EP4382724A1 - Étui avec gaine injectable - Google Patents

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Publication number
EP4382724A1
EP4382724A1 EP23214909.6A EP23214909A EP4382724A1 EP 4382724 A1 EP4382724 A1 EP 4382724A1 EP 23214909 A EP23214909 A EP 23214909A EP 4382724 A1 EP4382724 A1 EP 4382724A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheath
case
housing
injection
mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23214909.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sandrine Ordener
Mathieu JANES
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Optimas Oe Solutions Sasu
Original Assignee
Optimas Oe Solutions Sasu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Optimas Oe Solutions Sasu filed Critical Optimas Oe Solutions Sasu
Publication of EP4382724A1 publication Critical patent/EP4382724A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04Lining with building materials
    • E21D11/08Lining with building materials with preformed concrete slabs
    • E21D11/086Methods of making concrete lining segments
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
    • E21D11/381Setting apparatus or devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/38Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating
    • E21D11/383Waterproofing; Heat insulating; Soundproofing; Electric insulating by applying waterproof flexible sheets; Means for fixing the sheets to the tunnel or cavity wall

Definitions

  • the invention relates to a device for creating a barrier between a first wall and a second wall by introducing a filling material into a sheath.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a prefabricated element obtained by molding and provided with a device according to the invention, in particular for manufacturing a tunnel segment, the prefabricated element having at least one face on which the housing and a second face.
  • the segments are prefabricated elements curved in an arc generally obtained by molding in reinforced concrete.
  • the segments are either prefabricated and transported by truck to the installation site, or manufactured directly on site. There remains between the ring made up of segments and the excavated ground an annular void which must be filled with a more or less permeable material.
  • annular void which must be filled with a more or less permeable material.
  • These barriers are usually made of fabric sheaths designed and made to measure. They are installed on the extrados of the voussoirs. After a complete ring made up of a plurality of segments has been put in place, the sheaths are filled by injection of a cement grout, through one or more injection points. The initially folded sheath deploys upon filling to match, on the one hand, the upper surface of the voussoir ring and, on the other hand, the excavated ground by matching the irregularities thereof. These sealing barriers are therefore placed in a radial plane relative to the axis of the tunnel.
  • the folded sheath Before injection, the folded sheath is positioned on the upper surface of the segment.
  • the size of the folded sheath must be as small as possible. To prevent it from being torn off when passing the tunnel boring machine scales, it is common to place it in a recess provided for this purpose in the upper surface of the segment.
  • the sheath is mechanically fixed to the segment, for example by eyelet strips and concrete screws, Velcro ® type strips, or by straps.
  • a protective strip is often provided on the upper part of the folded sheath.
  • the sheath is preferably fixed to the case by fixing means, preferably by a Velcro® type hook-and-loop strip.
  • This fixing is not in itself essential, but it makes handling and transporting the kit easier.
  • Stiffening means can be provided to stiffen the case.
  • the stiffening means are preferably made in the form of bosses made on the exterior face of the housing of the case, in particular on the exterior face of a bottom wall of the housing.
  • the geometry of the case can be designed with undercuts such that the case is perfectly anchored in the prefabricated object by molding.
  • the drilling can be carried out in a recess of the housing directed outwards, preferably a recess of a bottom wall of the housing.
  • An injection pipe is preferably provided, a pipe whose first end opens into the bore and whose other end projects out of the case, a non-return valve being able to be provided in said injection pipe.
  • a protective strip can be provided on the sheath to protect it when it is placed in the housing.
  • the housing may additionally, or instead, be closed with a cover.
  • the cover can be attached to the case by fixing means. It can be provided with pre-cuts capable of giving way when filling the sheath.
  • the housing may have a longitudinal extension and a transverse extension, the longitudinal extension of the bottom of the housing having an arc shape concentric with the arc of a circle forming the upper surface of the segment for which it is intended, and in that the opening of the housing, and a flange surrounding the opening of the housing when there is one, has/have the same shape as the upper surface of the segment for which the device is intended.
  • the device can be placed in the upper surface of a segment, preferably with the exterior face of the bottom of the case in contact with the frame of the segment.
  • the case is placed in the mold such that its housing is open towards the outside of the mold.
  • the face of the case opposite the housing (19) is in contact with the molding material.
  • the pre-assembled kit is provided with a cover, this can be pre-cut before the injection of the material composing the prefabricated element by molding in the mold to facilitate its subsequent opening during the injection of the filling material of the sheath . This is not necessary if the cover is already provided with pre-cuts, or if part of the fixing means are sufficiently weak to allow them to give way during the injection of the sheath filling material.
  • the injection line can be made by attaching a gripping sleeve to an injection sleeve already included in the preassembled device.
  • the invention relates to a kit (100) comprising a case (1, 1', 1") in which a sealing sheath (2) is housed.
  • This kit is intended to be anchored on the extrados (91) of a segment (9).
  • cases are presented in the figures, namely a first case (1) described in detail, a second case (1') distinguished from the first essentially by its greater longitudinal extension, and a third case (1") simpler than the first two
  • first case (1) described in detail
  • second case (1') distinguished from the first essentially by its greater longitudinal extension
  • third case (1" simpler than the first two
  • same elements bear the same numbers and are followed by a “'” or “”” sign when they relate to the second or third case respectively.
  • the kit (100) and the cases (1, 1', 1′′′) are shown in the figures with their opening upwards. Spatial references such as “top” / “bottom” or “upper” / “lower” only have a relative value in relation to the representations in the attached figures. It goes without saying that depending on the position of the segment in the ring forming the tunnel tube, the kit and its case can take positions other than those represented in the figures, as is clearly visible on the figure 7b For example. Therefore, what is up in the position shown in the figures will not necessarily be up in use.
  • the case consists of a bottom wall (11) surrounded on the side of its upper face by a belt (12) formed of two longitudinal walls (121) and two side walls (122).
  • the bottom wall (11) and the belt (12) form a housing (19) open upwards, that is to say on the side opposite the bottom wall (11).
  • the housing forms a cavity open on one side and delimited by an open edge.
  • the case could also have a trough shape, for example semi-cylindrical, where the longitudinal walls extend the bottom wall, itself possibly curved, without forming junction angles. The same could be true of the side walls as an extension of the back wall.
  • the bottom wall (11) is preferably curved in its extension longitudinal and straight in its lateral extension as is clearly visible for example on the figure 1b and 1c respectively.
  • the radius of curvature of the bottom wall (11) is preferably adapted to the radius of curvature of the extrados (91) of the segment (9). Consequently, the arc of a circle defining the bottom wall and the arc of a circle defining the upper surface of the segment can be substantially concentric.
  • the longitudinal walls (121) form an angle with the bottom wall close to the right angle, or deviate only slightly from the right angle, in particular towards the outside. The sheath is thus well retained in the case, even when the tunnel boring machine scales pass through it.
  • the upper edge of the longitudinal walls (121) is preferably curved and its radius of curvature can correspond substantially to that of the upper surface (91) of the segment.
  • the lower edge of the longitudinal walls (121) has the same radius of curvature as the bottom wall (11) which it extends.
  • the side walls (122) preferably form an obtuse angle with the bottom wall (11), so that seen in longitudinal section along the plane (B) visible on the Figure 3 , the case flares away from the back wall (see the figures 4b And 5a For example).
  • the angle is for example between 135° and 140°.
  • a case flange (13) directed towards the outside of the case can extend the belt (12) opposite the bottom wall (11).
  • This case flange preferably has a shape allowing it to be flush with its upper face the extrados (91) of the segment as is clearly visible on the figures 4a And 5b For example.
  • a hole (111) passes through the bottom wall (11), preferably in its center.
  • the bore (111) can be located in a recess (112) in the bottom wall which is directed towards the outside of the housing.
  • the hole (111) is at a point lower and further from the open edge of the housing than the part of the bottom wall which surrounds the recess.
  • the recess can have a height of 15 mm for example.
  • stiffening means can be provided.
  • these stiffening means are in the form of bosses (113) distributed regularly on the bottom wall (11).
  • These bosses (113) are made by ribs directed downwards, that is to say towards the outside of the case, so as not to encroach on the interior space (19) available for the sheath.
  • these ribs are hollow so that the thickness of the bottom wall does not vary, or only very little, over its entire extension.
  • the ribs extend transversely, that is to say parallel to the side walls (122).
  • one or more longitudinal bosses can be provided, that is to say parallel to the side walls.
  • the stiffening means can take other forms.
  • the bosses are arranged every 6°, relative to the center of the arc of a circle defining the curvature of the bottom wall. They have a height of 15 mm for example.
  • a hydro-inflatable seal ( 123a) on the exterior face of the belt (12).
  • This joint is especially useful when the kit (100) is in direct contact with the segment reinforcement.
  • This first groove (123) can have a depth of around one millimeter.
  • a molding seal (131a) going around the housing (19).
  • the molding seal (131a) is placed in a second groove (131) made on the upper face of the case flange (13), a face which is in the extension of the interior face of the housing (19). This avoids the penetration of concrete laitance into the kit (100) during concreting of the segment.
  • the molding seal is for example a foam seal with a section of 15 x 5 mm.
  • the groove (131) has for example a depth of one millimeter.
  • anchoring means can be produced in the form of undercuts (121a) located for example in the longitudinal walls (121) of the belt. These undercuts can extend over the entire length (or almost) of the longitudinal walls, or be placed only in certain locations of these longitudinal walls. During molding, the concrete forms behind the undercut a sort of anchor which prevents the kit (100) from coming out of the segment, in particular when it is oriented with its face provided with the kit (100) directed downwards.
  • an injection device which opens into the sheath (2) and which forms an injection conduit.
  • This injection device is constituted in the example presented in the figures, in particular at figure 5b , a first part (31, 32) mounted on the case during its assembly, and a second part (34, 35) mounted on the first before its installation in the voussoir mold.
  • the first part of the injection device comprises an injection sleeve (31) whose upper part (311) opens into the housing (19) and into the sheath (2) passing through the bore (111), and whose lower part (312) projects downwards from the outer face of the bottom wall (11).
  • a shoulder (313) serves as a support on the exterior face of the bottom wall and prevents the injection sleeve from penetrating further into the housing (19) and the sheath (2).
  • the upper part (311) is provided with an external thread.
  • the injection sleeve (31) is fixed to the bottom wall (11) by a nut ring (32) placed in the sheath and provided with an internal thread corresponding to the external thread of the upper part (311) of the injection sleeve.
  • the nut ring (32) is provided in the lower part with a ring flange (321) which serves to block the sheath (2) as will be explained below.
  • the opening of the sheath is in fluid communication with the drilling of the case via the injection sleeve (31) and the nut ring (32).
  • a non-return valve (33) can be provided. It can for example be screwed into the injection socket (31) which will therefore be provided with an internal thread.
  • the check valve shown as an example in the figures is of the elastomeric plastic valve type.
  • a gripping sleeve (34) can be placed on this free end of the injection sleeve (31) before placing the kit (100) in the segment mold.
  • the free end of the gripping sleeve, the end opposite the injection sleeve, is located at the level of the lower surface (92) of the segment (9).
  • a recess can surround this end to facilitate its access while allowing it not to protrude from the intrados (92) of the segment.
  • a firefighter sheath (35) can be placed to line the exterior face of the injection socket (31) which projects under the bottom wall (11).
  • the kit is pre-assembled before being delivered to the segment molding site.
  • the pre-assembled kit is provided with a sheath (2) placed in the housing (19) of the case (1).
  • the sheath (2) generally consists of a fabric tube, for example polyamide, closed at both ends and provided with an opening for injecting the cement grout.
  • the sheath can be folded like an accordion all along its length.
  • it is for example flattened and its two longitudinal edges (21) are pleated like an accordion, forming two bellows with several folds as is clearly visible on the figure 4a .
  • the folds are held in shape by retaining means which can easily yield under the pressure of the cement grout injected into the sheath.
  • these retaining means can consist, for example, of wires to break (22).
  • the sheaths are generally slightly longer than the cases, especially when the cases are themselves shorter than the voussoirs (9) as is the case in the cases. examples presented here.
  • the ends of the sheath folded in an accordion are themselves folded in an accordion, forming end bellows (27) as is clearly visible on the figure 4b .
  • the sheath is fixed to the case by fixing means.
  • fixing means are constituted in this example by a Velcro® type hook-and-loop strip (23).
  • the hook strip (231) can be attached to the case by gluing, while the velvet strip (232) can be sewn to the underside (24) of the folded sheath which faces the bottom wall (11).
  • Other means of fixing can be considered, such as gluing, fixing by eyelet strip, clipping, etc.
  • the sheath folded and fixed in the case is entirely contained in the housing, without being flush, that is to say without protruding from the open edge of the housing of the case.
  • a protective strip (26) can be fixed, for example sewn, on the upper face (25) of the folded sheath which faces the opening of the kit.
  • This protective strip is used to protect the fabric of the sheath when the scales of the tunnel boring machine pass by and to prevent it from tearing. It also protects the sheath from abrasive rock during the injection of cement grout.
  • the protective strip (26) is made for example from a truck tarpaulin type fabric. Rather than being sewn onto the sheath, the protective strip can be removably attached to the case by clipping, hook-and-loop tape or any other suitable means. In such a case for example, it would be possible to dispense with the means for fixing the sheath (2) in the case.
  • a cover (5) can be used which closes the cavity (19) at the open edge.
  • This cover can be attached to the case by any appropriate means. It can be fixed for example by rivets supplemented if necessary with an adhesive. It can also be glued or welded to the case, in particular heat-sealed. It can also be made up of a flap forming an integral part of the case.
  • This cover is preferably pre-cut before placing the segment in the tunnel to allow it to open during the sheath filling operation. This pre-cut can be carried out for example with a cutter. It is also possible to provide pre-cuts which give way under pressure when filling the sheath.
  • This cover (5) has several functions. First of all, it prevents any penetration of the concrete during molding of the segment. During storage, handling and transport of the prefabricated kit (100) then the segment, it protects the sheath from any risk of deterioration linked to bad weather and poor handling. The cover finally offers protection of the sheath during the passage of the tunnel boring machine scales.
  • the opening in the sheath (2) is provided for the passage of the upper part (311) of the injection sleeve (31).
  • the nut ring (32) is placed inside the sheath and presses with its ring flange (321) on the edge of the opening of the sheath as is clearly visible on the figure 5b .
  • kits can be delivered to the sites where the segments are molded. It is much easier to place the sheath in the housing of a case when the operator is in a workshop, than to ask the workers responsible for molding the segments or their assembly in the tunnel tube to put it in an engraving made in the center of an already molded voussoir.
  • the pre-assembled kit (100) constitutes a relatively light part that a single operator can move manually during handling or to place it in the mold. If necessary, the help of a second operator can be adapted if the case is very flexible or very long, for example. The case can therefore be handled using the operator's muscular strength alone without using a lifting tool.
  • a segment is generally provided with a frame (94) around which concrete is poured.
  • This frame is generally metallic, but it can also be made of other materials, and in particular composite material.
  • the cover that is to say the thickness of concrete between the upper surface of the segment and the reinforcement, is of the order of 60 mm. This coating thickness is variable and depends in particular on the country, the exposure of the tunnel, regulations, etc. When the sheath is placed in the traditional way in an engraving, this must not be too deep to leave a sufficient thickness of concrete between the bottom of the groove and the reinforcement. With the invention, it is possible to place the case directly on the frame, because the case acts as a protective barrier.
  • the infiltration of water into the gap between the case (1, 1', 1") and the recess formed in the segment by the case is accentuated by the phenomenon of post-shrinkage of the concrete.
  • the joint d The hydroinflatable seal has the advantage of being able to adapt over time. Thanks to the case and the seal, it is therefore possible to have a deeper housing than with an engraving. state of the art such as that described in CN 214499063 U , it is necessary to modify the reinforcement at the level of the engraving receiving the sheath in order to maintain the coating thickness of several centimeters imposed by the regulations to protect the reinforcement. On the contrary, the use of the case of the invention does not require any modification of this reinforcement, because the case forms a waterproof protective layer which protects the reinforcing cage against corrosion as would the concrete coating much thicker. The case can therefore be placed directly on the reinforcement cage.
  • the frame (94) is placed in the mold, the kit (100) is then placed resting on the frame as is clearly visible for example on the figure 5a .
  • the kit supports the frame (94) with its bosses (113) which not only play the role of stiffening means, but also that of a spacer.
  • the kit can be attached to the frame (94) to prevent it from moving in the mold during concrete injection.
  • the mold covers are closed on either side of the kit by pressing sufficiently tightly on the molding seal (131a) to prevent concrete slurry from entering the case (1).
  • the concrete is then poured into the mold. After molding, the kit remains anchored to the concrete.
  • the ring presented at the Figure 7 includes four voussoirs fitted with a kit made with a large-sized case (1"), and one voussoir fitted with a kit made with a small-sized case (1).
  • an arrival of cement grout under pressure is connected to the free end of the gripping socket (34) which opens into the intrados (92) of the segment (9).
  • the sheath unfolds under the pressure of the cement grout, tearing them off one after the other. wire to break (22)
  • the sheath inflates until it touches the wall (8) of the gallery, the shape of which it follows. This is shown schematically on the figure. figure 6a .
  • the injected cement grout (29) reaches the ends of the sheath (27), these in turn unfold.
  • the flared shape of the side walls (122) of the case facilitates deployment of the ends of the sheath.
  • the secondary inspection and injection device may consist of at least one, preferably two, secondary pipes (41) preferably arranged outside the case.
  • the first end of the secondary conduits opens onto the lower surface of the segment preferably to the right of the gripping socket (34), and the second end opens onto the upper surface of the segment at the ends of the case, in the area where the sheaths.
  • kit could consist of a very simple case (1") consisting only of a bottom wall (11") and a belt (12"), without bossing and/or without holster flange (13").
  • a very simple case (1") consisting only of a bottom wall (11") and a belt (12"), without bossing and/or without holster flange (13").
  • the case can be made of thermoformed plastic. Generally, a thickness of around 5 mm is sufficient. Other materials are however possible, in particular water-repellent cardboard, metal such as galvanized sheets or metal profiles, wood, plywood or chipboard, by 3D printing, etc.
  • a tube with a radius of 2,450 mm two types of cases can be provided, one having an angular longitudinal extension of 36.8° and the other an angular longitudinal extension of 80.8° 1 , and two types corresponding segments.
  • the longitudinal extension of the case is quite large, it may be useful for the case (1') to be in two pieces (1'a, 1'b) assembled together. This is for example the case of the case (1') represented in figure 2 . 1 To be confirmed.
  • the invention is presented here using the example of a tunnel.
  • the kit could however be used for other applications which require the formation of a barrier in a space located between two adjacent walls by means of a sheath to be filled from the outside with a product to be injected.
  • a product to be injected For example, it could be two building walls.
  • the product to be injected is not necessarily cement grout or concrete. It may be a plastic material or an expanding foam for example.
  • the deployed and injected sheath can be used to wedge one part into the other for example (capping sheath).
  • the advantage of the invention lies in the fact that the sheath is pre-installed at the factory and the kit is ready for use. Its installation in the segment mold does not impact the manufacturing rate, quite the contrary, because the delicate installation of the sheath in the engraving is eliminated. Pre-installation in the workshop makes it possible to define the implementation procedures, in an industrial and monitored manner. Staff are trained in these operations.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif pour réaliser une barrière entre une première paroi (9) et une deuxième paroi par introduction d'une matière de remplissage dans une gaine (2). Conformément à l'invention, le dispositif est un kit (100) préassemblé comprenant:- un étui muni d'un logement ayant une cavité ouverte d'un côté et délimitée par un bord ouvert ;- au moins un perçage traversant le fond du logement ; et- une gaine (2) fermée et placée dans le logement, la gaine étant munie d'au moins une ouverture en communication fluidique avec ledit au moins un perçage, les dimensions de la gaine étant choisies pour qu'avant remplissage elle puisse être entièrement contenue dans le logement sans désaffleurement, et qu'après remplissage, la gaine dépasse du logement,le kit (100) préassemblé étant dimensionné pour être manipulable à la main par un ou deux opérateurs sans outils de levage.

Description

  • L'invention concerne un dispositif pour réaliser une barrière entre une première paroi et une deuxième paroi par introduction d'une matière de remplissage dans une gaine. L'invention concerne également un procédé pour fabriquer un élément préfabriqué obtenu par moulage et muni d'un dispositif selon l'invention, en particulier pour fabriquer un voussoir pour tunnel, l'élément préfabriqué ayant au moins une face sur laquelle s'ouvre le logement et une deuxième face.
  • Domaine technique
  • Pour construire un tunnel, il faut excaver une galerie qui est ensuite revêtue d'un tube formé d'une succession d'anneaux constitués de voussoirs. Les voussoirs sont des éléments préfabriqués courbés en arc de cercle généralement obtenus par moulage en béton armé. Les voussoirs sont soit préfabriqués et transportés par camions sur le lieu de pose, soit fabriqués directement sur place. Il reste entre l'anneau composé de voussoirs et le terrain excavé un vide annulaire qu'il convient de combler par un matériau plus ou moins perméable. Lorsque le tunnel est réalisé dans un terrain en roche dure, il est parfois nécessaire de réaliser des caissons dans cet espace annulaire pour éviter que de l'eau ne se répande tout le long. Pour cela, il est connu de fabriquer des barrières d'étanchéité sur l'extrados de certains anneaux.
  • Ces barrières sont habituellement constituées de gaines en tissu conçues et confectionnées sur mesure. Elles sont installées sur l'extrados des voussoirs. Après qu'un anneau complet constitué d'une pluralité de voussoirs a été mis en place, les gaines sont remplies par injection d'un coulis de ciment, par un ou plusieurs points d'injection. La gaine initialement repliée se déploie au remplissage pour épouser, d'une part, l'extrados de l'anneau de voussoir et, d'autre part, le terrain excavé en épousant les irrégularités de celui-ci. Ces barrières d'étanchéité sont donc placées dans un plan radial par rapport à l'axe du tunnel.
  • Avant injection, la gaine pliée est positionnée sur l'extrados du voussoir. L'encombrement de la gaine repliée doit être le plus réduit possible. Pour éviter son arrachement lors du passage des écailles du tunnelier, il est courant de la placer dans une engravure prévue à cet effet dans l'extrados du voussoir. La gaine est fixée mécaniquement au voussoir, par exemple par des bandes à oeillets et des vis à béton, des bandes de type Velcro®, ou par des sangles. Pour protéger le tissu de la gaine placé dans l'engravure lors du passage des écailles du tunnelier, et ainsi éviter son déchirement, on prévoit souvent une bande de protection sur la partie supérieure de la gaine repliée.
  • Problème technique
  • Il s'est cependant avéré coûteux en temps et en argent de réaliser des engravures dans les extrados des voussoirs, puis d'y placer manuellement les gaines repliées. La mise en place des gaines se fait soit sur le site de fabrication des voussoirs après démoulage de ceux-ci, soit sur le chantier du tunnel. Il s'avère que la mise en oeuvre des gaines est une opération délicate et est souvent source de mauvais résultat à l'utilisation, car les opérateurs sur chantier n'y prennent pas un grand soin à l'installation. Cela peut s'expliquer soit par un manque de préparation, de ressources ou de moyens, soit parce que les opérateurs sont mal formés ou inexpérimentés. Les avaries observées sont :
    • une étanchéité non obtenue dans les zones de contact aux extrémités de la gaine ;
    • la formation de bourrage liée à de mauvais déploiements de la gaine ;
    • la formation de vrille liée à une mauvaise installation de la gaine ;
    • des fuites au niveau du point d'injection, liées à une mauvaise interface intrados/gaine (manque de serrage).
    L'objectif de l'invention est de remédier à ces inconvénients et de faciliter la mise en place d'une gaine d'étanchéité. Exposé de l'invention
  • Cet objectif est atteint conformément à l'invention du fait que le dispositif est un kit préassemblé comprenant
    • un étui muni d'un logement ayant une cavité ouverte d'un côté et délimitée par un bord ouvert ;
    • au moins un perçage traversant le fond du logement ; et
    • une gaine fermée et placée dans le logement, la gaine étant munie d'au moins une ouverture en communication fluidique avec ledit au moins un perçage, les dimensions de la gaine étant choisies pour qu'avant remplissage elle puisse être entièrement contenue dans le logement sans désaffleurement, et qu'après remplissage, la gaine dépasse du logement. Le préassemblage en atelier du kit permet de garantir une bonne mise en place de la gaine dans l'étui ce qui garantit un déploiement correct de la gaine lors de l'injection de la matière de remplissage.
    Le kit préassemblé est dimensionné pour être manipulable à la main par un ou plusieurs opérateurs. Il est de préférence apte à être placé dans un moule pour un élément préfabriqué par moulage de telle sorte que le logement soit ouvert vers l'extérieur de l'élément préfabriqué par moulage pour permettre à la gaine de se déployer hors de l'élément préfabriqué par moulage.
  • La gaine est de préférence fixée à l'étui par des moyens de fixation, de préférence par une bande autoagrippante de type Velcro®. Cette fixation n'est pas en soi indispensable, mais elle facilite le maniement et le transport du kit.
  • Dans un mode de réalisation privilégié de l'invention,
    • l'étui est muni d'une paroi de fond et d'une ceinture constituée de deux parois longitudinales et de deux parois latérales,
      • les parois longitudinales formant de préférence un angle sensiblement droit avec la paroi de fond, et/ou
      • les parois latérales formant de préférence un angle obtus avec la paroi de fond ;
    • un joint d'étanchéité étant de préférence prévu sur la face extérieure de la ceinture, lequel joint fait le tour de la ceinture, et/ou
    • une gorge étant de préférence réalisée dans la face extérieure de la ceinture pour placer un joint d'étanchéité.
  • Il est préférable de prévoir un flasque d'étui autour du bord ouvert du logement,
    • un joint de moulage étant de préférence placé sur la face supérieure du flasque d'étui se trouvant dans le prolongement de la face intérieure du logement, ledit joint de moulage faisant le tour du flasque d'étui,
      • ledit joint de moulage étant de préférence placé dans une gorge réalisée sur la face supérieure du flasque d'étui.
  • Des moyens de rigidification peuvent être prévus pour rigidifier l'étui. Les moyens de rigidification sont de préférence réalisés sous la forme de bossages réalisés sur la face extérieure du logement de l'étui, notamment sur la face extérieure d'une paroi de fond du logement.
  • Il peut être avantageux de prévoir des moyens d'ancrage pour ancrer l'étui dans le matériau de moulage. Par exemple, la géométrie de l'étui peut être conçue avec des contre-dépouilles de telle sorte que l'étui soit parfaitement ancré dans l'objet préfabriqué par moulage.
  • Le perçage peut être réalisé dans un renfoncement du logement dirigé vers l'extérieur, de préférence un renfoncement d'une paroi de fond du logement.
  • Une conduite d'injection est de préférence prévue, conduite dont la première extrémité débouche dans le perçage et dont l'autre extrémité saille hors de l'étui, un clapet antiretour pouvant être prévu dans ladite conduite d'injection.
  • La conduite d'injection peut comprendre
    • une douille d'injection dont une première partie traverse le perçage et l'ouverture de la gaine de sorte qu'elle saille dans celle-ci, et dont une deuxième partie saille hors de l'étui du côté opposé au bord ouvert du logement ; et
    • une bague, de préférence une bague-écrou, située à l'intérieur de la gaine et fixée, de préférence par vissage, sur la première partie de la douille d'injection,
      • la bague étant de préférence munie d'un flasque de bague pour coincer le bord de l'ouverture de la gaine contre le fond du logement.
  • La gaine est par exemple constituée par une pièce tubulaire en matériau souple, de préférence en tissu, fermée à ses deux extrémités,
    • la gaine étant de préférence pliée, notamment sur toute sa longueur de sorte à former au moins un soufflet, de préférence deux soufflets, et
      • chaque soufflet est de préférence maintenu en place par des moyens de retenue pouvant facilement casser sous l'effet d'un produit injecté dans la gaine, en particulier par des fils à casser ; et/ou
    • les extrémités de la gaine sont de préférence pliées pour former un soufflet d'extrémité.
  • Une bande de protection peut être prévue sur la gaine pour la protéger quand elle est placée dans le logement. Le logement peut en outre, ou à la place, être fermé par un couvercle. Le couvercle peut être fixé à l'étui par des moyens de fixation. Il peut être muni de prédécoupes aptes à céder lors du remplissage de la gaine.
  • Le dispositif est particulièrement bien adapté à un voussoir pour tunnel. Dans ce cas, le logement peut présenter une extension longitudinale et une extension transversale, l'extension longitudinale du fond du logement ayant une forme en arc de cercle concentrique à l'arc de cercle formant l'extrados du voussoir auquel il est destiné, et en ce que l'ouverture du logement, et un flasque entourant l'ouverture du logement quand il y en a un, a/ont la même forme que l'extrados du voussoir auquel le dispositif est destiné.
  • Le dispositif peut être placé dans l'extrados d'un voussoir, de préférence avec la face extérieure du fond de l'étui en contact avec l'armature du voussoir.
  • Le procédé de l'invention se caractérise par les étapes suivantes :
    • le dispositif préassemblé selon l'invention est préparé en munissant le dispositif préassemblé, s'il n'en est pas déjà muni :
      • d'une conduite d'injection
        • dont une première extrémité débouche dans le perçage de l'étui et est en communication fluidique avec l'ouverture de la gaine, et
        • dont la deuxième extrémité est suffisamment éloignée de l'étui pour pouvoir déboucher sur la deuxième face de l'élément préfabriqué ; et
      • si cela est souhaité, d'un joint d'étanchéité placé sur la face extérieure de l'étui, en particulier dans une gorge circulaire réalisée autour de l'étui, le joint d'étanchéité étant de préférence un joint hydrogonflant ;
    • le dispositif est placé dans un moule de sorte que son logement et la deuxième extrémité de la conduite d'injection ne soient pas en contact avec l'intérieur du moule ;
    • le moule est fermé ;
    • le matériau composant l'élément préfabriqué est injecté ou coulé dans le moule ;
    • le moule est ouvert et l'élément préfabriqué muni du dispositif ancré dedans est sorti du moule.
  • L'étui est placé dans le moule de telle sorte que son logement est ouvert vers l'extérieur du moule. Autrement dit, la face de l'étui opposé au logement (19) se trouve en contact avec le matériau de moulage.
  • Si le kit préassemblé est muni d'un couvercle, celui-ci peut être prédécoupé avant l'injection du matériau composant l'élément préfabriqué par moulage dans le moule pour faciliter son ouverture ultérieure lors de l'injection du matériau de remplissage de la gaine. Cela n'est pas nécessaire si le couvercle est déjà muni de prédécoupes, ou si une partie des moyens de fixation sont suffisamment faibles pour permettre qu'ils cèdent lors de l'injection du matériau de remplissage de la gaine.
  • La conduite d'injection peut être réalisée en fixant une douille de préhension sur une douille d'injection déjà incluse dans le dispositif préassemblé.
  • Brève description des dessins
  • L'invention est décrite plus en détail à l'aide des figures suivantes qui montrent :
  • Fig. 1 :
    un étui selon un premier modèle, vu (a) en perspective, (b) de face, (c) de côté et (d) de dessus ;
    Fig. 2 :
    un deuxième étui de l'invention semblable à l'étui de la figure 1, mais de plus grandes dimensions (a) vue avant assemblage et (b) vu assemblé ;
    Fig. 3 :
    un exemple de voussoir muni d'un kit équipé de l'étui de la figure 1 et dont on a retiré la gaine ;
    Fig. 4 :
    un kit ancré dans un voussoir et comprenant l'étui de la figure 1 et une gaine pliée à l'intérieur représentée schématiquement, (a) en coupe transversale selon le plan A de la figure 3 et (b) en coupe longitudinale selon le plan B de la figure 3 au niveau de l'extrémité de l'étui ;
    Fig. 5 :
    une vue en coupe selon le plan B de l'étui de la figure 1 ancré dans un voussoir et munie d'un dispositif d'injection, (a) en vue d'ensemble et (b) selon un agrandissement du dispositif pour l'injection ;
    Fig. 6 :
    la gaine déployée vue (a) en coupe transversale selon le plan A, et (b) en coupe longitudinale selon le plan B ;
    Fig. 7 :
    deux voussoirs de tailles différentes (a) selon des vues individuelles, et (b) assemblés pour former un anneau de tube de tunnel ;
    Fig. 8 :
    une vue schématique d'une variante du voussoir de la figure 5a muni en outre d'un dispositif d'inspection et d'injection secondaire ;
    Fig. 9 :
    un étui de l'invention selon un mode de réalisation plus simple ;
    Fig. 10 :
    une vue semblable à celle de la figure 4a dans laquelle l'étui est en outre muni d'un couvercle ;
    Fig. 11 :
    une vue semblable à celle de la figure 5a, dans laquelle l'étui est en outre muni d'un couvercle ;
    Fig. 12 :
    une vue semblable à celle de la figure 5b, dans laquelle l'étui est en outre muni d'un couvercle ;
    Fig. 13 :
    des vues semblables aux vues (a) de la figure 4a, et (b) de la figure 11 montrant un étui muni de moyens d'ancrage.
    Description détaillée
  • L'invention concerne un kit (100) comprenant un étui (1, 1', 1") dans lequel est logée une gaine d'étanchéité (2). Ce kit est destiné à être ancré sur l'extrados (91) d'un voussoir (9).
  • Plusieurs exemples d'étuis sont présentés dans les figures, à savoir un premier étui (1) décrit en détail, un deuxième étui (1') se distinguant du premier essentiellement par son extension longitudinale plus importante, et un troisième étui (1") plus simple que les deux premiers. Les mêmes éléments portent les mêmes numéros et sont suivis d'un signe « ' » ou « " » quand ils se rapportent au deuxième ou au troisième étui respectivement.
  • Le kit (100) et les étuis (1, 1', 1‴) sont représentés dans les figures avec leur ouverture vers le haut. Les références spatiales comme « haut » / « bas » ou « supérieur » / « inférieur » n'ont qu'une valeur relative en rapport avec les représentations des figures ci-jointes. Il va de soi que selon la position du voussoir dans l'anneau formant le tube du tunnel, le kit et son étui peuvent prendre d'autres positions que celles représentées dans les figures, comme cela est bien visible sur la figure 7b par exemple. Par conséquent, ce qui est en haut dans la position représentée sur les figures ne le sera pas nécessairement lors de l'utilisation.
  • L'étui est constitué d'une paroi de fond (11) entourée du côté de sa face supérieure d'une ceinture (12) formée de deux parois longitudinales (121) et de deux parois latérales (122). La paroi de fond (11) et la ceinture (12) forment un logement (19) ouvert vers le haut, c'est-à-dire du côté opposé à la paroi de fond (11). Autrement dit, le logement forme une cavité ouverte d'un côté et délimitée par un bord ouvert. L'étui pourrait également avoir une forme en auge par exemple semi-cylindrique, où les parois longitudinales prolongent la paroi de fond, elle-même éventuellement incurvée, sans former d'angles de jonction. Il pourrait en être de même des parois latérales dans le prolongement de la paroi de fond.
  • La paroi de fond (11) est de préférence incurvée dans son extension longitudinale et droite dans son extension latérale comme cela est bien visible par exemple sur la figure 1b et 1c respectivement. Dans ce cas, le rayon de courbure de la paroi de fond (11) est de préférence adapté au rayon de courbure de l'extrados (91) du voussoir (9). Par conséquent, l'arc de cercle définissant la paroi de fond et l'arc de cercle définissant l'extrados du voussoir peuvent être sensiblement concentriques.
  • Il est préférable que les parois longitudinales (121) forment avec la paroi de fond un angle proche de l'angle droit, ou ne s'écartent que peu de l'angle droit, notamment vers l'extérieur. La gaine est ainsi bien retenue dans l'étui, même lors du passage des écailles du tunnelier. L'arête supérieure des parois longitudinales (121) est de préférence courbe et son rayon de courbure peut correspondre sensiblement à celui de l'extrados (91) du voussoir. L'arête inférieure des parois longitudinales (121) a le même rayon de courbure que la paroi de fond (11) qu'elle prolonge.
  • Les parois latérales (122) forment de préférence un angle obtus avec la paroi de fond (11), de sorte que vue en coupe longitudinale selon le plan (B) visible sur la figure 3, l'étui s'évase en s'éloignant de la paroi de fond (voir les figures 4b et 5a par exemple). L'angle est compris par exemple entre 135° et 140°.
  • Un flasque d'étui (13) dirigé vers l'extérieur de l'étui peut prolonger la ceinture (12) à l'opposé de la paroi de fond (11). Ce flasque d'étui a de préférence une forme lui permettant d'affleurer avec sa face supérieure l'extrados (91) du voussoir comme cela est bien visible sur les figures 4a et 5b par exemple.
  • Un perçage (111) traverse la paroi de fond (11), de préférence en son centre. Le perçage (111) peut se situer dans un renfoncement (112) de la paroi de fond qui est dirigé vers l'extérieur du logement. Dans ce cas, le perçage (111) se trouve en un point plus bas et plus éloigné du bord ouvert du logement que la partie de la paroi de fond qui entoure le renfoncement. Le renfoncement peut avoir une hauteur de 15 mm par exemple.
  • Pour rigidifier l'étui (1, 1'), on peut prévoir des moyens de rigidification. Dans les exemples présentés sur les figures, ces moyens de rigidification se présentent sous la forme de bossages (113) répartis régulièrement sur la paroi de fond (11). Ces bossages (113) sont réalisés par des nervures dirigées vers le bas, c'est-à-dire vers l'extérieur de l'étui, pour ne pas empiéter sur l'espace intérieur (19) disponible pour la gaine. Pour économiser de la matière, ces nervures sont creuses de sorte que l'épaisseur de la paroi de fond ne varie pas, ou que très peu, sur toute son extension. Les nervures s'étendent transversalement, c'est-à-dire parallèlement aux parois latérales (122). En plus, ou de façon alternative, on peut prévoir un ou plusieurs bossages longitudinaux, c'est-à-dire parallèles aux parois latérales. De façon plus générale, les moyens de rigidification peuvent prendre d'autres formes. Dans les exemples présentés sur les figures, les bossages sont disposés tous les 6°, par rapport au centre de l'arc de cercle définissant la courbure de la paroi de fond. Ils ont une hauteur de 15 mm par exemple.
  • Afin d'assurer une meilleure étanchéité entre l'étui et le voussoir, et éviter que de l'eau ne pénètre à l'interface entre ces deux éléments, il est prévu dans une variante de réalisation de placer un joint d'étanchéité hydrogonflant (123a) sur la face extérieure de la ceinture (12). Ce joint est surtout utile quand le kit (100) est en contact direct avec l'armature du voussoir. Pour cela, on peut prévoir sur la face extérieure de la ceinture (12) une première gorge (123) circulaire faisant le tour complet de la ceinture. Cette première gorge (123) peut avoir une profondeur de l'ordre d'un millimètre. Pour éviter que le joint hydrogonflant ne se gonfle prématurément dans un environnement humide lors du stockage, il est préférable de le placer dans la gorge (123) non pas lors de l'assemblage du kit, mais que sur le site de fabrication du voussoir, avant la mise en moule du kit (100).
  • De même, pour assurer une étanchéité entre les capots du moule à voussoir et l'étui lorsque le moule est fermé et que le béton est injecté dans le moule, il est préférable de prévoir un joint de moulage (131a) faisant le tour du logement (19). Dans l'exemple présenté ici, le joint de moulage (131a) est placé dans une deuxième gorge (131) réalisée sur la face supérieure du flasque d'étui (13), face qui se trouve dans le prolongement de la face intérieure du logement (19). On évite ainsi la pénétration de laitance de béton dans le kit (100) lors du bétonnage du voussoir. Le joint de moulage est par exemple un joint en mousse de section 15 x 5 mm. La gorge (131) a par exemple une profondeur d'un millimètre.
  • Pour assurer un bon ancrage du kit (100) dans le voussoir (9), il est préférable de prévoir des moyens d'ancrage. Ces moyens d'ancrage peuvent être réalisés sous la forme de contre-dépouilles (121a) situées par exemple dans les parois longitudinales (121) de la ceinture. Ces contre-dépouilles peuvent s'étendre sur toute la longueur (ou presque) des parois longitudinales, ou n'être placées qu'en certains endroits de ces parois longitudinales. Lors du moulage, le béton forme derrière la contre-dépouille une sorte d'ancre qui empêche le kit (100) de sortir du voussoir, notamment qu'en il est orienté avec sa face munie du kit (100) dirigée vers le bas.
  • Afin de pouvoir injecter un coulis de ciment, ou tout autre matériau adéquat, dans la gaine pour former la barrière d'étanchéité entre l'anneau de voussoirs et la paroi (8) de la galerie, il faut prévoir un dispositif d'injection (3) qui débouche dans la gaine (2) et qui forme un conduit d'injection. Ce dispositif d'injection est constitué dans l'exemple présenté dans les figures, notamment à la figure 5b, d'une première partie (31, 32) montée sur l'étui lors de son assemblage, et d'une seconde partie (34, 35) montée sur la première avant sa mise en place dans le moule à voussoir.
  • La première partie du dispositif d'injection comprend une douille d'injection (31) dont la partie supérieure (311) débouche dans le logement (19) et dans la gaine (2) en passant dans le perçage (111), et dont la partie inférieure (312) dépasse vers le bas de la face extérieure de la paroi de fond (11). Un épaulement (313) sert d'appui sur la face extérieure de la paroi de fond et empêche la douille d'injection de pénétrer plus dans le logement (19) et la gaine (2). La partie supérieure (311) est munie d'un filetage extérieur. La douille d'injection (31) est fixée à la paroi de fond (11) par une bague-écrou (32) placée dans la gaine et munie d'un filetage intérieur correspondant au filetage extérieur de la partie supérieure (311) de la douille d'injection. La bague-écrou (32) est munie dans la partie inférieure d'un flasque de bague (321) qui sert à bloquer la gaine (2) comme cela sera expliqué plus bas.
  • On comprend que l'ouverture de la gaine est en communication fluidique avec le perçage de l'étui via la douille d'injection (31) et la bague-écrou (32).
  • Un clapet antiretour (33) peut être prévu. Il peut par exemple être vissé dans la douille d'injection (31) qui sera pour cela munie d'un filetage intérieur. Le clapet antiretour représenté à titre d'exemple sur les figures est du type clapet en plastique élastomère.
  • Si la douille d'injection (31) est trop courte et que son extrémité libre opposée à la paroi de fond (11) ne peut pas affleurer l'intrados du voussoir, une douille de préhension (34) peut être placée sur cette extrémité libre de la douille d'injection (31) avant la mise en place du kit (100) dans le moule à voussoir. L'extrémité libre de la douille de préhension, extrémité opposée à la douille d'injection, se trouve au niveau de l'intrados (92) du voussoir (9). Un évidement peut entourer cette extrémité pour faciliter son accès tout en lui permettant de ne pas dépasser de l'intrados (92) du voussoir. On peut placer une gaine-pompier (35) pour chemiser la face extérieure de la douille d'injection (31) qui saille sous la paroi de fond (11). Elle permet de faire l'interface entre la douille d'injection (31) et la douille de préhension (34). Des moyens de fixation supplémentaires, notamment sous la forme de colliers de serrage tels que des Serflex®, peuvent être rajoutés entre la douille d'injection et la douille de préhension pour en assurer le maintien. La douille de préhension peut n'être fixée à la douille d'injection qu'au moment de la mise en place du kit dans le moule à voussoir. Par contre, la douille d'injection (31) et la bague-écrou (32) devraient être installées lors de l'assemblage du kit. Les dispositifs d'injection sont étudiés et adaptés à chaque configuration et conception de voussoirs.
  • Le kit est préassemblé avant d'être livré sur le site de moulage des voussoirs. Le kit préassemblé est muni d'une gaine (2) placée dans le logement (19) de l'étui (1). La gaine (2) est généralement constituée d'un tube en tissu, par exemple en polyamide, fermé à ses deux extrémités et muni d'une ouverture pour l'injection du coulis de ciment. Pour tenir dans le logement, la gaine peut être pliée en accordéon tout le long de sa longueur. Pour faciliter le déploiement de la gaine, celle-ci est par exemple aplatie et ses deux bords longitudinaux (21) sont plissés en accordéon en formant deux soufflets à plusieurs plis comme cela est bien visible sur la figure 4a. Les plis sont maintenus en forme par des moyens de retenue pouvant facilement céder sous la pression du coulis de ciment injecté dans la gaine. Ces moyens de retenue peuvent être constitués par exemple de fils à casser (22). Pour assurer un bon contact entre deux gaines successives remplies de coulis de ciment, les gaines sont généralement légèrement plus longues que les étuis, surtout quand les étuis sont eux-mêmes plus courts que les voussoirs (9) comme c'est le cas dans les exemples présentés ici. Dans ce cas, il est préférable que les extrémités de la gaine pliée en accordéon soient elles-mêmes pliées en accordéon en formant des soufflets d'extrémité (27) comme cela est bien visible sur la figure 4b.
  • La gaine est fixée à l'étui par des moyens de fixation. Ces moyens de fixation sont constitués dans le présent exemple par une bande autoagrippante de type Velcro® (23). Par exemple, la bande à crochets (231) peut être fixée à l'étui par collage, tandis que la bande velours (232) peut être cousue sur la face inférieure (24) de la gaine repliée qui fait face à la paroi de fond (11). D'autres moyens de fixation peuvent être envisagés, tel que collage, fixation par bande à oeillets, clipsage, etc. La gaine pliée et fixée dans l'étui est entièrement contenue dans le logement, sans désaffleurement, c'est-à-dire sans dépasser du bord ouvert du logement de l'étui.
  • Une bande de protection (26) peut être fixée, par exemple cousue, sur la face supérieure (25) de la gaine repliée qui est en regard de l'ouverture du kit. Cette bande de protection sert à protéger le tissu de la gaine au passage des écailles du tunnelier et à éviter son déchirement. Elle protège également la gaine de la roche abrasive lors de l'injection du coulis de ciment. La bande de protection (26) est réalisée par exemple dans un tissu de type bâche de camion. Plutôt que d'être cousue sur la gaine, la bande de protection peut être fixée de façon amovible sur l'étui par clipsage, par bande autoagrippante ou par tout autre moyen approprié. Dans un tel cas par exemple, il serait possible de renoncer aux moyens de fixation de la gaine (2) dans l'étui. Plutôt qu'une bande de protection, ou même de préférence en complément de la bande de protection, on peut utiliser un couvercle (5) qui ferme la cavité (19) au niveau du bord ouvert. Ce couvercle peut être fixé à l'étui par tous moyens appropriés. Il peut être fixé par exemple par des rivets complétés si nécessaire d'un adhésif. Il peut également être collé ou soudé à l'étui, notamment thermosoudé. Il peut également être constitué par un rabat faisant partie intégrante de l'étui. Ce couvercle est de préférence prédécoupé avant la mise en place du voussoir dans le tunnel pour lui permettre de s'ouvrir lors de l'opération de remplissage de la gaine. Cette prédécoupe peut être réalisée par exemple au cutter. Il est également possible de prévoir des prédécoupes qui cèdent sous la pression lors du remplissage de la gaine. Une autre solution consiste à dimensionner au moins une partie des moyens de fixation pour qu'ils soient suffisamment faibles pour permettre qu'ils cèdent lors de l'injection du matériau de remplissage de la gaine. Ce couvercle (5) a plusieurs fonctions. Tout d'abord, il empêche toute pénétration du béton lors du moulage du voussoir. Durant le stockage, la manutention et le transport du kit préfabriqué (100) puis du voussoir, il protège la gaine de tout risque de détérioration lié aux intempéries et aux mauvaises manipulations. Le couvercle offre enfin une protection de la gaine lors du passage des écailles du tunnelier.
  • L'ouverture dans la gaine (2) est prévue pour le passage de la partie supérieure (311) de la douille d'injection (31). La bague-écrou (32) est placée à l'intérieur de la gaine et appuie avec son flasque de bague (321) sur le bord de l'ouverture de la gaine comme cela est bien visible sur la figure 5b.
  • L'étui (1), la gaine (2) pliée et fixée à l'étui, ainsi que la douille d'injection (31) fixée avec la bague-écrou (32) forment ensemble un ensemble préassemblé : le kit (100). De tels kits peuvent être livrés sur les sites où sont moulés les voussoirs. Il est bien plus facile de mettre en place la gaine dans le logement d'un étui quand l'opérateur est dans un atelier, que de demander aux ouvriers chargés du moulage des voussoirs ou de leur montage dans le tube du tunnel de la mettre dans une engravure réalisée au centre d'un voussoir déjà moulé. De surcroit, le kit (100) préassemblé constitue une pièce relativement légère qu'un seul opérateur peut déplacer manuellement lors de la manutention ou pour le mettre en place dans le moule. Le cas échéant l'aide d'un second opérateur peut être adaptée si l'étui est très souple ou très long par exemple. L'étui peut donc être manipulé à la seule force musculaire de l'opérateur sans faire appel à un outil de levage.
  • Un voussoir est généralement muni d'une armature (94) autour de laquelle est coulé le béton. Cette armature est généralement métallique, mais elle peut aussi être dans d'autres matériaux, et notamment en matériau composite. En zone courante, l'enrobage, c'est-à-dire l'épaisseur de béton entre l'extrados du voussoir et l'armature, est de l'ordre de 60 mm. Cette épaisseur d'enrobage est variable et dépend notamment du pays, de l'exposition du tunnel, de la réglementation, etc.. Quand la gaine est placée de façon traditionnelle dans une engravure, celle-ci ne doit pas être trop profonde pour laisser une épaisseur de béton suffisante entre le fond de l'engravure et l'armature. Avec l'invention, il est possible de poser l'étui directement sur l'armature, car l'étui fait office de barrière de protection. L'infiltration d'eau dans l'interstice entre l'étui (1, 1', 1") et l'évidement formé dans le voussoir par l'étui est accentuée par le phénomène de post-retrait du béton. Le joint d'étanchéité hydrogonflant a l'avantage de pouvoir s'adapter au cours du temps. Grâce à l'étui et au joint d'étanchéité, il est donc possible de disposer d'un logement plus profond qu'avec une engravure. Dans l'état de la technique tel que celui décrit dans CN 214499063 U , il est nécessaire de modifier l'armature au niveau de l'engravure recevant la gaine afin de conserver l'épaisseur d'enrobage de plusieurs centimètres imposée par la réglementation pour protéger l'armature. Au contraire, l'utilisation de l'étui de l'invention ne nécessite aucune modification de cette armature, car l'étui forme une couche protectrice étanche qui protège la cage d'armature contre la corrosion comme le ferait l'enrobage en béton beaucoup plus épais. L'étui peut donc être posé directement sur la cage d'armature.
  • Avant le moulage, il faut si nécessaire, monter la douille de préhension (34) et la gaine-pompier (35) pour ménager un conduit pour l'injection du ciment dans la gaine. De même, le joint hydrogonflant (123a) doit être placé dans la gorge (123) si ce n'est pas déjà fait. Pour le moulage du voussoir, l'armature (94) est placée dans le moule, le kit (100) est ensuite placé en appui sur l'armature comme cela est bien visible par exemple sur la figure 5a. Le kit appuie sur l'armature (94) avec ses bossages (113) qui jouent non seulement le rôle de moyens de rigidification, mais également celui d'espaceur. Le kit peut être fixé à l'armature (94) pour éviter qu'il ne se déplace dans le moule lors de l'injection du béton. Les capots du moule sont refermés de part et d'autre du kit en appuyant de façon suffisamment étanche sur le joint de moulage (131a) pour empêcher que de la laitance de béton puisse pénétrer dans l'étui (1). Le béton est alors coulé dans le moule. Après moulage, le kit reste ancré au béton.
  • Pour pouvoir réaliser la barrière d'étanchéité, il faut tout d'abord mettre bout à bout plusieurs voussoirs munis chacun d'un kit (100) de l'invention, de sorte à former un anneau comme celui représenté à la figure 7. Généralement, il y a au moins deux types de voussoirs différents dans un tel anneau. L'anneau présenté à la figure 7 comprend quatre voussoirs munis d'un kit réalisé avec un étui (1") de grande dimension, et un voussoir muni d'un kit réalisé avec un étui (1) de petite dimension. Après mise en place de l'anneau, une arrivée de coulis de ciment sous pression (ou de tout autre produit de remplissage souhaité) est raccordée à l'extrémité libre de la douille de préhension (34) qui débouche dans l'intrados (92) du voussoir (9). Le coulis de ciment est injecté dans la gaine via la douille de préhension (34), la douille d'injection (31) et la bague-écrou (32). La gaine se déplie sous la pression du coulis de ciment en arrachant les uns après les autres les fils à casser (22). La gaine se gonfle jusqu'à toucher la paroi (8) de la galerie dont elle épouse la forme. Cela est représenté schématiquement sur la figure 6a. Quand le coulis de ciment injecté (29) atteint les extrémités de la gaine (27), celles-ci se déplient à leur tour. La forme évasée des parois latérales (122) de l'étui facilite le déploiement des extrémités de la gaine. Ces extrémités se déploient vers les extrémités latérales du voussoir et viennent en contact avec l'extrémité déjà remplie de la gaine du voussoir adjacent de manière à assurer la continuité de la barrière d'étanchéité. La figure 6b représente schématiquement cette situation. Après remplissage de la gaine, l'arrivée de coulis de ciment sous pression est retirée et un bouchon d'étanchéité peut être placé dans la douille d'injection ou la douille de préhension, notamment par vissage.
  • On peut également prévoir un dispositif d'inspection et d'injection secondaire qui permet d'une part d'inspecter les zones de recouvrement entre deux gaines remplies successives, et d'autre part, d'injecter un matériau pour combler les éventuels défauts de déploiement des gaines. Le matériau à injecter peut être du coulis de ciment, une résine, de la mousse polyuréthane, ou tout autre matériau approprié. Le dispositif d'inspection et d'injection secondaire peut être constitué d'au moins une, de préférence deux, conduites secondaires (41) disposées de préférence à l'extérieur de l'étui. La première extrémité des conduites secondaires débouche sur l'intrados du voussoir de préférence au droit de la douille de préhension (34), et la deuxième extrémité débouche sur l'extrados du voussoir aux extrémités de l'étui, dans la zone de recouvrement des gaines.
  • L'homme du métier comprend que le kit pourrait être constitué d'un étui (1") très simple constitué seulement d'une paroi de fond (11") et d'une ceinture (12"), sans bossage et/ou sans flasque d'étui (13"). De même, il serait possible de renoncer au joint hydrogonflant et au joint d'étanchéité de moulage. Il serait également possible de renoncer aux gorges (123, 131) pour les joints et de les placer sur leur paroi respective sans mesure particulière.
  • L'étui peut être réalisé en plastique thermoformé. Généralement, une épaisseur d'environ 5 mm est suffisante. D'autres matériaux sont cependant envisageables, notamment du carton hydrofuge, du métal comme par exemple des tôles galvanisées ou des profilés métalliques, du bois, du contre-plaqué ou de l'aggloméré, par impression 3D, etc. Pour un tube de 2 450 mm de rayon, on peut prévoir deux types d'étuis, l'un ayant une extension longitudinale angulaire de 36,8° et l'autre une extension longitudinale angulaire de 80,8°1, et deux types de voussoirs correspondants. Quand l'extension longitudinale de l'étui est assez importante, il peut être utile que l'étui (1') soit en deux pièces (1'a, 1'b) assemblées ensemble. C'est par exemple le cas de l'étui (1') représenté à la figure 2.
    1 À confirmer.
  • L'invention est présentée ici à l'exemple d'un tunnel. Le kit pourrait cependant être utilisé pour d'autres applications qui nécessitent la formation d'une barrière dans un espace situé entre deux parois adjacentes au moyen d'une gaine à remplir depuis l'extérieur avec un produit à injecter. Il pourrait s'agir par exemple de deux parois de bâtiments. Le produit à injecter n'est pas nécessairement du coulis de ciment ou du béton. Il peut s'agir d'une matière plastique ou d'une mousse expansive par exemple. Plutôt que la formation d'une barrière, la gaine déployée et injectée peut servir à caler une pièce dans l'autre par exemple (gaine de matage).
  • L'avantage de l'invention réside dans le fait que la gaine soit préinstallée en usine et que le kit est prêt à l'emploi. Sa pose dans le moule de voussoir n'impacte pas la cadence de fabrication, bien au contraire, car la pose délicate de la gaine dans l'engravure est supprimée. La préinstallation en atelier permet de définir les procédures de mise en oeuvre, de façon industrielle et suivie. Les personnels sont formés à ces opérations.
  • Liste des références
  • 100
    Dispositif pour réaliser une barrière / Kit
    1, 1', 1''
    Étui de logement
    11 Paroi de fond
    111 Perçage
    112 Renfoncement
    113 Bossages
    12 Ceinture
    121 Parois longitudinales
    121a Moyens d'ancrage / Contre-dépouille
    122 Parois latérales
    123 Gorge pour joint hydrogonflant
    123a Joint hydrogonflant
    13 Flasque d'étui
    131 Gorge pour joint de moulage
    131a Joint de moulage
    19 Logement
    2
    Gaine
    21 Bords latéraux plissés en soufflet
    22 Moyens de retenue / Fils à casser)
    23 Moyens de fixation / Bande autoagrippante
    231 Première bande autoagrippante / Bande à crochets)
    232 Deuxième bande autoagrippante / Bande velours)
    24 Face inférieure de la gaine pliée en accordéon
    25 Face supérieure de la gaine pliée en accordéon
    26 Bande de protection
    27 Bords latéraux de la gaine pliée en accordéon
    29 Coulis de ciment injecté
    3
    Dispositif d'injection
    31 Douille d'injection
    311 Partie supérieure de la douille d'injection
    312 Partie inférieure de la douille d'injection
    313 Épaulement
    32 Bague-écrou
    321 Flasque de bague
    33 Clapet antiretour
    34 Douille de préhension
    35 Gaine-pompier
    4
    Dispositif d'inspection et d'injection secondaire
    41 Conduites secondaires
    5
    Couvercle
    8
    Paroi de la galerie
    9
    Voussoir
    91 Extrados du voussoir
    92 Intrados du voussoir
    93 Évidemment laissé par l'étui
    94 Armature

Claims (17)

  1. Dispositif pour réaliser une barrière entre une première paroi (9) et une deuxième paroi (8) par introduction d'une matière de remplissage (29) dans une gaine (2), caractérisé en ce que le dispositif est un kit (100) préassemblé comprenant
    - un étui (1, 1', 1") muni d'un logement (19) ayant une cavité ouverte d'un côté et délimitée par un bord ouvert ;
    - au moins un perçage (111) traversant le fond du logement ; et
    - une gaine (2) fermée et placée dans le logement (19), la gaine étant munie d'au moins une ouverture en communication fluidique avec ledit au moins un perçage (111), les dimensions de la gaine étant choisies pour qu'avant remplissage elle puisse être entièrement contenue dans le logement sans désaffleurement, et qu'après remplissage, la gaine dépasse du logement ;
    le kit (100) préassemblé étant dimensionné pour être manipulable à la main par un ou deux opérateurs sans outils de levage.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le kit préassemblé (100) est apte à être placé dans un moule pour un élément préfabriqué par moulage (9) de telle sorte que le logement (19) soit ouvert vers l'extérieur de l'élément préfabriqué par moulage (9).
  3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine (2) est fixée à l'étui (1) par des moyens de fixation, de préférence par une bande autoagrippante de type Velcro® (23).
  4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que
    - l'étui (1, 1', 1") est muni d'une paroi de fond (11) et d'une ceinture (12) constituée de deux parois longitudinales (121) et de deux parois latérales (122),
    - les parois longitudinales (121) formant de préférence un angle sensiblement droit avec la paroi de fond (11), et/ou
    - les parois latérales (122) formant de préférence un angle obtus avec la paroi de fond (11) ;
    - un joint d'étanchéité (123a) étant de préférence prévu sur la face extérieure de la ceinture en faisant le tour de la ceinture (12), et/ou
    - une gorge (123) étant de préférence réalisée dans la face extérieure de la ceinture (12) pour placer un joint d'étanchéité (123a).
  5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un flasque d'étui (13) est prévu autour du bord ouvert du logement (19),
    - un joint de moulage (131a) étant de préférence placé sur la face supérieure du flasque d'étui (13) se trouvant dans le prolongement de la face intérieure du logement, ledit joint de moulage faisant le tour du flasque d'étui,
    - ledit joint de moulage (131a) étant de préférence placé dans une gorge (131) réalisée sur la face supérieure du flasque d'étui (13).
  6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens de rigidification sont prévus pour rigidifier l'étui (1, 1'), les moyens de rigidification étant de préférence réalisés sous la forme de bossages réalisés sur la face extérieure du logement de l'étui, notamment sur la face extérieure d'une paroi de fond (11) du logement.
  7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens d'ancrage sont prévus pour ancrer l'étui dans un élément préfabriqué obtenu par moulage, les moyens d'ancrage étant de préférence constitués d'une ou plusieurs contre-dépouilles réalisées dans l'étui.
  8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le perçage (111) est réalisé dans un renfoncement (112) du logement dirigé vers l'extérieur, de préférence un renfoncement (112) d'une paroi de fond (11) du logement.
  9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une conduite d'injection (3) est prévue dont la première extrémité débouche dans le perçage (111) et dont l'autre extrémité saille hors de l'étui (1, 1', 1"), un clapet antiretour (33) pouvant être prévu dans la conduite d'injection.
  10. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la conduite d'injection comprend
    - une douille d'injection (31) dont une première partie (311) traverse le perçage (111) et l'ouverture de la gaine (2) de sorte qu'elle saille dans celle-ci, et dont une deuxième partie (312) saille hors de l'étui (1, 1', 1") du côté opposé au bord ouvert du logement (19) ; et
    - une bague, de préférence une bague-écrou (32), située à l'intérieur de la gaine (2) et fixée, de préférence par vissage, sur la première partie (311) de la douille d'injection,
    - la bague étant de préférence munie d'un flasque de bague (321) pour coincer le bord de l'ouverture de la gaine contre le fond du logement (19).
  11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la gaine (2) est constituée par une pièce tubulaire en matériau souple, de préférence en tissu, fermée à ses deux extrémités,
    - la gaine (2) étant de préférence pliée, notamment sur toute sa longueur de sorte à former au moins un soufflet, de préférence deux soufflets (21), et en ce que
    - chaque soufflet est de préférence maintenu en place par des moyens de retenue pouvant facilement casser sous l'effet d'un produit injecté dans la gaine, en particulier par des fils à casser (22) ; et/ou
    - les extrémités de la gaine sont de préférence pliées pour former un soufflet d'extrémité (27).
  12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une bande de protection (26) est prévue sur la gaine (2) pour la protéger quand elle est placée dans le logement (19).
  13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le logement (19) est fermé par un couvercle (5), ledit couvercle pouvant être fixé à l'étui (1, 1', 1") par des moyens de fixation, et/ou ledit couvercle (5) pouvant être muni de prédécoupes aptes à céder lors du remplissage de la gaine.
  14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif est destiné à un voussoir (9) pour tunnel, et en ce que le logement présente une extension longitudinale et une extension transversale, l'extension longitudinale du fond du logement ayant une forme en arc de cercle concentrique à l'arc de cercle formant l'extrados du voussoir auquel il est destiné, et en ce que l'ouverture du logement, et un flasque (13) entourant l'ouverture du logement (19) quand il y en a un, a/ont la même forme que l'extrados du voussoir auquel le dispositif est destiné.
  15. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est placé dans l'extrados d'un voussoir (9), de préférence avec la face extérieure du fond de l'étui (1, 1', 1") en contact avec l'armature (94) du voussoir.
  16. Procédé pour fabriquer un élément préfabriqué obtenu par moulage et muni d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, en particulier pour fabriquer un voussoir (9) pour tunnel, l'élément préfabriqué ayant au moins une face (91) sur laquelle s'ouvre le logement et une deuxième face (92), caractérisé en ce que
    - le dispositif (100) préassemblé selon l'une des revendications précédentes est préparé en munissant le dispositif préassemblé, s'il n'en est pas déjà muni,
    - d'une conduite d'injection
    - dont une première extrémité débouche dans le perçage (111) de l'étui et est en communication fluidique avec l'ouverture de la gaine, et
    - dont la deuxième extrémité est suffisamment éloignée de l'étui (1, 1', 1") pour pouvoir déboucher sur la deuxième face (92) de l'élément préfabriqué ; et
    - si cela est souhaité, d'un joint d'étanchéité (123a) placé sur la face extérieure de l'étui, en particulier dans une gorge circulaire (123) réalisée autour de l'étui, le joint d'étanchéité (123a) étant de préférence un joint hydrogonflant ;
    - le dispositif (100) est placé dans un moule de sorte que son logement (19) et la deuxième extrémité de la conduite d'injection (3) ne soient pas en contact avec l'intérieur du moule,
    - le moule est fermé,
    - le matériau composant l'élément préfabriqué est injecté ou coulé dans le moule,
    - le moule est ouvert et l'élément préfabriqué muni du dispositif ancré dedans est sorti du moule.
  17. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la conduite d'injection est réalisée en fixant une douille de préhension (34) sur une douille d'injection (31) déjà incluse dans le dispositif préassemblé, et/ou en ce que si le kit préassemblé (100) est muni d'un couvercle (5), le couvercle étant de préférence prédécoupé avant l'injection du matériau dans le moule.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5771595U (fr) * 1980-10-13 1982-05-01
WO2007022834A1 (fr) * 2005-08-25 2007-03-01 Services Petroliers Schlumberger Procede et dispositif permettant de placer un bouchon dans un trou de forage
CN203175569U (zh) * 2013-01-30 2013-09-04 中国石油天然气集团公司 一种盾构法隧道贯通钢管片洞门防水密封结构
CN214499063U (zh) 2021-03-10 2021-10-26 浙江省隧道工程集团有限公司 一种双护盾tbm裂隙岩段囊袋辅助快速回填体系

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