Brevet FR2602822A1 — publié le 19880219

Bouclier de creusement, notamment pour le creusement avec un front d'abattage blindé par la pression du terrain, comprenant une vis transporteuse sans fin pour l'évacuation des terres. L'invention concerne un bouclier de creusement, notamment pour le creusement avec un front d'abattage blindé par la pression du terrain, comprenant une paroi de séparation disposée dans le bouclier, une roue de coupe ou analogue montée dans la chambre d'abattage et à l'avant de la paroi de séparation, et une vis sans fin traversant la paroi de séparation et destinée au transport des terres. Les boucliers de ce type sont connus par exemple par le périodique "Strassen- und Tiefbau", 1980, page 18 (notamment figure 19). Lorsqu'il s'agit de travaux de creusement dans des terrains meubles, par exemple formés par du gravier, du sable ou analogues, on travaille le plus souvent avec un front d'abattage blindé par un liquide, un liquide de support frais étant envoyé continuellement dans la masse pendant les travaux de creusement effectués par la chambre d'abattage fermée par une cloison vis-à-vis de l'enceinte arrière du bouclier, le mélange de liquide et de terres étant évacué de la chambre d'abattage à l'aide du convoyeur d'évacuation des terres. Le blindage du front d'abattage est réalisé soit au moyen d'un mélange d'eau et de terres, soit au moyen d'une suspension telle qu'une suspension de bentonite, de manière que se constitue dans la chambre d'abattage un mélange entre la suspension et les éléments constituant le terrain, qui soit largement plastique et seulement peu perméable à l'eau. L'évacuation des terres a lieu au moyen d'une vis sans fin. Lorsqu'il s'agit du creusement d'un tunnel, il n'est pas rare qu'il soit nécessaire de traverser des formations différentes de terrains. Quand le creusement s'effectue dans des sols qui ne sont pas stables ou qui sont susceptibles de couler, ainsi que cela est le cas surtout de sols formés par des graviers ou du sable où l'on travaille surtout avec un front d'abattage blindé par la pression du terrain, l'évacuation du mélange de terre de la chambre d'abattage à l'aide d'une vis sans fin ne pose pas de difficultés.Mais si les conditions de travail sont telles que pendant la traversée de sols plus ou moins stables ou ébouleux en dehors de la région de la nappe phréatique on peut ne pas travailler avec un front d'abattage soutenu, l'évacuation des terres à l'aide d'une vis sans fin n'est de toute façon pas possible quand cette vis sans fin ne pénètre pas dans la chambre d'abattage par son extrémité de chargement mais se termine au niveau de l'ouverture dans la paroi de séparation. Le but de l'invention est de proposer un système convoyeur destiné au transport des terres dans un bouclier de creusement permettant l'adaptation à des conditions de travail variables et à des données de travail qui peuvent apparattre surtout quand on traverse des sols différents, sans qu?il soit besoin d'avoir recours à des mesures de transformation longues et compliquées. Selon l'invention, le but susmentionné est atteint du fait que la paroi de séparation est munie d'une ouverture fermable destinée au passage d'un convoyeur de remplacement mobile constitué sous forme d'une bande transporteuse, d'un convoyeur à channe à raclettes ou analogue. Le bouclier de creusement selon l'invention comprend donc en plus de la vis sans fin fixe une capacité de montage d'un convoyeur de remplacement transportable ou déplaçable qui n'est en principe utilisé que lorsque l'évacuation des terres au moyen de la vis sans fin n'est pas possible ou est inopportune. On réalise cette possibilité de montage du convoyeur de remplacement en disposant dans la paroi de séparation qui ferme la chambre d'abattage une ouverture particulière par laquelle le convoyeur de remplacement transportable ou déplaçable peut être introduit en cas de besoin dans la chambre d'abattage par son extrémité de chargement. On comprendra que l'ouverture de la paroi de séparation soit adaptée par sa forme et ses dimensions à la forme extérieure et aux dimensions extérieures de l'extrémité de chargement du convoyeur de remplacement.Lorsqu'on utilise ce dernier, l'entrée vers le tube transporteur de la vis sans fin qui est constituée dans la paroi de séparation peut être fermée au moyen d'un tiroir de fermeture ou analogue. Si l'on n'a pas besoin du convoyeur de remplacement, on peut l'écarter de sa position de travail et l'amener dans une position de repos située en arrière, pouvant se trouver dans le bouclier de creusement qui est alors muni d'une fixation appropriée ou d'un logement pour ce convoyeur de remplacement. L'ouverture pratiquée dans la paroi doit pouvoir être fermée par une plaque ou une porte de fermeture, ou analogue. Le convoyeur de remplacement peut donc être ainsi déplacé dans son ensemble en direction longitudinale du bouclier de creusement entre sa position de repos et sa position de travail, et inversement. L'ouverture fermable constituée dans la paroi et destinée au convoyeur de remplacement est avantageusement disposée au-dessus de l'entrée de la vis sans fin formée dans la paroi de séparation, de préférence à mi-hauteur environ du bouclier. Dans cette position, l'extrémité de chargement du convoyeur de remplacement qui fait saillie dans la chambre d'abattage ne gêne pas la rotation de la roue de coupe même quand des bras mélangeurs faisant saillie dans la chambre d'abattage sont montés sur la roue, comme connu. L'entratnement de la roue de coupe peut être réalisé au moyen d'une couronne à denture interne située sur la périphérie extérieure de la roue dentée, ainsi que cela est connu. Le convoyeur de remplacement peut être supporté dans ou directement contre l'ouverture de la paroi de séparation. Il est alors recommandé de prévoir dans le bouclier de creusement et à une certaine distance à l'arrière de la paroi de séparation un autre support destiné à l'appui du convoyeur de remplacement quand il est dans sa position de travail. Avantageusement, la vis sans fin est montée à la suite d'un convoyeur d'évacuation des terres évacuant les terres du bouclier de creusement et se présentant de préférence sous la forme d'une bande transporteuse, ainsi que cela est connu. L'agencement est alors prévu pour que le convoyeur de remplacement se décharge également dans le convoyeur d'évacuation des terres. Avantageusement l'extrémité de déchargement du convoyeur de remplacement est disposée latéralement contre l'extrémité de décharge de la vis sans fin. Ainsi, la vis sans fin et le convoyeur de remplacement peuvent se décharger dans le convoyeur fixe d'evacuation des terres par l'intermédiaire d'une goulotte commune ou analogue. L'invention va maintenant être expliquée plus en détail en référence à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté sur le dessin annexé dans lequel: la figure 1 représente en coupe verticale un bouclier de creusement selon l'invention, avec un système de convoyeurs destiné à l'évacuation des terres, la figure 2 est une vue en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1, la figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 1. Dans le mode de réalisation représenté, le bouclier de creusement cylindrique 1 est constitué de trois sections 2, 3 et 4 montées les unes à la suite des autres et se chevauchant par leurs parties d'extrémité, la section avant 2 du bouclier étant munie d'une trousse coupante 5. La section avant 2 du bouclier est avancée et pressée par des presses hydrauliques 6 dans la direction du creusement, ces presses s'appuyant à l'arrière par l'intermédiaire d'un anneau de poussée 7 contre une butée 8. La butée 8 est constituée soit par le cuvelage déjà mis en place du tunnel ou, comme montré, par un coffrage interne formé par des anneaux de cuvelage quand le revêtement du tunnel est réalisé au moyen de béton coulé sur place. Entre la section avant 2 du bouclier et sa section centrale 3 sont montés de façon articulée des vérins hydrauliques de commande 9 à l'aide desquels on peut agir sur la direction du creusement. La section arrière 4 du bouclier est suspendue à la section centrale 3 par l'intermédiaire de vérins hydrauliques d'entratnement 9', ce qui fait que cette section 4 peut être avancée après que les deux autres sections de bouclier 2 et 3 aient été préalablement avancées par poussée hydraulique. Dans la section avant 2 du bouclier se trouve une paroi de cloisonnement ou de séparation 10 qui ferme la chambre d'abattage 11 vis-à-vis de l'enceinte arrière du bouclier. Dans la chambre d'abattage 11 fonctionne un outil d'abattage se présentant sous la forme d'une roue de coupe 12 ou analogue équipée sur son côté tourné vers le front d'abattage d'outils d'abattage de terrain 13.Le mécanisme d'entraînement en rotation de la roue de coupe 12 est situé à l'arrière de la paroi de séparation 10; il comprend plusieurs mécanismes 14 répartis en direction périphérique, au nombre de dix à la figure 2, qui sont raccordés à l'arrière à la paroi de séparation 10, ou à une console de forme annulaire supportant la paroi de séparation, et dont les pignons entraînés 15 sont en prise avec la denture interne d'une couronne dentée 16 qui est fermement reliée par l'arrière à la périphérie extérieure de la roue de coupe 12 au moyen d'entretoises 17 traversant la paroi de séparation. On comprendra que les ouvertures de la paroi de séparation qui sont traversées par les entretoises 17 ou analogues sont rendues étanches. Des boucliers de creusement du type décrit dans ce qui précède ou d'un type analogue sont connus, ainsi que les outils d'abattage utilisés avec ces boucliers et qui se présentent sous forme de roues de coupe, de disques de scrapage et analogues, de même que leurs mécanismes entraînement. Dans le disque de creusement 1 est également monté de façon fixe un transporteur à vis sans fin 18 incliné vers le haut et vers l'arrière, à la suite duquel est également monté un convoyeur d'évacuation des terres 19 qui est fixe. Ce dernier est constitué par exemple par une bande transporteuse, un convoyeur à chaîne à raclettes ou un convoyeur continu quelconque. A l'aide de la vis sans fin 18 un mélange boueux constitué par les terres et un liquide est évacué de la chambre d'abattage 11, le liquide étant formé soit par l'eau provenant du terrain et/ou par l'eau introduite dans la chambre d'abattage à partir de l'enceinte du bouclier.Lorsqu'il s'agit d'un front d'abattage blindé par la pression du terrain, on introduit en général en tant que liquide une suspens ion et de préférence une suspension d'eau et de bentonite dans la chambre d'abattage 11, l'eau étant ensuite évacuée pendant les travaux de creusement par la vis sans fin 18 en étant mélangée aux terres. Pour améliorer le mélange, des bras mélangeurs 20 orientés en direction de la paroi de séparation 10 peuvent être fixés sur le côté arrière de la roue de coupe 12, ces bras tournant avec la roue de coupe. D'autres bras mélangeurs 21 peuvent être montés de façon fixe sur la paroi de séparation 10. Le tube transporteur 22 de la vis sans fin 18 se termine dans la paroi de séparation 10, et ne fait donc pas saillie dans la chambre d'abattage 11. L'entrée 23 du tube transporteur 22 est donc située dans la paroi de séparation 10, et dans la région inférieure du bouclier selon les figures 1 et 2. L'entrée 23 peut être fermée par un tiroir de fermeture 24. Selon la figure 2, le tiroir de fermeture est constitué de deux parties. Il est formé par deux plaques tiroir en forme de segments 25 et 26 qui sont guidées dans des dispositifs de guidage appropriés 27 et qui sont actionnéespar des vérins hydrauliques de réglage 28. Les vérins de réglage 28 s'appuient sur des articulations 29 de la section 2 du bouclier et coopèrent par leurs tiges de piston 30 avec les plaques tiroir associées 25 ou 26.Lors du déploiement des vérins de réglage 28, les plaques.tiroir 25 et 26 sont poussées dans leur position de fermeture alors que lors de la rentrée des vérins de réglage 28, les plaques tiroir sont rétractées. A la figure 2, la plaque tiroir 26 est représentée dans sa position de fermeture et la plaque tiroir 25 dans sa position rétractée d'ouverture de la vis sans fin 18. Grâce au tiroir de fermeture 24, la vis sans fin 18 peut donc être fermée par rapport à son entrée 23 quand elle doit etre mise hors fonctionnement. Selon la figure 2, la paroi de séparation 10 comprend au-dessus de la vis sans fin 18 un trou d'homme fermable 31 ainsi que latéralement un passage 32 dans la paroi, qui peut être également fermé au moyen d'une plaque de fermeture, d'une porte de fermeture ou analogue. Quand la plaque de fermeture ou analogue est écartée, il est possible de faire pénétrer dans la chambre d'abattage 11, à partir de l'espace arrière du bouclier, un court convoyeur de remplacement 33 par son extrémité de chargement 34.Le convoyeur de remplacement 33 est constitué avantageusement par une bande transporteuse, un convoyeur à chaîne à raclettes ou analogue. I1 peut être déplacé en direction longitudinale dans le bouclier de creusement 1 à partir d'une position de repos (non représentée) vers sa position de travail représentée dans laquelle il traverse l'ouverture 32 de la paroi et se trouve situé par son extrémité de chargement 34 à l'intérieur de la chambre d'abattage 11. Comme le montre la figure 2, l'ouverture rectangulaire 32 constituée dans la paroi est adaptée par sa forme et ses dimensions à la forme externe et aux dimensions externes du convoyeur de remplacement 33, la largeur de l'ouverture 32 étant sensiblement égale à la largeur externe du convoyeur de remplacement 33 à son extrémité de chargement.Le convoyeur de remplacement 33 s'appuie donc dans l'ouverture 32 constituée dans la paroi1 et il se trouve simultanément guidé latéralement par cette ouverture. Dans la position de travail représentée, le convoyeur de remplacement 33 se décharge également dans le convoyeur d'évacuation des terres 19. Dans le bouclier de creusement et au-dessus de l'extrémité de chargement du convoyeur d'évacuation des terres 19 est prévue une fixation ou un appui 35 sur ou dans lequel le convoyeur de remplacement s'appuie dans le bouclier par son extrémité de déchargement arrière 36. Selon la figure 3, l'extrémité de déchargement 36 est située latéralement contre l'extrémité de déchargement de la vis sans fin 18 qui comprend dans ce cas une ouverture inférieure 37 munie d'une fermeture à tiroir 38 (figure 1). La vis sans fin 18 et le convoyeur de remplacement 36 transportent donc les terres ou le mélange de terres et de liquide par l'intermédiaire d'une goulotte de transfert commune 39 (figure 3) ou un entonnoir de transfert, vers le convoyeur d'évacuation des terres 19. Si l'on traverse pendant les travaux de creusement des formations dans lesquelles ont peut effectuer des travaux dans la chambre d'abattage 11 sans appui, et dans lesquelles les terres n'arrivent pas sous forme d'une boue pouvant être évacuée par la vis sans fin 18, la vis sans fin fixe 18 est alors fermée au niveau de l'entrée par fermeture du tiroir 24. Le convoyeur de remplacement 33 qui est transportable ou déplaçable est avancé à partir de sa position de repos arrière et poussé par son extrémité de chargement dans l'ouverture 32 de la paroi tout en étant supporté à l'carrière par le support d'appui. Dans cette position de travail, les terres qui forment éventuellement des mottes sont évacuées hors de la chambre d'abattage 11 à l'aide du convoyeur de remplacement 33. Dans le mode de réalisation représenté, le convoyeur de remplacement est constitué par un convoyeur à chaîne à raclettes qui transporte les terres sur son brin supérieur. A l'intérieur de la chambre d'abattage, les terres qui tombent peuvent être reprises dans la région de la sole par des bras de chargement ou des pelles de chargement pouvant être montées à l'arrière sur la roue de coupe 12, puis remontées et ensuite déchargées par le haut sur l'extrémité de chargement 34 du convoyeur de remplacement 33. Ces bras de chargement ou pelles de chargement sont indiqués en 40 à la figure 1, sur la périphérie extérieure de la roue de coupe 12 et à l'arrière. Lorsqu'il n'est pas utilisé, le convoyeur de remplacement 33 est dégagé, retiré vers l'arrière de l'ouverture 32 de la paroi de séparation 10 et ramené à sa position de repos arrière. Eventuellement, il existe également la possibilité de maintenir le convoyeur de remplacement 33 dans la position de montage représentée quand le transport des terres est réalisé provisoirement à l'aide de la vis sans fin 18. Dans ce cas, il est avantageux que le convoyeur de remplacement 33 soit ramené suffisamment en arrière par son extrémité de chargement 34 pour que l'on puisse fermer l'ouverture 32 constituée dans la paroi. Dans cette position de repos ramenée en arrière, et surtout quand il s'agit de boucliers de grand diamètre, la section de passage dans le bouclier n'est pas exagérément diminuée par le convoyeur de remplacement. REVENDICATIONS 1. Bouclier de creusement, notamment pour le creusement avec un front d'abattage blindé par la pression du terrain, comprenant une paroi de séparation disposée dans le bouclier, une roue de coupe ou analogue montée dans la chambre d'abattage et à l'avant de la paroi de séparation, et une vis transporteuse sans fin pour l'évacuation des terres, caractérisé en ce que la paroi de séparation (10) est munie d'une ouverture (32) fermable et destinée au passage d'un convoyeur de remplacement (33) mobile et constitué sous forme d'une bande transporteuse, d'un convoyeur à chaîne à raclettes ou analogue. 2. Bouclier de creusement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée (23) du tube de transfert (22) de la vis sans fin (18) qui est disposée dans la région de la paroi de séparation (10) peut être fermée au moyen d'un tiroir de fermeture (24). 3. Bouclier de creusement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le convoyeur de remplacement (33) est monté de façon mobile dans sa direction longitudinale dans le bouclier de creusement. 4. Bouclier de creusement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ouverture (32) constituée dans la paroi se trouve sensiblement à mi-hauteur du bouclier. 5. Bouclier de creusement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ouverture fermable (32) est située au-dessus de l'entrée (23) de la vis sans fin (18) dans la paroi de séparation (10). 6. Bouclier de creusement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le convoyeur de remplacement (33) est supporté et guidé dans l'ouverture (32) de la paroi. 7. Bouclier de creusement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ouverture (32) de la paroi qui est de préférence rectangulaire présente une largeur interne qui correspond sensiblement à la largeur du convoyeur de remplacement (33). 8. Bouclier de creusement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un logement destiné au convoyeur de remplacement (33) dans sa position de repos est prévu dans le bouclier (1) à l'arrière de la paroi de séparation (10). 9. Bouclier de creusement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel un convoyeur d'évacuation des terres ayant de préférence la forme d'une bande transporteuse ou convoyeur à chaîne à raclettes évacue les terres du bouclier de creusement et est monté à la suite de la vis sans fin, caractérisé en ce que le convoyeur de remplacement (33) se décharge également dans le convoyeur d'évacuation des terres (19). 10. Bouclier de creusement selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'extrémité de déchargement (36) du convoyeur de remplacement (33) est disposée latéralement contre l'extrémité de déchargement de la vis sans fin (18). 11. Bouclier de creusement selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la vis sans fin (18) et le convoyeur de remplacement (33) se déchargent dans le convoyeur d'évacuation des terres (19) par l'intermédiaire d'une goulotte de transfert commune, d'une trémie de transfert (39) ou analogue. 12. Bouclier de creusement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'un appui (35) servant à supporter le convoyeur de remplacement (33) dans sa position de travail est monté dans le bouclier à l'arrière de la paroi de séparation (10).