Brevet FR2594884A1 — publié le 19870828

La présente invention est relative à un procédé pour effectuer la reconnaissance à l'avancement lors du forage d'un tunnel et à un dispositif pour mettre en oeuvre ce procédé. On sait que, lors du forage d'un tunnel, il est nécessaire de reconnaître la nature du terrain en avant du front de taille de manière à détecter les variations dans la nature du terrain dans lequel on fore le tunnel ainsi que les voies d'eau importantes qui pourraient mettre en cause la sécurité dans le cas o le forage du tunnel se poursuivrait dans ces zones sans que l'on ait au préalable procédé aux consolidations ou aux étanchéifications qui sont nécessaires. De telles reconnaissances s'effectuent actuellement en pratiquant dans la direction du tunnel un forage de faible diamètre, sur une longueur de quelques dizaines de mètres de manière à pouvoir déterminer la nature du terrain et d'éventuelles voies d'eau. Dans le cas o ce forage de reconnaissance rencontre une voie d'eau présentant un débit important il est nécessaire de pouvoir obturer le forage de reconnaissance pour éviter que l'écoulement de cette eau n'entraîne à l'intérieur du tunnel une partie du terrain qui est située au voisinage du front de taille autour du forage. Pour cela, on utilise généralement de simples tubes métalliques qui sont engagés à force ou scellés dans l'orifice de forage et qui peuvent recevoir un obturateur, par exemple constitué par une poche gonflable, de mainère à empêcher l'eau de s'écouler à l'intérieur du tunnel. Cette manière de faire ne donne pas entière satisfaction car, d'une part des fuites d'eau qui peuvent être importantes se produisent parfois entre l'extérieur du tube et le terrain et d'autre part, la pression hydrostatique qui s'exerce sur l'obturateur placé à l'intérieur du tube crée une force axiale importante qui, dans certains cas, peut expulser le tube hors du terrain en le repoussant à l'intérieur du tunnel avec tous les risques que cela comporte. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent d'une manière simple et efficace de pallier cet inconvénient. La présente invention a pour objet un procédé pour réaliser la reconnaissance à l'avancement lors du forage d'un tunnel, du type dans lequel on fore en avant du front de taille un orifice de faible diamètre à l'intérieur duquel on engage un tube destiné à recevoir un obturateur, caractérisé par le fait que l'on introduit dans l'orifice de forage à partir du tunnel, un tube muni sur sa surface externe d'au moins une nervure hélicoïdale, en communiquant audit tube une rotation et un avancement axial qui correspondent au pas de la ou des nervures hélicoïdales 2 2594884 de manière que la ou lesdites nervdres s'engagent dans le terrain entourant ledit forage en perturbant sa structure le moins possible. On voit que, conformément à l'invention, la ou les nervures hélicoïdales présentent le double avantage, d'une part de s'opposer efficacement aux fuites d'eau longitudinales qui dans l'état de la technique surviennent entre le terrain et la surface externe du tube, et d'autre part d'ancrer solidement le tube dans le terrain qui l'entoure, ce qui fait que lorsque l'obturateur situé à l'intérieur du tube est soumis à une forte poussée axiale due à la pression des eaux, le tube selon l'invention ne risque pas d'être rejeté du terrain. La présente invention a également pour objet un tube pour mettre en oeuvre le procédé précité, caractérisé par le fait qu'il comporte sur sa surface externe au moins une nervure hélicoïdale. - Le tube selon l'invention de préférence présente à sa partie avant un biseau de manière à s'engager plus facilement dans le terrain. Le tube selon l'invention peut également être réalisé en plusieurs tronçons réunis par exemple entre eux par des dispositifs cannelés à clavette. Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant à titre d'illustration et sans aucun caractère limitatif, un mode de réalisation pris comme exemple et représenté sur le dessin. Sur ce dessin: - la figure 1 est une vue en élévation d'un tube conforme à l'invention muni d'une nervure hélicoïdale, - la figure 2 est une vue schématique représentant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On voit sur la figure 1, le tube 1 qui est muni d'une nervure hélicoïdale 2, qui peut être constituée par exemple par une tô1e de forme appropriée soudée à l'extérieur du tube 1. Dans le mode de réalisation représenté, le tube comporte une seule nervure 2 mais il est clair que l'on ne sortirait pas du cadre de l'invention en réalisant plusieurs nervures. De même, bien que cela soit préféré, il n'est pas indispensable que la nervure 2 soit réalisée d'une manière continue tout le long du tube et dans certains cas, pour des raisons de simplicité de fabrication, l'on peut se contenter de souder sur la périphérie du tube des sections de nervures de longueur limitée. A l'extrémité gauche du tube représenté sur la figure 1, on remarque le biseau 3 qui permet une introduction plus facile du tube selon l'invention dans l'orifice 6 préalablement foré. 3 2594884 On a également schématiquement représenté à l'extrémité droite de la figure 1 un évidement 4 disposé de chaque côté du tube, qui permet la réunion de la section de tube représentée sur la figure 1 avec une autre section, par exemple à l'aide d'un dispositif non représenté à cannelures et clavette. La figure 2 est une vue schématique illustrant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On y retrouve le tube 1 muni des nervures hélicoïdales 2 qui, à partir du front de taille 5 du tunnel, a été engagé dans l'orifice 6 du forage de reconnaissance réalisé dans le terrain 7 en avant du front de taille. Sur cette figure 2 qui est une représentation schématique, le tube 1 ainsi que l'orifice 6 du forage ont été représentés de manière plus courte que dans la réalité. La mise en place du tube 1 selon l'invention s'effectue à partir du front de taille 5 en introduisant l'extrémité avant 3 du tube dans le trou de forage 6 et en imposant au tube 1 un mouvement d'avance qui est proportionnel à un mouvement de rotation qu'on lui communique et qui correspond au pas de la nervure hélicoïdale de manière à ce que cette dernière pénètre dans le terrain 7 en le désagrégeant le moins possible. On peut si on le désire, utiliser plusieurs sections successives de tubes 1 en les réunissant à l'aide d'un dispositif qui leur impose une rotation commune. Dans le cas o une voie d'eau se déclare lors du forage, il suffit, après avoir retiré la tige de forage, d'introduire à l'intérieur du tube 1 qui a été mis en place dès le début du forage un tube 8 de petit diamètre comportant à son extrémité un obturateur gonflable 9 qui vient s'appliquer sur les parois internes du tube 1 lorsque l'on injecte, par exemple de l'eau, à l'intérieur du tube 8. On obtient de cette manière une obturation efficace du forage 6 et malgré les efforts hydrostatiques importants qui peuvent s'exercer sur l'obturateur 9 et par conséquent sur le tube 1, ce dernier qui est solidement ancré dans le terrain 7 par les nervures hélicoïdales 2 ne risque pas d'tre repoussé à l'intérieur du tunnel ce qui présenterait un danger certain. Par ailleurs, les fuites d'eau qui pourraient se produire à l'extérieur du tube sont pratiquement éliminées par le fait qu'elles doivent contourner un nombre non négligeable de nervures ce qui constitue des pertes de charge importantes. 4 2594884 On voit que d'une manière particulièrement simple et économique le dispositif selon l'invention permet d'améliorer l'exécution de forage de reconnaissance à l'avancement lors du creusement de tunnels. Il est bien entendu que le mode de réalisation qui a été décrit ne présente aucun caractère limitatif et qu'il pourra recevoir totes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention 2594884 REVENDICATIONS 1. Procédé pour réaliser la reconnaissance à l'avancement lors du forage d'un tunnel, du type dans lequel on fore en avant du front de taille (5) un orifice (6) de faible diamètre à l'intérieur duquel on engage un tube (1) destiné à recevoir un obturateur (9), caractérisé paf le fait que l'on introduit dans l'orifice de forage (6) à partir du tunnel, un tube (1) muni sur sa surface externe d'au moins une nervure hélicoïdale (2) en communiquant audit tube une rotation et un avancement axial qui correspondent au pas de la ou des nervures hélicoïdales (2) de manière que la ou lesdites nervures (2) s'engagent dans le terrain (7) entourant ledit forage (6) en perturbant sa structure le moins possible. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un tube (1) comportant sur sa surface externe au moins une nervure hélicoidale (2). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il présente, à sa partie avant, un biseau (3). 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en plusieurs tronçons réunis entre eux par exemple par des dispositifs cannelés à clavette.