"CUVELAGE"
L'invention concerne un cuvelage, notamment pour la réalisation de puits de mine de grande profondeur dans des terrains aquifères, destiné à être utilisé comme enveloppe intérieure dans les puits à glissement et comme enveloppe extérieure dans les constructions fixées au terrain.
L'extraction de la houille s'effectuant à des profondeurs de plus en plus grandes, les euvelagee destiné à être placés dans un terrain aquifère peu consistant ne peuvent plus, au-delà de 400 m de profondeur environ, être réalisés d'une manière économique en un matériau homogène. En effet, des revêtements constitués uniquement par du béton devraient avoir une épaisseur de plus d'un mètre et une construction entièrement en fer reviendrait trop cher. Dès maintenant, pour les profondeurs supérieures à 400 m, que le puits soit un puits à glissement ou un puits fixé au terrain, on fait choix d'une construction composite en béton.et acier ou fonte de moulage. On utilise alors une construction soudée en acier laminé qui demande beaucoup de travail et revient très cher.
Les tubbings en fonte de moulage à graphite lamellaire correspondant à la norme DIN 21
501 n'ont pas une résistance mécanique suffisante.
Le but de l'invention est la réalisation d'un cuvelage demandant beaucoup moins de travail qu'avec les tubbings normalisés ou les constructions en acier laminé utilisés jusqu'à présent.
Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que l'on utilise un cuvelage du type initialement défini qui est en fonte de moulage à graphite sphéroïdal (GGG) et constitue, en association avec du béton ou du béton armé, un élément porteur composite statique.
Par comparaison avec les tubbings normalisés en fonte de moulage ou avec les enveloppes en acier laminé utilisés jusqu'à présent, ce système présente d'importants avantages au stade de la fabrication. Ces avantages ne
sont pas uniquement d'ordre économique, mais plus spécia-lement d'ordre technique au stade de la fabrication. L'un de ces avantages particuliers par rapport au tubbing classique défini par la norme DIN 21 501 réside dans les remarquables propriétés du matériau constitué par la fonte de moulage à graphite sphéroïdal. Les nuances de GGG actuelles ont des propriétés de résistance mécanique qui sont presque équivalentes à celles de l'acier et les dépassent même en partie. De ce fait, les nuances de GGG sont qualifiées pour la réalisation, dans un puits de mine, d'une construction portante homogène ou en association avec le béton. Un avantage essentiel résulte de l'augmentation considérable du module d'élasticité des nuances de fonte de moulage à graphite sphéroidal utilisées actuellement.
Les avantages présentés par le procédé de fabrication associés à la possibilité de subdiviser la section en éléments de construction, l'excellente qualité de la fonte de
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masse de fer ouvrent à la réalisation de cuvelages en GGG de multiples perspectives.
Le cuvelage lui-même est constitué par des éléments individuels ayant la forme de segments géométriques d'enveloppe de cylindre qui, dans le sens périphérique, forment une circonférence fermée. Ces éléments individuelsycompris les nervures qu'ils doivent comporter, sont faciles à réaliser par moulage.
Du point de vue de la technique de construction, il
y a lieu de distinguer deux variantes de tubbings composites, qui sont l'enveloppe intérieure, montée à l'intérieur, et l'enveloppe extérieure assurant une fermeture étanche à l'eau. La caractéristique des systèmes composites porteurs,qu'ils soient extérieurs ou intérieurs, est connue en ce qui concerne la technique de construction et ce qui est nouveau dans le cas de la construction des puits de mine, c'est notamment la forme des éléments et ce qu'elle permet de réaliser dans la technique de construction.
L'enveloppe intérieure, c'est-à-dire une construction portante intérieure, n'est indispensable, du point
de vue économique, qu'à partir d'une certaine profondeur ou d'une certaine hauteur de pression statique d'un puits. Comme les éléments individuels en fonte de moulage qui sont situés à l'intérieur ne sont pas assemblés d'une manière étanche à l'eau, il faut une enveloppe extérieure étanche à l'eau. Cette enveloppe d'étanchéité est généralement constituée, dans le cuvelage, par un cylindre en tôle d'acier soudé de manière à assurer l'étanchéité à l' eau. Ce cylindre assumer lui-même la fonction d'empècher toute formation de pression hydraulique en arrière
de tubbing composite. Il maintient loin du tubbing composite le bras de levier de la force exercée par les pressionshydrauliques et empêche toute traction de séparation dans le sens radial entre le tubbing composite et le béton.
Pour l'application du procédé, l'enveloppe intérieure est réalisée de haut en bas et, de ce fait, convient aux puits à glissement couramment utilisés en Allemagne. Il est préférable que les éléments individuels superposés s'engagent les uns dans les autres suivant le système de rainure et de languette. Il est avantageux de remplir de béton non armé l'intervalle compris entre l'enveloppe de tôle d'acier extérieur et le tubbing composite intérieur. Ce qui est nouveau dans les éléments individuels suivant l'invention, c'est que leurs éléments permettant le vissage.sont du côté du béton. De ce fait, leur surface tournée vers le côté intérieur du puits de mine est complètement lisse. Ces avantages relatifs aux conditions d'écoulement font que le nouveau cuvelage n'est pas comparable aux tubbings classiques.
De plus, il comporte des des nervures spéciales;du côté du béton,qui ont des dimensions telles qu'une séparation d'avec le béton n'est pas possible dans les conditions de charges prescrites.
Lorsque le puits est fixé par le procédé de congé-lation ou se trouve dans un terrain solide,l'enveloppe extérieure peut�dans le cas d'une construction fixée définitivement au terrain, être immédiatement entrainée. Les éléments individuels extérieurs sont, après
un usinage, vissés au niveau de leurs surfaces de contact de manière à assurer l'étanchéité à l'eau, avec intercalation d'éléments d'étanchéité correspondants.L'enve. loppe extérieure constitue pratiquement l'enveloppe étanche à l'eau et protège le béton de tout effort excessif. Contrairement au tubbing classique, l'enveloppe extérieure ne comporte qu'un faible remplissage de sorte que, pendant la phase de fonçage,elle peut être introduite d'une manière stable. Alors que, dans le cas du tubbing classique, un remplissage de grand volume était effectué
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sée des terres, ce n'est pas le cas pour le tubbing composite extérieur. Bien entendu, il faut que le béton intérieur nécessaire qui intervient également comme support soit ultérieurement, dans une deuxième phase de construction�prébétonné de bas en haut.
Il est donc indispensable que, pendant la phase de fonçage, le terrain soit consistant ou qu'une fonction de support provisoire soit assurée par un cylindre de congélation. Pour empêcher le développement de pressionshydrostatiques pendant le phase de fonçage, il faut que l'enveloppe extérieure soit perforée de telle manière que ce ne soit qu'ultérieurement, pendant la phase de prébétonnage, qu'elle soit rendue étanche en allant de bas en haut. Une fois terminés^ l'enveloppe extérieure et le béton assurent le report de la pression de l'eau et de la poussée des terres.
Contrairement à l'enveloppe intérieure, l'enveloppe extérieure ne comporte en principe pratiquement pas de nervures du côté du béton, les éléments de vissage étant seuls tournés vers l'intérieur. En général, le frotte-ment suffit à assurer la liaison dans le sens radial entre le tubbing composite en fonte et le béton intérieur. Cependant, en cas de besoin, on peut également ménager des nervures intérieures d'une hauteur supérieure à celles des tubbings classiques. De toute façon le tubbing comporte des nervures extérieures pour empêcher, pendant la phase de fonçage, tout glissement des éléments remplis. Des puits de mine comportant des enveloppes extérieures constituent des sytèmes fixés au terrain.
L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen dexemples de réalisation en se référant au dessin.
La figure 1 est une coupe transversale d'un cuvelage constituant une enveloppe intérieure. La figure 1a représente un détail modifié de la figure 1. La figure 2 et la figure 3 représentent des modes de réalisation possibles du détail A de la figure 1. La figure 4 est la vue suivant la ligne X de la figure 1. La figure 5 est une coupe transversale d'un cuvelage constituant une enveloppe extérieure. La figure 6 est une coupe suivant la ligne B-B de la figure 5.
Le cuvelage de puits de mine est constitué par des
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ques d'enveloppe de cylindre. Ces éléments sont superposés les uns aux autres et forment, dans le sens périphérique, les uns à la suite des autres, un cercle fermé.
L'élément individuel faisant partie de l'enveloppe intérieure comporte des nervures extérieures 2 qui forment un réseau déterminé, les contours des nervures pouvant varier. Des brides de liaison latérale 3 assurant le vissage à l'élément voisin sont du côté extérieur. Les nervures 2 et les brides de liaison 3 ne sont plus visibles de l'intérieur après le remplissage par du béton, c'est-à-dire que le puits de mine est, dans ce cas, complètement lisse. Pour que le vissage puisse s'effectuer de l'intérieur du puits, le dispositif comporte, comme
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ments peuvent être remplis après le vissage. Les éléments individuels sont placés les uns sur les autres et, pour la fixation de leur position, comportent une rainure 5 et une languette 6 qui peuvent également avoir des formes différentes de la forme indiquée.
L'élément individuel faisant partie de l'enveloppe extérieure comporte de courtes nervures horizontales 7 qui font saillie dans un remplissage 8. Des brides de liaison 9 font saillie du côté intérieur dans le béton 4. Entre des éléments individuels voisins,un dispositif d'étanchéité est indispensable. Des bouchons moulés 10 s'engagent dans le segment d'enveloppe de cylindre. En cas de besoin, des nervures 12 sont ménagées entre les brides de liaison périphériques 9.
REVENDICATIONS
1. Cuvelage, notamment pour la réalisation de puits de
mine de grande profondeur dans des terrains aquifères, destiné à être utilisé comme enveloppe intérieure dans les puits à glissement et comme enveloppe extérieure dans les constructions fixées au terrain, caractérisé en ce qu'il est constitué par de la fonte de moulage
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le béton armé, un élément porteur composite statique.