WO2003014614A1 - Procede de reparation de conduites - Google Patents

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WO2003014614A1
WO2003014614A1 PCT/FR2002/002793 FR0202793W WO03014614A1 WO 2003014614 A1 WO2003014614 A1 WO 2003014614A1 FR 0202793 W FR0202793 W FR 0202793W WO 03014614 A1 WO03014614 A1 WO 03014614A1
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WO
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pipe
reinforcements
excavation
tension
trench
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Application number
PCT/FR2002/002793
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English (en)
Inventor
Jérôme Stubler
Fernand De Melo
Benoît Lecinq
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Freyssinet International STUP SA
Original Assignee
Freyssinet International STUP SA
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Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/18—Appliances for use in repairing pipes

Definitions

  • the present invention relates to a method for repairing buried pipes.
  • the invention relates to a method of repairing pressurized fluid transport pipes formed by joining end to end segments of prestressed concrete pipe.
  • These pipes belong for example to a water supply network.
  • these pipes consist of an end-to-end assembly of prestressed concrete pipe segments, with a diameter varying from approximately 0.5 m to 6 m.
  • the water circulates there under a pressure which can go up to about twenty bars.
  • These concrete pipe segments may have an interior metal coating (liner). It is however not designed to withstand the pressure forces due to the fluid in circulation.
  • These efforts are taken up by the prestressing of the concrete, carried out by means of wires wound in a spiral outside the concrete core of the pipe segment. During the prefabrication of this segment, its concrete core is rotated around its axis to receive the wire which is braked to be tensioned.
  • This wire is then protected against corrosion by spraying an additional layer of concrete or mortar over a few tens of millimeters.
  • this protective layer and the passivation of the steel constituting these prestressing wires it sometimes happens that the prestressing wires are the site of corrosion which generally leads to degradation of the protective coating, and therefore to an acceleration of the phenomenon, which can cause a break in the wires and therefore a structural weakening of the pipe, or even its break under the effect of the pressure of the circulating fluid.
  • the traditional methods consist first of excavating the material (sand, earth or the like) surrounding the deteriorated segments, then either to replace purely and simply the segments in question, which requires emptying the supply network beforehand, hence considerable inconvenience for the operation of the network, ie repairing the external surface of the conduct, when the latter has not yet yielded.
  • the object of the present invention is in particular to improve the safety and reliability of the methods for repairing such pipes.
  • a method for repairing a supply line for a pressurized fluid composed of a succession of buried pipe segments made of prestressed concrete comprises the following steps:
  • the first and second portions of the pipe have a length substantially equal to half a length of pipe segment
  • two shoes are positioned below the pipe, on either side of the soil material filling the excavation and parallel to the pipe, by placing a connection system between the hooves, and the connecting system is actuated to bring the hooves closer to each other and compress said soil material; to facilitate compaction, we can introduce needles in the interval between said shoes, and vibrating these needles during actuation of the linkage system;
  • connection system comprises at least two metal strands connected to one of the shoes and passing through the other shoe, the actuation consisting, using at least one jack, of pulling on the ends of the strands which protrude of said other shoe by pressing against it;
  • the reinforcement of the reinforcements placed around said portion is carried out up to a tension representing a fraction of a specified prestressing value; after filling said excavation and compacting the soil material, a partial backfilling of the trench is carried out in line with said portion so as to leave visible reinforcement blocking devices, an additional tension is applied to the reinforcements up to the specified prestressing value then the backfilling of the trench is completed; advantageously, the additional tension can be applied progressively during backfilling;
  • FIG. 1 is an elevational view of a trench made in a first step of a method according to the invention for repairing a damaged pipe;
  • FIGS. 2 and 3 are elevational views illustrating the process of setting up and tensioning reinforcements around portions of the pipe shown in Figure 1;
  • FIG. 4 and 5 illustrate a process of additional tensioning of the frames of Figures 2 and 3;
  • - Figure 6 is an elevational view of one end of the repaired area of the pipe
  • - Figure 7 is a top view of a series of consecutive frames provided with their anchors
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a portion of the pipe, under which is installed compression device of the soil.
  • FIG. 1 there is shown a buried pipe 1 formed by a succession of pipe segments 2, 3, 4 assembled end to end.
  • Figure 1 shows a certain length released by digging a trench in the ground.
  • the pipe 1 is damaged, its skin having defects D previously detected by a known method, for example an acoustic method. Detection is not necessarily very precise.
  • Digging the trench consists in removing the soil material on each side of the pipe 1 over a width sufficient to allow the intervention of human operators.
  • the depth of the trench is slightly greater than that of the base of the pipe.
  • care is taken not to remove the soil material present just below the pipe, so as to support the weight of the pipe loaded with water.
  • the repairs carried out according to the invention do not generally require draining the pipe.
  • the reduced pressure is calculated based on factors such as the topology of the ground, the total length of the trench, the nature of the defects found, etc. The reduction is carried out by working on the installations upstream of the area to be repaired.
  • Each of the pipe segments consists of a concrete core, a diameter varying from approximately 0.5 m to 6 m, with or without an internal metal liner, and with an average unit length of approximately 7.5 m for example.
  • segments 2, 3, 4 are intended to convey water under pressure, of the order of approximately 20 bars, and are buried or silted up for the most part or entirely. In this way, the surrounding soil exerts a back pressure on the outer walls of the segments 2, 3, 4.
  • prestressing wires are wound in a spiral in one or two layers on their external face and tensioned during their winding.
  • An additional layer of mortar or shotcrete covers these prestressing wires to protect them from corrosive agents possibly present in the soil.
  • Each of the joints 5 between the segments 2, 3, 4 is formed by fitting a straight end of one of the adjacent segments in a widening provided at the end of the other segment, a sealing mortar being applied along the circumference of the joint.
  • Line 1 thus constitutes a very rigid assembly which does not allow bending or shearing forces at the joints.
  • Corrosion of the prestressing wires following the penetration of aggressive agents into the protective mortar layer, can lead to the breaking of one or more metallic wires. These ruptures are generally grouped in points of preferential penetration of aggressive agents, and lead to delamination and crumbling of the protective mortar layer, under the effect of shearing. These delaminations are the apparent defects D, which make repair necessary.
  • an additional prestress is installed outside the pipe, using reinforcements 12 arranged around the pipe and distributed along the repaired area.
  • These reinforcements are advantageously prestressed strands, and preferably individually sheathed strands, which improves their resistance to corrosion.
  • the damaged area or areas should be cleaned up by mechanical treatment (brushing, hammering, pickling ...), possibly supplemented by a chemical treatment, in particular with a corrosion inhibiting agent. After these treatments, mortar is reapplied on the areas that have been scraped in order to equalize the surface of the pipe. To put the reinforcements around the pipe 1, it is necessary to make excavations under the pipe. To avoid this inducing undesirable longitudinal bending or shearing stresses at the joints, excavations are judiciously located.
  • Second pipe portions 7 inserted between the first portions 6 and each included in a single pipe segment. These second portions 7 are centered on the midpoints of the segments.
  • the length of these portions 6, 7 is of the order of half the length of a segment 2, 3, 4.
  • the first portions 6 can be 3.5 m and the second portions 7 4 m.
  • the strands 12 are engaged in the excavation so as to surround the pipe 1 over one or two turns. They are attached to the upper side of the pipe using a blocking device 11 (FIG. 7) adapted to receive the two ends of one or more of the strands 12.
  • each strand 12 makes a single turn around the pipe
  • the blocking devices 11 are generally X-shaped, with two curved channels intended to each receive one end of a strand.
  • Each of its channels has a frustoconical mouth suitable for receiving a frustoconical anchoring jaw for blocking the end of the strand.
  • To tension it put the jaws in place and pull on one of the protruding ends of the locking device 11 (or symmetrically on the two ends), using an actuator with a jack, pushing the bit towards the frustoconical mouth.
  • Figure 2 there is shown a series of strands 12 placed around the pipe segments and tensioned symmetrically to avoid asymmetric stresses on the joints.
  • the structural calculation defines a prestressing requirement per unit of length, which determines on the one hand a density of strands, in number of turns per meter of pipe, and on the other hand a tension setpoint of each strand.
  • the strands 12 are placed with a substantially constant spacing between two neighboring strands, corresponding to the inverse of the number of turns per meter of pipe. As shown in FIG. 7, when this spacing is relatively small, the anchoring devices 11 can be staggered on the upper side of the pipe, to have room for them install and then equip them with the actuator.
  • FIGS. 2 to 5 illustrate a possible course of the operations of setting up and tensioning the prestressing frames 12 around the pipe. It will be noted that these operations can also be carried out according to various other sequences.
  • the tensioning procedure illustrated in Figure 2 is applied to reach only a fraction (for example 50%) of the voltage setpoint.
  • This procedure is for example the following for each of the first portions 6: - a strand is first stretched over two strands in a forward movement from the joint 5 towards the second adjacent portions 7; then - the remaining strands are stretched in a return movement while returning towards the joint 5.
  • return movements are illustrated by the arrows f1, f2 in FIG. 2.
  • the next phase consists of filling the excavation formed under the first portion 6 with the soil material 9 which has been previously removed, then compacting this material under the pipe to form a heel locally restoring the seat of the pipe.
  • connection system comprises metal strands 15, for example prestressing strands.
  • Each of these strands 15 is connected to one of the shoes 14, for example using a spun sleeve 17 bearing against the edge of an orifice provided in this shoe 14 and crossed by the strand 15. Its other end passes through the opposite shoe 13 where a jack actuator 16 is positioned. This actuator 16 bears against this shoe 13 and is activated to pull on the protruding end of the strand 15.
  • shoes 13 are added, 14 a vibrating system of the kind commonly used for vibrating concrete.
  • This system comprises vibrating needles 19 which penetrate the layer of compacted ground by crossing the shoes 13, 14.
  • the vibrations transmitted by these needles during the activation of the actuators 16, ensure a reduction in the vacuum rate of the material 9 and therefore an improvement of its settlement.
  • the operating mode is similar to that described above for the first portions 6.
  • the surface of the pipe in the area of the second portion 7, updated by excavation 8, is cleaned if necessary, then the reinforcements 12 are placed with the required spacing.
  • the tensioning procedure illustrated in Figure 3 is applied to reach the same fraction (for example 50%) of the voltage setpoint. This procedure is as follows for one of the second portions 7:
  • a strand is first stretched over two strands in a forward movement directed from the ends of the portion 7 towards its middle; then - the remaining strands are stretched in a return movement returning towards the ends.
  • the excavation 8 is then filled with soil material which is compacted in the same manner as above.
  • first portions 6 and by the arrows f 3 and f 4 in FIG. 5 (second portions 7).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining And Supports For Tunnels (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Piles And Underground Anchors (AREA)

Abstract

Pour réparer une conduite d'adduction (1) d'un fluide sous pression comprenant une succession de segments de tuyau enterrés (2, 3, 4) en béton précontraint, on réalise une tranchée pour dégager une longueur de la conduite, on réalise des excavations dans la tranchée, sous des portions judicieusement placées (6, 7) de la conduite (1), on assainit ces portions de la conduite, on met en place et on tend des armatures de précontrainte (12) autour desdites portions de la conduite et on comble les excavations avec du matériau de sol en compactant ce matériau.

Description

PROCEDE DE REPARATION DE CONDUITES
La présente invention est relative à un procédé de réparation de conduites enterrées.
Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé de réparation de conduites de transport de fluide sous pression formées en assemblant bout à bout des segments de tuyau en béton précontraint.
Ces conduites appartiennent par exemple à un réseau d'adduction d'eau. Dans leur forme la plus courante, ces conduites sont constituées par un assemblage bout à bout de segments de tuyau en béton précontraint, d'un diamètre variant de 0,5 m à 6 m environ. L'eau y circule sous une pression pouvant aller jusqu'à une vingtaine de bars environ. Ces segments de tuyau en béton peuvent comporter un revêtement intérieur en métal (liner). Celui-ci n'est cependant pas conçu pour tenir les efforts de pression dus au fluide en circulation. Ces efforts sont repris par la précontrainte du béton, réalisée au moyen de fils enroulés en spirale à l'extérieur de l'âme en béton du segment de tuyau. Lors de la préfabrication de ce segment, son âme en béton est mise en rotation autour de son axe pour recevoir le fil qui est freiné pour être mis en tension. Ce fil est ensuite protégé contre la corrosion en projetant une couche supplémentaire de béton ou mortier sur quelques dizaines de millimètres. Malgré cette couche de protection et la passivation de l'acier constituant ces fils de précontrainte, il arrive parfois que les fils de précontrainte soient le siège d'une corrosion qui conduit généralement à une dégradation du revêtement de protection, et donc à une accélération du phénomène, qui peut provoquer une rupture des fils et donc une fragilisation structurelle de la conduite, voire sa rupture sous l'effet de la pression du fluide en circulation.
Après avoir détecté l'incident sur un ou plusieurs segments par des méthodes préventives (par détection acoustique notamment), les méthodes traditionnelles consistent d'abord à excaver le matériau (sable, terre ou analogue) entourant les segments détériorés, puis soit à remplacer purement et simplement les segments en question, ce qui impose de vidanger au préalable le réseau d'adduction d'où une gêne considérable pour l'exploitation du réseau, soit à réparer d'une manière artisanale la surface externe de la conduite, lorsque cette dernière n'a pas encore cédé.
Ces procédés de réparation connus ont pour inconvénient de ne pas prendre en compte les contraintes d'exploitation suivantes :
- l'excavation du terrain entourant une conduite sous pression de fluide présente un risque d'une part pour la sécurité des intervenants, et d'autre part pour la bonne tenue mécanique des joints entre les segments, ces joints ne pouvant pas travailler en flexion et très peu en cisaillement ;
- ne pas introduire lors de la réparation des déformations ou contraintes supplémentaires sur la conduite ; - la restitution de l'assise sur le sol après réparation est nécessaire pour éviter des tassements différentiels ;
- l'obtention d'un niveau de protection élevé des nouvelles armatures de précontrainte ;
- la pérennité des anciens bétons et mortiers se trouvant sous les nouvelles armatures doit être obtenue ;
- le profil de la précontrainte le long de la conduite doit être optimisé.
La présente invention a notamment pour but d'améliorer la sécurité et la fiabilité des procédés de réparation de telles conduites.
Selon l'invention, un procédé de réparation d'une conduite d'adduction d'un fluide sous pression composée d'une succession de segments de tuyau enterrés en béton précontraint, comprend les étapes suivantes :
- réaliser une tranchée pour dégager une longueur de la conduite ;
- réaliser une première excavation dans la tranchée, sous une première portion de la conduite sensiblement centrée sur une jonction entre deux segments adjacents ;
- mettre en place et tendre au moins une armature de précontrainte autour de la première portion de la conduite ;
- combler la première excavation avec du matériau de sol et compacter ledit matériau ; - réaliser une seconde excavation dans la tranchée, sous une seconde portion de la conduite adjacente à la première portion et incluse dans un seul segment ; - mettre en place et tendre au moins une armature de précontrainte autour de la seconde portion de la conduite ;
- combler la seconde excavation avec du matériau de sol et compacter ledit matériau. Grâce à ces dispositions, il est possible de restaurer une zone endommagée de la conduite tout en respectant les contraintes techniques liées à ce type de structure.
Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
- les premières et secondes portions de la conduite ont une longueur sensiblement égale à une demi-longueur de segment de tuyau ;
- on dispose des armatures avec un espacement régulier le long la première portion de la conduite, on met en tension une armature sur deux en allant de la jonction vers les extrémités de la première portion en espaçant les armatures d'environ deux fois la valeur de l'espacement régulier, puis on met en tension les armatures restantes en revenant vers la jonction ;
- on dispose des armatures avec un espacement régulier le long la seconde portion de la conduite, on met en tension une armature sur deux en allant des extrémités vers le milieu de la seconde portion en espaçant les armatures d'environ deux fois la valeur de l'espacement régulier, puis on met en tension les armatures restantes en revenant vers les extrémités ; - aux extrémités d'une zone réparée de la conduite, on dispose et on met en tension des armatures autour de la conduite, avec un espacement plus important que dans lesdites premières et secondes portions ;
- pour compacter le matériau de sol dans une des excavations, on positionne deux sabots en dessous de la conduite, de part et d'autre du matériau de sol comblant l'excavation et parallèlement à la conduite, en plaçant un système de liaison entre les sabots, et on actionne le système de liaison pour rapprocher les sabots l'un vers l'autre et comprimer ledit matériau de sol ; pour faciliter le compactage, on peut introduire des aiguilles dans l'intervalle entre lesdits sabots, et faire vibrer ces aiguilles pendant l'actionnement du système de liaison ;
- le système de liaison comprend au moins deux brins métalliques connectés à l'un des sabots et traversant l'autre sabot, l'actionnement consistant, à l'aide d'au moins un vérin, à tirer sur les extrémités des brins qui dépassent dudit autre sabot en s'appuyant contre celui-ci ;
- avant de combler chaque excavation sous une portion de la conduite, la mise en tension des armatures mises en place autour de ladite portion est effectuée jusqu'à une tension représentant une fraction d'une valeur de précontrainte spécifiée ; après avoir comblé ladite excavation et compacté le matériau de sol, on procède ensuite à un remblayage partiel de la tranchée au droit de ladite portion de façon à laisser apparents des dispositifs de blocage des armatures, on applique une tension supplémentaire aux armatures jusqu'à la valeur de précontrainte spécifiée puis on complète le remblayage de la tranchée ; avantageusement, la tension supplémentaire peut être appliquée progressivement au cours du remblayage ;
- les armatures utilisées sont des torons de précontrainte individuellement gainés. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en élévation d'une tranchée réalisée dans une première étape d'un procédé selon l'invention pour réparer une conduite endommagée ;
- les figures 2 et 3 sont des vues en élévation illustrant le processus de mise en place et de mise en tension d'armatures autour de portions de la conduite représentée sur la figure 1 ;
- les figures 4 et 5 illustrent un processus de mise en tension supplémentaire des armatures des figures 2 et 3 ;
- la figure 6 est une vue en élévation d'une extrémité de la zone réparée de la conduite ; - la figure 7 est une vue de dessus d'une série d'armatures consécutives munies de leurs ancrages ; et
- la figure 8 est une vue en coupe transversale d'une portion de la conduite, sous laquelle est installé dispositif de mise en compression du sol.
Sur la figure 1 , on a représenté une conduite enterrée 1 formée par une succession de segments de tuyau 2, 3, 4 assemblés bout à bout.
La figure 1 en montre une certaine longueur dégagée par creusement d'une tranchée dans le sol. Dans cette longueur, la conduite 1 est endommagée, sa peau présentant des défauts D préalablement détectés par une méthode connue, par exemple une méthode acoustique. La détection n'est pas nécessairement très précise. En pratique, on pourra faire progresser la tranchée le long de la conduite : après avoir mis au jour une première longueur de la conduite, on procède aux réparations à partir d'une extrémité de la tranchée, et après avoir commencé à remblayer à cette extrémité, on continue à creuser la tranchée à l'autre extrémité. On peut progresser ainsi jusqu'à ce que les segments de tuyau mis au jour ne présentent plus de défauts apparents.
Le creusement de la tranchée consiste à enlever le matériau de sol de chaque côté de la conduite 1 sur une largeur suffisante pour permettre l'intervention d'opérateurs humains. La profondeur de la tranchée est un peu supérieure à celle de la base de la conduite. On prend toutefois le soin de ne pas enlever le matériau de sol présent juste au-dessous de la conduite, de façon à supporter le poids de la conduite chargée d'eau. Les réparations effectuées selon l'invention n'imposent généralement pas de vidanger la conduite. Il pourra toutefois être prudent de réduire quelque peu la pression du fluide en circulation compte tenu de l'enlèvement du terrain autour de la conduite dans les zones endommagées, qui ne contribue plus à contre-balancer la pression interne. La pression réduite est calculée en fonction de facteurs tels que la topologie du terrain, la longueur totale de la tranchée, la nature des défauts constatés, etc. La réduction est opérée en intervenant sur les installations en amont de la zone à réparer.
Chacun des segments de tuyau est constitué d'une âme en béton, d'un diamètre variant de 0,5 m à 6 m environ, comportant ou non un liner interne en métal, et d'une longueur unitaire moyenne d'environ 7,5 m par exemple.
Ces segments 2, 3, 4 sont destinés à acheminer de l'eau sous pression, de l'ordre de 20 bars environ, et sont enterrés ou ensablés en grande partie ou en totalité. De cette manière, le sol environnant exerce une contre- pression sur les parois extérieures des segments 2, 3, 4.
Pour améliorer la résistance de ces segments à la pression du fluide, des fils de précontrainte sont enroulés en spirale selon une ou deux couches sur leur face externe et mis en tension lors de leur bobinage. Une couche supplémentaire de mortier ou de béton projeté recouvre ces fils de précontrainte pour les protéger contre les agents corrosifs éventuellement présents dans le sol.
Chacun des joints 5 entre les segments 2, 3, 4 est formé par emboîtement d'une extrémité droite de l'un des segments adjacents dans un élargissement prévu à l'extrémité de l'autre segment, un mortier de scellement étant appliqué le long de la circonférence du joint. La conduite 1 constitue ainsi un ensemble très rigide qui n'autorise pas d'efforts de flexion ou de cisaillement au niveau des joints.
La corrosion des fils de précontrainte, suite à la pénétration d'agents agressifs dans la couche de mortier protectrice, peut conduire à la rupture d'un ou plusieurs fils métalliques. Ces ruptures sont généralement groupées dans des points de pénétration préférentielle des agents agressifs, et conduisent à une délamination et un émiettement de la couche de mortier protectrice, sous l'effet d'un cisaillement. Ces délaminations sont les défauts apparents D, qui rendent la réparation nécessaire.
Pour réparer la conduite selon l'invention, on vient installer une précontrainte supplémentaire à l'extérieur de la conduite, à l'aide d'armatures 12 disposées autour de la conduite et réparties le long de la zone réparée. Ces armatures sont avantageusement des torons de précontrainte, et de préférence des torons individuellement gainés, ce qui améliore leur résistance à la corrosion.
Avant d'installer ces torons 12, il convient d'assainir la ou les zones endommagées par un traitement mécanique (brossage, martelage, décapage...), éventuellement complété par un traitement chimique, notamment par un agent inhibiteur de corrosion. Après ces traitements, du mortier est réappliqué sur les zones qui ont été grattées afin d'égaliser la surface de la conduite. Pour mettre en place les armatures autour de la conduite 1 , il est nécessaire de pratiquer des excavations sous la conduite. Pour éviter que cela induise des contraintes de flexion longitudinale ou de cisaillement indésirables au niveau des joints, on procède à des excavations judicieusement localisées.
On distingue pour cela deux types de portions qui se succèdent le long de la conduite (figures 2 et 3) :
- des premières portions de conduite 6 centrées sur les joints 5 entre les segments de tuyau ;
- des secondes portions de conduite 7 intercalées entre les premières portions 6 et incluses chacune dans un seul segment de tuyau. Ces secondes portions 7 sont centrées sur les milieux des segments.
La longueur de ces portions 6, 7 est de l'ordre de la moitié de la longueur d'un segment 2, 3, 4. A titre d'exemple, avec les segments précités de 7,5 m, les premières portions 6 peuvent être de 3,5 m et les secondes portions 7 de 4 m. Dans un premier temps, on réalise une excavation dans la tranchée sous une des premières portions 6. Après dégagement du terrain situé sous la conduite, on procède aux travaux d'assainissement éventuellement requis, puis on met en place les torons de précontrainte 12. La symétrie de l'excavation de part et d'autre du plan du joint 5 et l'étendue limitée du porte-à-faux de chaque côté de ce joint (environ un quart de la longueur d'un segment) permettent de minimiser les efforts de flexion et de cisaillement indésirables qui se produisent au niveau du joint. Comme dessiné sur la figure 2, il est possible de former des excavations 8 en même temps sous plusieurs des premières portions 6.
Les torons 12 sont engagés dans l'excavation de façon à ceinturer la conduite 1 sur un ou deux tours. Ils sont attachés sur le côté supérieur de la conduite à l'aide d'un dispositif de blocage 11 (figure 7) adapté pour recevoir les deux extrémités d'un ou plusieurs des torons 12.
Dans la réalisation illustrée par la figure 7, chaque toron 12 fait un seul tour autour de la conduite, et les dispositifs de blocage 11 sont en forme générale de X, avec deux canaux incurvés destinés à recevoir chacun une extrémité d'un toron. Chacun de ses canaux a une embouchure tronconique propre à recevoir un mors d'ancrage tronconique pour le blocage de l'extrémité du toron. Pour tendre celui-ci, on met en place les mors et on tire sur l'une des extrémités dépassant du dispositif de blocage 11 (ou symétriquement sur les deux extrémités), à l'aide d'un actionneur à vérin, en poussant le mors vers l'embouchure tronconique.
Lorsqu'on utilise des torons individuellement gainés, avec de préférence une matière protectrice telle qu'une graisse à l'intérieur de la gaine, il convient de dénuder les extrémités du toron qui seront agrippées par les mors tronconiques avant d'installer ces derniers. Pour compléter la protection contre la corrosion, on peut utiliser des dispositifs de blocage 11 réalisés en acier revêtu d'une couche protectrice de matière plastique. Après la mise en tension définitive du toron, on peut couper ses extrémités dépassant des mors et placer des bouchons en matière plastique par-dessus ces extrémités, ce qui permet d'avoir une épaisseur de matière plastique (par exemple un polyéthylène à haute densité) sur la totalité des organes de précontrainte sensibles à la corrosion. En variante, on peut faire deux tours de la conduite avec chaque toron et utiliser des dispositifs de blocage tels que celui décrit dans la demande de brevet français 01 03537.
Sur la figure 2, on a représenté une série de torons 12 mis en place autour des segments de tuyau et mis en tension de manière symétrique afin d'éviter les sollicitations dissymétriques sur les joints.
En général, le calcul de structure définit un besoin de précontrainte par unité de longueur, qui détermine d'une part une densité de torons, en nombre de spires par mètre de conduite, et d'autre part une consigne de tension de chaque toron. Les torons 12 sont placés avec un espacement sensiblement constant entre deux torons voisins, correspondant à l'inverse du nombre de spires par mètre de conduite. Comme le montre la figure 7, quand cet espacement est relativement petit, on peut disposer les dispositifs d'ancrage 11 en quinconce sur le côté supérieur de la conduite, pour avoir la place de les installer puis de les équiper de l'actionneur à vérin.
Les figures 2 à 5 illustrent un déroulement possible des opérations de mise en place et de mise en tension des armatures de précontrainte 12 autour de la conduite. On notera que ces opérations peuvent aussi être effectuées suivant diverses autres séquences.
La procédure de mise en tension illustrée par la figure 2 est appliquée pour atteindre une fraction seulement (par exemple 50 %) de la consigne de tension. Cette procédure est par exemple la suivante pour chacune des premières portions 6 : - on tend d'abord un toron sur deux torons selon un mouvement aller à partir du joint 5 en direction des secondes portions adjacentes 7 ; puis - on tend les torons restants selon un mouvement retour en revenant vers le joint 5. Ces mouvements aller et retour sont illustrés par les flèches f1 , f2 sur la figure 2.
La phase suivante, illustrée par la coupe transversale de la figure 8, consiste à combler l'excavation formée sous la première portion 6 avec le matériau de sol 9 qui a été précédemment enlevé, puis à compacter ce matériau sous la conduite pour former un talon rétablissant localement l'assise de la conduite.
Le compactage de ces talons est avantageusement opéré à l'aide de deux sabots 13, 14 positionnés en dessous de la conduite de chaque côté du matériau 9 avec lequel l'excavation 8 a été comblée. Ces sabots sont orientés parallèlement à la conduite et reliés entre eux par un système de liaison 15-17 permettant de les rapprocher mutuellement en comprimant le matériau 9.
Dans l'exemple de la figure 8, le système de liaison comprend des brins métalliques 15, par exemple des torons de précontrainte. Chacun de ces brins 15 est connecté à l'un des sabots 14, par exemple à l'aide d'un manchon filé 17 prenant appui contre le bord d'un orifice prévu dans ce sabot 14 et traversé par le brin 15. Son autre extrémité traverse le sabot opposé 13 où un actionneur à vérin 16 est positionné. Cet actionneur 16 prend appui contre ce sabot 13 et est activé pour tirer sur l'extrémité dépassante du brin 15.
Pour améliorer le compactage du matériau 9, on adjoint aux sabots 13, 14 un système de mise en vibration du genre couramment utilisé pour vibrer du béton. Ce système comporte des aiguilles vibrantes 19 qui pénètrent la couche de terrain compactée en traversant les sabots 13, 14. Les vibrations transmises par ces aiguilles pendant l'activation des actionneurs 16, assurent une diminution de taux de vide du matériau 9 et donc une amélioration de son tassement.
Après avoir rétabli l'assise de la conduite 2 sous les premières portions 6, on effectue d'autres excavations dans la tranchée, sous les secondes portions de conduites 7 adjacentes aux premières portions 6 qui viennent d'être réparées.
Le mode opératoire est similaire à celui décrit précédemment pour les premières portions 6. On assainit si nécessaire la surface de la conduite dans la zone de la seconde portion 7 mise à jour par l'excavation 8, puis on met en place les armatures 12 avec l'espacement requis. La procédure de mise en tension illustrée par la figure 3 est appliquée pour atteindre la même fraction (par exemple 50 %) de la consigne de tension. Cette procédure est la suivante pour une des secondes portions 7 :
- on tend d'abord un toron sur deux torons selon un mouvement aller dirigé des extrémités de la portion 7 vers son milieu ; puis - on tend les torons restants selon un mouvement retour revenant vers les extrémités. On comble ensuite l'excavation 8 avec du matériau de sol qu'on compacte de la même manière que précédemment.
Ce mode opératoire est répété de proche en proche sur une certaine longueur de conduite dans la tranchée. A ce stade, les torons 12 positionnés autour des premières et secondes portions 6, 7 de la conduite ne sont serrés qu'à un certain pourcentage de la valeur de consigne, ce qui assure leur positionnement adéquat autour de la conduite et une première phase de précontrainte. La mise en tension peut être complétée ultérieurement, après un remblayage partiel de la tranchée, comme illustré par les figures 4 et 5. La hauteur de remblai est choisie de façon à laisser un accès suffisant aux dispositifs de blocage pour venir installer l'actionneur à vérin utilisé pour tendre les torons 12. la mise en tension supplémentaire, jusqu'à la valeur de consigne, peut être effectuée selon une séquence semblable à la première mise en tension, avec des mouvements aller et retour dans chacune des premières et secondes portions 6, 7. Ces mouvements aller et retour, où une armature sur deux est mise en tension, sont illustrés par les flèches f 1 et f 2 sur la figure 4
(premières portions 6), et par les flèches f3 et f4 sur la figure 5 (secondes portions 7).
Lorsque ces opérations de mise en tension sont achevées, on procède au remblayage complet de la tranchée. En variante, on applique progressivement la tension supplémentaire au cours du remblayage. On peut pour cela procéder en plusieurs étapes de remblayage successives jusqu'au niveau illustré par les figures 4 et 5, en augmentant à chaque étape la tension appliquée aux torons 12.
Pour optimiser le profil de la précontrainte au voisinage de l'extrémité de la zone réparée ou d'une autre singularité, on peut augmenter localement l'espacement entre les torons 12 le long de la conduite par rapport à l'espacement adopté dans les portions 6 et 7 précédemment décrites, comme représenté sur la figure 6.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Procédé de réparation d'une conduite d'adduction de fluide sous pression (1) composée d'une succession de segments de tuyau enterrés (2, 3, 4) en béton précontraint, comprenant les étapes suivantes : - réaliser une tranchée pour dégager une longueur de la conduite (1) ;
- réaliser une première excavation (8) dans la tranchée, sous une première portion de la conduite (6) sensiblement centrée sur une jonction (5) entre deux segments adjacents ;
- mettre en place et tendre au moins une armature de précontrainte (12) autour de la première portion de la conduite ;
- combler la première excavation avec du matériau de sol (9) et compacter ledit matériau ;
- réaliser une seconde excavation dans la tranchée, sous une seconde portion de la conduite (7) adjacente à la première portion et incluse dans un seul segment ;
- mettre en place et tendre au moins une armature de précontrainte (12) autour de la seconde portion de la conduite ;
- combler la seconde excavation avec du matériau de sol et compacter ledit matériau.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les premières et secondes portions de la conduite (6, 7) ont une longueur sensiblement égale à une demi-longueur de segment de tuyau.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on dispose des armatures (12) avec un espacement régulier le long la première portion de la conduite (6), on met en tension une armature sur deux en allant de la jonction (5) vers les extrémités de la première portion en espaçant les armatures d'environ deux fois la valeur de l'espacement régulier, puis on met en tension les armatures restantes en revenant vers la jonction.
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on dispose des armatures (12) avec un espacement régulier le long la seconde portion de la conduite (7), on met en tension une armature sur deux en allant des extrémités vers le milieu de la seconde portion en espaçant les armatures d'environ deux fois la valeur de l'espacement régulier, puis on met en tension les armatures restantes en revenant vers les extrémités.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, aux extrémités d'une zone réparée de la conduite (1 ), on dispose et on met en tension des armatures (12) autour de la conduite, avec un espacement plus important que dans lesdites premières et secondes portions (6, 7).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, pour compacter le matériau de sol (9) dans une des excavations (8), on positionne deux sabots (13, 14) en dessous de la conduite (1), de part et d'autre du matériau de sol comblant l'excavation et parallèlement à la conduite (1), en plaçant un système de liaison (15-17) entre les sabots, et on actionne le système de liaison pour rapprocher les sabots l'un vers l'autre et comprimer ledit matériau de sol.
7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel on introduit des aiguilles (19) dans l'intervalle entre lesdits sabots (13, 14), et on fait vibrer ces aiguilles pendant l'actionnement du système de liaison (15-17).
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel le système de liaison comprend au moins deux brins métalliques (15) connectés à l'un des sabots (14) et traversant l'autre sabot (13), l'actionnement consistant, à l'aide d'au moins un vérin (16), à tirer sur les extrémités des brins qui dépassent dudit autre sabot en s'appuyant contre celui-ci.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel avant de combler chaque excavation sous une portion (6, 7) de la conduite, la mise en tension des armatures (12) mises en place autour de ladite portion est effectuée jusqu'à une tension représentant une fraction d'une valeur de précontrainte spécifiée, et dans lequel après avoir comblé ladite excavation (8) et compacté le matériau de sol (9), on procède à un remblayage partiel de la tranchée au droit de ladite portion de façon à laisser apparents des dispositifs (11 ) de blocage des armatures, on applique une tension supplémentaire aux armatures jusqu'à la valeur de précontrainte spécifiée, puis on complète le remblayage de la tranchée.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la tension supplémentaire est appliquée progressivement au cours du remblayage.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel lesdites armatures sont des torons de précontrainte individuellement gainés (12).
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