Brevet FR2764332A1 — publié le 19981211

La présente invention a pour objet un dispositif d'évacuation des déblais dans un tunnel ou une galerie creusé par un tunnelier. Les tunneliers, par exemple du type pleine face, se composent, de manière classique, d'une enveloppe généralement cylindrique à l'avant de laquelle est disposée une tête de coupe formée par un plateau circulaire portant des outils de travail destinés à l'abattage du terrain sous l'avance du tunnelier. Cette tête de coupe est entraînée en rotation autour d'un axe qui correspond sensiblement à l'axe longitudinal du tunnelier, à une vitesse déterminée et qui est fonction de la nature du terrain à creuser. Le tunnelier comporte aussi des moyens de déplacement axialement de la tête de coupe, un magasin de stockage de voussoirs, un dispositif de pose de ces voussoirs à l'intérieur du tunnel ainsi qu'un dispositif d'évacuation des déblais ou des gravats résultant de l'abattage du terrain sous l'avance du tunnelier. Généralement, ce dispositif d'évacuation est formé par un transporteur à vis s'étendant de la partie avant à la partie arrière du tunnelier et comportant un fourreau tubulaire muni d'un alésage central pour le passage d'une vis sans fin entraînée en rotation et s'étendant sur toute la longueur dudit fourreau. Jusqu'à présent, le fourreau est formé d'une seule pièce dans laquelle est logée la vis sans fin, ce qui présente des inconvénients. En effet, compte tenu d'une part de la longueur de la vis sans fin qui est de l'ordre de 10 mètres et d'autre part de l'environnement dans lequel est placé le transporteur à vis, cette vis sans fin doit être conçue en au moins deux tronçons reliés entre eux par soudage ou par tout autre moyen approprié afin de permettre son introduction et son extraction du fourreau. Ainsi, à chaque intervention sur le transporteur à vis par exemple pour effectuer un débourrage de la vis sans fin en cas de colmatage ou pour une opération programmée de maintenance consistant à vérifier l'usure du filet de la vis sans fin ou à procéder à la réfection des zones endommagées par rechargement de métal, il est nécessaire de retirer du fourreau la vis sans fin en la découpant en tronçons pour permettre son extraction. Il en est de même lors d'une intervention sur le fourreau par exemple pour vérifier l'état de surface de l'alésage de ce fourreau. Par conséquent, à chaque intervention sur le fourreau ou sur la vis sans fin du transporteur à vis, il est obligatoire de procéder à l'extraction de cette vis sans fin en la découpant en tronçons, puis à son remontage en fixant les tronçons les uns aux autres ce qui entraîne un arrêt total du tunnelier pendant une période relativement longue si bien que le rendement global du chantier s'en trouve pénalisé. Pour éviter la multiplication des interventions, la tendance générale des utilisateurs d'un tunnelier est de programmer les interventions selon un cycle très long, au risque d'être confronté à des incidents graves. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en proposant un dispositif d'évacuation des déblais dans un tunnelier qui permet de faciliter les opérations de maintenance de ce dispositif d'évacuation et de réduire le temps d'arrêt du tunnelier. L'invention a donc pour objet un dispositif d'évacuation des déblais dans un tunnelier, du type comprenant un transporteur à vis s'étendant de la partie avant à la partie arrière du tunnelier et comportant un fourreau tubulaire muni d'un alésage central pour le passage d'une vis sans fin entraînée en rotation et s'étendant sur toute la longueur dudit fourreau, caractérisé en ce que le fourreau comprend un tronçon d'extrémité avant, un tronçon d'extrémité arrière supportant les moyens d'entraînement en rotation de la vis sans et muni de moyens d'évacuation des déblais entraînés par ladite vis sans fin et un tronçon intermédiaire comportant au moins deux éléments de tronçon munis de moyens de liaison entre eux et avec les tronçons d'extrémité et formés chacun par deux demi-coquilles reliées entre elles par des moyens de liaison, chaque demi-coquille inférieure comportant sur sa face interne un revêtement d'usure. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la coquille supérieure de chaque élément de tronçon comporte une ouverture munie d'un couvercle d'obturation, - les moyens de liaison du tronçon d'extrémité avant avec l'élément de tronçon adjacent comprennent une bride circulaire ménagée à l'extrémité dudit tronçon avant opposée à celle formant l'extrémité libre du fourreau et deux demi-brides circulaires ménagées chacune à l'extrémité des demi-coquilles dudit élément de tronçon adjacent, ladite bride et lesdites demi-brides s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau et étant reliées entre elles par des organes de fixation, - les moyens de liaison des éléments de tronçon adjacents comprennent deux demi-brides circulaires ménagées à chaque extrémité des demicoquilles desdits éléments de tronçon, lesdites demibrides des éléments de tronçon adjacents étant reliées entre elles par des organes de fixation et s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau, - les moyens de liaison du tronçon d'extrémité arrière avec l'élément de tronçon adjacent comprennent une bride circulaire ménagée à l'extrémité dudit tronçon arrière opposée à celle supportant les moyens d'entraînement en rotation de la vis sans fin et deux demi-brides circulaires ménagées à l'extrémité des demi-coquilles dudit élément de tronçon adjacent, ladite bride et lesdites demi-brides s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau et étant reliées entre elles par des organes de fixation, - les moyens de liaison des demi-coquilles de chaque élément de tronçon comprennent une bride longitudinale ménagée sur chaque bord latéral des demicoquilles, lesdites brides longitudinales des deux demi-coquilles contiguës étant reliées entre elles par des organes de fixation, - le tronçon d'extrémité arrière comporte, à sa partie supérieure, une tubulure s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau et muni d'un couvercle d'obturation, - les moyens d'évacuation des déblais du fourreau sont formés par une tubulure ménagée à la partie inférieure du tronçon d'extrémité arrière et s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau, ladite tubulure étant pourvue d'un organe d'obturation, - l'organe d'obturation est formé par une vanne du type guillotine comportant un volet déplaçable par exemple par un verin entre une position de fermeture de ladite tubulure et une position d'ouverture de cette tubulure pour l'évacuation des déblais, - le revêtement d'usure est formé par des barrettes de métal dur s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du fourreau et sur toute la longueur de la demi-coquille inférieure de l'élément de tronçon correspondant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe axiale, avec arrachement partiel, d'un tunnelier équipé d'un dispositif d'évacuation conforme à l'invention, - la Fig. 2 est une vue schématique en coupe longitudinale et à plus grande échelle du dispositif d'évacuation conforme à l'invention, - la Fig. 3 est une vue de côté des deux demi-coquilles d'un élément de tronçon intermédiaire du dispositif d'évacuation, - la Fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la Fig.3. Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement un tunnelier, par exemple du type pleine face, désigné dans son ensemble par la référence 1 et qui se compose, de manière classique, d'une enveloppe 2 généralement cylindrique, à l'avant de laquelle est disposée une tête de coupe 3 munie d'outils de travail 4, comme par exemples des outils d'abattage et/ou des molettes de concassage, destinés à l'abattage du terrain sous l'avance du tunnelier 1. Cette tête de coupe 3 est entraînée en rotation par au moins un moteur 5 à une vitesse déterminée qui est fonction de la nature du terrain à creuser. Le tunnelier 1 comporte également des moyens 6 de déplacement axialement de la tête de coupe 3, un magasin 7 de stockage de voussoirs 8 et un dispositif 9 de pose des voussoirs 8 à l'intérieur du tunnel. Les voussoirs 8 constitués par des plaques courbes en béton préfabriqué ou en fonte sont destinés à consolider la paroi interne du tunnel creusé par la tête de coupe 3. Les moyens 6 de déplacement axialement de la tête de coupe 3 sont formés par une couronne de vérins 6a disposés à la périphérie arrière du tunnelier 1 à une extrémité opposée à ladite tête de coupe 3. Pour déplacer cette tête de coupe 3, les vérins 6a, par exemple hydrauliques, viennent en appui contre la tranche des voussoirs 8 posés à l'intérieur du tunnel de façon à exercer sur ladite tête de coupe 3 la poussée nécessaire à l'excavation des terrains traversés. Les variations de direction de la tête de coupe 3 sont obtenues par des écarts de poussée entre les différents vérins 6a répartis à la périphérie arrière du tunnelier 1. Les vérins 6a sont alimentés par un circuit hydraulique, non représenté, contenu dans le volume du tunnelier 1. Le tunnelier 1 comporte aussi un dispositif 10 d'évacuation des déblais ou des gravats. Ainsi que représenté à la Fig.l, ce dispositif 10 comprend un transporteur à vis s'étendant de la partie avant à la partie arrière du tunnelier 1. Comme représenté plus particulièrement à la Fig.2, le transporteur à vis 10 comporte un fourreau 11 tubulaire de forme générale cylindrique et muni d'un alésage central 12 pour le passage d'une vis sans fin 13 s'étendant sur toute la longueur dudit fourreau 11. Cette vis sans fin 13 est entraînée en rotation par exemple par l'intermédiaire d'un moteur pneumatique 14 ou par tout autre moyen d'entraînement en rotation approprié, fixé à l'extrémité arrière du fourreau 11. Ainsi que représenté à la Fig. 2, le fourreau 11 se compose d'un tronçon d'extrémité avant 20, d'un tronçon d'extrémité arrière 30 supportant les moyens 14 d'entraînement en rotation de la vis sans fin 13 et d'un tronçon intermédiaire désigné dans son ensemble par la référence 40. Ce tronçon intermédiaire 40 comporte au moins deux éléments de tronçon munis de moyens de liaison entre eux et avec les tronçons d'extrémité 20 et 30. Dans l'exemple de réalisation représenté à la Fig. 2, le tronçon intermédiaire 40 comporte trois éléments de tronçon 41. En se reportant maintenant aux Figs.3 et 4, on va décrire un élément de tronçon 41, les autres éléments de tronçons 41 étant identiques. Ainsi que représenté sur ces figures 3 et 4, l'élément de tronçon 41 est formé d'une demicoquille supérieure 42 et d'une demi-coquille inférieure 43 reliées entre elles par des moyens de liaison. Comme représenté à la Fig. 4, la demicoquille inférieure 43 comporte sur sa face interne un revêtement d'usure qui est formé par exemple par des barrettes 44 de métal dur s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du fourreau 11 et sur toute la longueur de ladite demi-coquille inférieure 43. D'autre part, les éléments de tronçon 41 composant le tronçon intermédiaire 40 comportent des moyens de liaison entre eux ainsi qu'avec les tronçons d'extrémité 20 et 30. Les moyens de liaison du tronçon d'extrémité avant 20 avec l'élément de tronçon 41 adjacent sont formés par une bride circulaire 21 ménagée à l'extrémité dudit tronçon avant 20 opposée à celle formant l'extrémité libre du fourreau 11 et par deux demi-brides circulaires, respectivement 45 et 46, ménagées chacune à l'extrémité des demi-coquilles 42 et 43 dudit élément de tronçon 41 adjacent. La bride 21 et les demi-brides 45 et 46 s'étendent perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau 11 et sont reliées entre elles par des organes de liaison, non représentés. A cet effet, la bride 21 et les demi-brides 45 et 46 comportent des orifices, respectivement 21a, 45a et 46a, destinés au passage des organes de fixation constitués par exemple par des boulons. Les moyens de liaison des éléments de tronçon 41 adjacents composant le tronçon intermédiaire 40 comprennent également deux demi-brides circulaires, respectivement 47 et 48 ménagées à chaque extrémité des demi-coquilles 42 et 43 de ces éléments de tronçon 41. Les demi-brides 47 et 48 des éléments de tronçon 41 adjacents sont reliées entre elles par des organes de fixation et s'étendent perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau 11. A cet effet, les demi-brides 47 et 48 comportent des orifices, respectivement 47a et 48a, destinés au passage des organes de fixation, non représentés, constitués par exemple par des boulons. Les moyens de liaison du tronçon d'extrémité arrière 30 avec l'élément de tronçon 41 adjacent comprennent une bride circulaire 31 ménagée à l'extrémité dudit tronçon arrière 30 opposée à celle supportant les moyens 14 d'entraînement en rotation de la vis sans fin 13 et deux demi-coquilles circulaires, respectivement 49 et 50, ménagées à l'extrémité des demi-coquilles 42 et 43 de cet élément de tronçon 41 adjacent. La bride 31 et les demi-brides 49 et 50 s'étendent perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau 11 et sont reliées entre elles par des organes de fixation. Pour cela, la bride 31 comporte des orifices 31a et les demi-brides 49 et 50 comportent des orifices, respectivement 49a et 50a, destinés au passage des organes de fixation, non représentés, constitués par exemple par des boulons. D'autre part, le tronçon d'extrémité arrière 30 comporte à son extrémité opposée à celle reliée à l'élément de tronçon 41 adjacent, une bride circulaire 32 de fixation des moyens 14 d'entraînement en rotation de la vis sans fin 13. Ainsi que représenté sur les Figs. 3 et 4, les moyens de liaison des demi-coquilles 42 et 43 de chaque élément de tronçon 41 comprennent une bride longitudinal, respectivement 51 et 52, ménagée sur chaque bord latéral de ces demi-coquille 42 et 43. Les brides longitudinales 51 et 52 des demi-coquilles 42 et 43 sont reliées entre elles par des organes de fixation. Pour cela les brides longitudinales 51 et 52 comportent des orifices, respectivement 5la et 52a, destinés au passage de ces organes de fixation, non représentés, constitués par exemple par des boulons. Comme représenté sur les Figs. 2 à 4, le tronçon d'extrémité avant 20, le tronçon d'extrémité avant et les éléments de tronçon 41 composant le tronçon intermédiaire 40 comportent des raidisseurs 25 disposés radialement autour de la zone de liaison entre la bride ou la demi-bride avec la partie cylindrique du tronçon d'extrémité avant 20 ou de l'élément de tronçon 41. Comme représenté à la Fig. 2, la demicoquille supérieure 42 de chaque élément de tronçon 41 comporte une ouverture 53 dont l'axe est perpendiculaire à l'axe longitudinal du fourreau 11. Cette ouverture 53, de forme circulaire ou carrée, est obturée par un couvercle 54 présentant un profil correspondant au profil de l'ouverture 53. Ce couvercle 54 est maintenu en position d'obturation de l'orifice 53 par exemple par des vis de fixation, non représentées. Ainsi, le couvercle 54 est facilement démontable ce qui permet de procéder à une inspection de l'intérieur du fourreau 11 et de la vis sans fin 13. Le tronçon d'extrémité arrière 30 comporte, en partie supérieure, une tubulure 33 s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau 11 et munie d'un couvercle d'obturation 34 de profil correspondant au profil interne de la tubulure 33. Le couvercle 34 est maintenu en position d'obturation sur la tubulure 33 au moyen de vis de fixation, non représentées. Ainsi, le couvercle 34 peut être facilement démonté pour permettre une inspection de l'intérieur du fourreau 11 et de la vis sans fin 13 dans la zone du tronçon d'extrémité arrière 30. Le tronçon d'extrémité arrière 30 est également pourvu de moyens 35 d'évacuation des déblais entraînés par la vis sans fin 13. Ainsi que représenté à la Fig. 2, les moyens 35 d'évacuation des déblais du fourreau 11 sont formés par une tubulure 36 ménagée à la partie inférieure du tronçon d'extrémité arrière 30 et s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau 11. Cette tubulure 36 est pourvue d'un organe d'obturation formé par une vanne 37 du type guillotine. Cette vanne comporte un volet 37 déplaçable par exemple par un vérin 38 entre une position de fermeture de la tubulure 36 et une position d'ouverture de cette tubulure 36 pour l'évacuation des déblais. Selon la position d'ouverture du volet 37, on régule l'évacuation des déblais du fourreau 11. La tubulure supérieure 33 du tronçon d'extrémité arrière 30 permet de pouvoir accéder à la partie arrière de la vis sans fin 13 par exemple en cas de bourrage ou de colmatage à l'intérieur du fourreau 11. La conception modulaire de ce fourreau 11 permet, d'une part, d'effectuer une visite rapide de la vis sans fin 13 par les ouvertures 53 ménagées dans les éléments de tronçon 41 composant le tronçon intermédiaire 40 et, d'autre part, de mettre à jour la partie centrale de la vis sans fin 13 et ainsi de pouvoir effectuer toutes les opérations de maintenance et de réparation sans le démontage de cette vis sans fin 13. D'autre part, la demi-coquille inférieure 52 composant les éléments de tronçon 41 du tronçon intermédiaire 40 peut être changée rapidement en cas de dégradation du revêtement interne de ces demi-coquilles inférieures. Le déroulement des différentes opérations de maintenance s'effectue dans des conditions idéales compte tenu de l'environnement dans lequel se trouve le chantier, si bien que le temps d'arrêt du tunnelier est réduit de manière importante. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'évacuation des déblais dans un tunnelier (1), du type comprenant un transporteur à vis (10) s'étendant de la partie avant à la partie arrière du tunnelier (1) et comportant un fourreau (11) tubulaire muni d'un alésage central (12) pour le passage d'une vis sans fin (13) entraînée en rotation et s'étendant sur toute la longueur dudit fourreau (11), caractérisé en ce que le fourreau (11) comprend un tronçon d'extrémité avant (20), un tronçon d'extrémité arrière (30) supportant les moyens (14) d'entraînement en rotation de la vis sans fin (13) et muni de moyens (35) d'évacuation des déblais entraînés par ladite vis sans fin (13) et un tronçon intermédiaire (40) comportant au moins deux éléments de tronçon (41) munis de moyens de liaison entre eux et avec les tronçons d'extrémité (20, 30) et formés chacun de deux demi-coquilles (42, 43) reliées entre elles par les moyens de liaison, chaque demi-coquille inférieure (43) comportant sur sa face interne un revêtement d'usure (44). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la demi-coquille supérieure (42) de chaque élément de tronçon (41) comporte une ouverture (53) munie d'un couvercle d'obturation (54). 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison du tronçon d'extrémité avant (20) avec l'élément de tronçon (41) adjacent comprennent une bride circulaire (21) ménagée à l'extrémité dudit tronçon avant (20) opposée à celle formant l'extrémité libre du fourreau (11) et deux demi-brides (45, 46) circulaires ménagées chacune à l'extrémité des demi-coquilles (42, 43) dudit élément de tronçon (41) adjacent, ladite bride (21) et lesdites demi-brides (45, 46) s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau (11) et étant reliées entre elles par des organes de fixation. 4. Dispositif selon la revendication 1,caractérisé en ce que les moyens de liaison des éléments de tronçons (41) adjacents comprennent deux demi-brides circulaires (47, 48) ménagées à chaque extrémité des demi-coquilles (42, 43) desdits éléments de tronçon (41), lesdites demi-brides (47, 48) des éléments de tronçon (41) adjacents étant reliées entre elles par des organes de fixation et s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal dudit fourreau (11) 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison du tronçon d'extrémité arrière (30) avec l'élément de tronçon (41) adjacent comprennent une bride circulaire (31) ménagée à l'extrémité dudit tronçon arrière (30) opposée à celle supportant les moyens (14) d'entraînement en rotation de la vis sans fin (13) et deux demi-brides (49, 50) circulaires ménagées à l'extrémité des demicoquilles (42, 43) dudit élément de tronçon (41) adjacent, ladite bride (31) et lesdites demi-brides (49,50) s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau (11) et étant reliées entre elles par des organes de fixation. 6.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de liaison des demicoquilles (42, 43) de chaque élément de tronçon (41) comprennent une bride longitudinale (51, 52) ménagée sur chaque bord latéral des demi-coquilles (42,43), lesdites brides longitudinales (51, 52) des demi coquilles (42, 43) contiguës étaient reliées entre elles par des organes de fixation. 7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité arrière (30) comporte, à sa partie supérieure, une tubulure (33) s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal du fourreau (11) et munie d'un couvercle d'obturation (34). 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (35) d'évacuation des déblais du fourreau (11) sont formés par une tubulure (36) ménagée à la partie inférieure du tronçon d'extrémité arrière (30) et s'étendant perpendiculairement à l'axe longitudinal dudit fourreau (11), ladite tubulure (36) étant pourvue d'un organe d'obturation (37, 38). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe d'obturation est formé par une vanne du type guillotine comportant un volet (37) déplaçable par exemple par un vérin (38) entre une position de fermeture de ladite tubulure (36) et une position d'ouverture de cette tubulure (36) pour l'évacuation des déblais. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement d'usure est formé par des barrettes (44) de métal dur s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du fourreau (11) et sur toute la longueur de la demi-coquille inférieure (43) de l'élément de tronçon (41) correspondant.