Brevet FR2624199A1 — publié le 19890609

DESCRIPTION Procédés et dispositifs pour poser dans une galerie un soutènement métallique formé d'anneaux circulaires qui sont composés de plusieurs cintres assemblés bout à bout. La présente invention a pour objet des procédés et des dispositifs pour poser dans une galerie un soutènement métallique formé d'anneaux circulaires qui sont composés de plusieurs cintres assemblés bout à bout. Le secteur technique de l'invention est celui du blindage des travaux- souterrains. Lorsqu'une galerie souterraine traverse des terrains qui s'éboulent, il est nécessaire de blinder la galerie ou de soutenir les terrains. Dans le cas fréquent de galeries ayant une section circulaire, on utilise des soutènements métalliques qui comportent des anneaux circulaires successifs, chaque anneau étant composé de plusieurs tronçons en arc de cercle de même rayon, que l'on désigne du nom de cintres et qui sont assemblés bout à bout. La pose des anneaux de soutènement doit avoir lieu immédiatement à l'arrière du front de la galerie avant que les éboulements ne se produisent. Selon un procédé traditionnel, les cintres sont mis en place manuellement, ce qui implique que chaque cintre puisse être manipulé et nécessite donc que chaque anneau soit composé d'un grand nombre de cintres, d'ou un grand nombre de goussets de liaison entre les cintres successifs et des travaux de boulonnage d'autant plus longs que le nombre de cintres est élevé. Les opérations de mise en place des cintres et de boulonnage sous le toit de la galerie sont particulièrement difficiles. Tant qu' un anneau n' est pas entièrement réalisé, il faut prévoir un étaiement provisoire qui encombre la galerie. Un objectif de la présente invention est de procurer des moyens qui permettent de mécaniser en grande partie les opérations de pose des cintres composant chacun des anneaux, de telle sorte que l'on peut réduire le nombre de cintres composant chaque anneau et donc également le nombre de boulons d'assemblage des cintres entre eux, que la fatigue du personnel et la durée de pose des cintres smt réduites et qu'il n'est plus nécessaire d'étayer les cintres pendant la pose. Un autre objectif de la présente invention est de procurer des moyens pour poser mécaniquement les cintres composant un soutènement métallique qui peuvent être facilement associés à une machine de creusement mécanique des galeries du type tunnelier et qui peuvent être déplacés le long de la galerie en même temps que cette machine. Les objectifs de l'invention sont atteints par un procédé pour poser dans une galerie un soutènement métallique, formé d'anneaux circulaires, qui sont composés de plusieurs cintres assemblés bout à bout, lequel procédé comporte les opérations suivantes - on déplace mécaniquement un chariot ayant la forme d'un arc de cercle sur un chemin de roulement circulaire, dont le rayon est légèrement inférieur à celui dudit soutènement, lequel chemin de roulement est porté par un support qui est mobile le long de ladite galerie et qui permetde positionner ledit chemin de roulement dans le plan où doit'être posé un anneau de soutènement; - on amène ledit chariot à hauteur d'homme sur un côté de la galerie et on accroche un premier cintre audit chariot; - on déplace ledit chariot le long dudit chemin de roulement de sorte qu'il traîne derrière lui ledit premier cintre qui glisse sur ledit chemin;; - chaque fois que le chariot s'est déplacé d'une longueur égale à celle d'un cintre, on accroche un nouveau cintre au précédent jusqu a ce que ledit chariot soit arrivé de l'autre côté de la galerie; - on décroche ledit chariot du premier cintre, on le ramène en arrière, on l'accroche à l'un des cintres suivants et on le déplace à nouveau vers l'avant en entraînant l'ensemble des cintres; - on continue à accrocher de nouveaux cintres aux précédents jusqu a ce qu'un anneau complet soit mis en place à l'exception de la clef; - on ramène le chariot en arrière en le laissant accroché aux cintres; - et on place manuellement la clef dans l'espace restant libre afin de compléter un anneau. Un dispositif selon l'invention comporte un support mobile déplaçable à l'intérieur de ladite-galerie, lequel support porte un chemin de roulement circulaire ayant un rayon légèrement inférieur à celui desdits anneaux, un chariot en forme d'arc de cercle qui glisse sur ledit chemin de roulement, des moyens pour déplacer ledit chariot dans les deux sens le long dudit chemin de roulement et des moyens pour accrocher lesdits cintres audit chariot. Avantageusement le support mobile est fixé à l'arrière du bouclier d'une machine de creusement de la galerie. Selon un mode de réalisation préférentiel, le chemin de roulement est composé de galets équidistants montés fous sur des axes fixés audit support mobile le long d'un cercle dont le rayon est inférieur au rayon desdits anneaux. Avantageusement les moyens pour déplacer le chariot comportent un câble sans fin qui passe dans une gorge desdits galets et un appareil de traction qui permet de tirer ledit câble dans les deux sens. L'invention a pour résultat des moyens permettant de mettre en place mécaniquement les citnres composant les anneaux circulaires fermés ou ouverts d'un soutènement métallique dans une galerie souterraine. Ces moyens mécaniques permettent de réduire la fatigue du personnel et le temps de mise en place du soutènement. Ces moyens s'adaptent facilement à l'espace réduit dont l'on dispose dans une galerie souterraine. Ces moyens peuvent être posés directement sur un tunnelier, de sorte qu'ils suivent automatiquement le front d'avancement et qutils permettent de poser un soutènement immédiatement à l'arrière de ce front sans que la présence de ces moyens mécaniques ne soit trop gênante. Un dispositif selon l'inveniton permet une rationnalisation des travaux de mise en place du soutènement. Les procédés selon l'invention comportent une suite de tâches très simples telle que fixation d'un premier cintre sur le chariot, traction du chariot, fixation d'un nouveau cintre au précédent etc...; Les opérations manuelles sont limitées au déchargement de chaque cintre du chariot qui l'a amené à proximité du front d'avancemeltet levage de ce cintre ' hauteur d'homme pour l'accrocher au chariot ou au cintre précédent. L'opération de levage du cintre peut être mécanisée si l'espace le permet au moyen d'un petit palan de levage. Les procédés selon l'invention permettent d'améliorer la qualité du blindage d'une galerie entièrement circulaire. En effet, l'appareil de traction du câble est utilisé pour tirer en arrière l'ensemble du train de cintres avant la mise en place de la clef, ce qui a pour effet de plaquer les cintres contre les parois et la voûte de la galerie. Ceci permet de laisser un espace minimum entre les parois et les anneaux de soutènement et assure une parfaite tenue du blindage vis à vis des poussées du terrain. Les procédés selon l'invention permettent de réduire la durée des opérations de soutènement. Du fait que les cintres sont manutentionnés mécaniquement, on peut utiliser des cintres plus longs, ce qui réduit les opérations de boulonnage des cintres entre eux. La durée de mise en place des cintres est considérablement réduite du fait qu'il n'est plus nécessaire d'étayer provisoirement les cintres placés en calotte sous la voûte ou de construire des échafaudages d'accés en hauteur. La sécurité du personnel est également améliorée par la rapidité d'exécution, par le fait que le travail manuel se situe à hauteur d'homme, par le fait que les efforts musculaires sont réduits et par le fait que le blindage peut suivre de très près le front d'avancement. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, un exemple de réalisation de l'invention. La figure 1 est une coupe transversale d'une galerie en cours de creusement par un tunnelier portant un dispositif selon l'invention. La figure 2 est une coupe axiale d'un galet placé sur son support. La figure 3 est une coupe axiale d'un galet et une coupe transversale du chariot. La figure 1 représente une galerie souterraine 1 en cours de creusement dans un terrain ébouleux 2. La galerie a une section circulaire lors du creusement qui est effectué par une machine rotative dite tunnelier. La figure 1 représente une vue de la face arrière du tunnelier qui comporte des plaques 3 formant un bouclier, à l'avant duquel se trouve la tête rotative portant les outils qui creusent la galerie. Les terrains ébouleux sont maintenus en place par un soutènement métallique qui comporte une structure composée d'anneaux en profilés métalliques 4 soutenant un blindage en toles nervurées 5, qui appuient sur les anneaux. Chaque anneau est composé de plusieurs tronçons identiques 6, en arc de cercle, qui sont assemblés bout à bout par des goussets boulonnés 7 et que l'on désigne du nom de cintres. Le problème à résoudre est de procurer des moyens mécaniques permettant de faciliter la pose des cintres 6 pour mettre en place les anneaux de soutènement 4. A cet effet, on fixe sur la face arrière du bouclier 3 des galets 8 qui sont montés fous sur des axes 9 porté,par des plaques 10 fixées sur la tôle du bouclier. les galets 8 sont disposés uniformément répartis le long d'un cercle dont le rayon est inférieur au rayon des anneaux 4. Les galets 8 constituent un chemin de roulement circulaire qui pourrait être remplacé par des moyens équivalents,par exemple par des rails circulaires. La figure 1 représente un mode de réalisation particulier dans lequel le chemin de roulement est fixé sur un tunnelier et se déplace avec lui le long de la galerie. Ce mode de réalisation-permet de poser le soutènement métallique immédiatement à l'arrière du front d'avancement de la galerie et il convient pour des terrains très ébouleux qui ne peuvent rester sans soutènement. En variante, le chemin de roulement peut être porté par un support autonome, par exemple par un portique mobile le long de la galerie dans le cas où il est nécessaire de poser un soutènement à l'arrière du front d'avancement pour consolider les terrains en place. Un dispositif selon l'invention comporte un chariot 11 qui roule sur la face externe des galets 8 ou du chemin de roulement circulaire. Le chariot 11 est cintré en forme d'arc dç çercle dont le de preference rayon est égal à celui du chemin de roulement. Il a/une longueur supérieure au double de l'espacement entre deux galets, de sorte qu?il est constamment en appui sur deux galets. I1 a une épaisseur très faible pour pouvoir passer entre les galets et les parois de la galerie. Par exemple, l'espacement entre galets est de l'ordre d'un mètre et le chariot 11 a une longueur de 2,30 m, une épaisseur de 10 cm et une largeur de 30 cm. Un dispositif selon l'invention comporte des moyens pour déplacer le chariot 11. La figure 1 représente un mode de réalisation dans lequel ces moyens sont constitués par un câble sans fin 13 qui passe sur les galets 8 et qui est représenté en traits mixtes.Le câble 13 aboutit à un treuil 14 à double sens de marche ou à tout autre appareil équivalent permettant de tirer le câble sans fin dans les deux sens. Le chariot 11 porte en son milieu, un organe 15 permettant de l'accrocher au câble 13, par exemple un serre-câble. Les étapes du procédé de mise en place d'un anneau complet 4 sont les suivantes. On amène les cintres composant un anneau sur un chariot non représenté, qui roule sur une voie non représentée, située sur un côté de la galerie. Au moyen du câble 13 et du treuil 14, on amène le chariot 11 à hauteur d'homme sur un côté de la galerie.par exemple du côté gauche sur la figure 1. Le chariot porte un moyen d'accrochage d'un cintre, par exemple des goussets 16 analogues à ceux qui permettent d'assembler deux cintres bout à bout. On fixe un premier cintre 12 au gousset 16, de sorte que l'extrémité avant du cintre soit posée sur le chariot et on déplace le chariot vers le haut dans le sens des aiguilles d'une montre. Le cintre 12 accroché derrière le chariot glisse sur les galets 8.Lorsque le chariot s'est déplacé de la longueur d'un cintre, on arrête le chariot, on accroche un deuxième cintre au premier cintre et on déplace à nouveau le chariot et ainsi de suite jusqu'à ce que le chariot soit arrivé de l'autre côté de la galerie, là où le câble 13 quitte le chemin de roulement circulaire pour revenir vers le treuil 14, de sorte que le chariot 11 ne peut plus avancer. On décroche alors le chariot du premier cintre et on ramène le chariot vers l'arrière dans le sens inverse des aiguilles d'une montre sur une longueur au moins égale à celle d'un cintre en le faisant circuler sous le train de cintres, puis on l'accorche à l'un des cintres Suivants et on le déplace à nouveau dans le sens des aiguilles d'une montre en entraînant les cintres et on accroche de nouveaux cintres aux précédents, cette opération- ayant toujours lieu à hauteur d'homme sur le côté gauche de la galerie. Si nécessaire, on répète plusieurs mouvements aller-retour du chariot dans le sens inverse, puis dans le sens normal des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que tous les cintres de longueur normale aient été accrochés les uns aux autres pour constituer un anneau ouvert qui repose sur les galets 8. A ce moment là, il reste à mettre en place un tronçon de cintre de faible longueur, par exemple de 0,50 m, qui forme une clef venant compléter un anneau. Généralement, les deux extrémités de l'anneau ouvert sont trop rapprochées et il faut les écarter l'une de l'autre pour introduire la clef dite élément de "clavage". ou claveau. Un dispositif selon l'invention permet d'effectuer cette opération. Pour cela, on laisse le chariot accroché au train de cintres posé sur les galets et on le déplace dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, ce qui a pour effet de tirer vers le haut l'extrémité avant du train de cintres et de l'écarter de l'extrémité arrière jusqu'à ce que l'on puisse introduire la clef dans l'espace libre ainsi créé. A ce moment là, l'anneau métallique 4 est complet et en place. La figure 1 représente une galerie de forme circulaire qui comporte un plancher de travail 17 mais le soutènement métallique se prolonge sous ce plancher et entoure complètement la galerie. Le dispositif décrit comporte un chemin de roulement constitué par des galets 8 et un câble de traction 13 qui sont situés entièrement au-dessus du plancher de travail 17. Cette disposition présente l'avantage que ce dispositif peut être également utilisé pour mettre en place des cintres comportattdes anneaux en forme d'arc de cercle dans le cas d'une galerie en forme de voûte ou de portion de cercle limitée où le sol de la galerie serait situé au niveau du plancher 17. La figure 2 est une coupe représentant un support 10 de galet 8 fixé sur la plaque 3, qui fait partie du tunnelier. On voit sur cette figure que les galets 8 comportent une gorge médiane 18 et deux flasques latéraux 19. En variante, les galets 8 peuvent être en forme de double tronc de cône. La figure 3 est une coupe axiale d'un galet 8. Cette figure représente également une coupe transversale du chariot circulaire 11. Celui-ci se compose d'un bâti plat cintré 20 qui glisse sur les flasques 19 et de deux butées 21 qui sont soudées sur la face interne du bâti. L'écartemetn entre les faces externes des deux butées 21 est légèrement inférieur à la distance entre les faces internes des deux flasques 19, de sorte que les deux butées 21 coopèrent avec les flasques pour guider le chariot. On voit sur la figure 3 un mode de réalisation de l'organe 15 qui sert à accrocher le chariot 11 au câble de traction 13. Cet organe a la forme d'un étrier qui pénètre dans la gorge 18 et le câble est fixé à cet étrier par un serre-câble qui peut se déplacer le long de l'étrier pour tenir compte de la flèche du chariot circulaire. En variante, le chariot 11 est relié au câble 13 par un système serre-câble qui permet à la fois de lier entre elles les deux extrémités du câble et de solidariser le câble avec le chariot. On a représenté sur la figure 3 le premier cintre 12 qui est fixé par des goussets 22 à des équerres 16 portées par le chariot 11. REVENDICATIONS 1. Procédé pour poser dans une galerie souterraine (1) un soutènement métallique (4), formé d'anneaux circulaires qui sont composés de plusieurs cintres (6), assemblés bout à bout, caractérisé par la suite d'opérations suivantes - on déplace mécaniquement un chariot (11) ayant la forme d'un arc de cercle sur un chemin de roulement circulaire (8), dont le rayon est légèrement inférieur à celui dudit soutènement, lequel chemin de roulement est porté par un support (3) qui est mobile le long de ladite galerie et qui permet de positionner ledit chemin de roulement dans le plan où doit être posé un anneau de soutènement; - on amène ledit chariot (11) à hauteur d'homme sur un côté de la galerie et on accroche un premier cintre (12) audit chariot;; - on déplace ledit chariot le long dudit chemin de roulement de sorte qu'il traîne derrière lui ledit premier cintre (12) qui glisse sur ledit chemin (8); - chaque fois que le chariot s'est déplacé d'une longueur égale à celle d'un cintre, on accroche un nouveau cintre au précédent jusqu'à ce que ledit chariot soit arrivé de l'autre côté de la galerie; - on décroche ledit chariot du premier cintre, on le ramène en derrière, on l'accroche à l'un des cintres suivants et on le déplace à nouveau vers l'avant en entraînant l'ensemble des cintres; - on continue à accrocher de nouveaux cintres aux précédents jusqu'à ce qu'un anneau complet soit mis en place à l'exception de la clef; on ramène le chariot en arrière en le laissant accroché aux cintres;; - et on place manuellement la clef dans l'espace restant libre afin de compléter un anneau. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit chemin de roulement est composé de galets équidistants (8) montés fous sur des axes (9) fixés audit support mobile le long d'un cercle et ledit chariot glisse sur lesdits galets et a une longueur égale au double de l'espacement entre deux galets successifs et ledit chariot est fixé à un câble sans fin (13) qui passe sur lesdits galets et qui permet de déplacer ledit chariot dans les deux sens. 3. Dispositif pour poser dans une galerie circulaire (1) un soutènement mét llique comportant des anneaux circulaires (4) qui sont composés de plusieurs cintres (6) assemblés bout à bout, caractérisé en ce qu'il comporte un support mobile (3) déplaçable à l'intérieur de ladite galerie, lequel support porte un chemin de roulement circulaire (8) ayant un rayon légèrement inférieur à celui desdits anneaux, un chariot (11) en forme d'arc de cercle qui glisse sur ledit chemin de roulement, des moyens (13, 14) pour déplacer ledit chariot dans les deux sens le long dudit chemin de roulement et des moyens (16) pour accrocher lesdits cintres audit chariot. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit support mobile (3) est fixé sur une machine de creusement de ladite galerie. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit chemin de roulement est composé de galets équidistants (8) montés fous sur des axes (9) fixés audit support mobile (3) le long d'un cercle dont le rayon est inférieur au rayon desdits anneaux (4). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens pour déplacer ledit chariot comportent un câble sans fin (13) qui passe dans une gorge desdits galets (8) et par un appareil de traction (14) qui permet de tirer ledit câble dans les deux sens. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que ledit chariot (11) a une longueur au moins égale au double de la distance entre deux galets (8)successifs. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que lesdits galets comportent deux flasques latéraux (19) et ledit chariot (11) a une forme aplatie, il glisse sur lesdits flasques (19) et il comporte des butées (21) qui coopèrent avec lesdits flasques pour guider ledit chariot.