CH684545A5

CH684545A5 - Method for producing an elongated solid body and installation for implementing this method

Info

Publication number: CH684545A5
Application number: CH393290A
Authority: CH
Inventors: John S Cuniberti
Original assignee: John S Cuniberti
Priority date: 1990-12-12
Filing date: 1990-12-12
Publication date: 1994-10-14

Abstract

The freshly cast (at 2a) concrete for covering the wall of a tunnel (gallery) being excavated is compressed by displacement of the mould (3-3a) in the direction of the arrow (13) by jacks (4), the rods of which move in the direction of the arrow (12), which expels the water which this concrete contains. The concrete thus dried becomes compact and provides a high shear strength, which allows it to be used as a bearing point for moving the cylinders (5) of the jacks (4) and an annular shield (10) integral with these cylinders forwards. After the excavation has been continued (at 1a), and still using the same jacks, the shuttering (3-3a) is moved forwards, in the opposite direction to that of the arrow (13), which allows the operation to be repeated. <IMAGE>

Description

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GH 684 545 Â5 GH 684 545 Â5

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Description Description

La présente invention a pour objet un procédé pour la réalisation d'un corps solide longiforme obtenu par moulage, dans un moule se déplaçant suivant l'axe longitudinal du corps au fur et à mesure du moulage de celui-ci, d'un matériau durcissable comprenant un agrégat mélangé à un liant en phase liquide en quantité excédentaire, c'est-à-dire en une quantité supérieure à celle que nécessite la prise dudit matériau, afin de réduire sa résistance au cisaillement et permettre ainsi sa mise en place. The subject of the present invention is a method for producing a long, solid body obtained by molding, in a mold moving along the longitudinal axis of the body as it is molded, of a hardenable material. comprising an aggregate mixed with a binder in the liquid phase in an excess amount, that is to say in an amount greater than that required for the taking of said material, in order to reduce its shear strength and thus allow it to be put in place.

L'invention a également pour objet une installation pour ia mise en œuvre de ce procédé. The invention also relates to an installation for ia implementation of this method.

Des procédés tels que celui mentionné ci-dessus sont connus et servent, en particulier, à la réalisation, à l'aide de coffrages dits «glissants», de couches de revêtement lors du forage de tunnels ou galeries. Methods such as that mentioned above are known and are used, in particular, for the production, using so-called “slippery” formwork, of coating layers when drilling tunnels or galleries.

L'inconvénient de tels procédés réside dans le fait qu'il faut prévoir et réaliser des points d'ancrage sur lesquels prendre appui en vue d'assurer les déplacements, vers l'avant de l'ouvrage, de l'installation de moulage, coffrage ou autre. The disadvantage of such methods lies in the fact that it is necessary to provide and produce anchoring points on which to bear in order to ensure the displacements, towards the front of the structure, of the molding installation, formwork or other.

Le but de la présente invention est de rendre de tels points d'ancrage ou d'appui superflus. The object of the present invention is to make such anchoring or support points superfluous.

Ce but est atteint grâce aux moyens définis dans les revendications 1 et 7. This object is achieved by the means defined in claims 1 and 7.

Le dessin représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'installation objet de l'invention, illustrant deux modes de mise en œuvre du procédé suivant l'invention. The drawing shows, by way of example, two embodiments of the installation which is the subject of the invention, illustrating two modes of implementing the method according to the invention.

Les figs. 1 à 4 sont des coupes schématiques axiales d'une partie d'une installation permettant la réalisation, en cours de forage d'une galerie, d'une couche de revêtement de la paroi de celle-ci, l'installation étant représentée dans quatre phases différentes du processus de réalisation de l'ouvrage, et Figs. 1 to 4 are axial schematic sections of part of an installation allowing the realization, during drilling of a gallery, of a coating layer of the wall thereof, the installation being represented in four different phases of the construction process, and

Les figs. 5 à 8 sont des coupes schématiques axiales partielles d'une installation permettant la réalisation de la paroi d'un silo, également représentée dans quatre phases différentes du processus de réalisation de l'ouvrage. Figs. 5 to 8 are partial axial schematic sections of an installation allowing the production of the wall of a silo, also represented in four different phases of the construction process of the structure.

Dans la forme d'exécution des figs. 1 à 4, seule la partie supérieure de la voûte de la galerie ou du tunnel en cours de forage a été représentée en 1. Cette voûte apparaît, en 1a, à la gauche des figures, comme n'étant pas encore forée à la dimension requise, les moyens de forage, étrangers à la présente invention, n'ayant cependant pas été représentés. In the embodiment of figs. 1 to 4, only the upper part of the vault of the gallery or tunnel being drilled has been shown in 1. This vault appears, in 1a, to the left of the figures, as not yet being drilled to size required, the drilling means, foreign to the present invention, however not having been shown.

La réalisation d'une couche de revêtement de béton 2, destinée à soutenir la paroi de la galerie, s'effectue à l'aide d'une installation qui comprend un moule 3, de forme générale cylindrique, ouvert à l'arrière, et présentant, à sa partie antérieure, une paroi annulaire de fermeture 3a. Ce moule est soumis à l'action de plusieurs vérins, désignés chacun d'une façon générale par 4, au nombre de trois ou quatre, par exemple, répartis sur la paroi frontale 3a du moule. Chacun de ces vérins, dont un seul est visible au dessin, comporte un cylindre moteur The production of a concrete covering layer 2, intended to support the wall of the gallery, is carried out using an installation which comprises a mold 3, of generally cylindrical shape, open at the rear, and having, at its front part, an annular closure wall 3a. This mold is subjected to the action of several jacks, each designated generally by 4, three or four in number, for example, distributed over the front wall 3a of the mold. Each of these jacks, only one of which is visible in the drawing, comprises a driving cylinder

5 présentant deux orifices 6 et 7 disposés à chacune de ses extrémités, dans lequel se déplace un piston 8 dont la tige 9 est solidaire de la paroi antérieure 3a du moule. Un gaz comprimé ou un liquide sous pression peut être envoyé par l'une ou l'autre des ouvertures 6 et 7 dans le cylindre 5, à l'avant ou à l'arrière du piston 8, respectivement. 5 having two orifices 6 and 7 arranged at each of its ends, in which a piston 8 moves, the rod 9 of which is integral with the front wall 3a of the mold. Compressed gas or pressurized liquid can be sent through either of the openings 6 and 7 into the cylinder 5, in front of or behind the piston 8, respectively.

L'ensemble des cylindres 5 des différents vérins 4 est solidaire d'un bouclier 10, dont la forme correspond à la section de ia galerie, destiné à soutenir la paroi 1 de l'ouvrage avant le moulage de la couche de revêtement 2. The set of cylinders 5 of the different jacks 4 is integral with a shield 10, the shape of which corresponds to the section of the gallery, intended to support the wall 1 of the structure before the molding of the coating layer 2.

L'installation décrite et représentée s'utilise de la façon suivante: The installation described and shown is used as follows:

Lorsqu'elle occupe la position représentée à la fig. 1, dans laquelle le bouclier 10 est situé juste en arrière du front de coupe, et dans laquelle le moule 3 occupe sa position avancée, le piston 8 de chaque vérin 4 étant situé tout à l'avant du cylindre 5, on coule ou plus exactement on injecte sous pression du béton par des ouvertures 11 que présente à cet effet la paroi du coffrage 3. Le béton mis en œuvre contient non seulement le liant hydraulique strictement nécessaire à sa prise ultérieure, mais un excédent ou surplus de liant, comme c'est d'ailleurs le cas de tous les ouvrages réalisés par du béton moulé ou injecté, nécessaire pour permettre sa mise en place. When it occupies the position shown in FIG. 1, in which the shield 10 is located just behind the cutting front, and in which the mold 3 occupies its advanced position, the piston 8 of each cylinder 4 being located right at the front of the cylinder 5, one or more is poured exactly concrete is injected under pressure through openings 11 which the wall of the formwork 3 presents for this purpose. The concrete used contains not only the hydraulic binder strictly necessary for its subsequent setting, but an excess or surplus of binder, such as c 'is also the case of all works made of molded or injected concrete, necessary to allow its implementation.

Lorsque le moule 3 est dûment rempli de béton, on envoie le fluide sous pression dans le cylindre 5, par l'ouverture 6, à l'avant du piston 8, ce qui amène la tige 9 à se déplacer vers l'arrière, dans le sens de la flèche 12 de la fig. 2, ainsi que le moule, comme l'indique la flèche 13 de cette même figure. When the mold 3 is duly filled with concrete, the fluid under pressure is sent to the cylinder 5, through the opening 6, at the front of the piston 8, which causes the rod 9 to move backwards, in the direction of arrow 12 in fig. 2, as well as the mold, as indicated by arrow 13 of this same figure.

Au cours de ce déplacement du moule vers l'arrière, l'excédent de la phase liquide du béton qui vient d'être coulé est expulsé par des évents 14 que présente le moule 3 à cet effet, ou vers l'arrière du moule, le long de l'interface entre le moule et le béton. A la fin du recul du moule, la partie du béton qui vient d'être coulée, indiquée par 2a à la fig. 2, est pratiquement sèche, ne contenant plus que le liant strictement nécessaire à sa prise ultérieure, d'où un effet de consolidation de cette partie 2a qui présente alors une forte résistance au cisaillement. Il conviendra, pour que cet effet de consolidation soit le plus efficace, de choisir, pour la confection du béton, un agrégat dont la tangente de l'angle de frottement sec des grains sera égale ou supérieure à 0,35, que cet agrégat soit constitué de gravier, de sable ou même de sable limonaire. During this rearward movement of the mold, the excess of the liquid phase of the concrete which has just been poured is expelled by vents 14 which the mold 3 presents for this purpose, or towards the rear of the mold, along the interface between the mold and the concrete. At the end of the mold recoil, the part of the concrete which has just been poured, indicated by 2a in fig. 2, is practically dry, containing no more than the binder strictly necessary for its subsequent setting, hence a consolidation effect of this part 2a which then has a high resistance to shearing. For this consolidation effect to be most effective, it will be necessary to choose, for making concrete, an aggregate whose tangent of the dry friction angle of the grains will be equal to or greater than 0.35, that this aggregate be made of gravel, sand or even silt sand.

Après que le forage de la galerie a été poursuivi, comme le montre la fig. 3, on reprend l'envoi de gaz comprimé ou d'huile sous pression dans les cylindres 5 par l'ouverture 6 de ceux-ci. La partie précédemment coulée 2a du béton, consolidée par l'expulsion de l'excédent de sa phase liquide, sert de point d'appui au moule 3 qui est ainsi retenu longitudinalement. Ce sont alors les cylindres 5 qui se déplacent vers l'avant, comme indiqué par la flèche 15 de la fig. 3, de même que le bouclier 10 qui en est solidaire. After the drilling of the gallery has been continued, as shown in fig. 3, we resume sending compressed gas or pressurized oil in the cylinders 5 through the opening 6 thereof. The previously poured part 2a of the concrete, consolidated by the expulsion of the excess of its liquid phase, serves as a fulcrum for the mold 3 which is thus retained longitudinally. It is then the cylinders 5 which move forwards, as indicated by the arrow 15 in FIG. 3, as well as the shield 10 which is integral therewith.

Lorsque ie bouclier a atteint sa position d'avance maximum, la pression envoyée dans les cylindres 5 When the shield has reached its maximum advance position, the pressure sent to the cylinders 5

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des différents vérins est inversée, de sorte que le gaz ou l'huile pénètre alors par l'ouverture 7 située à l'arrière de chacun des cylindres, ce qui déplace les pistons 8, les tiges 9 et le coffrage 3 dans le sens des flèches 16 et 17 (fig. 4), c'est-à-dire vers l'avant. different cylinders is reversed, so that the gas or oil then enters through the opening 7 located at the rear of each of the cylinders, which moves the pistons 8, the rods 9 and the formwork 3 in the direction of arrows 16 and 17 (fig. 4), that is to say towards the front.

Il est à remarquer que le frottement du bouclier 10 contre la paroi de la galerie est suffisant pour empêcher que le bouclier ne recule lors du déplacement vers l'avant du coffrage, sans parler du fait que ce bouclier est en outre retenu, à son bord postérieur, par le béton fraîchement coulé 2a consolidé par l'expulsion de la plus grande partie de sa phase liquide. It should be noted that the friction of the shield 10 against the wall of the gallery is sufficient to prevent the shield from retreating during the forward movement of the formwork, not to mention the fact that this shield is also retained on its edge. posterior, by the freshly poured concrete 2a consolidated by the expulsion of most of its liquid phase.

Une nouvelle opération de coulée de béton peut alors être effectuée dans l'espace libre, indiqué en 18 à la fig. 4, situé dans le moule 3 à l'avant du béton précédemment coulé. A new concrete pouring operation can then be carried out in the free space, indicated at 18 in fig. 4, located in the mold 3 at the front of the previously poured concrete.

Ainsi, les avances successives de l'installation de coffrage, au fur et à mesure du forage de la galerie, peuvent s'effectuer en prenant appui directement sur l'ouvrage qu'elle sert à réaliser, sans attendre la prise du béton, et sans qu'il soit nécessaire de prévoir à cet effet des points d'ancrage sur lesquels prendre appui pour exercer sur l'installation la force axiale permettant son avance. Thus, the successive advances of the formwork installation, as the gallery is drilled, can be carried out by pressing directly on the structure it serves to perform, without waiting for the setting of the concrete, and without it being necessary to provide for this purpose anchor points on which to bear to exert on the installation the axial force allowing its advance.

Il est à remarquer que même si l'avance est suffisamment rapide pour que les parties de la couche de revêtement 2 découvertes par le bord de la partie postérieure du coffrage au fur et à mesure de l'avance de celui-ci n'aient pas eu le temps de prendre ou de durcir, la pression exercée sur le matériau pour produire sa consolidation par l'expulsion de l'excédent de sa phase liquide constitue une pression d'équilibre des forces que peut exercer la paroi de la galerie fraîchement forée. It should be noted that even if the advance is fast enough that the parts of the covering layer 2 uncovered by the edge of the rear part of the formwork as the latter advances do not have had time to set or harden, the pressure exerted on the material to produce its consolidation by the expulsion of the excess of its liquid phase constitutes a pressure of balance of forces that can exert the wall of the gallery freshly drilled.

Dans la forme d'exécution des figs. 5 à 8, l'installation sert à la réalisation d'une paroi annulaire 19, en béton, constituant la paroi d'un silo, par exemple. In the embodiment of figs. 5 to 8, the installation is used for producing an annular wall 19, made of concrete, constituting the wall of a silo, for example.

L'installation comprend un moule annulaire 20, de section en U, soutenu par une pièce d'appui annulaire 21, également de section en U, solidaire du moule. Un certain nombre de vérins, désignés d'une façon générale par 22, comprennent chacun un cylindre 23, solidaire de la pièce 21, dans lequel se déplace un piston 24. Chaque piston 24 est fixé à l'extrémité d'une tige 25. L'ensemble de ces tiges 25 sont fixées, par leur extrémité opposée, située à l'extérieur du cylindre, à une bague annulaire 26 logée à l'intérieur du moule. The installation comprises an annular mold 20, of U-shaped section, supported by an annular support piece 21, also of U-shaped section, secured to the mold. A certain number of jacks, generally designated by 22, each comprise a cylinder 23, integral with the part 21, in which a piston 24 moves. Each piston 24 is fixed to the end of a rod 25. All of these rods 25 are fixed, by their opposite end, located outside the cylinder, to an annular ring 26 housed inside the mold.

Cette installation s'utilise d'une façon similaire à celle des figs. 1 à 4: This installation is used in a similar way to that of figs. 1 to 4:

Lorsque l'installation occupe la position représentée à la fig. 5, du béton est coulé à l'intérieur du moule 20 par des ouvertures 27 que présentent celui-ci ainsi que la pièce d'appui 21. When the installation occupies the position shown in FIG. 5, concrete is poured inside the mold 20 through openings 27 which the latter and the support piece 21 have.

Lorsque le moule est rempli, un fluide comprimé est envoyé dans le cylindre 23 de chaque vérin par une ouverture 28 que présente le cylindre, en avant du piston 24, le cylindre présentant, à son extrémité postérieure, une deuxième ouverture, désignée par 29. Ce fluide produit le recul des tiges 25 des différents vérins 22 dans la direction de la flèche 30 de la fig. 6 et, par conséquent, le déplacement de la bague dans le même sens. Le frottement du moule sur la partie supérieure de la paroi moulée 19 empêche que cela soit les cylindres 23, la pièce d'appui 21 et le moule qui se déplacent vers l'avant. When the mold is filled, a compressed fluid is sent into the cylinder 23 of each cylinder through an opening 28 presented by the cylinder, in front of the piston 24, the cylinder having, at its rear end, a second opening, designated by 29. This fluid produces the recoil of the rods 25 of the different jacks 22 in the direction of the arrow 30 in FIG. 6 and, therefore, the movement of the ring in the same direction. The friction of the mold on the upper part of the molded wall 19 prevents it from being the cylinders 23, the support piece 21 and the mold which move forward.

Le béton fraîchement coulé, indiqué par 19a, est ainsi comprimé et la plus grande partie de l'eau qu'il contient est expulsée par des passages 31 que présentent à cet effet le moule et la pièce 21. The freshly poured concrete, indicated by 19a, is thus compressed and most of the water it contains is expelled through passages 31 which the mold and the part 21 have for this purpose.

Une fois le matériau consolidé au maximum, par expulsion de tout l'excédent de sa phase liquide, si le fluide sous pression continue d'être envoyé dans la chambre antérieure de chacun des cylindres 23, c'est automatiquement que ce sont ces cylindres, la pièce d'appui 21, dont ils sont solidaires, et le moule 20, solidaire de la pièce 21, qui se déplacent alors en sens inverse, c'est-à-dire vers l'avant, comme l'indiquent les flèches 32 et 33 de la fig. 7. Once the material has been consolidated to the maximum, by expelling all the excess from its liquid phase, if the pressurized fluid continues to be sent into the anterior chamber of each of the cylinders 23, it is automatically that these are the cylinders, the support piece 21, of which they are integral, and the mold 20, integral with the part 21, which then move in the opposite direction, that is to say towards the front, as indicated by the arrows 32 and 33 of fig. 7.

Ainsi, et comme dans le cas de la première forme d'exécution des figs. 1 à 4, c'est la partie de l'ouvrage fraîchement coulée, consolidée par l'expulsion de sa phase liquide, qui constitue le point d'appui permettant de produire le déplacement du moule, vers l'avant. Thus, and as in the case of the first embodiment of FIGS. 1 to 4, it is the part of the freshly poured structure, consolidated by the expulsion of its liquid phase, which constitutes the fulcrum for producing the displacement of the mold, towards the front.

On inverse ensuite l'admission du fluide sous pression (fig. 8) qui pénètre alors dans les cylindres 23 par les ouvertures 29 de ceux-ci, situées à l'arrière des pistons 24, ce qui provoque le déplacement, vers l'avant, des tiges 25, dans la direction de la flèche 34, de même que de la bague 26, laquelle est solidaire de ces tiges. Then reverse the admission of the pressurized fluid (fig. 8) which then enters the cylinders 23 through the openings 29 thereof, located at the rear of the pistons 24, which causes displacement, forward , rods 25, in the direction of arrow 34, as well as ring 26, which is integral with these rods.

L'installation est alors prête pour la coulée d'un nouveau tronçon de la paroi 19. The installation is then ready for the casting of a new section of the wall 19.

Il est à remarquer que l'on pourra utiliser, pour la confection du béton, un autre liant qu'un liant hydraulique, par exemple un polymère ou une résine thermoplastique, auquel cas le béton sera coulé à chaud, et dont l'excédent de la phase liquide sera expulsé en vue de sa consolidation, ce qui permettra d'utiliser la partie fraîchement moulée de l'ouvrage comme point d'appui pour produire l'avance de l'installation du moulage, avant même toute polymérisation ou tout durcissement de la phase liquide du matériau. It should be noted that it will be possible to use, for making concrete, a binder other than a hydraulic binder, for example a polymer or a thermoplastic resin, in which case the concrete will be poured hot, and the excess of the liquid phase will be expelled with a view to its consolidation, which will make it possible to use the freshly molded part of the structure as a fulcrum to produce the advance of the molding installation, even before any polymerization or any hardening of the liquid phase of the material.

Pour des ouvrages annulaires de petites dimensions, on pourra remplacer les jeux de vérins répartis angulairement sur l'ouvrage par un seul vérin annulaire. For annular works of small dimensions, it is possible to replace the sets of cylinders distributed angularly on the structure by a single annular cylinder.

Le présent procédé permettra la réalisation de corps solides longiformes de toutes sortes et de toutes sections, rectilignes ou courbes, comme aussi de toutes destinations. The present process will allow the production of elongated solid bodies of all kinds and of all sections, straight or curved, as also of all destinations.

La compression du matériau destinée à produire sa consolidation aura pour avantage secondaire de réduire le risque que le corps moulé terminé ne présente des vides ou cavités internes. The compression of the material intended to produce its consolidation will have the secondary advantage of reducing the risk of the finished molded body having internal voids or cavities.

Claims

1. Method for producing a longiform solid body obtained by molding, using an installation moving along the longitudinal axis of the body as and when it is molded, of a curable material comprising an aggregate mixed with a liquid phase binder in an ex-

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cedary, that is to say in an amount greater than that required for the taking of said material, in order to reduce its shear strength and thus allow it to be put in place, characterized in that it expels, after each casting, the excess of the liquid phase of said material, so as to produce an immediate consolidation thereof, then uses the molded material thus consolidated as a fulcrum for the application of an axial force ensuring the longitudinal displacement, towards the before the molding installation, before the setting or hardening of said material has taken place, which then occurs.

2. Method according to claim 1, characterized in that an aggregate is used whose tangent of the grain friction angle is equal to or greater than 0.35.

3. Method according to claim 1, characterized in that concrete, the liquid phase of which is constituted by a hydraulic binder, is used as the molding material.

4. Method according to claim 1, characterized in that concrete, the liquid phase of which consists of a polymer, is used as the molding material.

5. Method according to claim 1, characterized in that concrete, the liquid phase of which is a thermoplastic resin, is used as the molding material, the material being hot cast.

6. Method according to claim 1, characterized in that the same means of applying a force used to produce the displacements of the molding installation are used to exert, on the freshly cast material, a force producing l ejection of the excess of its liquid phase.

7. Molding installation for the implementation of the method according to claim 1, characterized in that it comprises a mold having passages allowing the evacuation of the excess of the liquid phase of the freshly molded material.

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