[deg.]'Procédé et dispositif de construction d'ouvragea souterraine, tel qu'un tunnel, une galerie, notamment dans un sol aquifère, et ouvrages
<EMI ID=1.1> <EMI ID=2.1>
procédé et un dispositif de construction d'ouvrage souterrain tel qu'un tunnel, une galerie ou analogue dans le sol.
EU* a plus particulièrement pour objet un procédé et un dispositif pour la construction d'ouvrage souterrain dans un sol aquifère, meuble
<EMI ID=3.1>
zone urbaine, et entraînant une perturbation de l'activité en surface pendant une période minimale.
<EMI ID=4.1>
terrains par exemple pour construire un tunnel routier, des galeries de métro ou des tunaela ou galeries pour tout autre usage. Cea procédés connus peuvent être classés en deux types, à savoir, un premier type de procédé consistant à creuser une tranchée à ciel ouvert et à construire les parois de l'ouvrage souterrain dans cette tranchée puis reboucher celle-ci, et un deuxième type de procédé consistant à partir d'une fosse
<EMI ID=5.1>
dans cette galerie les parois du tunnel. Le premier type de procédé entraîne une grande perturbation de l'activité de surface, et demande notassent lorsque l'on doit creuser la tranchée daM un sol aquifère, meuble ou friable des dispositifs importante soit pour éliminer l'eau d'infiltration soit pour étançonner ses parois verticales pour éviter tout éboulement de la. galerie pendant la construction des parois du tunnel.
<EMI ID=6.1>
ou friable est très difficile selon le aecond type de procédé. fil effet, le creusement d'une galerie souterraine en sol aquifère, meuble ou friable présente de grands risques d'éboulement, ou d'envahissement par le" eaux de cette galerie. Donc, la réalisation d'un ouvrage souterrain
<EMI ID=7.1>
un procédé du second type.
<EMI ID=8.1>
par la construction dîna une zone urbaine c'est-à-dire avec un minimum de perturbations de l'activité en surface, d'un ouvrage souterrain tel qu'une galerie pour un métro, à faible profondeur*
<EMI ID=9.1>
tion d'ouvrage souterrain tel qu'un tunnel, une galerie ou analogue, notamment due un sol aquifère, meuble ou friable qui consiste * creuser une tranchée à ciel ouvert, puis à construire dans ladite tranchée les
<EMI ID=10.1>
téria6 en ce qu'il consiste à déplacer, simultanément au creusement de
<EMI ID=11.1>
<EMI ID=12.1>
en surface
à disposer dans une partie de ladite enceinte au moins un élément préfabriqué formant l'ouvrage souterrain pour former ainsi une enceinte sensiblement étanche vis-à-via de la tranchée ;
à rendre solidaire ledit élément préfabriqué avec un élément paréfabriqué précédemment posé dans ladite tranchée ;
à poursuivre le creusement de la tranchée simultanément avec le déplacement de ladite enceinte sur une distance suffisante pour permettre la pose d'un nouvel élément préfabriqué ;
à répéter les opérations précédentes autant de fois que nécessaire pour la réalisation de l'ouvrage souterrain ; et
à boucher la tranchée contenant lesdits éléments préfabriquée
ri assemblés sensiblement immédiatement en aval de ladite enceinte formant bouclier.
Ainsi, l'enceinte formant bouclier définit avec les éléments préfabriqués disposés dans la tranchée, une galerie étanche par rapport à l'ils.. térieur de la tranchée et donc, les eaux d'infiltration et les éboulis
ne pourront pénétrer à l'intérieur des éléments préfabriquées. De plus,
<EMI ID=13.1>
son formant bouclier n'est absolument pas gênée par les éboulis ou infiltration d'eaux.
Selon une caractéristique de l'invention, l'avancement de la machine à creuser et de l'enceinte formant caisson ou bouclier précité est
<EMI ID=14.1>
terrain déjà mis en place dans la tranchée.
Avantageusement, l'espace périphérique défini entre les parois de la tranchée et les éléments préfabriquée mis en place eet rempli au moyen d'un matériau tel qu'un coulis, béton, par exemple, de préférence, à partir de l'intérieur desdits éléments préfabriquée :positionnée.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'enceinte formant caleçon ou bouclier est déplacée dans la tranchés par rapport aux éléments préfabriquée; précités disposés à l'intérieur de ladite enceinte de manière coulissante et étanche..
Par ailleurs, selon le procédé de l'invention, on peut disposer dans ladite enceinte formant caisson ou bouclier un ou plusieurs élé-
<EMI ID=15.1>
supérieur formant des galeries pour le passage des égouts, canalisations
l d'eaux, de gaz ou analogues, câbles électriques, de télécommunication ou analogues.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus qui comprend une machine de creusement d'une tranchée avec ses moyens d'actionnement, des moyens pour évacuer la terre ainsi extraite, des moyens de terrassement pour refermer la tranchée après construction de l'ouvrage souterrain, caractérisé en ce que le dispositif comprend un caisson formant bouclier de largeur sensiblement égale à la largeur de la tranchée, et comportent au moins une paroi avant, un fond et des parois latérales, ladite machine de creusement étant montée sur ledit caisson en amont de ladite paroi avant de celui-ci, des moyens pour déplacer et poser un à un les éléments préfabriqués formant l'ouvrage souterrain dans ledit caisson, et des moyens pour faire avancer ledit caisson simultanément à l'avancement du front de taille de la tranchée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le caisson précité a une chambre arrière de longueur supérieure à la longueur d'un élément préfabriqué précité, et a avantageusement une chambre avant formant chambre des machines et chambre de commande et dans laquelle sont Ilotement disposés les moyens précités d'actionnement de la machine à creuser, et les moyens précités pour faire avancer ledit caisson.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, au moins
un joint périphérique glissant est monté sur la surface interne de la chambre arrière du caisson, de préférence au voisinage de l'extrémité arrière de celui-ci, pour ainsi avoir une liaison étanche avec la surface externe de l'élément préfabriqué disposé dans ledit caisson pendaat l'avancement de celui-ci.
j Avantageusement, la chambre arrière précitée du caisson comprend des moyens de maintien et de positionnement des éléments préfabriqués précités, constitués, par exemple, par des cylindres pneumatiques, hydrauliques plats disposés notamment dans le fond et les parois latérales de ladite chambre arrière.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre avant dudit caisson comprend un toit de préférence amovible, tandis que la chambre arrière comporte un toit ouvrant, du type pont-levis.
Par ailleurs, les parois latérales du caisson font saillie en dehors de la tranchée et comprennent sur leur face externe une membrane souple et élastique telle qu'une peau pour épouser les parois latérales de la tranchée.
De préférence, les moyens de déplacement des éléments préfabriquée sont des moyens de manutention mobiles télé que des grues, ponteroulants ou portiques ou analogues, et le dispositif comprend un moyen mobile pour l'acheminement et le coulage de matériaux tels que béton, coulis ou analogues, avantageusement à partir de l'intérieur de l'ouvra-
<EMI ID=16.1>
qués et posés.
la présente invention a également pour objet un ouvrage souterrain obtenu par le procédé et le dispositif décrit ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristique", détail et avantages de celle-ei apparaîtront plue clairement au coure de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessine schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant un mode de réalisation de l'invention, et due lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique illustrant le chantier pour la construction d'un ouvrage souterrain selon le procédé de l'invention; <EMI ID=17.1> 1 illustrant le dispositif de l'invention, le moyen de manutention de
l'élément préfabriqué représenté à la figure 1 étant supprimé ;
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne ;
<EMI ID=18.1>
- la figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 3 ; et
- la figure 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne
<EMI ID=19.1>
<EMI ID=20.1>
vention qui permet de construire un ouvrage souterrain au moyen d'éléments préfabriqués 1, 2 notamment dans un sol aquifère, meuble ou friable.
Ce dispositif comprend un ensemble 3 appelé tunnelier disposé contre le front de taille 4 de la tranchée et se déplaçant dans celle-ci simul-
<EMI ID=21.1>
Ce tunnelier 3 comprend une machine 5 de creusement de la tranchée et un caisson 6 formant bouclier.
Selon l'invention, ce caisson 6 comprend au moins une paroi avant ou frontale 7, des parois latérales 8, 9 et un fond 10 pour ainsi définir une enceinte isolée et éviter, par exemple que les éboulie des parois verticales ou l'eau d'infiltration pénètrent à l'intérieur de l'enceinte et donc dans l'ouvrage souterrain comme cela apparaîtra, plus clairement par la suite.
la machine $ de creusement est, dans le mode de réalisation illus-
<EMI ID=22.1> <EMI ID=23.1>
11 oour ainsi avoir un front de taille 4 égal à la largeur de la tranchée à réaliser. Cette machine de creusement 5 est disposée en amont de la face fronte 7 en avant du caisson 6 et est fixée avantageusement sur les parois latérales de celle-ci.
Dans le mode de réalisation de l'invention, l'avancement de la machine à creusement 5 est provoqué par les moyens d'avancement du caisson 6 décrit ci-dessous.
Le caisson 6, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, comprend deux chambres juxtaposées 12, 13 séparées entre elles par une cloison 14. la première chambre 12 dite chambre avant est située immédiatement en aval de la cloison frontale 7 du caisson 6 et comprend par exemple la salle des machines et la salle de commande du tunnelier 3. la seconde chambre 13 dite chambre arrière ne comprend pas de paroi arrière et a une longueur supérieure à la longueur d'un élément préfabriqué 1,2.
Comme illustré à la figure 3, la chambre arrière 13 comprend un joint 15 périphérique glissant disposé sur la surface interne du fond
10 et au moins les parois latérales 9 et 8 du caisson 6, de préférence au voisinage de l'extrémité arrière de la chambre 13. Ainsi, l'intérieur de la chambre 13 est isolé vis-à-vis de l'environnement extérieur et notamment de l'intérieur de la tranchée d'une part par le fond 10 et les parois latérales 8, 9 et d'autre part par les éléments préfabriqués 1, 2 posés dans la tranchée en contact avec le joint d'étanchéité 15. De plue, comme ce joint est un joint glissant, le tunnelier 3 pourra
<EMI ID=24.1>
servant l'étanchéité de la chambre 13 vis-à-vis de l'intérieur de la tranchée.
les moyens pour déplacer le tunnelier 3 sont constitués par des cylindres 16 hydrauliques ou pneumatiques, de préférence des vérins hydrauliques disposés dans la chambre 12 et dont l'extrémité 16a de la tige de vérin vient prendre appui contre, par exemple l'extrémité des éléments préfabriqués 1, 2 posés et fixés dans la tranchée pour ainsi, par réaction faire avancer le tunnelier 3.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la chambre avant 12 comprend un toit 17 monté avantageusement de manière amovible pour ainsi assurer la sécurité du personnel en surface et protéger la salle des machines ainsi que la salle de commande. la chambre arrière 13, quant à elle est recouverte par un toit 18 ouvrant de manière pivotante autour d'un axe 19 en forme de pont-levis pour ainsi permettre la descente des éléments préfabriqués 1, 2 dans cette chambre 13 comme illustré à la figure 1.
Avantageusement , les parois 8, 9 et 10 du caisson 6 sont blindées. Toutefois, ces parois doivent présenter une résistance suffisante à la déformation pour résister aux efforts exercés par le sol sur les parois
<EMI ID=25.1>
poids des éléments préfabriqués 1, 2.
De plus, les cylindres plats 20, pneumatiques ou hydrauliques, tels que des vérins hydrauliques plats sont disposés dans la paroi 10 de fond de la chambre 13 et, avantageusement dans les parois latérales 8, 9 de cette chambre 13 pour maintenir et positionner l'élément préfabriqué 1,
2 descendu dans cette chambre 13 pour ainsi permettre et facilier sa liaison avec l'élément préfabriqué 1, 2 précédent déjà posé dans la tranchée, au moyen de chevilles 2la et d'orifices correspondants 21b prévus <EMI ID=26.1>
briqués 1, 2.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 5, l'ouvrage souterrain à fabriquer comprend une galerie inférieure 22 qui permettra par exemple le passage d'une route, d'un métropolitain, ou qui sera utilisée pour tout autre usage, et d'une seconde galerie supérieure 23 notamment utilisée pour la mise en place des canalisations d'égouts, d'alimentation en eau, alimentation en gaz, des câbles d'électricité,
de télécommunication ou analogues. La galerie inférieure 22 est formée au moyen des éléments préfabriqués 1 mis bout à bout, tandis que la galerie supérieure 23 est formée par les éléments préfabriqués 2 dispo-
<EMI ID=27.1>
La forme, la dimension de ces éléments préfabriqués sont fonction de l'ouvrage souterrain construit et peuvent être quelconques.
Comme illustré sur la figure 1, le chantier comprend également des
<EMI ID=28.1>
constitué par exemple par un engin de chargement 24 à bande transporteuse qui déverse les déblais remontés en surface dans un camion 25, des moyens
26 pour déplacer depuis une aire de stockage et amener au-dessus de la chambre 13 ouverte les éléments préfabriqués 1, 2, des moyens 27 pour amener un matériau tel que du béton, un coulis ou analogue pour le remplissage de l'espace périphérique 28 existant entre les bords de la tranchée et les éléments périphériques 1, 2 et enfin des moyens de terrassement (non illustrés) pour boucher la tranchée après que les éléments préfabriqués 1, 2 aient été posés et scellés dans celle-ci, pour ainsi permettre le rétablissement de l'activité de surface.
Dans le mode de réalisation illustré, et comme cela est visible à la figure 1, la chambre 12 comprend une salle des machines 12a, un espace 12b dans lequel sont disposée les pompes hydrauliques et un réservoir d'huile pour le fonctionnement des vérins hydrauliques.
Egalement, le caisson 6 peut être divisé en deux étages superposés, comme illustré à la figure 4 par une plate-forme 31 et munis, par exemple, de barrières 29 formant garde-corps.
On décrira maintenant le procédé de construction d'un ouvrage souterrain selon l'invention.
Le procédé de l'invention permet de réaliser un ouvrage souterrain tel qu'un tunnel, notamment à faible profondeur, au moyen d'éléments préfabriqués, avec une durée de perturbation de l'activité de surface réduite au minimum donc pouvant être mise en oeuvre en zone urbaine.
Le procédé de l'invention est plus particulièrement adapté pour la construction d'un ouvrage souterrain dans un terrain aquifère, meuble ou friable en permettant de construire ledit tunnel en maintenant constamment l'intérieur de celui-ci isolé du milieu environnant.
Avec le procédé de l'invention, on commence la construction de l'ouvrage souterrain à partir d'un puits d'accès dans lequel est descendu le tunnelier 3. A partir de ce puits d'accès, et par avancement du tunnelier 3 simultanément au front de taille 4 de la tranchée, les éléments préfabriqués 1, 2 sont disposés dans celle-ci et assemblés ensemble selon les étapes suivantes.
Quand le tunnelier 3 a progressé sous l'action de poussée des vérins 16 prenant appui sur l'extrémité des éléments préfabriqués 1,
/ 2 déjà posés dans la tranchée, d'une distance égale ou supérieure à la longueur d'un élément préfabriqué 1, 2, le creusement de la tranchée est arrêté pour permettre la mise en place de nouveaux éléments préfabriqués 1, 2.
A cet effet, on amène au-dessus de l'ouverture supérieure de la chambre 13 un élément préfabriqué 1 au moyen du portique mobile 26. Le portique 26 peut être positionné correctement au-dessus de la chambre
13 par le fait que le caisson 6 comprend une surface de roulement supérieure constituée par le toit 17 et le pont-levis 18 en position fermée.
L'élément préfabriqué la est alors descendu dans la fosse 13 et posé sur les vérins plats 20 comme illustré à la figure 3. Après positionnement de l'élément préfabriqué la au moyen des vérins 20, celui-ci est lié à l'élément préfabriqué 1 précédemment posé, par tout dispositif convenable et notamment sous la poussée des vérins inférieurs 16. Avantageusement, les vérins supérieurs 16 prennent appui sur la surface de référence formée par l'extrémité de l'élément préfabriqué 2 précédemment posé.
Après fixation de l'élément préfabriqué la et rétraction des vérins supérieurs 16 un élément préfabriqué 2a est amené au-dessus de la fosse
13 puis posé sur l'élément la et lié à l'élément précédent 2 selon un procédé analogue à la pose de l'élément la.
Le creusement d'une nouvelle longueur de tranchée est alors réalisé
<EMI ID=29.1>
hydrauliques 16 sur les éléments préfabriquée la, 2a, et par rotation des chaînes 5a à 5h à raclettes. Pour facilier le creusement de la tran-
<EMI ID=30.1>
w l'avancement du tunnelier 3 et donc du caisson 6, la chambre 13 sera toujours maintenue isolée de l'intérieur de la tranchée étant donné que le joint glissant 15 est constamment en contact avec la surface externe des éléments préfabriqués 1, 2.
Pendant l'avancement du tunnelier 3, on injecte dans l'espace périphérique 28 défini entre les bords de la tranchée et les éléments préfabriquée 1, 2 un matériau tel que du béton ou un coulis ou analogue adapté à la nature du terrain et dont le temps de durcissement est adapté à la vitesse d'avancement du tunnelier 3 pour ainsi fixer les éléments préfabriqués 1, 2 dans la tranchée. Ce béton ou coulis est amené ou alimenté
<EMI ID=31.1>
de l'ouvrage souterrain de préférence.
Le toit du tunnel est également recouvert par une couche de matériau stabilisé 32 tel que du sable stabilisé, au fur et à mesure de l'avancement du chantier pour ainsi permettre le rétablissement de l'activité de surface, et par exemple la réfection de la voierie. Par ailleurs, pendant
<EMI ID=32.1>
nelier 3 lui-même, au niveau du front de la fouille par, par exemple, l'utilisation d'une boue thixotrope et latéralement par les parois latérales de l'enceinte 6. Avantageusement, les parois latérales 8, 9 comportent sur leur face externe une membrane souple et élastique 30 telle qu'une peau qui épouse la surface des parois latérales de la tranchée.
Des vérins hydrauliques 16 assurant la progression du tunnelier par poussée sur les extrémités des éléments préfabriqués 1, 2 déjà posés ou
<EMI ID=33.1>
séparément pour assurer le guidage du tunnelier.
Le procédé et le dispositif de l'invention permettent donc de réaliser un ouvrage souterrain en milieu urbain avec une durée de pertur- bation minimum de l'activité de surface. De plus, comme le caisson 6
forme un bouclier et isole constamment l'intérieur de 1' ouvrage coûter- rain construit de la fouille et donc évite toute pénétration d'eau, de remblais dans l'ouvrage souterrain, il est possible de construire un tel
ouvrage dans des sols aquifères, meubles et friables en supprimant l'utilisation de pompes d'évacuation d'eau ou d'étayage important. Bien
entendu, il est important que le tunnelier 3 soit relativement lourd
pour éviter qu'il flotte.
Par ailleurs, le dispositif et le procédé de l'invention permettent de creuser des tunnels de forme quelconque par exemple rectangulaire,
circulaire.
Un autre avantage du procédé de l'invention est dans le fait qu'il
permette de construire un ouvrage souterrain dans une rue étroite, étant ,
donné que les moyens, véhicules ou appareils 24, 25, 26 évoluant en surface, se déplacent soit sur le toit de l'ouvrage souterrain construit
soit en amont du front de taille 4. Donc aucun accès latéral au chantier
n'est nécessaire.
Il est bien évident qu'il est possible de réaliser avec le procédé
et le dispositif de l'invention des ouvrages souterrains formée par un
seul élément préfabriqué ou plusieurs éléments préfabriqués disposés
côte à côte ou superposés.
Il est également possible d'utiliser sans pour cela sortir du cadre
de l'invention, d'autres moyens de manutention 26 des éléments préfabriquée 1, 2, moyens 24, 25 d'évacuation des déblais, et moyens 27 d'alimentation en béton ou coulis dans l'espace périphérique 28. Il est également
possible d'alimenter le coulis ou le béton dans l'espace périphérique 28 depuis l'extérieur de l'ouvrage souterrain.
<EMI ID=34.1>
son 6 fassent saillie hors de la tranchée pour éviter toute chute de remblais dans le caisson 6.
REVENDICATIONS.
1) Procédé de construction d'ouvrage souterrain tel qu'un tunnel,
une galerie ou analogue, notamment dans un sol aquifère, meuble ou friable, consistant à creuser une tranchée à ciel ouvert, puis à construire dans ladite tranchée les parois dudit ouvrage souterrain et enfin à refermer la tranchée, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer, simultanément au creusement de la tranchée, en aval immédiat de la machine
à creuser, une enceinte formant caisson ou bouclier ne comportant pas de paroi arrière et ouverte en surface ; à disposer dans une partie de
ladite enceinte au moine un élément préfabriqué formant l'ouvrage souterrain pour former ainsi une enceinte sensiblement étanche vis-à-vis
de la tranchée ; à rendre solidaire ledit élément préfabriqué avec 'Un élément préfabriqué précédemment posé dans ladite tranchée ; à poursuivre le creusement de la tranchée simultanément avec le déplacement de ladite enceinte formant caisson sur une distance suffisante pour permettre la poae d'un nouvel élément préfabriqué ; à répéter les opérations
<EMI ID=35.1>
ge souterrain ; et à boucher la tranchée contenant lesdits éléments préfabriquée assemblés sensiblement immédiatement en aval de ladite enceinte formant bouclier.
<EMI ID=36.1>