Procédé pour percer un tunnel et appareil pour sa mise en aeuvre La présente invention concerne un procédé pour percer un tunnel et un appareil pour sa mise en oeuvre. Jusqu'ici, il a été de pratique courante de creuser un tunnel dans certaines formations souterraines et de couler dans le tunnel une galerie en béton comme celle qu'on pourrait utiliser pour l'évacuation des eaux de vannes ou des eaux de pluie. Il a été clas sique de constituer ces tunnels au moyen de poutres ou de supports en acier en H en forme de voûte ou de fer à cheval espacés successivement dans le sens longitudinal du tunnel, à mesure que celui-ci pro gresse.
Lorsque chaque profilé est mis en position et est ainsi supporté, on enfonce des tronçons de madriers ou de pieux dans la face du tunnel au moyen de masses. Il est évident que cette façon de faire demande une main-d'oeuvre importante et que la progression du tunnel est comparativement lente. De plus, particulièrement quand on perce un tunnel dans un sol sableux, l'enfoncement du pieu dans le sable le rend meuble, et des fissures ou des ouvertures sont fréquemment laissées entre les pieux, ce qui fait que le sable commence à y fluer.
Bien qu'une faible quantité de sable dans la structure de support n'ait pas trop d'importance, un tel fluage pendant une durée prolongée provoque la formation d'une cavité dans la structure de la terre au-dessus du tunnel, ce qui fait qu'il risque de se produire des effondrements dans une telle cavité, en risquant de ce fait d'exercer sur les supports arqués et les pieux des charges subites de poids importants. En conséquence, les supports arqués et les pieux ont été traditionnelle ment assez massifs afin de supporter les charges auxquelles ils sont soumis.
Malgré les frais élevés et les risques inhérents à la percée d'un tunnel comme on vient de le décrire, un tel procédé a été de pratique courante pendant de nombreuses années dans les cas où un profil trans versal en fer à cheval est nécessaire du point de vue de la résistance mécanique de la structure. Dans les cas où la rigidité structurale de la section en forme générale de fer à cheval n'est pas nécessaire, on a creusé des tunnels annulaires en refoulant dans la face du tunnel une enveloppe cylindrique qui permet d'établir une structure de support annulaire à l'inté rieur de l'enveloppe cylindrique. Bien que de telles enveloppes cylindriques aient conféré certains avan tages, leur utilisation a été également accompagnée de certains inconvénients.
L'un des principaux incon vénients d'une enveloppe cylindrique telle qu'on l'a mentionnée réside dans un manque de contrôle direc tionnel qui a été une caractéristique de toutes les enveloppes de ce genre connues jusqu'ici.
Avant la présente invention, la technique classi que d'enfoncement de pieux a été traditionnellement utilisée lorsque le tunnel du type en fer à cheval était nécessaire. Cette technique a été nécessitée par le fait que, bien que le côté inférieur d'une enve loppe cylindrique telle que mentionnée constitue une base de support sur laquelle repose ladite enveloppe, on n'a pas utilisé d'enveloppe dans un profil en fer à cheval, en raison du manque de dispositifs de sup port appropriés pour la base de l'enveloppe.
En conséquence, la présente invention a pour objet un procédé pour percer un tunnel, procédé qui est caractérisé en ce qu'on enfonce un bouclier dans la terre, en ce qu'on enlève la terre depuis le bou clier au front de taille de tunnel, en ce qu'on édifie une structure de renforcement curviligne ou en arceau à l'intérieur du bouclier tout en supportant la terre supérieure sur ce dernier, en ce qu'on avance le bouclier de manière à découvrir la structure de ren forcement, en ce qu'on entraîne le bouclier avec une force hydraulique uniformément répartie exercée simultanément et uniformément en des points situés sur le sommet et les côtés du bouclier,
en ce qu'on détermine toute déviation dans la direction du dépla cement de ce bouclier par rapport à une course prédéterminée, et enfin, en ce qu'on exerce une pres sion supplémentaire d'un fluide à l'un des points précités, pour assurer un contrôle de l'orientation de la direction du bouclier.
La présente invention comprend également un appareil pour la mise en #uvre de ce procédé, appareil qui est caractérisé par le fait qu'il comprend un bouclier, un dispositif supportant de manière déplaçable ce bouclier en vue d'un déplacement axial de ce dernier et un dispositif actionné par la pres sion d'un fluide pour avancer axialement le bouclier, ledit dispositif supportant, de façon déplaçable, le bouclier et comportant une poutre-caisson placée dans le sens longitudinal du bouclier et fixée sensi blement à sa partie centrale, une pièce de support,
un dispositif reliant de façon déplaçable ladite poutre et ladite pièce de support, enfin, une seconde pièce de support, reliée à la poutre-caisson de manière à être déplacée entre une position où elle supporte cette dernière et une position où elle ne la supporte pas.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil pour la mise en aeuvre du procédé que comprend le présent brevet.
La fi g. 1 est une coupe longitudinale dudit appa reil, le bouclier et le support de la poutre-caisson se trouvant dans la position qu'ils occupent normale ment par rapport à la poutre-caisson à l'achèvement d'un tronçon de tunnel et avant le refoulement du bouclier en avant dans la face du tunnel ;
la fig. 2 est similaire à la fig. 1, mais elle repré sente le bouclier dans une position où il a été avancé, et elle montre le support auxiliaire de la poutre- caisson dans une position où il est en contact avec le sol et supporte la poutre-caisson, ainsi que les vérins du support principal de la poutre-caisson ayant été rappelés pour qu'on puisse faire avancer le support principal de la poutre-caisson dans une nouvelle position par rapport à la poutre-caisson,
les pis tons des dispositifs d'avance de bouclier étant illus trés en traits interrompus dans leur position de sor tie maximum ; la fi-. 3 est une vue en élévation de l'appareil de percement de tunnel illustré sur les fig. 1 et 2 ; la fi,-. 4 est une coupe transversale faite par 4-4 de la fig. 1 ; la fi g. 5 est une vue de détail fragmentaire à grande échelle en élévation avec coupe partielle, illustrant la poutre-caisson et le support principal de la poutre-caisson ainsi que la liaison déplaçable entre ces éléments ; la fig. 6 est une coupe faite par 6-6 de la fig. 5 ;
la fi-. 7 est une vue détaillée à grande échelle, illustrant en coupe transversale l'appareil de perce ment de tunnel, faite par 7-7 de la fig. 2, et elle montre plus particulièrement le procédé de soulève ment par vérins de profilés en H de support arqués ou en forme de fer à cheval pour les appliquer fer mement contre le bouclier avant de déplacer la posi tion du support de la poutre-caisson et de procéder à un nouvel enfoncement du bouclier ; la fi-. 7a est une élévation fragmentaire à grande échelle, faite par 7-7 de la fia. 7 ;
la fig. 8 est une coupe de détail fragmentaire à grande échelle, faite par 8-8 de la fi-. 7, et mon trant plus particulièrement le procédé de montage à feuillure des madriers du couchis qui permet leur introduction entre les profilés arqués adjacents ; la fig. 9 est une vue schématique du système hydraulique et pneumatique servant à actionner les divers dispositifs de l'appareil.
L'appareil représenté comprend, d'une part, un bouclier S ayant la forme générale d'un U compor tant une plaque extérieure 1 de contact avec le tunnel, qui s'étend vers l'arrière du corps du bouclier de manière à constituer une jupe de forme allongée et, d'autre part, une plaque intérieure 2, qui est convenablement renforcée et reliée à des profilés 3. A son extrémité avant, le bouclier S comporte un bord de coupe 4. La paroi intérieure du bouclier S comporte une section avant inclinée 5 constituant en quelque sorte une surface lisse.
Le bouclier S com porte un bord d'attaque supérieur curviligne 6, qui est disposé transversalement au tunnel, et deux sec tions 7 s'étendant vers le bas qui constituent les parois latérales du bouclier et qui s'inclinent en direction de l'arrière du bouclier depuis sa partie supérieure vers sa partie inférieure. Dans la partie centrale du bouclier S est disposée et fixée dans le sens longitudinal une poutre-caisson N qui sera décrite plus particulièrement par la suite.
La poutre- caisson N comporte deux supports de cette poutre- caisson, savoir un support principal A qui a une forme générale curviligne ou en U et qui est destiné à être déplacé par rapport à la poutre-caisson N, et un support auxiliaire B qui est articulé à ladite poutre en 8 et est destiné à être déplacé à partir d'une position inopérante où il est parallèle à la poutre-caisson, comme illustré sur la fig. 1, jusqu'à une position opérante dans laquelle il porte contre le sol et supporte la poutre-caisson N, comme illus tré sur la fig. 2.
Lors de l'utilisation de l'appareil, une machine ou haveuse M, actionnée pneumatiquement ou d'une autre manière, à chargement avant et déchargement en tête, est réalisée de manière à pouvoir être dépla cée entre les côtés latéralement espacés du support principal A de la poutre-caisson N, de manière à excaver la terre et à la déverser en tête sur un ensem ble de transporteur X illustré sur la fig. 1. Les ensembles de transporteurs sont des éléments clas siques et il n'est pas nécessaire de les décrire plus, étant donné que leur fonctionnement est bien connu de tout technicien et qu'on les utilise couramment dans le domaine des percements de tunnels.
Comme on l'a mentionné ici précédemment, le support A de la poutre-caisson et la poutre-caisson N peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre et, comme le montrent plus particulièrement les fig. 5 et 6, la poutre-caisson N est de préférence constituée par deux profilés espacés 10 en forme d'U qui sont disposés dos-à-dos et sont reliés à leurs extrémités par des plaques transversales 11. A son côté supé rieur, la poutre-caisson N est fixée par des boulons 12 à la plaque intérieure 2 du bouclier S, et à la base de la poutre-caisson sont soudés, ou fixés autrement, deux rails 13 s'étendant longitudinalement.
Au sup port A de la poutre-caisson N sont fixés, à son extrémité supérieure et sensiblement en son milieu, deux supports verticaux latéralement espacés 14 dans lesquels sont montés et tournent deux galets 15 qui s'étendent transversalement à la poutre-caisson et roulent sur les rails précités 13.
De plus, les supports de galets 14 comportent deux supports de palier 16 s'étendant vers le haut qui supportent, en vue de leur rotation, deux galets 17, qui sont montés et tournent sur des axes géométriques parallèles à ceux des galets 15 et qui roulent sur les ailes inférieures 18 des profilés 10 en forme d'U. En outre, les sup ports de galets 14 comportent des paires opposées de pattes en saillie 19 et 20 dans lesquelles sont res pectivement montés deux galets 21 et deux galets 22, qui sont disposés sur des axes géométriques perpen diculaires à ceux des galets 15 et 17. Les galets 21 et 22 sont destinés à rouler sur les bords extérieurs des rails 13.
De ce fait, on remarquera que les galets 15, 17, 21 et 22 supportent complètement le sup port A de la poutre-caisson sur celle-ci, de manière à permettre un déplacement de ces éléments l'un par rapport à l'autre.
Afin d'effectuer un tel déplacement du support A de la poutre-caisson N par rapport à cette dernière, on a prévu deux pistons 23 actionnés par la pres sion d'un fluide, qui sont reliés en 24 par une extré mité aux côtés opposés de la poutre-caisson N, et chaque piston 23 comprend une tige d'actionnement 25 qui est reliée à un support vertical 26 placé sur le support A de la poutre-caisson.
Les pistons 23 agissent pour amener le support A de la poutre-caisson à gauche, comme on le voit sur la fig. 1, par rapport à la poutre-caisson et au bouclier S et à cet effet, on a également prévu un dispositif pour limiter un tel déplacement. Ce dispo sitif est constitué de préférence par deux tiges 28, qui s'étendent vers l'arrière de la poutre-caisson en chevauchant son support auxiliaire B et qui sont reliées par une chape 29 à un tendeur de câble 30. Le tendeur 30 est relié en 31 à deux tiges 32 qui sont assujetties par leur extrémité à un support fixe quelconque approprié.
Comme clairement représenté sur les fig. 3 et 4, le support A de la poutre-caisson comporte sur ses côtés opposés deux vérins 33 actionnés par la pres sion d'un fluide, et des pieds télescopiques 34 desti nés à porter sur le sol à l'endroit de la semelle du tunnel lors de la sortie des pistons 33, de manière à soulever grâce à ces vérins la poutre-caisson N et le bouclier S. Les vérins 33 servent également à soulever les pieds 34 comme illustré sur la fig. 2, de manière que la poutre-caisson puisse être sup portée sur son support auxiliaire B jusqu'à une nou velle position de support.
Le support auxiliaire B de la poutre-caisson comporte également un vérin 35 qui est représenté comme étant du type à vis, mais qui peut bien entendu être également actionné par un fluide hydraulique. Toutefois, en tout cas, le vérin 35 peut être actionné pour exercer une pres sion vers le haut sur le bouclier S afin de le suppor ter à mesure que les pieds 34 des vérins 33 du sup port principal A de la poutre-caisson sont soulevés et que ledit support est amené à une nouvelle position.
Afin de faciliter le déplacement du support auxi liaire B de la poutre-caisson, depuis sa position de support illustrée sur la fig. 2 jusqu'à une position élevée inopérante comme représenté sur la fig. 1, une chaîne 36 est de préférence reliée au support B de la poutre-caisson et elle engrène avec un dispo sitif d'entraînement actionné par un moteur 37 du type commandé par voie pneumatique ou hydrauli que,
qui est fixé à l'extrémité arrière de la poutre- caisson N et qui sert à faire passer la chaine 36 par le dispositif d'entrainement de manière à le faire pivoter autour de l'axe d'articulation 8 jusqu'à la position inopérante précitée.
Pour faire avancer le bouclier S de la position illustrée sur la fig. 1 jusqu'à celle qui est représentée sur la fig. 2, on a monté sur le bouclier S une série de pistons espacés longitudinalement de façon sensi blement équidistante, qui sont montés dans des cylindres fonctionnant sous l'effet de la pression d'un fluide, comme on le voit clairement sur la fig. 4. Ces cylindres sont désignés respectivement par les réfé rences 38, 39, 40, 41, 42 et 43.
Les pistons de ces dispositifs d'actionnement sont épaulés par un dis positif qu'on décrira plus particulièrement par la suite, tandis que les cylindres de ces dispositifs sont rendus solidaires du bouclier S, de manière que lors qu'un fluide provenant d'une source d'alimentation est admis dans les cylindres, ceux-ci soient déplacés axialement par rapport aux pistons, grâce à quoi le bouclier S sera poussé axialement dans le front de taille du tunnel.
Le fluide moteur pour ces cylindres d'actionnement 38 à 43 est de préférence un fluide hydraulique qui y parvient en provenance d'un réser voir cylindrique R monté à l'intérieur de la poutre- caisson N, comme on le voit clairement sur les fig. 4 et 6.
A mesure que le bouclier S avance dans le front de taille du tunnel, ce front de taille tendrait norma lement à s'ébouler et le bouclier porte de préférence plusieurs cylindres 44, 45, 46 et 47 de retenue de boisage. Comme on le voit clairement sur la fig. 3, les cylindres 44 et 47 sont de préférence disposés sensi blement à l'endroit de la ligne élastique du tun nel, tandis que les cylindres 45 et 46 sont disposés au voisinage du sommet du bouclier sur les côtés opposés de l'axe vertical de ce dernier.
Chacun des dispositifs à cylindre de retenue de boisage est muni à l'extrémité libre de son piston d'une équerre de support 48 ayant la forme générale d'un L, qui sert à supporter, en les maintenant étendus dans le sens transversal, un boisage supérieur 49 et un boisage inférieur 50 qui sont destinés à porter contre la face du tunnel pour l'empêcher de s'ébouler à un degré notable. De plus, on peut intercaler, si on le désire, des madriers disposés verticalement, comme indiqué en 51, entre le boisage 50 et le front de taille du tunnel afin de contribuer à empêcher le front de taille du tunnel de s'affaisser.
Comme on l'expliquera plus complètement par la suite, les cylindres 44 à 47 d'actionnement de boisages sont de préférence action nés par de l'air comprimé, de manière que lorsque le bouclier S, sur lequel sont montés les cylindres des dispositifs d'actionnement des boisages, avance dans le front de taille du tunnel, les pistons respectifs puis sent être refoulés en arrière dans les cylindres en comprimant l'air de ce fait et, par suite, en tendant à être maintenus élastiquement contre le front de taille du tunnel grâce à l'air comprimé contenu dans les cylindres.
Lors du fonctionnement et en supposant que l'appareil se trouve dans les conditions illustrées sur la fig. 1, le fluide est envoyé dans les dispositifs hydrauliques d'actionnement 38 à 43 entraînant le bouclier, depuis le réservoir R afin de refouler axia- lement le bouclier S dans le front de taille du tunnel, tandis que les dispositifs d'actionnement 44 à 47 supportant les boisages servent à maintenir élasti- quement l'agencement de boisages contre le front de taille du tunnel pour en empêcher l'éboulement.
Quand le bouclier a été avancé jusqu'au point illustré sur la fi- . 1, les pistons des dispositifs d'actionne- ment 38 à 43 se trouvant entièrement sortis, comme illustré sur cette figure, chaque dispositif de support successif C en forme de fer à cheval représenté sur les fig. 1 et 2 est installé de la même manière, comme on va maintenant le décrire en se référant particu lièrement aux fig. 7 et 8.
Les demi-sections 150 et 151 de la poutre arquée en H (ou des profilés) seront disposées hors du trajet du transporteur X, mais à son voisinage, de manière que lorsque les pistons des dispositifs d'actionne- ment 38 à 43 ont été rappelés, jusqu'aux positions illustrées en trait plein sur la fig. 2, les demi-sections respectives 50 et 51 puissent être élevées jusqu'à une position initiale et puissent être boulonnées ensemble à un point médian 52 de la poutre.
Deux vérins 53 et 54 sont respectivement en con tact avec des saillies 55 et 56 prévues sur les demi- sections 150 et<B>151</B> de la poutre curviligne en H, et le support curviligne C est de ce fait maintenu dans sa position initiale, après quoi en commençant par la partie inférieure de chaque côté du support arqué, des madriers ou un couchis désignés dans leur ensemble par 57, sont mis en place dans le sens longitudinal du tunnel de façon à combler l'espace entre le support arqué précédent C et celui qu'on est en train d'instal ler.
Afin de faciliter l'installation d'un couchis dans la tête du tunnel, les bras 27 sont de préférence suppor tés à une extrémité sur les branches du support A de la poutre-caisson, et ils s'étendent dans le sens longitu dinal du tunnel. Ces bras constituent un moyen de support sur lequel on peut disposer une plate-forme ou un échafaudage.
Comme on le voit clairement sur la fig. 8, les extrémités opposées de chaque couchis ou de chaque madrier 57 sont encochées, ou réunies par une feuil lure avec l'extrémité de chaque couchis ou madrier devant être introduit tout d'abord. Il comporte en 58 une feuillure plus importante que celle de l'extrémité opposée du couchis ou des madriers comme indiqué en 59.
Etant donné que le support C arqué en forme d'H, qui a été précédemment installé, est fer mement pressé et fixé en position contre le couchis qui est lui-même pressé contre la surface extérieure 1 du bouclier S, ce montage à feuillure différentielle des extrémités du couchis 57 facilite l'introduction de l'extrémité 58 à feuillure plus profonde dans l'espace compris entre le dernier support mentionné C et le bouclier S. Comme clairement illustré sur la fig. 8, grâce à cet agencement, la paroi curviligne constituée par le couchis ne porte pas avec un frottement uni forme contre la surface extérieure 1 du bouclier S, ce qui réduit sensiblement la force nécessaire pour déplacer ce dernier.
Après avoir introduit le couchis 57, on utilise les vérins 53 et 54 pour soulever le support arqué C afin de le mettre fermement en contact avec les extrémi tés 59 du couchis. On enfonce des cales ou des coins 60 entre les plaques de base 61 à l'extrémité inférieure des demi-sections respectives 150 et 151 des supports C, ainsi qu'un madrier 60a qui est en contact avec le sol et assure une zone de support con venable pour les supports C, grâce à quoi ceux-ci seront maintenus fermement en place par les cales 60. Cet agencement empêche le bouclier S de fléchir à sa partie arrière au cours de son déplacement en avant.
On notera qu'avant le raidissement final du support arqué C en cours d'utilisation, une série de boulons de fixation 62 s'étend entre les supports adjacents C en forme d'H, de manière à les relier rigidement ensem ble dans une relation uniformément espacée, ces bou lons 62 étant de préférence disposés de façon sensi blement équidistante sur tout le pourtour de la section du tunnel. En outre, au voisinage immédiat de chacun des boulons 62, on installe plusieurs entretoises circu laires 63, qui sont destinées à s'ajuster à l'intérieur des ailes du support en H précité, comme illustré sur la fi-. 8, se trouvent aux extrémités opposées respective ment de ces entretoises.
Comme on le voit clairement sur les fig. 1 et 2, les entretoises 63 constituent une pièce de renforcement de grande longueur épaulant les dispositifs respectifs d'actionnement 38 à 43 qui entraînent le bouclier, et dont les pistons, comme on l'a mentionné précédemment, sont épaulés contre le support de poutre arqué C installé en dernier, comme illustré sur les fig. 1, 2 et 8.
Après le raidissement final des supports arqués C de la poutre-caisson qu'on vient juste d'installer comme illustré sur la fig. 7, le support auxiliaire B de la poutre-caisson sera abaissé jusqu'à la position illus trée sur la fig. 2, et le vérin 35 sera actionné pour exercer sur la poutre-caisson N une force orientée vers le haut, ce qui fait cesser la charge exercée sur le support principal A de la poutre-caisson. Ensuite, les pieds télescopiques 34 du support A de la poutre caisson sont élevés par les vérins 33 qu'ils contiennent et qui sont actionnés par la pression du fluide, comme illustré également sur la fig. 2.
Lors de cette élévation des pieds 34, les dispositifs d'actionnement 23 peu vent être mis sous pression pour amener le support A de la poutre-caisson dans la position illustrée sur la fig. 1. Toutefois, pour que ce déplacement du sup port A de la poutre-caisson puisse avoir lieu, il faut que la traction exercée sur le dispositif 28 de retenue à chape soit supprimée grâce à l'action du tendeur de câble 30 et, après la remise en position du support A de la poutre-caisson, ledit tendeur peut être utilisé pour étendre les pièces de liaison à chape 28 pour empêcher le support A de la poutre-caisson de conti nuer son déplacement vers l'avant.
A ce moment, on ramène par les vérins les pieds télescopiques pour les faire porter contre le sol, et le vérin 35 est dégagé de son contact avec le sol ; le moteur 37 actionné par un fluide peut alors être commandé de manière à tirer la chaîne 36 vers l'arrière pour élever le support auxiliaire de la poutre- caisson jusqu'à la position illustrée sur la fig. 1.
On va se référer à la fig. 4. Du côté inférieur de gauche de l'ensemble est représenté un tableau de commande D, et toutes les opérations précédentes sont de préférence commandées à la main depuis ce tableau de commande, qui fait partie d'un carter con tenant un mécanisme d'actionnement et des soupapes de commande appropriées, qu'on décrira plus parti culièrement plus loin et qui servent à commander le fonctionnement du circuit du fluide sous pression représenté schématiquement sur la fig. 9.
En examinant maintenant la fig. 9, on peut voir que les vérins 33, 33 du support principal A de la poutre-caisson y figurent sous cette référence. De même, les cylindres 44 à 47 des boisages sont ainsi représentés, de même que les dispositifs d'actionné- ment 23 déplaçant le support de la poutre-caisson et les dispositifs d'actionnement 38 à 43 déplaçant le bouclier. Le réservoir R monté dans la poutre=cais- son N est également représenté sur le schéma.
On a illustré schématiquement sur la fig. 9 une pompe volumétrique P du type à piston radial, ou d'un autre type approprié qui est entraînée par un moteur M' et qui est capable d'aspirer, dans le réser voir R par une canalisation R' à chaque tour de la pompe, des volumes égaux de fluide hydraulique par des canalisations 38a, 39a, 40a,<I>41a, 42a</I> et 43a, qui aboutissent respectivement aux cylindres d'actionné- ment 38 à 43 en passant par des canalisations de branchement 38b, 39b, 40b, 41b, 42b et 43b, et cela afin de refouler le bouclier S dans le sens axial.
Cha cune des canalisations 38a à 43a est munie d'un manomètre comme indiqué d'une façon générale en 60' et, de plus, si on le désire, chacune de ces canalisations comporte un branchement aboutissant à une soupape d'arrêt 62', ces canalisations de branche ment étant réunies à un collecteur 63' aboutissant à une soupape de détente 64'. Les canalisations de branchement 38b à 43b comportent également des soupapes de retenue 65 et des soupapes réglables 66, et elles se groupent dans un collecteur par une canali sation 67 aboutissant à une canalisation d'alimenta tion 68 dont l'autre extrémité est reliée à un réser voir R par une canalisation 69 comportant de préfé rence une soupape d'arrêt 70 et de préférence un filtre 70'.
Les canalisations 38b à 43b sont également reliées à des canalisations d'échappement 71 (repré sentées en tirets sur la fia. 9) qui sont groupées par une canalisation 72 aboutissant à une canalisation de retour 73 débouchant dans le réservoir par une sou pape 74 à quatre voies, à actionnement pneumatique, dont on décrira plus particulièrement le fonctionne ment par la suite. On monte de préférence une sou pape d'arrêt 75 dans la canalisation 73.
Afin de combiner la compressibilité de l'air et les caractéristiques de déplacement volumétrique d'un liquide ou d'une huile, le système représenté sur la fig. 9 est de préférence une combinaison d'un système pneumatique et d'un système d'huile et, comme 1e représente cette figure, le réservoir R est partiellement plein d'huile et partiellement plein d'air.
L'air est envoyé au réservoir par une canalisation 76, par l'intermédiaire d'une soupape 77 à actionnement pneumatique, en provenance d'une canalisation d'ali mentation 78 qui est raccordée à une source d'air comprimé appropriée qui peut être disposée en arrière de la structure précédemment décrite et à l'intérieur du tunnel, comme en 79. On peut monter un sépara teur ou un filtre appropriés dans la canalisation d'amenée d'air, ou bien si on le désire, ces deux élé ments peuvent être montés dans cette canalisation.
On remarquera que le moteur pneumatique pré cité 37, qui sert à commander la chaîne 36 par l'intermédiaire d'un mécanisme d'entraînement, comme on l'a décrit précédemment, est raccordé à une canalisation d'amenée d'air, telle que la canali sation 76, par l'intermédiaire d'une canalisation de branchement 80 comportant une soupape de com mande 81 commandant le fonctionnement du moteur pneumatique 37.
La canalisation d'alimentation d'air 78 est reliée par l'intermédiaire d'un régulateur classique 82, d'une canalisation de branchement 83 aboutissant à un sur- presseur 84, et d'une canalisation 85 au moteur M' qui est de préférence d'un type connu commandé par de l'air comprimé. De préférence, la canalisa tion 85 comporte une soupape de retenue 86. De ce fait, on peut voir que l'air comprimé admis dans le système par la canalisation 78 sert à actionner le moteur et qu'il constitue également une source de pression pour exercer une pression sur l'huile con tenue dans le réservoir R.
De plus, une canalisation de branchement 87, qui est reliée à la canalisation d'air 78, sert à être sélec tivement mise en communication, par l'intermé diaire d'une valve 89 à quatre voies commandée à la main, soit avec la soupape 74 à commande pneuma tique par une canalisation 90, soit avec la soupape 77 (commandée pneumatiquement) par l'intermédiaire d'une canalisation 91. De ce fait, la valve 89 a un double but, savoir de commander l'admission dans le réservoir de l'air comprimé et de commander le retour du fluide depuis les pistons 38 à 43, par les canalisations de retour 71, le collecteur 72 et la cana lisation 73 dans laquelle est montée la soupape 74.
La soupape 74 joue encore un rôle quant à la com mande de l'introduction sélective de quantités sup plémentaires de fluide dans des pistons choisis dans la série des dispositifs 38 à 43 d'actionnement du bouclier S. A ce sujet, on remarquera qu'un moteur pneumatique 92 est entraîné par de l'air fourni par une canalisation 93, qui relie ce moteur et la cana lisation d'alimentation 78 et qui est, de préférence, munie d'un dispositif de graissage L, d'un manomè tre 94 et d'un régulateur 95 pour régler le fonction nement du moteur pneumatique 92. Le moteur 92 entraîne une pompe de surpression 96 dont la cana lisation d'admission 97 aboutit, par les canalisations 73, 68 et 69 ainsi que par la soupape d'arrêt 70, à la masse d'huile contenue dans le réservoir R.
La canalisation de refoulement 98 de la pompe de sur pression 96 peut être sélectivement mise en commu nication avec une canalisation 99 par l'intermé diaire de la soupape précitée 74 à commande pneu matique, quand cette soupape 74 se trouve dans une position dans laquelle elle répond à un actionnement approprié de la valve 89 commandée à la main. De plus, la canalisation 97 peut comporter un accumula teur 100 pour maintenir une pression constante dans le fluide circulant dans la canalisation 99 quand la soupape 74 fait communiquer cette dernière et la canalisation 97.
L'accumulateur 100 sert à maintenir une pres sion supérieure à celle qui règne dans les canalisa- tions de fluide 38b à 43b comme on peut le déter miner grâce aux manomètres précités 60 et grâce à un manomètre 101 monté dans la canalisation 99 qui est reliée à une série de canalisations 38c, 39c, 40c, 41c, 42c et 43c qui sont respectivement reliées aux canalisations 38b à 43b.
Les canalisations 38c à 43c comportent de préférence respectivement une soupape d'arrêt 102 ainsi qu'une vanne d'arrêt 103 commandée à la main. En raison de cet agencement, on peut remarquer que, sous la commande sélective des vannes 103, on peut faire parvenir une quantité supplémentaire -d'huile sous pression aux pistons res pectifs des cylindres 38 à 43 entraînant le bouclier S, pour que grâce à ce fluide supplémentaire un seul de ces pistons (ou plusieurs de ces pistons combinés) sorte un peu plus de son cylindre que les autres pistons.
En conséquence, on voit que, dans le cas où pendant un percement de tunnel, le bouclier com mence à changer de direction, on peut rétablir sa direction grâce à une commande d'avance sélective des pistons respectifs. En pratique, on utilise dans le tunnel un instrument, comme une lunette pour faire une visée dans la direction du trajet du bouclier après la pose de chaque support C. De cette manière, n'importe quelle déviation du bouclier au cours de la constitution de chaque tronçon successif peut être compensée à mesure que le bouclier avance.
Afin d'assurer le rappel des pistons des cylindres 38 à 43 avant la mise en place d'un support C, comme décrit précédemment, une canalisation 104 est mise en communication avec les dispositifs d'actionnement respectifs par l'intermédiaire de cana lisations 105, la canalisation 104 étant également mise en communication, par l'intermédiaire de la valve 89 commandée à la main, avec la canalisation précitée 87 qui aboutit à la canalisation d'alimen tation d'air 78. De ce fait, quand on fait passer la valve de commande manuellement 89 depuis une position de déplacement du bouclier jusqu'à une position de rappel des pistons, ceux-ci seront rap pelés.
On désire que les cylindres d'actionnement des boisages reçoivent de l'air afin de pousser élastique ment les boisages contre le front de taille du tunnel et, en conséquence, ces cylindres sont également rac cordés à la canalisation d'alimentation d'air 78. Les cylindres inférieurs 44 et 45 de boisage sont reliés à la canalisation 78 par une canalisation de branche ment 105' qui comporte un dispositif de graissage, la canalisation 105 étant reliée à une canalisation 106 par l'intermédiaire de deux valves 107 et 108 à quatre voies, commandée à la main.
Lorsqu'on déplace ces deux valves en sens inverse, il s'établit sélectivement, entre la canalisation 106 et les côtés opposés du piston du cylindre d'actionnement 44, une communication avec une lumière d'échappement, comme le comprendront facilement les techniciens. La valve 108 fonctionne de la même manière que la valve 107, de façon à commander et régler la sortie et le rappel du piston du cylindre d'actionnement 45.
Les cylindres supérieurs 46 et 47 de boisage sont raccordés à la canalisation d'alimentation d'air 78 par une canalisation 109 par l'intermédiaire d'une canalisation 110 qui amène du fluide par deux val ves 111 et 112 à quatre voies, commandées à la main, pour commander l'extension et le rappel des cylindres 46 et 47 de la même manière par laquelle les pistons des cylindres 44 et 45 sont actionnés par la commande des valves 107 et 108.
Comme on l'a précisé précédemment, avant le déplacement du support principal A de la poutre- caisson, les pieds télescopiques 34 de ce support sont rappelés par les vérins hydrauliques 33, comme illustré sur la fig. 2.
Comme on le voit sur la fig. 9, le système d'actionnement des vérins 33 est égale ment oléo-pneumatique dans son mode de réalisation préféré, et il comporte de préférence un réservoir 113 auquel l'air parvient par une canalisation 114 qui est reliée à une canalisation 115 partant de la canalisation d'alimentation d'air précitée 78 et abou tissant à une valve 116 commandée à la main.
Cette valve commande également la mise en communica tion de la canalisation d'alimentation d'air 78 avec une canalisation 117 qui communique, par l'inter médiaire d'une soupape d'arrêt 118, avec une cana lisation 119 qui est reliée aux deux cylindres des pistons 33 et débouche sur le côté extérieur de ces pistons, afin de rappeler ceux-ci dans leurs cylindres respectifs. L'huile est amenée sous la pression que lui communique l'air se trouvant dans la partie supé rieure du réservoir 113, par l'intermédiaire d'un filtre 120, d'une soupape d'arrêt 121 et d'une cana lisation 122, qui communique avec les cylindres des vérins ou pistons 33 en passant par deux soupapes d'arrêt 123 et par deux soupapes d'étranglement 124.
Etant donné que l'air sous pression, qui provoque la sortie des pistons 33 grâce à l'huile, est compressible, pendant qu'on désire supporter fermement le support A de la poutre-caisson au cours du fonctionnement, les pistons 33 sont initialement dans leur position sortie grâce à la pression de l'air, et les soupapes d'arrêt 123 sont alors dans leur position fermée, ce qui emprisonne l'air dans les cylindres des pistons 33.
Pour faire sortir les pistons 33 plus loin, chaque canalisation de branchement du circuit hydraulique commandant ces pistons comporte une pompe à haute pression 125, commandée à la main ou d'une autre manière, qui est reliée aux cylindres des pis tons 33 par l'intermédiaire d'une soupape d'arrêt 126 et, de ce fait, par l'intermédiaire des soupapes d'étranglement 124, du côté fermé des soupapes d'arrêt respectives 123.
En conséquence, du fait que les soupapes 123 sont fermées, on peut actionner à la main la pompe 125, ou bien si on le désire, de telles pompes peuvent être actionnées par une éner- ffi <B>a</B> e, mais en tout cas, ces pompes ont pour fonction d'introduire des quantités supplémentaires de fluide hydraulique sous pression élevée dans le cylindre des pistons 33.
Au cours du levage des pieds 34 qu'on peut obtenir simplement en ouvrant les soupapes d'arrêt <B>123</B> et en actionnant la vanne<B>116</B> commandée à la main pour permettre à l'air de passer de la canali sation 117 à la canalisation 119, tout excès de pres sion dans la canalisation 119 étant détendu par une soupape de détente 127, le fluide hydraulique contenu dans les cylindres des pistons 33 reviendra bien entendu dans le réservoir 113 par une canalisation 128 comportant une soupape d'arrêt 129 et raccor dant la canalisation 122 au réservoir 113.
Une fois que les pieds 34 ont été ainsi élevés, le support A de la poutre-caisson sera alors déplacé en avant du bouclier vers le front de taille du tunnel par le support de poutre-caisson déplaçant les pistons 23 des cylindres qui, comme représenté sur le schéma actuellement décrit, sont actionnés pneumatiquement par l'intermédiaire d'une canalisation 130 qui est reliée au système d'alimentation d'air par un raccor dement avec la canalisation 87.
La canalisation 130 comporte une valve 131,à quatre voies et comman dée à la main, qui sert à faire communiquer la cana lisation 130 avec l'un des côtés des pistons 23 des cylindres d'actionnement, par une canalisation 132, et avec l'autre côté de ces pistons par une canali sation 133. L'une des canalisations 132 et 133 abou tit au côté de détente du piston et l'autre au côté de rappel du piston.
Chacune des canalisations 132 et 133 comporte de préférence un ensemble de com mande de débit à soupapes, comprenant une soupape d'arrêt 134 et une soupape d'étranglement 135, grâce à quoi le déplacement des pistons 23 des cylindres en sens inverses est amorti par l'action des soupapes d'étranglement<B>135.</B>
On peut donc voir maintenant que lorsque l'appareil décrit se trouve dans les conditions illus trées sur la fig. 1, il fonctionnera de la manière suivante.
Les soupapes 123 du système d'actionnement des vérins de la poutre-caisson seront fermées, ce qui fait que le fluide contenu dans les cylindres des pistons 33 des vérins sera emprisonné, mais si on le désire, cette masse de fluide ainsi contenue peut recevoir un supplément de fluide, grâce à l'actionnement de la pompe à haute pression 125. Le régulateur 82 est alors actionné pour faire fonctionner le moteur M, grâce à quoi la pompe P enverra du fluide sous pression aux cylindres respectifs 38 à 43 du bouclier, à raison d'un volume égal à chaque tour de la pompe.
Toutefois, si l'on désire corriger des déviations du bouclier qui auraient pu se produire au cours de fonctionnements antérieurs, on agit sur les valves 74 à 89 de manière que la pompe de surpression 96 envoie du fluide sélectivement dans les canalisations 38c à 43c, afin d'introduire des quantités supplé mentaires de fluide dans un ou plusieurs cylindres choisis parmi les cylindres 38 à 43, ce qui exerce une action d'orientation sur le bouclier S au fur et à mesure de sa progression.
Pendant la progression du bouclier S, l'air est con tinuellement envoyé par la canalisation d'alimenta tion 78 jusqu'aux cylindres supérieur et inférieur de boisages par l'intermédiaire de leurs soupapes de commande respectives 107,<B>108, 111</B> et 112, afin de maintenir les boisages 50 et 51 en contact élastique avec le front de taille du tunnel, pour en empêcher un effondrement intempestif.
Après une avance totale du bouclier, ce qui fait que les pistons des cylindres de bouclier 38 à 43 se trouvent dans la position illustrée en trait interrompu sur la fig. 2, on boulonne alors ensemble les deux moitiés du support C de la poutre caisson et on met en position ce support pour qu'il supporte le couchis se trouvant entre ledit support et le support C posé en dernier.
On pose le couchis de préférence de bas en haut de chaque côté du tunnel, l'extrémité à feuillure la plus profonde de chaque couchis étant d'abord intro duite entre le support C de poutre-caisson posé en dernier et la jupe du bouclier, l'autre extrémité du couchis étant alors facilement glissée en position en reposant librement sur le support de poutre-caisson, lequel se trouve, en cours d'installation, entre ledit support et la jupe du bouclier.
On utilise alors les vérins 53 pour refouler le support de la poutre- caisson fermement en contact avec le couchis et pour presser le couchis vers le haut contre la jupe du bou clier S, les entretoises 63 étant disposées entre le support C de poutre-caisson précédemment posé et celui dont la pose est en cours, et ces entretoises agis sant sur ces deux supports. On raidit alors les tirants 63.
On bloque alors les boulons de fixation 62 pour fixer fermement le support de poutre-caisson qu'on vient de poser, après quoi, on libère le support auxiliaire B de la poutre-caisson et on le fait basculer jusqu'à la position illustrée sur la fig. 2, le vérin à vis 35 étant actionné pour faire cesser la charge exer cée sur le support principal ou arceau A de la poutre- caisson. Les soupapes 123 sont alors ouvertes et l'on agit sur la valve 116 pour envoyer de l'air comprimé dans la canalisation 117 afin d'élever les pieds 34 du support A de la poutre-caisson.
Une fois que les pieds 34 ont été ainsi élevés, on actionne le tendeur de câble 30 pour faire cesser la traction exercée sur les tiges 28, grâce à quoi le support en arceau A peut être déplacé vers le front de taille du tunnel. Ensuite, on règle la valve 131 du système de cylindre déplaçant le support de la poutre-caisson, de manière à provo quer la sortie des pistons 23 hors des cylindres des dispositifs d'actiornement, pour amener le support de la poutre-caisson à la position illustrée sur la fig. 1.
Ensuite, on évacue la canalisation 117 au moyen de la valve 116, et les soupapes d'arrêt 123 sont ouvertes de manière à refouler de nouveau les pieds 34 vers le bas contre la semelle du tunnel. On règle alors les diverses soupapes pour le système d'actionnement des vérins de la poutre-caisson, comme on l'a décrit précédemment.
Le moteur pneu matique 37 reçoit alors de l'air provenant de la sou pape 81 montée dans la canalisation 80, afin d'élever le vérin à vis ou support auxiliaire B de la poutre- caisson jusqu'à la position représentée sur la fig. 1 dans laquelle il peut être refixé. Bien entendu, le fonctionnement décrit ci-dessus se répète pour chaque tronçon de tunnel.
On voit donc que l'appareil décrit apporte des avantages importants dans la technique du creusement ou du percement des tunnels, car l'on utilise un bou clier protecteur pour supporter la charge de terre supérieure au fur et à mesure du montage d'une struc- ture de support sous la protection du bouclier.
Si on le désire, on peut laisser le tunnel tel quel, c'est-à-dire avec la terre supportée seulement par les supports C et avec le couchis disposé dessus, ou bien, si on le désire, on peut disposer des coffrages appropriés à l'intérieur de la structure de cadre afin qu'on puisse introduire du béton hydraulique dans l'espace compris entre le coffrage et la structure de support de manière à réaliser une galerie bétonnée.