Brevet FR2574111A1 — publié le 19860606

La présente invention a pour objet un procédé de chemisage dune galerie souterraine telle que par exemple un aqueduc. ainsi qu un cuvelage destiné à la mise en oeuvre de ce procédé. Comme on le sait, les parois des tunnels ou le chemisage de galeries ou de collecteurs souterrains sont habituellement constitués par un ensemble de cuvelages annulaires, composés d éléments préfabriqués, à résistance mécanique élevée, et qui sont liés entre eux par des joints, boulonnés ou non. En raison de leur poids élevé, la mise en place des sections ou éléments de chaque cuvelage est habituellement exécutée par des moyens mécaniques, leur installation manuelle n étant possible que dans des galeries ou tunnels de dimensions réduites.Il est ainsi connu de mettre en oeuvre les moyens mécaniques ci-dessous - un treuil à main qui moyennant l'utilisa- tion d'un nombre approprié de poulies de renvoi convenablement disposées, permet de mettre en place les sections ou éléments de chaque cuvelage dans n'importe quelle position; - des derricks mobiles qui se déplacent sur une voie dans la galerie, et qui sont équipés d'un bras pouvant travailler dans toutes les directions pour poser les éléments; - un érecteur, essentiellement formé par un bras rotatif autour d'un point de suspension situé dans l'axe du tunnel. Ce bras est monté sur un chassis se déplaçant longitudinalement, et peut avoir un mouvement télescopique pour assurer la pose des éléments de cuvelage. Ces différents procédés de chemisage ont les inconvénients suivants : ils nécessitent la mise en oeuvre de machines encombrantes, lourdes et dont la structure mécanique est compliquée, puisqu'il faut assurer trois types de mouvements : longitudinal. rotatif et transversal. Ces machines nécessitent souvent une correction de la mise en place des éléments pour pouvoir les emboiter entre eux, et dans tous les cas ne permettent que d'amener chaque cuvelage par tronçons circulaires qui doivent être assemblés à l'intérieur de la galerie. L'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients en permettant le transport des cuvelages successifs et leur installation dans la galerie les uns à la suite des autres d'un seul bloc, c'est-à-dire en supprimant la manipulation séparée des tronçons de chaque cuvelage. Conformément à l'invention, le procédé de chemisage d'une galerie souterraine est caractérisé en ce que a) on constitue une série de cuvelages formes chacun d'un assemblage de plusieurs sections curvilignes elémentaires articulées les unes aux autres et on replie ces sections les unes à l'intérieur des autres; b) on introduit un cuvelage ainsi replié dans la galerie jusqu'à son emplacement de montage; c) on le déplie de façon à déployer les sections élémentaires pour former une section complète épousant sensiblement le contour intérieur de la galerie, les sections étant en appui mutuel les unes sur les autres;; d) on répète ces opérations pour le cuvelage suivant que l'on installe coaxialement-à la suite du premier cuvelage auquel on le fixe, et ainsi de suite avec les cuvelages suivants jusqu'à exécution complet du chemisage de la galerie. Ainsi. les diFférents cuvelages nécessaires pour le chemisage de la galerie étant préalablement stockés à la surface avec leurs sections élémentaires repliées les unes dans les autres, occupent des volumes qui permettent de les descendre sous cette forme dans un regard d'accés à la galerie, puis de les transporter dans celle-ci jusqu'à leur emplacement de montage. où ils sont aisément dépliés pour venir s'appliquer contre la paroi de la galerie, On supprime ainsi les manipulations successives, longues et fastidieuses des différents tronçons ou sections de chaque cuvelage, ce qui en outre diminue considérablement le temps nécessaire à l'exécution du chemisage. Suivant un mode de réalisation du procédé visé par 1 invention, chaque cuvelage est descendu par un regard dans la galerie dans une position telle que sa plus grande dimension se trouve dans un plan vertical, puis on le fait pivoter d'environ 90 sur le fond de la galerie, afin que sa plus grande dimension s'étende dans un plan sensiblement horizontal et diamétral de la galerie, et on le transporte dans la galerie au moyen par exemple d'un véhicule muni d'une potence, jusqu'à l'emplacement ou il doit être monté. Le cuvelage permettant la mise en oeuvre de ce procédé comporte, conformément à l'invention, plusieurs sections élémentaires, de préférence quatre avec au moins deux articulations entre ces sections. permettant de replier celles-ci les unes dans les autres et de les déployer ensuite à l'emplacement de montage. afin de réaliser un cuvelage épousant le contour intérieur de la galerie à chemiser. D'autres particularités et avantages de 1 invention apparaitront au cours de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés qui en illustrent un mode de réalisation à titre d'exemple non limitatif - la Figure 1 est une vue en perspective d'un cuvelage cylindrique conforme à l'invention, dont les sections circulaires sont assemblées les unes aux autres pour former une circonférence complète; - la Figure 2 est une vue en perspective partielle à échelle agrandie du cuvelage de la Figure 1, montrant en particulier les moyens d'assemblage entre deux sections successives de celui-ci, avant son installation définitive dans la galerie; - la Figure 3 est une vue en élévation frontale à échelle agrandie par rapport aux Figures 1 et 2, d'une articulation entre deux sections contiguës du cuvelage;; - la Figure 4 est une vue en élévation late- rale de l'articulátion de la Figure 3; - la Figure 5 est une vue en coupe transversale montrant un cuvelage dont les sections sont re pliees les unes dans les autres, et qui est disposé dans la galerie à chemiser à son emplacement de montage; - la Figure 6 est une vue analogue à la Figure 5 montrant les sections du cuvelage complètement déployées pour former une section complète épousant le contour de la galerie; - la Figure 7 est une vue schématique longitudinale de la galerie à chemiser et de son regard d'accès, illustrant la première phase de la mise-en oeuvre du procédé selon l'invention;; - la Figure 8 est une vue schématique transversale prise au niveau du regard d'accès de la galerie de la Figure 7. montrant la configuration du cuvelage durant sa descente dans la galerie; - les Figures 9 et 10 sont des vues schématiques analogues aux Figures 7 et 8 illustrant la phase suivante du procédé selon l'invention; - la Figure 11 est une vue schématique analogue aux Figures 7 et 9, montrant le cuvelage amené à son emplacement de montage. prés de plusieurs cuvelages juxtaposés déjà mis en place. Le cuvelage 1 représenté aux Figures 1 à 4 à titre d'exemple est destiné au chemisage d'une galerie souterraine 2 (Figures 7 à 11 > . qui peut être par exemple un aqueduc d'un diamètre d'environ 2 m, dans lequel on peut pénétrer à partir de la surface du sol 3 par un regard 4. Le cuvelage 1 comporte quatre sections élementaires curvilignes 5. 6, 7, 8, circulaires dans cet exemple, s'étendant sur des secteurs angulaires iné gaux, mais déterminés de façon que la totalité de ces secteurs angulaires s'étende sur une circonférence complète en formant un cuvelage 1 cylindrique. Dans l'exemple décrit, la section angulaire 5 s'étend sur 40 et constitue un voussoir, la section 6 s'étend sur un secteur angulaire de 80 et forme donc un élément constitué de deux voussoirs unitaires, solidarisés ensemble par des boulons transversaux non représentes, la section 9 qui prolonge la section 6 s'étend sur un secteur angulaire de 120 et forme donc un élément constitué de trois voussoirs de 40 solidarisés entre eux, et enfin la section 8, interposée entre les sections 5 et 7, s'étend sur 120 et est donc identique à la section 7. Ces différentes sections sont articulées entre elles au moyen de trois paires d'articulations constituées par des charnières fixées aux extrémités opposées des sections : une première paire de charnières 9 assure l'articulation entre le voussoir 5 et la section 8, une seconde paire de charnières 11 permet d'articuler la section 8 sur la section 7, et une troisième paire de charnières 12 assure l'articulation de la section 7 sur la section 6, tandis que les bords en vis-à-vis des sections 5 et 6 sont dépourvus d'articulation. Chaque voussoir des différentes sections 5, 6, T, 8 est constitué, de manière connue en soi, par un secteur cylindrique réalisé par exemple en fonte, limité par deux tranches radiales 13 et deux ailes longitudinales 14 constituant une sorte de caisson muni de nervures intérieures 15 de renforcement (Figure 2). Chaque élément unitaire ou vous soir tel que que 5 est percé dans ses tranches radiales 13 de trous 16 pour le passage de boulons longitudinaux, et à ses extrémités dans le sens longitudinal de trous 17 pour le passage de boulons transversaux permettant de fixer ensemble deux voussoirs consecutifs d'un même élément tel que 6. 7, 8. Chaque charnière 9, 11, 12 comporte deux parties 18, 19 fixées latéralement et extérieurement à une tranche 13 de la section à articuler sur la section suivante, par exemple le voussoir 5 et l'élément 8 (Figures 3 et 4) et ce au moyen de boulons 21 associés à des écrous 22. La charnière 9 est com plétée par une troisième pièce 23 fixée à la pièce 19 par soudage, et par un axe d'articulation 24 traversant les pièces 18 et 23.Enfin, des pions 25 enfoncés dans les tranches 13 et dans les pièces 18, 19 permettent de centrer la charnière. Cette articulation, agencée sur les bords opposes et contigus de deux éléments consécutifs du cuvelage, permet de les faire basculer l'un par rapport à l'autre autour des axes 24, comme indiqué par la position représentée en traits mixtes Sa sur la Figure 4 du voussoir 5. Chaque cuvelage 1 ainsi réalisé peut avoir ses sections 5, 6, 7, 8 repliées les unes dans les autres comme illustré à la Figure 5, ou déployées comme montré à la Figure 6, pour occuper une circonférence complète. On voit à la Figure 6 que l'angle au centre e délimité par les articulations prévues aux extrémités de l'élément 8 est de 1po', cet exemple numérique correspondant à un diamétre extérieur D de la circonférence complète du cuvelage 1 d'environ 2 m. Lorsque les sections 5, 6, 7, 8 sont repliées les unes dans les autres, elles occupent les positions visibles à la Figure 5 : le voussoir 5 est rabattu à l'intérieur de l'élément 8, l'élément 6 est replié à l'intérieur de l'élément 7 qui lui-meme est rabattu ainsi que l'élément 6 sur le bord exterieur du voussoir 5. Le cuvelage 1 ainsi replié occupe. dans l'exemple numérique précité, une hauteur H légèrement supérieure à la moitié du diamètre D du cuvelage 1. La mise en oeuvre du procédé selon l'ln- vention, au moyen d'un ensemble de cuvelages 1 est la suivante - on stocke au préalable en A à la surface du sol (Figure 7) les voussoirs 5 et les secteurs 6, 7, 8- sur leur tranche, protégés par une feuille de polyane. Puis toujours en surface, on met en place les différentes sections des cuvelages sur un gabarit B reconstituant intégralement l'anneau formé par le cuvelage terminé, ceci afin de rectifier éventuellement la position des trous de fixation, et pour mettre.en place les charnières 9, 11. 12 de montage aux jonctions de chaque section. Ces charnières sont fixées provisoirement au moyen des boulons 21 et des écrous 22 comme expliqué ci-dessus. Puis l'anneau constitué par le cuvelage 1 aisni articule est replié sur lui-mémepour présenter la configuration visible aux Figures 5 et 8, afin de réduire son encombrement et de permettre son passage dans le regard 4 d'accès à la galerie 2, sur le fond de laquelle il est déposé au moyen d'une grue 26. Le cuvelage 1 complet et replié est ainsi descendu dans le regard 4 dans une position telle que sa plus grande dimension L se trouve dans un plan vertical, puis après l'avoir déposé au fond de la galerie 2. on le fait pivoter d'environ 90 (Figures 9 et 10) de façon que sa plus grande dimension L s'étende dans un plan sensiblement horizontal et diamètral de la galerie 2. A titre d'exemple indicatif, pour une galerie dont le diamètre intérieur est de sensiblement 2 m, l'anneau de cuvelage 1 a une hauteur H égale a. 1,20 -m (Figure 5), une largeur L = 1,67 m et une profondeur de 0,75 m. A cette phase du procédé, le cuvelage 1 se présente donc dans la position représentée aux Figures 5 et 10. On le transporte ainsi, au moyen d'un véhicule autonome 27 muni d'une potence 28 dans la galerie 2 jusqu'à l'emplacement où il doit être monté. Ainsi sur la Figure 11, le cuvelage 1 toujours replié sur lui-meme est déposé près de plusieurs autres cuvelages 1 supposés déjà installés et solidarisés entre eux. le cuvelage 1 est déposé sur des cales 20 de réglage en béton, prés du cuvelage 1 précédent, tandis que le ve- hicule 27 fait marche arrière pour aller chercher-le cuvelage suivant amene par la grue 26. On déplie au moyen de vérins non représen tés, les éléments du cuvelage 1 en commençant par relever l'élément 7 (flèche F sur la Figure 5) jusqu'à sa position 7a indiquée en traits interrompus, dans laquelle il épouse sensiblement le contour intérieur de la maçonnerie 29 de la galerie 2. On fait également basculer l'élément 6 sur ces charnières 12, afin de l'amener dans la position 6a, contre la maçonnerie 29. il ne reste plus alors qu'à relever le voussoir 5, ce qui peut être exécuté manuellement du fait que cette section élémentaire et unitaire est située à portée d'homme, et facilité par l'articulation fournie par les charnières 9 du voussoir 5 sur l'élément 8. A l'issue de ces manoeuvres, le cuvelage 1 est complètement déployé et occupe une section complète (Figure 6). On met alors en place des boulons transversaux (non représentés) dans les trous 17 (Figure 2), aux emplacements des charnières 9. 11. 12 et de la jonction entre le voussoir 5 et l'élément 6, afin de solidariser les quatre sections du cuvelage 1 entre elles. On enlève ensuite les charnières 9, 11, 12 en dévissant les écrous 22 et en extrayant les boulons 21. Le cuvelage 1 est alors tire contre le cuvelage 1 precédent avec des doigts de guidage (connus en soi et non représentés), de façon que les trous longitudinaux 16 percés dans les tranches 13 du cuvelage 1 correspondent avec ceux du cuvelage precédent. Il ne reste plus alors qu'à lier longitudinalement les deux cuvelages 1 contigus entre eux, par insertion de boulons et d'écrous par les trous 16 correspondants. Pour l'exemple numérique non limitatif indiqué ci-dessus, le nombre de boulons transversaux à insérer dans les trous 17 est de 18, le nombre de boulons 21 à desserrer pour enlever les charnières est de 12 (trois paires de charnières) et le nombre de boulons longitudinaux insérés dans les trous 16 est de 18. On complète l'installation du cuvelage 1 en injectant un coulis (mortier ou béton) dans l'inter- valle annulaire résiduel 31 situé entre le cuvelage 1 et la maçonnerie 29. On répète le cycle opératoire qui vient d'être décrit pour les cuvelages successifs 1 jusqu'à achèvement complet du chemisage de la galerie 2. Le procédé et le cuvelage selon l'invention permettent de réaliser le chemisage complet d'une galerie souterraine, telle que par exemple un aqueduc, de manière beaucoup plus simple, aisée et rapide, que les procédés connus, rappelés précédemment. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et peut comporter des variantes d'exécution. Ainsi, l'articulation entre le voussoir 5 et l'élément 8 peut éventuellement être supprimée, le vous soir 5 étant alors une pièce rapportée mise en place manuellement. De même, le nombre de sections élémentaires d'un cuvelage peut etre supérieur à quatre, et ces sections curvilignes peuvent ne pas être circulaires. REVENDICATIONS 1 - Procedé de chemisage d'une galerie souterraine (2) telle que par exemple un aqueduc, caractérisé en ce que a) on constitue une série de cuvelages (1) formés chacun d'un assemblage de plusieurs sections curvilignes élémentaires (5,6,7,8) articulées les unes aux autres et on replie ces sections les unes à l'intérieur des autres; b) on introduit cuvelage (1) ainsi replié dans la galerie (2) jusqu'à son emplacement de montage; c) on le déplie de façon à déployer les sections élémentaires (5,6,7,8) pour former une section complet épousant sensiblement le contour intérieur de la galerie- (2), les sections étant en appui mutuel les unes sur les autres;; d) on répète ces opérations pour le cuvelage suivant (1) que 1 on installe coaxialement à la suite du premier cuvelage (1) auquel on le fixe, et ainsi de suite avec les cuvelages suivants (1) jusqu'à exécution complète du chemisage de la galerie 12). 2 - Procédé selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que la dernière section élémentaire (5) à basculer pour former la section complet est située à portée d'homme. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque cuvelage (1) est descendu par un regard (4) dans la galerie (2) dans une position telle que sa plus grande dimension (L) se trouve dans un plan vertical, puis on le fait pivoter d'environ 90' sur le fond de la galerie (2), afin que sa plus grande dimension (L) s'etende dans un plan sensiblement horizontal et diamétral de la galerie (2), et on le transporte dans la galerie. au moyen par exemple d'un véhicule (27) muni d'une potence (28) jusqu'à l'emplacement où il doit être monté. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les sections (5,6-.T,8) étant articulées les unes aux autres au moyen de charnières latérales (9, 11, 12) rapportées aux tranches (13) des sections, on fixe ces dernières les unes aux autres au moyen de boulons transversaux lorsque le cuvelage (1) est déposé près du cuvelage précédent, on enlève ensuite les charnières (9. 11, 12), puis on tire le cuvelage (1I contre le cuvelage précédent (1) et on le fixe à celui-ci, par exemple au moyen de boulons longitudinaux, traversant les tranches contiguës (13) des deux cuvelages tel). 5 - Cuvelage (1) destiné au chemisage d'une galerie par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs sections élémentaires. de préférence quatre (5,6,7,8) avec au moins deux articulations (11,12) entre ces sections, permettant de replier celles-ci les unes dans les autres et de les déployer ensuite à l'emplacement de montage. afin de réaliser un cuvelage 11) épousant le contour de la galerie (2) à chemiser. 6 - Cuvelage selon la revendication 5, ca- ractêrisé en ce qu'il est formé de quatre sections à savoir : une première section unitaire (5) constituant un voussoir, une seconde section (6) formant un élément qui s'étend sur un secteur angulaire double de celui de la première section (5), d'une troisième section (7) et d'une quatrième section 18) formant des éléments qui s'étendent sur des secteurs angulaires égaux entre eux et triples de celui du voussoir (5) constituant la première section, laquelle est de préférence pourvue d'une articulation (9) sur l'une des troisième (7) et quatrième (8) sections, ces quatre sections (5,6,7,8) occupant une circonférence complète lorsqu'elles sont déployées (5,6,7,8). 7 - Cuvelage selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les articulations sont constituées par des charnières (12) fixées de manière amovible aux extrémités des sections (5,6,7,8), ces charnières étant mises en place pour le transport du cuvelage (1) jusqu'à son-emplacement de montage dans la galerie puis enlevées afin de permettre la fixation du cuvelage (1) au cuvelage précédent (1) du chemisage, par exemple au moyen de boulons longitudinaux. 8 - Cuvelage selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la section unitaire (5) est une pièce rapportée dépourvue de charnière (9) d articulation.