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"Prcédé pour obturer des crevasses dans des formations rocheuses. "
La présente invention concerne un procède perfec- tionné pour obturer des crevasses ou des cavités dans les roches, ou pour rendre imperméables des formations rocheu- ses brisées ou poreuses. Elle consiste à refouler au moyen d'un tuyau convenablement chauffé, dans la roche contenant les crevasses ou les cavités, une matière qui est fluide à chaud mais à peu près solide et fortement visqueuse à froid. Apres avoir atteint la formation rocheuse, la matiè- re pénètre sous pression dans les crevasses et se refroidit ensuite en devenant pratiquement solide, ce qui remplit les crevasses et les obture effectivement en vue d'empêcher le ,Passage de l'eau et de matières analogues.
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Il résulte d'expériences pratiques qu'un certain nombre de Matières différentes telle que le soufre, l'as- phalte ou le brai de goudron de houille, peuvent être uti- lisées, mais on a trouvé que l'asphalte non falsifié est la meilleure matière pour la réalisation du procédé. On a déjà antérieurement proposé d'introduire du bitume, du brai et du soufre dans des roches fissurées, dans le but de boucher les interstices, mais le procède d'introduction de ces ma- tiares est essentiellement différent du présent procédé et il n'a jamais été employé industriellement. Avant la pré- sente invention, on a aussi déjà employé du ciment pour remplir les crevasses des roches et il peut être intéres- sant de faire ressortir ici les avantages du présent pro- cédé sur le procédé au coulis de ciment.
En premier lieu, le présent procédé peut être employé avec succès pour obtu- rer des crevasses ou une cavité de dimensions considérables dans lesquelles de l'eau s'écoule à une vitesse relative- ment grande, sans aucune perte de matière par lavage. Avec le coulis, de grandes quantités de ciment sont souvent en- traînées par l'eau et perdues avant que l'obturation soit obtenue, et ensuite il est fréquemment impossible de dé- terminer si la crevasse est bouchée ou si c'est le trou foré qui s'est obstrué. En second lieu, un certain nombre de crevasses situées à des niveaux différents peuvent être obturées également bien par le présent procédé au moyen du même trou de sonde.
On obtient ce résultat en faisant pas- ser un tuyau perforé à travers toutes les crevasses, de faon que la pression et l'accessibilité soient les mêmes pour chaque crevasse, et lorsque le pompage a été continué jusqu'à obtention d'une forte pression résistante, on a 1'assurance expresse que tous les espaces voisins du tuyau
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sont remplis. L'obturation au coulis de ciment ne peut se faire 'qu'en un point à la fois et lorsque l'introduction de ciment en ce point est terminée, on doit forer un nou- veau trou.
En troisième lieu, avec le nouveau procédé, après que le travail est terminé dans un trou quelconque, on lais- se le tuyau noyé dans la matière d'obturation, avec une par- tie du dispositif de chauffage, de sorte que si on le juge désirable à un moment donné dans la suite ( plusieurs années après si c'est nécessaire ), on peut refouler de nouvelles quantités de matière dans le même trou en établissant sim- plement les connexions convenables avec la tuyau et le dis- positif de chauffage. Après un chauffage de quelques minu- tes, on peut alors introduire un supplément de matière, comme si l'opération initiale n'avait jamais été interrompue.
Avec la méthode au coulis,, au contraire, un arrêt de quelques minutes seulement permet au ciment de faire prise dans le trou et il en résulte qu'on ne peut plus introduire de ci- ment du tout. Par suite de cette solidification du ciment, on doit forer un nouveau trou si on désire continuer le tra- vail.
Avant de passer à une description détaillée du procédé, il peut être intéressant de mentionner certaines observations pratiques faites au cours de démonstrations récentes, couronnées de succès, du nouveau procédé. On a trouvé en pratique que le brai et l'asphalte sont de tres mauvais conducteurs de la chaleur et ce fait facilite con- sidérablement l'opération.Dans le présent procédé, un con- ducteur électrique passe dans le tuyau afin de maintenir la matière chaude pendant son passage dans celui-ci, et l'as- phalte ou le brai qui entoure ce fil l'isole effectivement du tuyau, aussi bien électriquement que the uniquement, de
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sorte que bien que le tuyau puisse être froid, il suffit de tres peu de chaleur pour maintenir un passage du fluide au- tour du fil.
Des que la matière d'obturation quitte le tuyau et vient en contact avec l'eau dans la crevasse, la surface de la matière durcit de manière à former une peau résistante, mais sa conductibilité calorifique est tellement faible que l'intérieur de la matière reste chaud et fluide. La peau durcie forme un sac résistant qui adhere à l'orifice du tuyau et est assez solide pour résister à la pression de l'eau coulant à une vitesse considérable, mais l'intérieur du sac et une communication entre l'orifice du tuyau et l'intérieur du sac restent fluides aussi longtemps qu'on maintient un écoulement continu, de sorte que le sac peut être dilaté indéfiniment à moins d'obstruction, avec une pression très minime.
Ceci permet d'introduire la matière a l'état chaud, de sorte qu'on peut employer avec succes une matière solide ayant un point de fusion élevé, telle que l'asphalte non falsifié.
Pour que l'invention puisse être clairement; com- prise et facilement mise en pratique, elle va être décrite plus en détail avec référence aux dessins annexés dans les- quels :
La fig 1 est une vue schématique de l'installa- tion montrant la manière d'introduire dans les crevasses de la roche la matière d'obturation chauffée et sous pres- sion.
La fig. 2 est une vue de détail du tuyau servant à conduire la salière.
Sur les dessins, 1 désigne un réservoir dans le- quel la matière d'obturation chaude, telle que du brai ou ,de l'asphalte, est emmagasinée. Un tuyau 2 relie ce réser-
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voir à une chambre de chauffée 3 dans laquelle la matière est maintenue chaude au moyen de brûleurs appropries 4.
Une pompe 5 est placée dans cette chambre de chauffage et est maintenue chaude par le fait qu'elle est noyée dans la matière d'obturation. Cette pompe est actionnée par une source appropriée de force motrice ( non représentée ) par l'intermédiaire de la courroie 6 et elle est destinée à aspirer la matière chaude de la chambre 3 et à la refouler avec;une pression considérable dans le tuyau 7. Celui-ci est pourvu d''un manomètre approprié 28 et il contient un fil de chauffage 9 qui est relié à un fil 10 d'une ligne électri- que.
Une extrémité du fil 9 est reliée par un dispositif élastique appropriée tel qu'un ressort à boudin 11, à un point fixe 12 et l'autre extrémité du fil est fixée à une borne du conducteur de liaison 29 qui prend appui sur un bouchon isolé 13 porté par l'une des branches d'un rac- cord en croix 14. Le ressort 11 maintient le fil 9 tendu dans le tuyau 7. L'autre fil 15 de la liane d'alimentation est relié électriquement au tuyau 7.
Un second tuyau 16 est relié au raccord 14 et est prolongé vers le bas dans un trou 17 fore préalablement communiquant avec les crevasses ou craquelures Ici qui doi- vent être remplies ou obturées. Le tuyau 16 est formé de plusieurs sections 19 assemblées par des raccords 20 et il porte à son extrémité inférieure une pointe 21. Comme on le voit sur les dessins, les sections du tuyau 16 qui sont voisines des crevasses 18 sont percées d'une s rie d'orifi- ces 22 et entre les extrémités adjacentes des section 19 du tuyau sont disposées des rondelles isolantes 23 qui con- tribuent à maintenir un circuit électrique dans le tuyau 16.
Le fil 24 est relié par son extrémité inférieure 25 à la pointe 21 et sa partie supérieure passe librement à travers une pièce isolée 26 fixée au raccord 14. L'etrtémité suidé-
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rieure du fil 24 est reliée à l'extrémité inférieure d'un ressort à boudin 27 dont l'extrémité supérieure est fixée à un support fixe 28 et ce ressort tend à maintenir le fil
24 tendu et sans contact électrique avec la surface intérieu- re du tuyau 16. Un fil conducteur 29 relie les fils 9 et 24 de sorte que le courant électrique du fil de ligne 10 pas- se par les fils 9, 29 et 24, dans 1' ordre mentionné, pour gagner le point 25, puis par les tuyaux 16 et 7 pour revenir au fil de ligne 15.
On comprend que les fils 9 et 24 sont chauffés fortement par le courant électrique et qu'ils main- tiennent chaud l'intérieur des tuyaux 7 et 16, de sorte que la matière d'obturation passant dans ces tuyaux est main- tenue chaude jusqu'à ce qu'elle sorte par les orifices du tuyau 16.
Avec l'installation décrite ci-dessus,on conduit le procédé de la Manière suivante :
Une Matière d'obturation appropriée qui est fluide à chaud mais à peu près solide et extrêmement visqueuse à froid est placée dans le réservoir 1. On peut employer dif- férentes matières telles que le soufre, l'asphalte ou le brai de goudron de houille, mais il est nécessaire que la matière ait un point de fusion modérément bas, qu'elle soit un isolant électrique et, ne soit pas absolument solide et non fluide lorsqu'elle est refroidie. L'asphalte non fal- sifié est probablement la matière la plus pratique. Il peut être désirable de faire varier la consistance de la matière de fagon que lorsqu'elle est refroidie elle puisse être ren- due plus ou moins fluide.
Avec l'asphalte, on peut obtenir ce résultat par l'addition d'un faible pourcentage d'huile brute. La nature de la matière utilisée dépend des cicons- lances rencontrées. Il est nécessaire que cette matière soit
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%.P .9 ## Mf " suffisamment rigide pour résister à toute pression tendant à la pousser hors de la crevasse ( par exemple la pression de la colonne d.'eau d'une digue ) mais elle doit être uf fisamment fluide pour qu'une pression hydraulique modérée la refoule à la distance nécessaire dans la ou les crevas- ses.
Du réservoir 1, la matière s'écoule par le tuyau 2 dans la chambre 3 où elle est maintenue chaude par les brû leurs 4. La pompe chauffée 5 aspire la matière chaude de la chambre 3 et la refoule dans le tuyau 7 d'où elle est re- foulée par le tuyau 16 et sort par les orifices 22 dans les crevasses 18. Pendant son trajet dans les tuyaux, la matière est maintenue chaude et ceci constitue une caractéristique importante du présent procédé, car après avoir passé par les orifices du tuyau 16, la matière acquiert une peau épaisse et la matière chaude arrivant de l'orifice pénètre dans cet- te peau et maintient son contenu à l'état fluide tandis que la peau elle-même est dilatée par la pression exercée sur la matière.
Après que les crevasses sont remplies, on coupe le courant électrique et on laisse la matière se refroidir et se solidifier. On détache alors le raccord 14 du tuyau 16 et on le relie à un autre tuyau qui est employé pour travailler dans un second trou.
Le remplissage d'une crevasse peut être continu ou intermittent et il peut se produire autant d'arrêt qu'on le désire. Lors de l'arrêt du travail, le courant électrique est coupé et la matière contenue dans la tuyauterie se trou- ve à l'état sensiblement solide. Lorsqu'on recommence à tra- vailler, on envoie le courant et en quelques minutes la matiè- re contenue dans la tuyauterie est chauffée et liquéfiée et prête à être refoulée par la pompe.
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Les lignes de tuyaux peuvent être faites en tuyaux très résistants de 2,5 cm. de diamètre, coupés en sections de 1,50 m. reliées par des raccords contenant chacun une rondelle isolante en lave. La pompe peut être placée en n'importe quel endroit approprie et la matirer transportée par les tuyaux sur n'importe quelle distance raisonnable jusqu'à l'orifice du trou de sonde puis dans ce trou jus- qu'aux crevasses. Aux endroits ou la tuyauterie traverse les crevasses ou les parties poreuses de la roche, elle est de préférence percée en 22 de trous de 2 cm de diamètre espacés de 7,5 cm. d'axe en axe de faon que la Matière puisse s'écouler dans les crevasses.
Le fil chauffé des- cendant dans le tuyau maintient un passage pour le fluide, de sorte que la pression est égalisée sur toute la longueur et que la matière est libre de se dilater aux points de moindre résistance. Lorsqu'il est nécessaire de changer la direction de la ligne de tuyaux on doit employer des gar- nitures isolantes appropriées 14 une pièce de connexion pour les fils 29 et de forts ressorts de tension 11 et 27 destinas a aner le fil tendu.
Les trous dans lesquels la tuyauterie descend peuvent êrre forés au moyen ci.'outils a noyau, a. diamant ou à mitraille ou avec des outils du genre fleurets, et ils ne doivent avo r que deux pouces de diametre tandis que leur profondeur peut être quelconque, Pour rendre imprmaes ble la, fondation d'une digue, ils doivent être espaces à intervalles réguliers, à une distance telle l'un de l'autre que la matière refoulée dans une crevasse par un des trous rencontre l'asphalte refoulé par le trou voisin pour forcer ainsi une obturation complète. Les trous peuvent être forés
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à 3,5 m. d'axe en axe et la peut être ponpée dans ces trous l'un après l'autre.
Bien qu'on ait décrit les détails les plus essen- tiels du procède, il va de soi que les phases du procédé ne doivent pas se succéder dans l'ordre indiqué et que différentes modifications peuvent y être apportées.
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1.- Procédé pour obturer des crevasses dans des formations rocheuses fissurées, consistant à placer une conduite jusqu'à 1'emdorit ou. se trouve une crevasse, à refouler par cette .conduite et jusque clans la, crevasse une matière qui est fluide à chaud mais à peu près solide à froid, à produire de la chaleur dans la codutie et a utili-
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ser cette chialeur pour maintenir la iiati-,re chaude pendant son passade dans la crevasse.
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