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Procède pour réaliser l'étanchéité des ouvrages hydrauliques, notamment par incorporation de tabliers d'étanchéité en maté- riaux bitumineux dans les oarrages de retenue, et appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
L'invention est relative à un procédé pour incorporer des joints d'étanchéité interne étroits, couramment dénommés "écrans ou tabliers d'étanchéité", notamment en matériaux bitu- mineux (béton d'asphalte), dans les barrages ou les fondations d'ouvrages de retenue d'eau, joints qui s'étendent sur toute la section devant être étanenéifiée, par exemple sur toute la section d'une vallée dans le cas d'un barrage de retenue. L'in- vention a également pour objet un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
La construction de joints internes d'étanchéité se
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fait jusqu'à présent au moyen de caissons ou de panneaux de coffrage. Le Matériau de remblayage servant à l'édification du barrage, ou le matériau filtrant finement granuleux, .et déversé extérieurement contre le coffrage, tandis que le maté- riau d'étanchéité interne est Introduit dans les caissous, ou entre les panneaux de coffrage. Le coffrage doit être ensuite remonté pour édifier la couche suivante du barrage. Ce procédé demande beaucoup de temps et sa -mine en oeuvre quand il s'agit de joints d'étanchéité bitumineux est affectée de graves incon- vénients.
En raison de leur densité élevée et de leur composi- tion uniforme, les joints d'étanchéité bitumineux peuvent avoir une épaisseur notablement inférieure à celle des joints faits avec des matériaux d'étanchéité naturels, tels que l'argile, la terre glaise ou le béton d'argile et de tere glaise. Alors qu'avec ces derniers matériaux il faut une épaisseur de joint conprise entre 1/3 et 1/6 de la hauteur de retenue, il suffit avec des matériaux bitumineux d'une épaisseur de l'ordre de 1/20 à 1/50 de cette haute c.
La séparation des constituants du mélange intervenant au moment où le matériau est déversé dans le caisson de coffrage, par suite du cône d'éboulement qui se forme est toutefois beaucoup plus sensible avec des joints intérieurs minces qu'avec des joints épais. Il est par consé- quent indispensable que le personnel effectue avec le plus grand soin le déversement du matériau bitumineux constituant le joint d'étanchéité interne dans les caissons -le coffrage, notamment lorsque ce matériau contient un pourcentage élevé de gros grains, ainsi que le prévoit le brevet français n 1.142.306 en date du 5 mars 1956.
Dans le procédé connu, ? ; coffrage ne peut être retiré
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qûair bOQ±-4'JaD..q.P8 *sage long, O;.;1.'/YOJ.1btri:' duit ente laa iftr8U1 de coffrage la totalité dJ,.:: matériau cS"twC'h6! tl...voir exécuté les remblayages latt4ra;,- du barrage et avoir ara<< les oouches de matérlaux. Il- se produit pensent ce tettps un durdaewaeat du matériau b1 tum1ïeux qui ne peut plus se .tie? 1Ai.ler.t aux crains du r9m})1I:;::..ge attenant et qui rend imparfaite la compression indispensable du matériau
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b1 taud.neux..
Le procédé de l'invention consiste à couler couche par couche, simultanément et de proche en proche suivant la
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d1rect1();1 du barrage, les matériaux formant :t.c tablier à'±tan- chéité et les remblayages voisins (côté air et côté eau)., -maté- Pieux qui sont séparés l'un de l'autre par des cloisons paral- lèles verticales ou inclinées, déplacées vers l'avant sur l'aire dans la direction du travail, à araser ces matériaux à un ni.-
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veau sensiblement égal, et à comprimer ensuite simultanément les ma@érieux coulis., qui s'appliquent directement l'un contre l'autre en arrière des cloisons dans le sens du déplacement de celles-ci.
Par le procédé de l'invention il est possible d'édi-
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fier piorresvivement le barrage couche par couche dans la zone du joint,, tout en assurant strictement la sir..--irat5on, sons re- couvrement mutuel, entre le matériau coulé formant, la joint intérieur et les matériaux de remblayage du barrage coulés laté-
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ralement. On est alors certain que le joint d'étanchétté interne a en tous points une épaisseur uniforme et ne contient pas de matériaux étrangers provenait des remblayages voisins qui seraient susceptibles de nuire à l'étanchéité et à la benne tenue du joint.
Le mode de travail progressif permet aux matériaux coulés, séparés par les cloisons qui se déplacent en avant, de
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rappliquer directement l'un sur l'autre au bout de quelques secondes seulement. Le Matériau bitumineux d'étanchéité possède à ce moment là encore toute sa plasticité en r.'a aucune peine à s'accrocher fortement aux grains des matériaux de remblayage voisins sous l'effet de la compression qui suit aussitôt après
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e t à se comprimer de façon durable.
Le joint d'0túnchéité interne ainsi réalisé a exactement la cote d'épaisseur voulue ; il est en outre énergiquement comprimé et se trouve intimement lié au
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grain porteur du remblayage voisin, confortnJment au procédé du brevet cité ci-dessus, de sorte que l'ossature minérale porteuse
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ou barrage se prolonge sans interruption à travers le joint d;létttichéité intérieur, conférant ainsi au barrage une stabi- lité qui n'avait pas encore été atteinte.
L'appareil pour la mise en oeuvre du procédé de l'in-
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mention comporte deux cloisons parallèles posées sur chtnt, dont l'écartement est égal à l'épaisseur du joint interne 3'étanchéité, de moyens pour faire avancer les cloisons sur l'aire de travail dans le sens de la longueur de celle-ci, de
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r.;"Y"'!1S pour couler et araser ie matériau de construction 4u barrage du c8té de l'air et, du coté de l'eau à l'extérieur des cloisons parallèles,, de moyens pour introduira et araser le Matériau du joint entre les cloisons parallèles, et de vibreurs disposés en arrière des boisons parallèles (dans la direction
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du déplacement de celles-ci) pour comprircer slmulte)14r:aent les matériaux coulés et arasée s9par'-ent.
Les cloisons de séparation parallèles pertinüte--it de dé'6rse:- lt d'araser s1ftJUltâent, mais à des cplaement8 distinct, le matériau forr.1,,nt le Joint 4"t8nch'lt' interne d'une part et les Ilatr1ux formant les parois voisines du batrsge d'autre part, et qui exclut tout risque de méléoge des
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deux matériaux en gprnntisscn4l, absolument l'homogénéité de la texture du joint et l'uniformité de son épaisseur.
Dans une forme de réalisation particulière de l'inven-
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t1on, il est prévu sur les cloisons de séparation parallèles, un réservoir qui contient le matériau d'étanchéitc et dont le fond porte une ouverture débouchant entre les cloisons. Le ma- tériau d'étanchéité sortant du réservoir s'écoule par consé- quent entre les cloisons au fur et à mesure de leur avancement.
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Ce mode de déversement du matériau d'éta,r.chéité élimine la for- mation d'un cône d-'éboui-emc-rit et les risques de séparation des éléments du matériau,, dont la texture demeure ainsi parfaite- ment homogène.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé,
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donnkà titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre coument l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Les figures 1 et 2 représentent schématiquement un appareil selon l'Invention, vu respectivement en élévation et eu plan.
La figure 3 est une coupe par A-A de la figure 1.
Les figures 4 et 5 montrent en élévation et en plan un appareil automoteur.
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t'Rpa111 représenté aux figures 1 à 3 comprend deux cloisons parallèles en t-81P 1 et 2, verticales ou obl1q" #! posées sur chant et écartées l'une do l'autre distance& égale à l'épaisseur du joint d"tand1é1 Interne 3 devant être exécuté. les deux cloisons sont réunies par des entretoise,$ qui assurent l'écartement. Elles reposent par leurs arêtes infé-
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rieures sur l'aire de travail et elles sont déplac'és 11a vitesse
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voulue dans le sens de la longueur du barrage en cours d'édifi- cation, indiqué par la flèche.
Les cloisons peuvent être consti- tuées par plusieurs éléments assemblés par des articulations 4, de manière à épouser plus facilement les irrégularités de l'aire de travail, sans que leur arête-- inférieures s'en séparent @a certains points.
Les cloisons parallèles 1, 2 portent dans leur partie antérieure une tôle en dos d'âne 5, reccuvrant l'intervalle qui les sépare et se terminunt à l'avant par une tôle 6 pliée en forme d'éperon. Un bouclier transversal d'arasement 7,, suscep- tible d'être relevé et abaissé, déborde les cloisons 1 et 2 des deux côtés et balaya les espaces se trouvent de part et d'autre de ces cloisons.
Sur la part.e postérieure des cloisons parallèles est disposé un réservoir 8 contenant le matériau d'étanchéité et dont l'ouverture inférieure d'évacuation débouche dans l'inter- valle compris entre Les deux cloisons 1 et .. Entre celles-ci et en arrière du. résereoir 8 se trouve un registre réglable 9, qui détermine la hauteur de couche du matériau d'étanchéité.
A l'extré@@té des cloisons parallèles 1, 2 est fixée une traversa 1@ à laquelle sont suspendus trois vibreurs de com- pressior 11, 12, 13, de construction connue. Les deux vibreurs extrades 11, 13 se déplacent dans la zene du bouclier d'arase- ment 7, tandis que le vibreur médian 12 comprime le Matériau d'étanchéité arasé par le registre réglable 9. Ce dernier vibreur est pourvu d'une plaque de fond chauffée par un Drûleur à masout ou à gaz, pour empêcher la collage du matériau d'étanchéité que ce vibreur est charge de comprimer.
Les vibreurs @@ à 13 agissent de préférence suivant une direction inclinée sur l'horizontale, de façon à leur Imprimer
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une composante de mouvement dans le sens du dàplaeement des cloisons parallèles et à éviter des accumulations de matériau sur le bord antérieur des vibreurs, accumulations qui pour-
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raient yefoulfr latéralement ce façon indésirable 'le satériau, en particulier au voisinage de la face supérieur<. du joint.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant :
Guand les cloisons parallèles 1,2 se déplacent en avant dans le sens de la flèche, le matériau servan au rem- blyage du barrage côté air et côte eau, qui est généralement du gros gravier, est déversé, par exemple par une benne pre- neuse 14, sur la partie recouverte des cloisons, en avant du bouclier d'arasenent 7.
Le matériau s'éboule, comme le repré-
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sente la figure 3, de part et d'autre des cJ..oi&ons, à portée du bouclier 7 qui. le nivelle à une hauteur déterminée, de l'or- dre de 20 à 25 @@. Le matériau d'étanchéité interne, de préfé- rence bitumineux et de composition semblable à celle indiquée
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dans le brevet n L1I,2.:6 déjà cité, s'écoule simultanément du réservoir 8 dans l'espace compris entre les dotions, au fur et à metnre que celles-ci avEncent, et est arasé par le l"oi.ltl'e résille 9 à une hauteur de couche sensibÀ,3imenz égale à celle des 6mbl.18 déversés à l'extérieur des dosons..
En arrière de ces cloisons (dans le sens de leur déplacement) les couches vien@ent *-appliquer directement l'une contre l'autre.
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8taoG <u'<t3 à allie hauteur, elles ne peuvent donc pas s'ébou-- ler ni úl4l8!a1!r. 11 bout .g quelques secondes, ces couches srs.orlt portée des ebreurs 11 à 13, qui les compriment si- 8Ul tan¯ont et màm4nt. Chacune des lignes de jonctions des couche$ dJ.08Uté8 se trouve entre deux vibreurs voisins.
Le< sraSu 1dD:It porteurs dse couches juxtaposées sont ainsi appliqués f41'.¯' les aas Fur les autres de manière durable rez
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@ l'emplacement du jeint et N'imbriquent étroitement, de manière à donner naissance dans l'ensemble du barrage, ainsi que le prévoit ledit brevet ci-dessus, à une ossature porteuse mono- lithique, qui conféra à l'ouvrage des propriétés statiques remarquables. Le barrage de retenue est ainsi édifié par cou- ches successives de la manière décrite plus haut.
Ainsi qu'il a été signalé, le joint d'étanchéité in- terne est exécuté de préférence en matériau bitumineux, dont la pose doit être effectuée à chaud. Le réservoir 8 est en conséquence calorifugé. Afin d'assurer une bonne liaison entre la couche du matériau? oéjà posée refroidie et comprimée, ap- pliquée au cours de l'opération précédente et la couche qui suit immédiatement, il est prévu,, dans la partie antérieure entre les cloisons parallèles 1 et 2, des éléments chauffants 15, par exem- ple à rayons infra-rouées, dont le rayonnement est dirigé vers la couche bitumineuse comprimée auparavant, laquelle est ainsi ramollie sur une profondeur de 2 à 3 cm.
Les couches adjacentes se fondent ensemble intimement et les grains minéraux porteurs, s'imbriquent les uns dans les autres de sorte que le joint d'étanchéité interne qui se forme ne présente aucune solution de continuité.
Les matériaux utilisés pour le remblayage du barrage ne sont pas obligatoirement les mêmes du côté de l'air et du côté de l'eau. S'il est nécessaire d'employer ces matériaux de composition différente, la benne preneuse 14 déverse les uns à gauche etles autres à droite des cloisons parallèles 1, 2. Pour éviter le mélange de ces matériaux différents, il suffit d'instal- ler sur l'arête du dos d'âne 5 une cloison de séparation verti- cale 51, représentée en traits mixtes à la figure 3.
Pour diminuer la pression superficielle exercée par le
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poids propre des cloison? sur l'aire de travail, il est possible de munir le bord inférieur de ces cloisons de patins 16, visi- bles à la figure 3.
Le dispositif auto-tuteur schématiquement représenté aux figures 4 et 5 est identique dans son principe à celui décrit en regard des figures 1 à 3 et les éléments qui se correspondent dans les deux dispositifs sont affectés des mêmes signes de référence.
Les cloisons parallèles 1 et 2 sont rigidement soli- daires du réservoir 8 contenant le matériau d'étanchéité interne, et l'ensemble, comprenant également le refif tre réglable 9, est suspendu dans le châssis d'un véhicule 18, de manière à pouvoir être soulevé et abaissé par des vérins hydrauliques 17. les for- ces de traction nécessaires pour faire avancer les cloisons sont transmises par des bielles 19, fixées par des articulations au châssis du véhicule d'une part et aux cloisons 1,2 d'autre part.
Le bouclier d'arasement 7 est également articulé au châssis 18 et peut être soulevé et abaissé par des vérins hydrauliques 20, pour pouvoir régler la hauteur de couche.
Les vibreurs 11, 12, et 13 sont réunis au véhicule porteur par des accouplements flexibles et peuvent être soulevés et abaissés par des vérins hydrauliques 22 au moyen de bras 21 fixés au châssis 18.
Ainsi qu'il es représenté en traits mixtes à la figure 4, la portion des cloisons parallèles située en avant du bouclier 7 dans le sens de la marche du véhicule est rele- vable. Le véhicule roule par ses chenilles 23 ou ses roues à pneumatiques sur l'aire de remblayage, nivelée des deux côtés par le bouclier d'arasement 7, et est entraîné par un moteur Diesel autonome, qui fournit également l'énergie demandée par
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la pompe hydraulique alimentant les vérins @7, 20, 22 et,, qui par l'intermédiaire d'une génératrice, fournit aussi l'énergie électrique pour le chauffai des éléments à rayons infra-rouges 15.
En position de travail le dispositif auto-moteur se présente comme représenté sur les figures 4 et 5 et son fonc- tionnement correspond à celui décrit en regard des figures 1 à 3.
Lorsque le véhicule doit rejoindre un autre chantier ou faire demi-tour aux extrémités de l'ouvrage, la portion antérieure des cloisons parallèlas 1,2 est relevée suivant le tracé en traits mixtes de la figure 4. Les cloisons 1,2 sont ensuite écartées du sol au moyen des vérins hydrauliques 17 et les vi- breurs 11 à 13 au moyen des vérins 22. Le véhicule 18.. 13 dis- pose alors au-dessus du sol d'une liberté suffisante pour pou- voir circuler, même à grande vitesse.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présenteinvention.