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MEMOIRE DESCRIPTIF DEPOSE A L'APPUI DE LA DEMANDE
D'UN BREVET D'INVENTION Bouclier d'avancement pour pousser les tunnels et ouvrages analogues
Lorsqu'on pousse les tunnels ou les galeries au moyen d'un bouclier d'avancement cylindrique ou prisma- \.-r tique, la conservation de la direction de progression voulue constitue la partie souvent la plus difficile du travail d'avancement Jusqu'ici, lorsque les. boucliers déviaient de la direction d'avancement, on s'efforçait de les ramener dans la position voulue pour poursuivre
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l'avancement au moyen de madriers ou de coins glissés en avant par le dessous.
Le montage de pièces auxiliaires sem- blables en avant du bouclier constitue cependant toujours un travail difficile et pénible, et cette opération est rendue particulièrement délicate dans les cas où les outils d'abatage occupant essentiellemental se'ction transversale du bouclier sont montés dans sa partie avant'car, dans ce cas, il faut d'abord les enlever pour rendre accessible l'espace situé devant le bouclier afin de poser ces pièces-.
L'affaissement fréquent du bouclier est dû principale- ment; d'après les observations ayant servi de base à l'in- vention, à l'action du poids propre du bouclier et de la charge des masses reposant sur lui et qui tendent à le faire incliner vers l'avant. Pour s'opposer à cette action, la pa-rtie avant inférieure du bouclier est, suivant l'inven- tion, dirigée obliquement vers le-haut de sorte que cette partie de l'enveloppe du bouclier produit, lors de son avan- cement, une action de-soulèvement dirigée en sens opposé à sa tendance à l'affaissement sous son propre poids.
Suivant la constitution du terrain à traverser, cette action de soulèvement variera cependant et ne compensera pas dans tous les cas la tendance du bouclier à' s'incliner. Pour avoir donc d'autres moyens de réglage, suivant une autre ca- ractéristique de l'invention, on dispose sur l'enveloppe du bouclier des surfaces auxiliaires ayant par exemple une forme telle que certaines régions de la paroi de cette envelop- pe soient.réglables obliquement vers l'extérieur et exercent de cette façon une action de déviation, ou bien encore on. dispose .transversalement à ladite paroi des surfaces obliques -en forme de, nageoires que' lion peut déplacer en avant, ou tranchant.-du 'bouclier sont- .
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partiellement ou totalement susceptibles de s'allonger.
Grâce à ces moyens, que l'on peut'd'ailleurs étudier pour qu'ils coopèrent entre eux, on peut produire une dé- viation du bouclier non seulement en hauteur, mais aussi dans le sens latéral. En particulier, à l'aide d'un pro- longement partiel de la surface en coin du tranchant de l'enveloppe du bouclier, il est possible d'obtenir un soulèvement du terrain sur cette partie plus importante que sur les autres parties du tranchant du bouclier, et même si le terrain s'affaisse de nouveau jusq'à la sur- face de l'enveloppe du bouclier derrière cette partie agran- die du tranchant du bouclier, ce terrain est néanmoins dis- loqué sur une étendue correspondante plus grande par ce prolongement et on peut par conséquent imprimer plus faci- lement au bouclier une déviation dans ce terrain disloqué lors de son avancement.
Ces moyens de contr8le peuvent être assistés par des tuyères à jet prévues sur la surface du tranchant, et pour pouvoir monter ces tuyères convenablement, l'enveloppe extérieure du bouclier est formée de deux enveloppes écartées radialement l'une de l'autre, et entre lesquelles peuvent être montées les tuyères en question.
Enfin, suivant l'invention, on amincit le bouclier . dans sa partie supérieure arrière et éventuellement aussi sur ses flancs vers l'arrière, pour diminuer son frotte- ment, d'une part, et aussi pour s'opposer à la tendance à l'affaissement, d'autre part.
Aux dessins annexés :
Les figures 1 et 2 représentent, en coupe longitudinale et en coupe transversale une forme d'exécution d'un bou- ciler d'avancement cylindrique construit suivant le principe
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de l'invention.
La figure 3 montre, en coupe transversale, à titre de deuxième exemple d'exécution, un bouclier d'avancement prismatique établi suivant l'invention.
Les figures 4 et 5 montrent, en coupe longitudinale et en coupe transvèrsale, un troisième exemple d'exécution.
Les figures 6 à 8 montrent des détails à plus grande échelle,
Le bouclier d'avancement a se terminant à l'avant suivant un tranchant s présente sur sa partie inférieure avant une surface al légèrement dirigée vers le haut ; l'importance de l'inclinaison de cette surface est indiquée aux figures 1 et 4 par des flèches d'écartement. L'impor- tance de l'inclinaison de la surface ,al vers le haut est mesurée de telle façon que le soulèvement ainsi obtenu de l'ensemble du bouclier lors de son avancement compense en général au moins à peu près la tendance au bouclier à s'affaisser sous son propre poids et sous le poids des mas- ses qu'il supporte.
L'amincissement antérieur du bouclier peut se prolon- ger relativement loin vers le haut suivant les besoins.
Le bouclier peut être en outre aminci quelque peu vers l'ar- rière sur sa.partie supérieure arrière a2 et éventuellement aussi sur ses flancs arrière (figs. 1 et 4), afin de dimi- . nuer son frottement- sur cette partie et aussi pour s'oppo- ser de cette façon, à la tendance à l'affaissement de sa partie-avant. La face en coin du tranchant du bouclier peut être construite de façon à pouvoir être prolongée par intermittences au moyen de lames de couteaux b que l'on peut déplacer dans le sens de la surface en coin.
La figure 6 représente cette forme d'exécution à
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échelle agrandie; les lames de couteau b peuvent par consé- quent être avancées séparément au-dehors de quelques centi- mètres au delà de l'arête extérieure normale du tranchant du bouclier et être ramenées vers l'arrière au moyen de presses réunies à ces lames de couteau et disposées,par exemple, à, l'intérieur du tranchant même du bouclier. '
Dans la forme d'exécution des Figs. 1 à 3, le bouclier présente, en outre, en dehors de la surface de son enveloppe, des surfaces d que l'on peut régler obliquement vers l'exté- rieur. Comme le montrent les figs. 2 et 3, ces surfaces sont disposées, d'une part, sur la face inférieure de l'enveloppe du bouclier et, d'autre part, sur les faces latérales.
Les surfaces d sont disposées, ainsi qu'il est représenté, dans des ouvertures e en forme de fenêtres pratiquées dans la surface de l'enveloppe ; peuvent se trouver directement l'une contre l'autre, ou être séparées l'une de l'autre par des barres de renforcement disposées dans les fenêtres.
Comme le montre la Fig.l, les surfaces d peuvent, par exem- ple, être fixées à l'une de leurs extrémités à la façon de crochets dans l'ouverture e de l'enveloppe ; leur autre extrémité, s'appliquent des presses f au moyen desquelles ces surfaces d sont basculées vers l'extérieur de façon à s'incliner obliquement ou à se placer de niveau avec la surface arrière de l'enveloppe du bouclier. A leur extrémi- té qui se trouve soumise à l'action des presses f les sur- faces d sont munies d'un nez d1 (voir fig.l) au moyen duquel leur amplitude d'oscillation est limitée vers l'extérieur.
Les presses ± sont, par contre, établies de telle façon-que leur course vers l'extérieur est limitée avant que les nez dl viennent s'appliquer contre la surface de l'enveloppe-. de sorte que ces butées ne peuvent pas être abimées par les
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presses, Les surfaces d sont placées symétriquement aux axes de la section du bouclier, aussi,bien dans le cas où le bou- clier d'avancement est cylindrique (Figs. 1 et 2) que dans le cas où ce bouclier a la. forme prismatique (Fig.3). Si on pousse vers l'extérieur une pièce d ou plusieurs pièces d constituant un groupe, ces pièces exercent, lors de l'avan- cement ultérieur du bouclier, une action déviatrice sur le bouclier dans le sens de leur surface; on peut donc, au moyen des surfaces inférieurs d concourir à l'action de soulèvement des surfaces al.
Par suite de leur disposition symétrique par rapport aux axes de la section du bouclier, les surfaces d n'exercent d'ailleurs aucun couple de rota- tion par rapport à l'axe longitudinal du bouclier.
Au lieu de ces. surfaces pouvant basculer vers l'ex- térieur de l'enveloppe, on peut, pour faire dévier le bou- clier de sa direction d'avancement, ménager également (comme le montrent les figs. 4 et 5) des surfaces obliques g en forme de nageoires disposées transversalement à la surface de l'enveloppe, ces surfaces pouvant être avancées et ré- tractées sur les faces latérales ainsi que ur la face supé- rieure et sur la face inférieure, transversalement à la sur- face du bouclier, au moyen de presses h. Par suite de leur inclinaison; ces surfaces font dévier le bouclier alors de son avancement vers l'un ou l'autre des côtés ou vers le haut.
Les surfaces g peuvent (comme le montre la fig. 7) être multiples et se trouver l'une derrière l'autre de façon à s'assister mutuellement, et leur inclinaison peut également être réglable (comme le montre, par exemple, la fig.8) en employant par exemple des cales interchangeables i. De cette façon, on peut régler, non seulement l'amplitude de la dévia-
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tion, mais également sa direction. Au lieu de cela, on peut également disposer des groupes de cales dirigées différem- - ment et que l'on peut utiliser alternativement. L'action des surfaces d ou g peut encore être aidée en augmentant la surface en forme de coin du tranchant s dun bouclier située au côté opposé à ces surfaces d ou g en faisant avancer plus ou moins les lames de couteau b.
Par consé- quent, de ce côté du bouclier, le terrain sera enlevé en quantité plus grande que celle correspondant à la limite extérieure du reste de la surface du bouclier; de cette façon, le terrain est disloqué de ce côté et par conséquent la déviation du bouclier vers ce côté est facilitée par les surfaces obliques se trouvant de l'autre côté.
Par ailleurs, on peut s'opposer au soulèvement du bouclier pro- voqué par les faces inférieures obliques a1 du bouclier en faisant avancer les lames de couteau b de ce côté du bouclier, car l'action de coincement des faces a1 est suspendue par les faces de couteau b faisant dans ce cas saillie vers le bas au delà de l'arête antérieure de la surface a1
La paroi extérieure de l'enveloppe du bouclier affecte la forme d'une enveloppe double présentant un espace creux dans lequel sont disposées des tuyères à, travers lesquelles on peut infecter, dans le terrain à traverser, un agent sous pression fluide ou de l'air dans le voisinage du tranchant du bouclier. Au moyen de cet agent sous pression, on peut, par exemple, disloquer le terrain qui se trouve devant la par- tie supérieure du tranchant et faciliter ainsi la déviation du bouclier vers le haut.