" Installation tubulaire souterraine, telle que tunnel
de circulation, canalisation tubulaire ou analogue,
procédé de fabrication et dispositif pour la mise
en oeuvre du procédé" L'invention concerne un procédé pour réaliser une cavité souterraine de forme tubulaire, par exemple un tunnel de circulation, dans lequel,..au cours du creusement, une matière pâteuse est introduite en vue de la formation d'une
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portant la poussée de la roche, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.
L'objet du brevet principal no 900.510 est une cavité souterraine de forme tubulaire, telle qu'un tunnel de circulation, une conduite tubulaire ou analogue, dans laquelle est disposée entre la surface extérieure du revêtement qui supporte la poussée de la roche et la roche une couche en une matière qui limite, par déformation plastique, la transmission mutuelle de forces lorsqu'il y a des déplacements relatifs entre la roche et le revêtement. Cette couche est avantageusement constituée d'un mélange pâteux formé par un minéral argileux, par exemple de la bentonite et de l'eau, qui est mis en place lors de la progression de la réalisation du revêtement.
Du fait de l'imperméabilité à l'eau de cette couche,
on obtient un effet d'étanchéité favorable qui a-pour conséquence, pour des conditions normales de la roche, de permettre d'imposer des conditions nettement moins sévères à la limite de la largeur des fissures d'un revêtement de tunnel en béton armé. La conséquence est que même pour une épaisseur relativement faible mais constante de cette couche, il est possible d'économiser partiellement ou même complètement l'armature.
L'utilisation de béton non armé pour constituer le revêtement d'un tunnel suppose que la résultante des efforts de cisaillement dans tous les cas de charge s'applique à l'intérieur de la région centrale de la section. L'importance des moments de flexion est influencée par le facteur de poussée des terres et par le ballast. Les moments de flexion sont donc d'autant plus faibles que le facteur de poussée des
terres se rapproche de 1. La couche, constituée en un minéral argileux et qui est prévue selon le brevet principal entre le revêtement et la roche, présente des propriétés excellentes de glissement et se comporte comme un fluide quand la déformation est empêchée, ce qui fait que le facteur de poussée des terres devient 1. Ceci constitue une autre condition favorable permettant d'utiliser un revêtement de tunnel non armé.
L'invention a pour but de proposer une possibilité économique de réalisation d'un revêtement de tunnel non armé compre-. nant une couche intermédiaire conformément au brevet principal.
Selon l'invention, ce but est atteint du fait que la couche intermédiaire est réalisée en avance par rapport au revêtement dans l'espace intermédiaire compris entre la roche et un coffrage intermédiaire servant de limite interne et recouvrant au moins la section destinée à cette couche préalable; et du fait que le revêtement est réalisé sur place
par apport de béton dans la cavité située entre le coffrage intermédiaire qui est entraîné en même temps que progresse
le bétonnage et un coffrage interne.
La couche intermédiaire et le revêtement peuvent être réalisés au cours d'étapes de travail séparées et successives. La couche intermédiaire est de préférence réalisée de façon continue en même temps que le creusement.
Le concept de l'invention consiste dans le fait de coupler la mise en place de la couche intermédiaire en une matière pâteuse à la mise en place du béton du revêtement de manière que la couche intermédiaire soit réalisée avant le revêtement et de prévoir un coffrage entraîné en même temps que progresse le bétonnage pour séparer la couche intermé-
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couche intermédiaire que du revêtement se fait donc directement à la suite de l'avance du bouclier de creusement, le béton frais du revêtement parvenant le long d'une ligne limite en contact direct avec le matériau de la couche intermédiaire à mesure-qu'avance le coffrage intermédiaire.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans un bouclier de creusement. équipé de vérins de creusement et se prolongeant sur le côté qui est à l'opposé du front de taille en une queue ou arrièrebec de bouclier, est moulé,sur le côté intérieur de l'arrièrebec du bouclier, un coffrage frontal de forme annulaire et destiné à la couche intermédiaire, comprenant des ouvertures d'introduction sous pression de la matière pâteuse, le coffrage intermédiaire limitant la couche intermédiaire étant constitué sous forme d'une enveloppe cylindrique, coopérant avec le côté intérieur du coffrage frontal de la couche intermédiaire et comprenant, sur son côté intérieur, un coffrage frontal de forme annulaire destiné au revêtement et qui, pour sa part, est rendu étanche par rapport au coffrage intermédiaire du revêtement.
Le coffrage intermédiaire peut être déplacé par rapport à l'arrière-bec du bouclier et guidé de façon étanche contre le côté intérieur du coffrage frontal de la couche intermédiaire.
Le coffrage frontal de la couche intermédiaire est avantageusement décalé par rapport à l'extrémité de l'arrièrebec du bouclier et le coffrage frontal du revêtement est décalé par rapport à l'extrémité du coffrage intermédiaire.
L'extrémité du coffrage intermédiaire qui fait saillie au-delà du coffrage frontal peut être constitué en forme de coin allant en diminuant en direction de son extrémité; il peut comprendre des fentes orientées en direction longitudinale et/ou être constitué en une matière flexible telle que du caoutchouc, de la matière synthétique ou analogues.
Le coffrage frontal du revêtement est avantageusement muni d'ouvertures d'introduction sous pression.
Le coffrage intermédiaire peut être soutenu contre le bouclier au moyen d'unités à cylindre et piston et être guidé par glissement contre la surface extérieure du coffrage interne au moyen d'éléments d'écartement.
Un mode d'exécution de ce dispositif est décrit ciaprès en référence au dessin schématique annexé dans lequel :
Figure 1 est une vue en coupe longitudinale de ce dispositif ; <EMI ID=3.1> agrandie ; Figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 mais dans une autre position de fonctionnement.; Figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 1, et Figure 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne V-V de la figure 1.
Sur le dessin, l'invention est représentée au moyen d'un dispositif de creusement d'un tunnel à l'aide d'un bouclier. Comme montré à là figure 1, ce dispositif comprend un bouclier de creusement (1) sur le côté frontal duquel sont montés les outils de creusement (2) destinés à l'abattage de la roche ou du terrain. Les matériaux extraits sont transportés, d'une façon connue en soi, à partir d'une chambre d'abattage (3) éventuellement remplie d'eau ou d'une fluide thixotrope. Le bouclier de creusement (1) s'appuie pour avancer au moyen de vérins de creusement (4) contre le coffrage interne (5) du revêtement (6) du tunnel. Le coffrage interne (5) est constitué de sections individuelles de tubbings ou cuvelages, qui sont déplacées en fonction de la progression. On utilise alors un élément télescopique (31) qui ne fait pas non plus l'objet de l'invention.
La partie arrière du bouclier de creusement (1) est indiquée par l'arrière-bec (7) du bouclier. Sur le côté intérieur de l'arrière-bec (7) est fixé, à une certaine distance de son extrémité (8), un coffrage frontal de forme annulaire (9) destiné au mélange pâteux d'un minéral argileux, qui est amené pour former une couche intermédiaire (10) dans l'espace intermédiaire compris entre la roche et le coffrage interne (5). Le coffrage frontal (9) comporte, à cet effet, des ouvertures d'introduction sous pression (12), qui sont raccordées à des conduites tubulaires (13).
A l'intérieur de 1'arrière-bec (7) du bouclier se trouve le coffrage interne (14), sous forme d'une enveloppe cylindrique, qui peut être déplacée en direction axiale au moyen de vérins (15) montés sur le bouclier de creusement (1), en s'appuyant contre le coffrage frontal de forme annulaire (9)
(figure 2). Le coffrage frontal (9) est de forme courbe sur sa surface périphérique intérieure (16) en vue d'obtenir un meilleur guidage du coffrage intermédiaire-(14) et d'autoriser de petits mouvements de basculement dans les courbes.
Sur le côté intérieur du coffrage intermédiaire (14)
se trouve le coffrage frontal de forme annulaire (17) destiné au béton du revêtement (6) de telle sorte que le coffrage intermédiaire dépasse du coffrage (17) dans une zone (18). Dans le coffrage frontal (17) sont prévues des ouvertures d'introduction sous pression (19) pour le béton du revêtement (6), qui est amené par des conduites (20). Comme il ressort surtout de la figure 2, le coffrage intermédiaire (14) est maintenu dans la région du coffrage frontal (17) par des entretoises (21), qui peuvent se déplacer en glissant sur le coffrage interne. Le joint annulaire situé entre le coffrage frontal (17) et le coffrage interne (5) est rendu étanche par une garniture (22) comparable à une garniture d'arrièrebec de bouclier; l'espace intermédiaire compris entre la garniture (22) et les entretoises peut être rempli/de graisse
(23).
A la figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 1, montrant la répartition des ouvertures d'introduction sous pression (12) et (19), respectivement de la matière pâteuse et du béton du revêtement
(6). Pour des raisons de clarté, les conduites d'amenée ne <EMI ID=4.1>
l'avance du coffrage interne (14) et de l'élément télescopique de poussée (31).
En fonctionnement du dispositif de creusement, pendant et à la suite de l'avance en direction de la flèche (24) montrée à la figure 2 , au moyen des vérins d'avance (4) qui s'appuient dans le sens de la flèche (25) contre le coffrage interne (5), le mélange pâteux de minéral argileux est amené par les conduites (13) dans le sens de la flèche (26) et
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pression (12) prévues dans le coffrage frontal (9), dans l'espace compris entre la roche (11) et le coffrage intermédiaire
(14). Le minéral argileux constitue donc la couche (10) entre la roche (11) et le coffrage intermédiaire (14). Le creusement est arrêté dès que le coffrage frontal (9) parvient en appui contre une butée (27) à l'extrémité intérieure du coffrage intermédiaire (14). La position d'extrémité de la butée est représentée en pointillés à la figure 3.
L'opération suivante est représentée à la figure 3. Le bouclier de creusement (1) étant arrêté, on fait avancer le coffrage intermédiaire (14) au moyen des vérins (15) dans le sens de la flèche (28), par rapport au bouclier (1), et à la suite de l'avance, du béton est simultanément introduit sous pression par les conduites d'amenée (20) (dans le sens de laflèche (30))et-les ouvertures d'introduction sous pression (19) dans l'espace compris entre la couche intermédiaire (10) préalablement réalisée - et le coffrage intermédiaire (5) en vue de former le revêtement (6) du tunnel.
La zone en débord (18) du coffrage intermédiaire.(14) empêche, à l'arrêt, qu'un mélange pâteux encore frais du minéral argileux pénètre dans une cavité quelconque s'étant formée avant l'introduction du béton frais. Pour éviter que
le coffrage intermédiaire adhère dans cette région contre le béton qui prend, pendant les durées d'arrêt du bouclier de creusement, par exemple pendant des interruptions du travail, b
la zone (18) peut être réalisée sous la forme d'un coin de section allant en diminuant en direction de son extrémité, être munie de fentes longitudinales ou encore être constituée en un matériau flexible. Dans la partie restante, il se forme une ligne de séparation relativement régulière (29) entre la couche de minéral- argileux (10) et le béton du revêtement (6). La garniture d'étanchéité (22) rend alors l'espace annulaire étanche par rapport au côté extérieur du coffrage interne (5), qui est maintenu constant par les éléments d'écartement (21).
La figure 5 est une autre vue partielle en coupe transversale du revêtement de tunnel terminé comprenant une couche intermédiaire, avant le retrait du coffrage interne (5).
- REVENDICATIONS -
1. Procédé pour réaliser une cavité souterraine de forme annulaire, par exemple un tunnel de circulation, selon l'une quelconque des revendications du brevet principal, selon lequel une matière pâteuse destinée à la formation d'une'couche intermédiaire entre la roche et le revêtement qui supporte la poussée des terres est mise en place pendant le creusement, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (10) est réalisée en avance par rapport au revêtement (6), dans l'espace intermédiaire compris entre la roche et un coffrage intermédiaire (14) servant de limite interne et recouvrant au moins la section destinée à cette couche préalable, et.en ce que le revêtement (6) est réalisé sur place par apport de béton dans la cavité située entre le coffrage intermédiaire (14) qui est entraîné en même temps que progresse le bétonnage, et un coffrage interne (5).
"Underground tubular installation, such as tunnel
circulation, tubular pipe or the like,
manufacturing process and device for placing
implementation of the process "The invention relates to a process for producing an underground cavity of tubular shape, for example a circulation tunnel, into which, during digging, a pasty material is introduced with a view to forming a
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carrying the thrust of the rock, as well as a device for the implementation of this process.
The subject of main patent No. 900.510 is an underground cavity of tubular shape, such as a circulation tunnel, a tubular pipe or the like, in which is disposed between the outer surface of the covering which supports the thrust of the rock and the rock a layer of a material which limits, by plastic deformation, the mutual transmission of forces when there are relative displacements between the rock and the coating. This layer advantageously consists of a pasty mixture formed by a clay mineral, for example bentonite and water, which is put in place during the progress of the production of the coating.
Because of the waterproofing of this layer,
a favorable sealing effect is obtained which has the consequence, for normal rock conditions, of making it possible to impose clearly less severe conditions at the limit of the width of the cracks of a reinforced concrete tunnel lining. The consequence is that even for a relatively small but constant thickness of this layer, it is possible to partially or even completely save the reinforcement.
The use of unreinforced concrete to constitute the lining of a tunnel supposes that the result of the shear forces in all load cases applies inside the central region of the section. The importance of bending moments is influenced by the earth push factor and by the ballast. The bending moments are therefore lower when the push factor of the
earth approaches 1. The layer, made up of a clay mineral and which is provided according to the main patent between the coating and the rock, has excellent sliding properties and behaves like a fluid when deformation is prevented, which makes that the earth push factor becomes 1. This is another favorable condition for using an unarmoured tunnel lining.
The object of the invention is to propose an economic possibility of producing a compressed unarmoured tunnel lining. providing an intermediate layer in accordance with the main patent.
According to the invention, this object is achieved because the intermediate layer is produced in advance with respect to the coating in the intermediate space between the rock and an intermediate formwork serving as internal limit and covering at least the section intended for this layer. prior; and the fact that the coating is carried out on site
by adding concrete into the cavity between the intermediate formwork which is driven at the same time as it progresses
concreting and internal formwork.
The intermediate layer and the coating can be produced during separate and successive working steps. The intermediate layer is preferably carried out continuously at the same time as the digging.
The concept of the invention consists in coupling the installation of the intermediate layer of a pasty material with the installation of the concrete of the coating so that the intermediate layer is produced before the coating and to provide a driven formwork at the same time as the concreting progresses to separate the intermediate layer
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intermediate layer of the coating therefore takes place directly following the advance of the digging shield, the fresh concrete of the coating arriving along a boundary line in direct contact with the material of the intermediate layer as it advances the intermediate formwork.
The invention also relates to a device for implementing this method. In a digging shield. equipped with digging cylinders and extending on the side which is opposite the cutting face in a tail or rear of shield, is molded, on the inside side of the rear of the shield, a frontal formwork of annular shape and intended for the intermediate layer, comprising openings for introducing the pasty material under pressure, the intermediate formwork limiting the intermediate layer being formed in the form of a cylindrical envelope, cooperating with the inner side of the front formwork of the intermediate layer and comprising , on its inner side, an annular formwork intended for the covering and which, for its part, is made watertight relative to the intermediate formwork of the covering.
The intermediate formwork can be moved relative to the rear beak of the shield and guided in a sealed manner against the inside of the front formwork of the intermediate layer.
The front formwork of the intermediate layer is advantageously offset relative to the end of the rear of the shield and the front formwork of the coating is offset relative to the end of the intermediate formwork.
The end of the intermediate formwork which projects beyond the front formwork can be made in the form of a wedge, tapering towards its end; it may include slots oriented in the longitudinal direction and / or be made of a flexible material such as rubber, synthetic material or the like.
The front formwork of the covering is advantageously provided with pressurized introduction openings.
The intermediate formwork can be supported against the shield by means of cylinder and piston units and can be guided by sliding against the external surface of the internal formwork by means of spacers.
An embodiment of this device is described below with reference to the attached schematic drawing in which:
Figure 1 is a longitudinal sectional view of this device; <EMI ID = 3.1> enlarged; Figure 3 is a view similar to that of Figure 2 but in another operating position .; Figure 4 is a cross-sectional view along line IV-IV of Figure 1, and Figure 5 is a cross-sectional view along line V-V of Figure 1.
In the drawing, the invention is represented by means of a device for digging a tunnel using a shield. As shown in FIG. 1, this device comprises a digging shield (1) on the front side of which are mounted the digging tools (2) intended for cutting down the rock or the ground. The extracted materials are transported, in a manner known per se, from a slaughter chamber (3) possibly filled with water or a thixotropic fluid. The digging shield (1) is pressed to advance by means of digging cylinders (4) against the internal formwork (5) of the lining (6) of the tunnel. The internal formwork (5) consists of individual sections of tubbings or casings, which are moved according to the progression. A telescopic element (31) is then used which is not the subject of the invention either.
The rear part of the digging shield (1) is indicated by the rear spout (7) of the shield. On the inner side of the rear spout (7) is fixed, at a certain distance from its end (8), a front formwork of annular shape (9) intended for the pasty mixture of a clay mineral, which is brought for forming an intermediate layer (10) in the intermediate space between the rock and the internal formwork (5). The front formwork (9) has, for this purpose, pressurized introduction openings (12), which are connected to tubular conduits (13).
Inside the rear spout (7) of the shield is the internal formwork (14), in the form of a cylindrical envelope, which can be moved in the axial direction by means of jacks (15) mounted on the shield. digging (1), pressing against the annular front formwork (9)
(figure 2). The front formwork (9) is curved on its inner peripheral surface (16) in order to obtain better guidance of the intermediate formwork (14) and to allow small tilting movements in the curves.
On the inside of the intermediate formwork (14)
there is the annular formwork (17) for the concrete facing (6) so that the intermediate form protrudes from the formwork (17) in an area (18). In the front formwork (17) are provided pressurized introduction openings (19) for the concrete of the covering (6), which is brought by pipes (20). As is clear above from FIG. 2, the intermediate formwork (14) is held in the region of the front formwork (17) by spacers (21), which can move by sliding on the internal formwork. The annular seal located between the front formwork (17) and the internal formwork (5) is sealed by a gasket (22) comparable to a rear shield gasket; the intermediate space between the lining (22) and the spacers can be filled / with grease
(23).
In Figure 4 is a cross-sectional view along line IV-IV of Figure 1, showing the distribution of the pressurized introduction openings (12) and (19), respectively of the pasty material and the concrete of the coating
(6). For reasons of clarity, the supply lines do not <EMI ID = 4.1>
the advance of the internal formwork (14) and the telescopic pushing element (31).
In operation of the digging device, during and following the advance in the direction of the arrow (24) shown in Figure 2, by means of the advance cylinders (4) which bear in the direction of the arrow (25) against the internal formwork (5), the pasty mixture of clay mineral is brought through the pipes (13) in the direction of the arrow (26) and
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pressure (12) provided in the front formwork (9), in the space between the rock (11) and the intermediate formwork
(14). The clay mineral therefore constitutes the layer (10) between the rock (11) and the intermediate formwork (14). Digging is stopped as soon as the front formwork (9) comes to bear against a stop (27) at the inner end of the intermediate formwork (14). The end position of the stop is shown in dotted lines in Figure 3.
The following operation is represented in FIG. 3. The digging shield (1) being stopped, the intermediate formwork (14) is advanced by means of the jacks (15) in the direction of the arrow (28), relative to the shield (1), and following the advance, concrete is simultaneously introduced under pressure by the supply lines (20) (in the direction of the arrow (30)) and-the pressure introduction openings ( 19) in the space between the intermediate layer (10) previously produced - and the intermediate formwork (5) in order to form the lining (6) of the tunnel.
The overhanging zone (18) of the intermediate formwork (14) prevents, when stationary, a pasty mixture, still fresh, of the clay mineral penetrating into any cavity which has formed before the introduction of the fresh concrete. To prevent
the intermediate formwork adheres in this region against the concrete which takes, during the shutdown times of the digging shield, for example during work interruptions, b
the area (18) can be made in the form of a corner of a section which tapers towards its end, may be provided with longitudinal slots or may be made of a flexible material. In the remaining part, a relatively regular separation line (29) is formed between the layer of clay mineral (10) and the concrete of the coating (6). The seal (22) then seals the annular space with respect to the external side of the internal formwork (5), which is kept constant by the spacer elements (21).
FIG. 5 is another partial view in cross section of the finished tunnel lining comprising an intermediate layer, before the removal of the internal formwork (5).
- CLAIMS -
1. A method for producing an annular underground cavity, for example a circulation tunnel, according to any one of the claims of the main patent, according to which a pasty material intended for the formation of an intermediate layer between the rock and the covering which supports the thrust of the earth is put in place during digging, characterized in that the intermediate layer (10) is produced in advance with respect to the covering (6), in the intermediate space between the rock and an intermediate formwork (14) serving as an internal limit and covering at least the section intended for this preliminary layer, and. In that the covering (6) is produced on site by adding concrete into the cavity located between the intermediate formwork (14) which is driven at the same time as the concreting progresses, and an internal formwork (5).