur un boulon d'ancrage en acier extensible et il l'entoure sur la presque totalité de sa longueur. Le diamètre interne de la gaine tubulaire est à peine sup6- rieur au diamètre externe du boulon d'ancrage. La gaine tubulaire est constituée de deux tronçons de gaine qui sont matés à l'endroit de leur point de con- tact. La longueur du tronçon de gaine tubulaire situé au fond du trou correspond h la zone d'ancraqe ou de scellement habituelle qui est d'environ 500 mm tandis que le second tronçon de gaine tubulaire correspond à la longueur restante du boulon d'ancrage placé en face de la roche. La conformation de la pointe de mélange en tant qu'él4ment de forme de fermeture empêche que le boulon d'an- crage ne glisse en dehors de la gaine tubulaire. Le tronçon de gaine tuhulaire qui est disposé im- médiatement après la pointe de mélange est rendu solidaire du boulon d'ancrage, au moyen d'un collage métallique, et de l'autre tronçon de gaine tubulaire au moyen d'un point de soudure. Après durcissement de la colle la gaine tubulaire pourvue d'une surface de scellement agit de la même ma- 1 nibre qu'un boulon d'ancrage rigide profile. Si les forces agissant sur la gaine tubulaire dépassent la force portante limite de celle-ci, la gaine tubulaire est arrachée. Ainsi l'effet d'armature du boulon d'ancrage profilé rigide cesse tandis que le boulon d'ancrage extensible devient actif. L'arrachement éventuel se produit au voisinage de la section de scellement dans le fond du trou, à l'endroit prévu pour la rupture. Le progrès technique apporté par l'invention con- siste essentiellement en ce que les effets d'un boulon d'ancrage rigide et d'un boulon d'ancrage extensible peu- vent être utilisés l'un après l'autre, procurant ainsi un avantage réel en ce qui concerne la longueur du boulon d'an- crage disponible pour son allongement. La longueur du boulon d'ancrage disponible pour son allongement correspond à la longueur totale de ce boulon d'ancrage. Cette longueur ne se trouve plus réduite, comme cela a ét4 le cas jusqu'à présent, aux longueurs des sections collées à l'entrée et au fond du trou. Ainsi la capacité d'allongement et également l'accroissement de la il course sont par conséquent considérablement augmentés. Pour obtenir, lors de la mise en place du boulon d'ancrage, un bon enrobage de la surface de scellement de la gaine tubulaire dans la masse de colle, il faut être assuré que la barre du boulon d'ancrage transmet le mouve- ment de rotation à la gaine tubulaire. Ceci est atteint par le collage, avec le boulon d'ancrage, du tronçon de gaine tubulaire qui est disposé immédiatement en arrière de la tête de mélange. La transmission du couple de rotation entre les deux tronçons de gaine tubulaire est obtenue par la liaison. de ces deux tronçons par un point de soudure. On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé qui est une vue en coupe axiale d'un boulon d'ancrage suivant l'invention. Le boulon d'ancrage I qui est scellé dans un trou 3 foré dans une roche 4, au moyen d'un agent de scellement 8, 11 est réalisé en un matériau susceptible de pouvoir s'allonger et il est pourvu, dans le fond du trou, d'une pointe de mélange 2 réalisée en tant que pièce de forme de ferme- ture. A l'extérieur du trou foré 3 le boulon d'ancrage 1 et également la gaine tubulaire 5 l'entourant sur la tota- lité de sa longueur sont mis en tension par l'intermédiaire d'une plaque d'ancrage 11, d'une rondelle sphérique 13 et d'un écrou 12, une douille 14 de rattrapage de jeu étant disposée entre l'écrou 12 et le coussinet sphérique 13. L'extrémité du boulon d'ancrage 1 se trouvant à l'extérieur du trou 3 est pourvue d'un court filetage 15 afin de ne laisser apparaltre aucune contrainte de flexion dans la zone de l'inclinaison possible de la plaque d'an- crage. Le boulon d'ancrage. comporte en outre une tête à deux méplats opposés 16 pour permettre le montage à l'aide du dispositif de mise en place adapté. La gaine tubulaire 5 qui entoure le boulon d'en- crage sur la totalité de sa longueur, est constituée de deux tronçons de gaine 6 et 7. Le tronçon de gaine 6 qui est situé juste après la pointe de mélange 2 et qui a une lon- gueur d'environ 50n mm, est rendu solidaire du bouton d'an- crage 1 au moyen d'un collage métallique 9. De même l'autre tronçon de gaine tubulaire 6 est également rendu solidaire du tronçon de gaine 7 au moyen d'un point de soudure 10. PEVENDIC ATIONS 1.- Boulon d'ancrage pour assurer Sa sécurité de galeries et de chambres dans des exploitations minières et des tunnels, ce boulon d'ancrage étant fabriqué en acier susceptible de s'allonger et pouvant être fixé solidement, au moyen d'un agent de scellement, au fond d'un trou fore, l'extrémité de ce boulon faisant saillie hors de l'orifice du trou foré pouvant être soumise h une précontrainte par rapport à la roche au moyen d'une plaque d'ancrage et d'un lé filetane, caractérisé en ce que le boulon d'ancrage (1) est entouré sur toute sa longueur, à l'exception de la poin- te de mélange (2) constituée par un élément de forme, d'une gaine tubulaire (5) constituée de deux tronçons (6,7), pouvant être scellée dans le trou foré (3), le tron- çon (6) de la gaine tubulaire disposé dans le fond du trou étant rendu solidaire du boulon d'ancrage-(1) et de l'autre tronçon de gaine tubulaire (7). 2.- Boulon d'ancrage suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le tronçon de gaine tubulaire (6) dispos dans le fond du trou est rendu solidaire du boulon d'ancrage (1) au moyen d'un collage métallique (9). 3.- Boulon d'ancrage suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les deux tronçons de gaine tubulaire (6,7) sont reliés l'un h l'autre par l'intermédiaire d'un point de soudure (]n). 4.- Roulon d'ancrage suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le tronçon de gaine tubulaire (6) disposé dans le fond du trou s'étend sur une longueur suf- fisante pour donner lieu à un scellement sûr. 3n^ 5.- Boulon d'ancrage suivant la revendication I caract6ris en ce que la naine tubulaire (5) constituée de d',ux tronçons (6,7) reliés l'un à l'autre et entourant le boulon d'ancrane (1) peut être scellée dans le trou foré (3) sur toute la longueur de celui-ci. 6.- Boulon d'ancrage suivant l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la gaine tuhulaire (5) est pourvue d'une surface favorisant le scel- I, ment. 7.- Roulon d'ancruge suivant la revendicLation 1 caractérisé en ce que la naine tubulaire (5) a un diamètre interne un peu supérieur au diamètre externe du boulon d'an- crage (1).