EP0306581B1 - Joint d'étanchéité pour voussoir de tunnel - Google Patents

Joint d'étanchéité pour voussoir de tunnel Download PDF

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EP0306581B1
EP0306581B1 EP19870402021 EP87402021A EP0306581B1 EP 0306581 B1 EP0306581 B1 EP 0306581B1 EP 19870402021 EP19870402021 EP 19870402021 EP 87402021 A EP87402021 A EP 87402021A EP 0306581 B1 EP0306581 B1 EP 0306581B1
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38—Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
    • E21D11/385—Sealing means positioned between adjacent lining members

Definitions

  • the present invention relates to a profiled elastomeric seal intended to be placed in a peripheral groove of a tunnel segment, with a flat bottom and inclined edges, and having a face which must be housed in the bottom of the groove provided with several grooves extending parallel in the longitudinal direction, framed by support legs, and a substantially planar opposite face.
  • the object of the present invention is to provide a seal for a tunnel segment which has a better seal than known seals in the presence of high liquid pressure.
  • the seal according to the invention is characterized in that its leg located on the side where the pressure of the liquid is exerted against which it is desired to seal, or its two lateral legs, have a bearing lip on the corresponding inclined edge of the segment groove.
  • Figure 1 shows in section two seals arranged opposite one another in opposite facing grooves, each provided with a sealing lip and a layer of water-swelling rubber.
  • Figure 2 shows two seals arranged face to face, each provided with a sealing lip and longitudinal cells in the shape of an arch and crescent moon.
  • each of the segments (1, 2) facing one another has a groove in which is placed a seal (3, 4).
  • the seals each have a flat face, these square faces pressing against each other along the contact plane 5.
  • the opposite faces of the seals are each provided with three longitudinal grooves, a central groove (6,7) and two lateral grooves (8, 10; 9, 11). These grooves are framed by legs (12, 14, 16, 18; 13, 15, 17, 19).
  • the lateral jamb (18, 19) disposed on the side from which the pressure of the water coming from surrounding terrain comes, represented by the arrow to the left of the figure, is provided with a lip (20, 21) improving the seal. , the fact that the pressure of the water the plate against the corresponding flank of the groove in which the seal is housed, and against the bottom of this groove, as shown by the arrows near the side legs of the joints.
  • the area of the two seals near their flat face is made of a water-swelling elastomer, preferably with a thickness of 2 to 3mm. It is known that such elastomers can undergo volume increases of 100% in contact with water.
  • the seals shown in FIG. 2 allow a greater crushing stroke of the seals for an identical force exerted by the segments.
  • Each joint is drilled above of its central legs (12, 14 or 13, 15) of longitudinal arch-shaped cells 24, 26 or 25, 27, and above its lateral legs of longitudinal crescent-shaped cells facing towards axis of the joint 28, 30 or 29, 37. These cells prevent the appearance in the joints during crushing of shear zones liable to cause their deterioration, as would be the case if they were pierced with circular cells.
  • the free volume corresponding to the grooves, and optionally to the cells, is preferably chosen to be approximately 10% greater than the volume occupied by a seal at rest above the groove, so as not to subject the seal during its crushing to excessive stresses likely to degrade it.

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Description

  • La présente invention concerne un joint d'étanchéité profilé en élastomère, destiné à être posé dans une gorge périphérique de voussoir pour tunnel, à fond plan et rebords inclinés, et présentant une face devant se loger dans le fond de la gorge munie de plusieurs rainures s'étendant parallèlement dans le sens longitudinal, encadrées par des jambages d'appui, et une face opposée sensiblement plane.
  • De tels joints, décrits dans le document EP-A-0222968, n'assurent pas une étanchéité parfaite lorsque le liquide, généralement de l'eau, à l'encontre duquel on veut assurer l'étanchéité, et sous une forte pression, comme c'est le cas pour des tunnels à une profondeur importante ou sous des fleuves ou des bras de mer.
  • Le document EP-A-0147764 décrit un joint d'étanchéité à flancs latéraux perpendiculaires aux plans des surfaces entre lesquelles l'étanchéité est à assurer, ne s'appuyant pas sur des rebords inclinés d'une gorge, et composé d'un matériau hydrogonflant entre deux rubans de matériau non hydrogonflant.
  • La présente invention a pour but de procurer un joint d'étanchéité pour voussoir de tunnel qui présente une meilleure étanchéité que les joints connus en présence de fortes pression de liquide.
  • Le joint selon l'invention est caractérisé en ce que son jambage situé du côté où s'exerce la pression du liquide à l'encontre duquel on veut assurer l'étanchéité, ou ses deux jambages latéraux, présentent une lèvre d'appui sur le rebord incliné correspondant de la gorge du voussoir.
  • Il répond en outre de préférence à au moins l'une des caractéristiques suivantes :
    • Il comporte sur sa face opposée à celle devant se loger dans le fond de la gorge une couche d'élastomère hydrogonglant.
    • L'épaisseur de la couche d'élastomère hydrogonflant est de 2 à 3 mm.
    • Il est muni d'alvéoles longitudinales en forme d'arche au-dessus des jambages de sa zone centrale, et en forme de croissant de lune tourné vers son axe au-dessus des jambages latéraux.
    • Le volume libre occupé par ses rainures, et éventuellement ses alvéoles, est égal au volume d'élastomère situé au repos au-dessus de la gorge, augmenté d'environ 10%.
  • Il est décrit ci-après, à titre d'exemples et en référence aux figures du dessin annexé, des joints d'étanchéité de voussoirs de tunnel selon l'invention.
  • La figure 1 représente en coupe deux joints d'étanchéité disposés en face l'un de l'autre dans des gorges de voussoir se faisant face, munis chacun d'une lèvre d'étanchéité et d'une couche de caoutchouc hydrogonflant.
  • La figure 2 représente deux joints d'étanchéité disposés face à face, munis chacun d'une lèvre d'étanchéité et d'alvéoles longitudinales en forme d'arche et de croissant de lune.
  • Dans la figure 1, chacun des voussoirs (1, 2) en face l'un de l'autre comporte une gorge dans laquelle est disposé un joint (3, 4). Les joints ont chacun une face plane, ces faces places s'appliquant l'une contre l'autre selon le plan de contact 5. Les faces opposées des joints sont munies chacune de trois rainures longitudinales, une rainure centrale (6,7) et deux rainures latérales (8, 10 ; 9, 11). Ces rainures sont encadrées par des jambages (12, 14, 16, 18 ; 13, 15, 17, 19). Le jambage latéral (18, 19) disposé du côté d'ou vient la pression de l'eau provenant de terrain environnant représentée par la flèche à gauche de la figure, est munie d'une lèvre (20, 21) améliorant l'étanchéité, du fait que la pression de l'eau la plaque contre le flanc correspondant de la gorge dans laquelle est logé le joint, et contre le fond de cette gorge, comme représenté par les flèches à proximité des jambages latéraux des joints.
  • Pour améliorer encore l'étanchéité, la zone des deux joints à proximité de leur face plane est constituée en un élastomère hydrogonflant, de préférence sur une épaisseur de 2 à 3mm. On sait que de tels élastomères peuvent subir des augmentations de volume de 100% au contact de l'eau.
  • Lorsque les voussoirs sont serrés l'un sur l'autre comme représenté par les deux flèches verticales, les joints s'écrasent et viennent occuper le volume des rainures, jusqu'à ce que les deux voussoirs viennent au contact l'un de l'autre.
  • Les joints d'étanchéité représentés en figure 2 permettent une course d'écrasement des joints plus importante pour un effort identique exercé par les voussoirs. Chaque joint est percé au-dessus de ses jambages centraux (12, 14 ou 13, 15) d'alvéoles longitudinales en forme d'arche 24, 26 ou 25, 27, et au-dessus de ses jambages latéraux d'alvéoles longitudinales en forme de croissant tourné vers l'axe du joint 28, 30 ou 29, 37. Ces alvéoles évitent l'apparition dans les joints lors de leur écrasement de zones de cisaillement susceptibles d'entraîner leur détérioration, comme cela serait le cas s'ils étaient percés d'alvéoles circulaires.
  • Le volume libre correspondant aux rainures, et éventuellement aux alvéoles, est choisi de préférence supérieur d'environ 10% au volume occupé par un joint au repos au-dessus de la gorge, de façon à ne pas soumettre le joint lors de son écrasement à des contraintes excessives risquant de le dégrader.

Claims (5)

  1. Joint d'étanchéité profilé en élastomère, destiné à être posé dans une gorge périphérique de voussoir (1, 2) pour tunnel, à fond plan et rebords inclinés, et présentant une face devant se loger dans le fond de la gorge munie de plusieurs rainures (6, 8, 10, 7, 9, 11) s'étendant parallèlement dans le sens longitudinal, encadrées par des jambages d'appui (12, 14, 16, 18 ; 13, 15, 17, 19), et une face opposée sensiblement plane, caractérisé en ce que le jambage (18 ; 19) situé du côté où s'exerce la pression du liquide à l'encontre duquel on veut assurer l'étanchéité, ou les deux jambages latéraux, présentent une lèvre d'appui (20 ; 21) sur le rebord incliné correspondant de la gorge du voussoir.
  2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte sur sa face opposée à celle devant se loger dans le fond de la gorge une couche d'élastomère hydrogonflant (22 ; 23).
  3. Joint d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche d'élastomère hydrogonflant est du 2 à 3 mm.
  4. Joint d'étanchéité selon l'une des revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est muni d'alvéoles longitudinales en forme d'arche (24, 26 ; 25, 27) au-dessus des jambages de sa zone centrale, et en forme de croissant de lune (28, 30 ; 29, 31) tourné vers son axe, au-dessus de ses jambages latéraux.
  5. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le volume libre occupé par ses rainures, et éventuellement ses alvéoles, est égal au volume d'élastomère situé au repos au-dessus de la gorge, augmenté d'environ 10%.
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