FR2545120A1

FR2545120A1 - Method for the underwater connection of two hollow concrete elements such as two successive tunnel elements

Info

Publication number: FR2545120A1
Application number: FR8307096A
Authority: FR
Inventors: Pierre Blondeau; Pierre Blondin
Original assignee: PRECONTRAINTE STE FSE
Current assignee: PRECONTRAINTE STE FSE
Priority date: 1983-04-29
Filing date: 1983-04-29
Publication date: 1984-11-02
Also published as: FR2545120B1

Abstract

Method for the underwater connection of two concrete elements such as two successive tunnel elements. The connection between two tubular elements I, J which have been previously positioned underwater, one I being accessible and the other J having to be connected to it, is carried out by means of a sleeve M pushed longitudinally from the accessible element by jacks V so as to form a temporary sealed coupling between these two elements, which can then be used as a shelter in order to form a permanent connection by concreting.

Description

Procédé de raccordement sous l'eau de deux éléments creux en béton tels que deux éléments successifs d'un tunnel
La présente invention concerne un procédé de raccordement sous l'eau de deux éléments creux en béton tels que deux éléments successifs d'un tunnel. Ce procédé vise à raccorder de manière étanche deux éléments creux ouverts préfabriqués en béton, lorsque ces éléments ont été tous deux mis en place à leurs emplacements définitifs sous l'eau, l'un d'entre eux étant accessible intérieurement et l'autre étant à raccorder à cet élément accessible.Method of connecting underwater two hollow concrete elements such as two successive elements of a tunnel
The present invention relates to a method of connecting underwater two hollow concrete elements such as two successive elements of a tunnel. This process aims to seal two open prefabricated concrete hollow elements, when these elements have both been placed in their final locations underwater, one of them being accessible internally and the other being to be connected to this accessible element.

Il est applicable au raccordement de tous les éléments creux placés dans l'eau quelle que soit la profondeur et quelles que soient les conditions environnantes (courant, houle, agitation de toute nature), et il est particulièrement avantageux lorsque la profondeur est grande et lorsque le milieu agité empêche une mise en place précise des éléments à raccorder. It is applicable to the connection of all hollow elements placed in water whatever the depth and whatever the surrounding conditions (current, swell, agitation of any kind), and it is particularly advantageous when the depth is great and when the agitated environment prevents precise positioning of the elements to be connected.

De nombreuses jonctions ont été réalisées à ce jour par exemple pour des tunnels sous fluviaux ou sous marins posés sur le fond ou pour des conduites de fluides. Mais dans tous les cas connus, d'une part la profondeur était limitée (40 m semble être un maximum) d'autre part les conditions environnantes n'étaient pas sévères au moins pendant certaines périodes de la journée. La jonction de deux éléments était faite alors soit par du béton immergé, coulé dans l'eau, des coffrages étant mis en place avec l'assistance de scaphandriers, soit en réalisant une première étanchéité entre les éléments par écrasement d'un bourrelet très déformable, ce qui obligeait à un positionnement relativement précis des éléments à assembler. Numerous junctions have been made to date, for example for sub-river or submarine tunnels laid on the bottom or for fluid pipes. But in all known cases, on the one hand the depth was limited (40 m seems to be a maximum) on the other hand the surrounding conditions were not severe at least during certain periods of the day. The junction of two elements was then made either by immersed concrete, poured into the water, formwork being put in place with the assistance of divers, or by making a first seal between the elements by crushing a very deformable bead , which required relatively precise positioning of the elements to be assembled.

La présente invention a pour but de permettre de travailler à chaque instant dans des conditions normales (air naturel à la pression atmosphérique), sans utilisation de scaphandrier ou autres méthodes obligeant à travailler en atmosphère comprimée, et sans avoir- à déplacer les éléments après leur mise en place même si celle-ci a été relativement peu précise parce que la manoeuvre de pose a été perturbée par un environnement agité. The present invention aims to allow to work at all times under normal conditions (natural air at atmospheric pressure), without the use of a diver or other methods requiring work in a compressed atmosphere, and without having to move the elements after their even if it was relatively imprecise because the installation maneuver was disturbed by a rough environment.

Selon la présente invention, pendant la préfabrication desdits éléments creux, on réalise - une cloison séparatrice pour fermer de manière étanche un volume principal intérieur à l'élément accessible et situé en arrière de cette cloison et pour conserver'l'accessibilité de ce volume principal pendant les opérations de raccordement, - une chambre de raccordement en béton située en avant de ladite cloison tout en faisant partie de l'élément accessible, cette chambre présentant un axe longitudinal, une paroi arrière au moins partiellement constituée par cette cloison, et une paroi latérale qui est cylindrique à génératrices longitudinales et qui s'étend jusqu'à une ouverture avant dans un plan transversal, - une chemise de raccordement disposée coaxialement dans ladite chambre de raccordement, cette chemise s'étendant longitudinalement entre, à l'arrière, un anneau d'étanchéité latéral déformable coopérant avec la paroi latérale de cette chambre et, à l'avant, un anneau d'étanchéité déformable s'étendant dans un plan frontal, cette chemise étant montée longitudinalement mobile dans cette chambre, avec possibilité d'une inclinaison limitée de l'axe de la chemise par rapport à l'axe de la chambre, - des vérins à poussée longitudinale répartis angulairement autour dudit axe intérieurement à ladite chemise mobile, une partie arrière fixe de chaque vérin prenant un appui arriere sur la paroi arrière de la chambre de raccordement et une partie avant mobile de ce vérin se terminant par un patin inclinable, - des tirants inclinables reliant chacun la partie mobile d'un dit vérin à ladite chemise de raccordement de manière que sa longueur constitue une limite supérieure de la distance entre un point de cette partie mobile et un point de cette chemise en arrière dudit point de cette partie mobile, pour permettre à ces vérins de tirer cette chemise vers l'avant tout en lui laissant des possibilités d'inclinaison, - et, sur l'élément à raccorder, deux surfaces annulaires coaxiales propres, lorsque les deux dits éléments seront positionnés, à se disposer dans des plans sensiblement transversaux par rapport à l'axe de ladite chambre de raccordement, à savoir une surface annulaire intérieure de raccordement se disposant en regard de ladite chemise de raccordement et une surface annulaire extérieure d'appui se disposant en regard desdits vérins, la longueur desdits tirants étant choisie pour permettre un contact simultané dudit anneau d'étanchéité frontal et desdits patins sur ces surfaces de raccordement et d'appui. According to the present invention, during the prefabrication of said hollow elements, there is provided - a separating partition to seal a main volume inside the accessible element and located behind this partition and to keep the accessibility of this main volume during the connection operations, - a concrete connection chamber located in front of said partition while forming part of the accessible element, this chamber having a longitudinal axis, a rear wall at least partially formed by this partition, and a wall lateral which is cylindrical with longitudinal generatrix and which extends to a front opening in a transverse plane, - a connection jacket disposed coaxially in said connection chamber, this jacket extending longitudinally between, at the rear, a deformable lateral sealing ring cooperating with the lateral wall of this chamber and, at the front, a def adjustable extending in a frontal plane, this jacket being mounted longitudinally movable in this chamber, with the possibility of a limited inclination of the axis of the jacket relative to the axis of the chamber, - cylinders with longitudinal thrust distributed angularly around said axis internally to said movable jacket, a fixed rear part of each cylinder taking a rear support on the rear wall of the connection chamber and a mobile front part of this cylinder ending in a tilting pad, - tilting tie rods connecting each the mobile part of a said jack to said connection jacket so that its length constitutes an upper limit of the distance between a point of this mobile part and a point of this jacket behind said point of this mobile part, to allow these jacks to pull this jacket forward while leaving it possible to tilt, - and, on the element to be connected, two coaxial annular surfaces e own, when the two said elements are positioned, to be arranged in substantially transverse planes relative to the axis of said connection chamber, namely an inner annular connection surface disposed opposite said connection jacket and a outer annular bearing surface disposed opposite said cylinders, the length of said tie rods being chosen to allow simultaneous contact of said front sealing ring and said pads on these connection and bearing surfaces.

Les éléments sont ensuite mis en place sous l'eau par des procédés connus. L'écart entre la position théorique de l'élément à raccorder et sa position réelle par rapport à l'élément accessible peut atteindre par exemple 0,5 m longitudinalement et transversalement, et 2 à 3 degrés angulairement. The elements are then placed underwater by known methods. The difference between the theoretical position of the element to be connected and its actual position relative to the accessible element can reach for example 0.5 m longitudinally and transversely, and 2 to 3 degrees angularly.

On assure enfin le raccordement en effectuant les opérations suivantes à partir du volume principal de l'élément accessible, qui peut être à la pression atmosphèrique - déplacement vers l'avant des parties mobiles desdits vérins jusqu'à mise en appui du patin de chaque vérin sur ladite surface d'appui de l'élément à raccorder, ce déplacement entrainant le déplacement vers l'avant de la chemise de raccordement, - réalisation de l'étanchéité entre cette chemise et ladite surface de raccordement par l'anneau d'étanchéité frontal et entre cette chemise et la paroi latérale de la chambre de raccordement par l'anneau d'étanchéité latéral, - évacuation de l'eau de la chambre de raccordement, - ouverture d'un passage entre ledit volume principal accessible et la chambre de raccordement pour rendre également accessible le volume constitué par cette chambre prolongée par cette chemise jusqu'à l'élément à raccorder, - mise en place d'un coffrage séparant la chambre de raccordement ainsi prolongée en une partie périphérique s'étendant jusqu'à la chemise de raccordement, jusqu a ladite paroi latérale en arrière dudit anneau d'étanchéité latéral, et jusqu'à ladite surface de raccordement au voisinage dudit anneau d'étanchéité frontal, et une partie axiale s'ouvrant sur ledit passage, contenant lesdits vérins, et s'étendant jusqu'à ladite surface d'appui, - remplissage de cette partie périphérique de la chambre de raccordement par un volume de béton de raccordement, - et, après durcissement de ce béton, enlèvement desdits vérins. Finally, the connection is ensured by carrying out the following operations from the main volume of the accessible element, which can be at atmospheric pressure - forward movement of the movable parts of said jacks until the pad of each jack is supported. on said bearing surface of the element to be connected, this displacement causing the displacement of the connection liner towards the front, - sealing between this liner and said connection surface by the front sealing ring and between this jacket and the side wall of the connection chamber by the lateral sealing ring, - discharge of water from the connection chamber, - opening of a passage between said accessible main volume and the connection chamber to also make accessible the volume formed by this chamber extended by this jacket to the element to be connected, - installation of a formwork separating the connection chamber thus extended in a peripheral part extending to the connection jacket, to said side wall behind said lateral sealing ring, and to said connection surface in the vicinity of said front sealing ring, and an axial part opening onto said passage, containing said jacks, and extending to said bearing surface, - filling of this peripheral part of the connection chamber with a volume of connection concrete, - and, after hardening of this concrete, removal of said cylinders.

De préférence, dans le cas où lesdits éléments creux sont de forme générale tubulaire allongée avec une même section et sont destinés à constituer deux- éléments successifs d'un tunnel, ladite cloison séparatrice est une première cloison amovible comportant un sas central pour constituer ledit passage entre le volume principal du caisson accessible et la chambre de raccordement, et une zone périphérique pour servir d'appui arrière auxdits vérins, - l'élément à raccorder étant obturé à son extrémité arrière par une deuxième cloison amovible dont une zone périphérique constitue ladite surface d'appui pour lesdits vérins, - ladite chambre de raccordement débordant radialement par rapport audit volume principal pour permettre de loger ladite chemise de raccordement et ledit coffrage sans empiéter sensiblement sur le prolongement de la section intérieure de ce volume principal, - et l'extrémité arrière de l'élément à raccorder présentant une paroi débordant radialement vers l'extérieur par rapport à l'ensemble de cet élément pour constituer ladite surface de raccordement, - lesdites cloisons amovibles étant enlevées et récupérées de meme que lesdits vérins après le durcissement du béton de raccordement. Preferably, in the case where said hollow elements are of generally elongated tubular shape with the same section and are intended to constitute two successive elements of a tunnel, said separating partition is a first removable partition comprising a central airlock to constitute said passage between the main volume of the accessible box and the connection chamber, and a peripheral zone to serve as rear support for said jacks, - the element to be connected being closed at its rear end by a second removable partition, a peripheral zone of which constitutes said surface support for said cylinders, - said connection chamber projecting radially with respect to said main volume to allow accommodating said connection jacket and said formwork without substantially encroaching on the extension of the internal section of this main volume, - and the end rear of the element to be connected having a wall projecting radially outwards by relative to all of this element to constitute said connection surface, - said removable partitions being removed and recovered as well as said cylinders after the hardening of the connection concrete.

La présente invention a encore pour objet un procédé de construction d'un tunnel immergé, ce procédé comportant la mise en place d'eléments tubulaires successifs semblables et la mise progressive en accessibilité de ces éléments, à partir d'au moins une extrémité accessible du tunnel, par une succession d'opérations raccordant chacune l'extrémité avant du dernier élément rendu accessible à l'extrémité arrière de l'élément suivant. The present invention also relates to a method of constructing a submerged tunnel, this method comprising the installation of similar successive tubular elements and the progressive accessibility of these elements, starting from at least one accessible end of the tunnel, by a succession of operations each connecting the front end of the last element made accessible to the rear end of the next element.

Ce procédé est caractérisé par le fait que chacun de ces raccordements est fait par le procédé ci-dessus, ledit dernier élément rendu accessible constituant ledit élément accessible et étant muni de ladite chambre de raccordement à son extrémité avant et l'élément suivant constituant ledit élément à raccorder et étant muni de ladite surface de raccordement à son extrémité arrière. This method is characterized by the fact that each of these connections is made by the above method, said last element made accessible making up said accessible element and being provided with said connection chamber at its front end and the following element constituting said element to be connected and being provided with said connection surface at its rear end.

A l'aide des figures schématiques ci-jointes on va décrire ci-après, à titre non limitatif, comment l'invention peut être mise en oeuvre. Il doit être compris que les éléments décrits et représentés peuvent, sans sortir du cadre de l'invention, être remplacés par d'autres éléments assurant les mêmes fonctions techniques. Lorsqu'un même élément est représenté sur plusieurs figures il y est désigné par le meme signe de référence. Using the attached diagrammatic figures, a description will be given below, without implied limitation, of how the invention can be implemented. It should be understood that the elements described and shown can, without departing from the scope of the invention, be replaced by other elements ensuring the same technical functions. When the same element is represented in several figures, it is designated therein by the same reference sign.

la figure 1 représente une vue en élévation d'un tunnel immergé en cours de construction et constitué d'éléments tubulaires successifs raccordés par le procédé selon l'invention. Figure 1 shows an elevational view of a submerged tunnel during construction and consisting of successive tubular elements connected by the method according to the invention.

La figure 2 représente une vue de l'extrémité avant d'un élément accessible de ce tunnel et de l'extrémité arrière d'un élément à raccorder à cet élément accessible, en coupe par un plan vertical II-II de la figure 3 parallèle à l'axe de cet élément accessible, après mise en place de ces éléments et avant les opérations de raccordement sous l'eau. FIG. 2 represents a view of the front end of an accessible element of this tunnel and of the rear end of an element to be connected to this accessible element, in section through a vertical plane II-II of FIG. 3 parallel to the axis of this accessible element, after installation of these elements and before connection operations underwater.

La figure 3 représente une vue de l'extrémité avant du même élément accessible, en coupe par un plan transversal III-III de la figure 2. FIG. 3 represents a view of the front end of the same accessible element, in section through a transverse plane III-III of FIG. 2.

Les figures 4 et 5 représentent des vues des mêmes pièces que la figure 2 en coupe par le même plan, au cours des opérations de raccordement sous l'eau et à la fin de ces opérations, respectivement. Figures 4 and 5 show views of the same parts as Figure 2 in section through the same plane, during connection operations underwater and at the end of these operations, respectively.

Conformément à la figure 1 un tunnel est constitué par une succession d'éléments tubulaires (K, I, J) constitués par exemple de béton précontraint et longs chacun de 100 m, avec une section rectangulaire large de 20 m et haute de 8 m, intérieurement. Ces éléments sont posés et fixés sur des blocs de fondation FO. In accordance with FIG. 1, a tunnel is constituted by a succession of tubular elements (K, I, J) constituted for example by prestressed concrete and each 100 m long, with a rectangular section wide by 20 m and high by 8 m, internally. These elements are placed and fixed on FO foundation blocks.

Quoique la présente invention s'applique avantageusement à la construction d'un tel tunnel, elle peut aussi s'appliquer au raccordement d'autres types d'éléments. Il est en particulier clair que la section transversale des éléments à raccorder peut être quelconque. Although the present invention advantageously applies to the construction of such a tunnel, it can also be applied to the connection of other types of elements. It is in particular clear that the cross section of the elements to be connected can be arbitrary.

L'élément tubulaire I est le dernier élément d'une chaine d'éléments "accessibles" c'est-à-dire, par exemple qu'ils ont été précédemment raccordés à partir d'une rive et que dans leur volume intérieur, il est possible de travailler dans l'air à pression atmosphérique et de circuler sans précaution spéciale. The tubular element I is the last element of a chain of "accessible" elements, that is to say, for example that they were previously connected from a bank and that in their internal volume, there it is possible to work in air at atmospheric pressure and to circulate without special precautions.

L'élément J constitue l'élément à raccorder à l'extrémité avant de la chaine d'éléments se terminant par l'élément I. Element J constitutes the element to be connected to the front end of the chain of elements ending with element I.

L'élément accessible I présente un axe 2. Une cloison séparatrice CA ferme de manière étanche un volume principal 4 intérieur à cet élément et situé en arrière de cette cloison, pour conserver l'accessibilité de ce volume principal pendant les opérations de raccordement. Cette cloison est métallique et amovible. The accessible element I has an axis 2. A separating partition CA tightly closes a main volume 4 inside this element and located behind this partition, to maintain the accessibility of this main volume during connection operations. This partition is metallic and removable.

Elle est maintenue, contre la pression de l'eau, par des pièces périphériques démontables telles que 6 prenant elles meme appui sur des pièces 8 engagées dans des logements de la paroi bétonnée de l'élément I. Cette cloison est pourvue d'un sas S permettant de la traverser tout en la laissant en place.It is held, against the water pressure, by removable peripheral parts such as 6 themselves taking support on parts 8 engaged in housings of the concrete wall of element I. This partition is provided with an airlock S allowing to cross it while leaving it in place.

Conformément à l'invention ltélément I comporte encore une chambre de raccordement en béton CR située en avant de ladite cloison
CA tout en faisant partie de l'élément accessible. Cette chambre présente un axe longitudinal qui est l'axe 2. Sa paroi arrière est au moins partiellement constituée par la cloison CA. Sa paroi latérale PL est cylindrique à génératrices longitudinales et s'étend jusqu'à une ouverture avant dans un plan transversal.In accordance with the invention, the element I also comprises a concrete connection chamber CR situated in front of said partition
CA while being part of the accessible item. This chamber has a longitudinal axis which is axis 2. Its rear wall is at least partially formed by the partition CA. Its side wall PL is cylindrical with longitudinal generatrices and extends to a front opening in a transverse plane.

Il doit être entendu ici que l'on entend par surface cylindrique toute surface engendrée par une droite se déplagant en restant parallèle à elle-même. Dans l'exemple décrit cette paroi cylindrique est plus particulièrement prismatique à base rectangle. La paroi arrière présente une zone centrale constituée par la cloison amovible CA et une zone annulaire périphérique bétonnée en continuité avec la paroi du volume principal 4. La présence de cette zone périphérique se traduit par le fait que la chambre de raccordement présente une section agrandie par rapport au reste de l'élément I. It should be understood here that by cylindrical surface is meant any surface generated by a straight line moving while remaining parallel to itself. In the example described, this cylindrical wall is more particularly prismatic with a rectangular base. The rear wall has a central zone constituted by the removable partition CA and a peripheral annular zone concreted in continuity with the wall of the main volume 4. The presence of this peripheral zone results in the fact that the connection chamber has a section enlarged by compared to the rest of element I.

Cette zone périphérique se continue par la paroi latérale PL qui est également bétonnée.This peripheral zone is continued by the side wall PL which is also concreted.

Avant l'immersion de l'élément I une chemise de raccordement M est disposée coaxialement dans la chambre CR. Cette chemise s'étend longitudinalement entre, à l'arrière, un anneau d'étanchéité latéral AL déformable coopérant avec la paroi latérale PL de cette chambre et, à l'avant, un anneau d'étanchéité déformable frontal AF s'étendant dans un plan transversal. Elle est montée longitudinalement mobile dans cette chambre, avec possibilité d'une inclinaison limitée de l'axe de la chemise par rapport à l'axe de la chambre. Elle est métallique et présente une rigidité suffisante pour lui permettre ultérieurement de résister à la pression de l'eau. Sa face extérieure est constituée de toles soudées de manière étanche, et sa rigidité est obtenue grâce à une charpente triangulée constituée de cornières de manière à être à la fois facilement pénétrable par du béton liquide et peu couteuse. Before the element I is immersed, a connection jacket M is arranged coaxially in the chamber CR. This jacket extends longitudinally between, at the rear, a deformable lateral sealing ring AL cooperating with the lateral wall PL of this chamber and, at the front, a frontal deformable sealing ring AF extending in a transverse plane. It is mounted longitudinally movable in this chamber, with the possibility of a limited inclination of the axis of the jacket relative to the axis of the chamber. It is metallic and has sufficient rigidity to allow it later to withstand the pressure of the water. Its outer face is made up of sheets welded in a leaktight manner, and its rigidity is obtained thanks to a triangulated frame made up of angles so as to be both easily penetrated by liquid concrete and inexpensive.

Les anneaux d'étanchéité AL et AF sont constitués par des joints gonflables en néoprène qui peuvent être gonflés à partir du volume principal 4 à l'aide de canalisations souples non représentées, traversant la cloison amovible CA par des passages étanches. The sealing rings AL and AF consist of inflatable neoprene seals which can be inflated from the main volume 4 using flexible pipes, not shown, passing through the removable partition CA by watertight passages.

La chemise de raccordement M est munie d'organes de guidage G pour maintenir sa distance par rapport à la paroi latérales PL au voisinage de l'anneau d'étanchéité latéral AL, au moins à partir du moment où le patin d'un vérin V rencontre la surface d'appui de l'élément à raccorder et où une éventuelle inclinaison de cette chemise pourrait provoquer un frottement dommageable de cet anneau non gonflé contre cette paroi. The connection jacket M is provided with guide members G to maintain its distance from the side wall PL in the vicinity of the lateral sealing ring AL, at least from the moment when the pad of a jack V meets the bearing surface of the element to be connected and where a possible inclination of this jacket could cause damaging friction of this uninflated ring against this wall.

Ces organes de guidage peuvent être par exemple constitués par des lames d'acier fixées à une extrémité sur la charpente et frottant à leur autre extrémité, qui est arrondieS sur la paroi latérale PL, au voisinage de l'anneau d'étanchéité latéral AL. La longueur de ces lames est choisie suffisante pour que leur flexion puisse absorber les irrégularités du béton de la paroi PL, sans gêneur le coulissement de la chemise M. These guide members can for example be constituted by steel blades fixed at one end to the frame and rubbing at their other end, which is rounded on the side wall PL, in the vicinity of the lateral sealing ring AL. The length of these blades is chosen to be sufficient so that their bending can absorb the irregularities of the concrete of the PL wall, without interfering with the sliding of the jacket M.

Les organes de guidage pourraient cependant être réalisés différemment, par exemple être solidaires de la chambre de raccordement et glisser sur la face interne de la chemise de raccórdement au voisinage de la zone atteinte par l'anneau d'étanchéité latéral AL lorsque cette chemise a été poussée vers l'avant pendant les opérations de raccordement. Quel que soit le mode de réalisation des organes de guidage ils assurent un centrage correct de la chemise M sur l'axe 2 dans le plan transversal de l'anneau AL, au moins lorsque cette chemise est en position avancée. The guide members could however be produced differently, for example being integral with the connection chamber and sliding on the internal face of the connection jacket in the vicinity of the area reached by the lateral sealing ring AL when this jacket has been pushed forward during connection operations. Whatever the embodiment of the guide members, they ensure correct centering of the jacket M on the axis 2 in the transverse plane of the ring AL, at least when this jacket is in the advanced position.

La configuration de la chemise de raccordement, notamment la présence d'un socle annulaire SO en saillie radialement vers l'extérieur sous l'anneau d'étanchéité latéral AL, lui permet de s'incliner dans la chambre de raccordement par rotation autour de n'importe quel axe rencontrant l'axe 2 à angle droit dans le plan de l'anneau AL. L'angle d'inclinaison possible est au moins égal à l'écart angulaire maximal de l'élément à raccorder J par rapport à l'élément accessible I. The configuration of the connection jacket, in particular the presence of an annular base SO projecting radially outwards under the lateral sealing ring AL, allows it to tilt in the connection chamber by rotation around n '' which axis meets axis 2 at right angles to the plane of the ring AL. The possible angle of inclination is at least equal to the maximum angular deviation of the element to be connected J with respect to the accessible element I.

On dispose en outre, avant immersion de l'élément I, des vérins
V à poussée longitudinale répartis angulairement autour de l'axe 2 de la chambre CR, intérieurement à la chemise mobile M. Une partie arrière fixe VR de chaque vérin V prend un appui arrière sur la paroi arrière CA de la chambre de raccordement CR et une partie avant mobile W de ce vérin se termine par un patin inclinable VP.In addition, before immersion of the element I, the cylinders
V with longitudinal thrust angularly distributed around the axis 2 of the chamber CR, inside the movable jacket M. A fixed rear part VR of each cylinder V takes a rear support on the rear wall CA of the connection chamber CR and a movable front part W of this jack ends in a tilting pad VP.

L'appui arrière des vérins V est pris sur une zone périphérique de la cloison amovible, de manière à éviter d'accroître inutilement la section de la chambre de raccordement. Cet appui est réalisé de manière à empêcher les vérins de s'incliner. The rear support of the cylinders V is taken from a peripheral zone of the removable partition, so as to avoid unnecessarily increasing the cross-section of the connection chamber. This support is produced so as to prevent the jacks from tilting.

Les patins VP sont fixés aux parties mobiles W des vérins par l'intermédiaire de plaques de néoprène VN permettant une inclinaison de ces patins d'un angle au moins égal à l'écart angulaire maximal possible de l'axe de l'élément à raccorder J par rapport à l'élément accessible I. Ils restent à 1'intérieur de la chambre de raccordement CH -tant que les vérins sont en position rétractée. Les vérins sont commandés à partir du volume principal 4 par l'intermédiaire de canalisations 14 traversant la cloison CA. The pads VP are fixed to the movable parts W of the cylinders by means of neoprene plates VN allowing an inclination of these pads of an angle at least equal to the maximum possible angular deviation of the axis of the element to be connected. J relative to the accessible element I. They remain inside the connection chamber CH as long as the jacks are in the retracted position. The jacks are controlled from the main volume 4 by means of pipes 14 passing through the partition CA.

Des tirants longitudinaux artichésTI relient chacun la partie mobile VV d'un vérin V à la chemise de raccordement M entre un point 10 de cette partie mobile et un point 12 de cette chemise de raccordement en arrière dudit point 10 de cette partie mobile et au niveau des organes de guidage G. Ceci à pour but de permettre à ces vérins de tirer cette chemise vers l'avant tout en lui laissant des possibilités d'inclinaison. Longitudinal tie rods TI each connect the mobile part VV of a jack V to the connection jacket M between a point 10 of this mobile part and a point 12 of this connection jacket behind said point 10 of this mobile part and at the level guide members G. The purpose of this is to allow these jacks to pull this jacket forward while leaving it possible to tilt.

Chaque tirant TI présente -par exemple la forme d'une tige d'acier articulée à ses deux extrémités 10 et 12, avec possibilité d'inclinaison autour de deux axes. Each tie rod TI has for example the shape of a steel rod articulated at its two ends 10 and 12, with the possibility of tilting around two axes.

Le rôle de ces tirants est le suivant
Lorsque les parties mobiles VV des vérins V avancent la chemise
M est tirée par les tirants TI et avance sans inclinaison.The role of these tie rods is as follows
When the moving parts VV of the cylinders V advance the jacket
M is pulled by the tie rods TI and advances without tilting.

Lorsqu'un premier patin VP a rencontré l'élément à raccorder J les autres patins continuent à avancer si cet élément à raccorder est incliné par rapport à l'élément I, et le tirant TI correspondant à ce premier patin cesse de tirer la chemise, tandis que la chemise M s'incline. When a first shoe VP has encountered the element to be connected J the other shoes continue to advance if this element to be connected is inclined relative to the element I, and the tie TI corresponding to this first shoe stops pulling the shirt, while the M shirt tilts.

Lorsque tous les patins VP sont entrés en contact avec l'élément à raccorder J, la chemise M s'est inclinée d'un angle égal à l'écart angulaire de cet élément par rapport à l'élément accessible I. When all of the pads VP have come into contact with the element to be connected J, the jacket M has inclined at an angle equal to the angular distance of this element from the accessible element I.

Quant à l'élément à raccorder J, sa face arrière comporte deux surfaces annulaires coaxiales propres, lorsque les deux dits éléments I, J seront positionnés, à se disposer chacun dans un plan sensiblement transversal par rapport à l'axe 2 de la chambre de raccordement CR. Une de ces surfaces annulaires est une surface intérieure de raccordement SR se disposant en regard de la chemise M. As for the element to be connected J, its rear face comprises two own coaxial annular surfaces, when the two said elements I, J are positioned, to be each arranged in a plane substantially transverse with respect to the axis 2 of the chamber CR connection. One of these annular surfaces is an internal connection surface SR arranged opposite the jacket M.

L'autre est une surface annulaire extérieure d'appui SA se disposant en regard desdits vérins V. La longueur desdits tirants TI est choisie pour permettre un contact simultané de l'anneau d'étanchéité frontal AF et des patins VP sur ces surfaces de raccordement et d'appui.The other is an external annular support surface SA which is positioned opposite said cylinders V. The length of said tie rods TI is chosen to allow simultaneous contact of the front sealing ring AF and of the pads VP on these connection surfaces and support.

Ces deux surfaces annulaires sont de préférence dans un même plan formant face arrière de l'élément J, cette face comportant une zone périphérique bétonnée de mêmes dimensions que celles de la paroi arrière de la chambre de raccordement CR, et une cloison métallique amovible CA, analogue à la cloison CA et obturant un volume principal à pression atmosphérique de l'élément J. Elles peuvent alors présenter une partie commune. Mais, dans tous les cas, les dimensions des diverses pièces sont choisies pour que la surface de raccordement n'empiète jamais sur la cloison amovible CA quels que soient les écarts de positionnement de l'élément J par rapport à l'élément accessible I. These two annular surfaces are preferably in the same plane forming the rear face of the element J, this face comprising a concreted peripheral zone of the same dimensions as those of the rear wall of the connection chamber CR, and a removable metal partition CA, similar to the partition CA and closing a main volume at atmospheric pressure of the element J. They can then have a common part. However, in all cases, the dimensions of the various parts are chosen so that the connection surface never encroaches on the removable partition CA whatever the position deviations of the element J relative to the accessible element I.

Lorsque les éléments I et J ont été mis en place sous l'eau, une première opération de raccordement est un déplacement vers l'avant des parties mobiles VV des vérins V jusqu'à mise en appui du patin VP de chaque vérin sur la surface d'appui SA de l'élément à raccorder J. Ce déplacement entraine le déplacement vers l'avant de la chemise M et éventuellement l'inclinaison de celle-ci. When the elements I and J have been placed underwater, a first connection operation is a displacement forwards of the movable parts VV of the cylinders V until the pad VP of each cylinder is pressed on the surface SA support of the element to be connected J. This displacement causes the displacement of the jacket M towards the front and possibly the inclination of the latter.

Pendant ce déplacement les anneaux d'étanchéité AL et AF ne sont pas gonflés, de sorte que, lorsque tous les patins VP arrivent en appui sur la surface d'appui SA il nty a pas encore contact entre ces anneaux et d'une part la paroi latérale PL et d'autre part la surface de raccordement SR. On évite ainsi toute détérioration de ces anneaux. During this movement, the sealing rings AL and AF are not inflated, so that, when all the pads VP come to bear on the bearing surface SA, there is not yet contact between these rings and on the one hand the side wall PL and on the other hand the connection surface SR. This avoids any deterioration of these rings.

Une deuxième opération est la réalisation de l'étanchéité par gonflage des anneaux d'étanchéité AL et AF. On évacue ensuite l'eau de la chambre de raccordement par une pompe non représentée et on la remplace par de l'air à la pression atmosphérique. Les vérins V supportent alors un effort longitudinal important qui résulte de l'application de la pression de l'eau sur une section de l'élément J égale à celle de la chambre de raccordement. Quant à la chemise M elle supporte d'une part de faibles efforts d'appui des anneaux d'étanchéité AL et AF, et d'autre part la pression radiale centripète de l'eau. Sa rigidité est prévue pour cela. A second operation is the achievement of sealing by inflation of the sealing rings AL and AF. The water is then removed from the connection chamber by a pump (not shown) and replaced by air at atmospheric pressure. The cylinders V then support a large longitudinal force which results from the application of the pressure of the water on a section of the element J equal to that of the connection chamber. As for the jacket M, it supports on the one hand weak support forces from the sealing rings AL and AF, and on the other hand the centripetal radial pressure of the water. Its rigidity is provided for this.

On ouvre ensuite le sas S. L'opération suivante est la mise en place d'un coffrage CD séparant la chambre de raccordement ainsi prolongée en deux parties : une partie périphérique s'étend jusqu'à la chemise de raccordement M, jusqu'à la paroi latérale PL en arrière de l'anneau d'étanchéité latéral AL, et jusqu'à ladite surface de raccordement SR au voisinage dudit anneau d'étanchéité frontal AF. Une partie axiale 20, s'ouvre sur ledit passage S, contient lesdits vérins V, et s'étend jusqu'à la surface d'appui SA, (voir figure 5). The airlock S is then opened. The next operation is the installation of a CD formwork separating the connection chamber thus extended into two parts: a peripheral part extends to the connection jacket M, up to the side wall PL behind the lateral sealing ring AL, and up to said connection surface SR in the vicinity of said front sealing ring AF. An axial part 20, opens onto said passage S, contains said cylinders V, and extends to the bearing surface SA, (see FIG. 5).

Ce coffrage est essentiellement constitué par une tole soudée à des toles de revêtement interne des éléments I et J et destinée à rester sur place pour contribuer ultérieurement à la rigidité du tunnel. Il laisse un passage aux tirants TI tendus, avec étanchéité pour le béton liquide qui est injecté ensuite dans la partie périphérique 18 et qui occupe notamment les intervalles de la charpente de la chemise M jusqu'à la tole extérieure -de celle-ci.This formwork is essentially constituted by a sheet welded to internal coating sheets of the elements I and J and intended to remain in place to subsequently contribute to the rigidity of the tunnel. It leaves a passage to the tensioned tie rods TI, with sealing for the liquid concrete which is then injected into the peripheral part 18 and which occupies in particular the intervals of the frame of the liner M up to the outer sheet thereof.

Après durcissement du béton les tirants TI sont sectionnés à leur traversée du coffrage CD, les vérins V sont rétractés et récupérés ainsi que les cloisons amovibles CA et CA' et leur pièces d'appui amovibles. Les pièces récupérées sont ensuite utilisées pour le raccordement d'un nouvel élément tubulaire non représenté à l'avant de l'élément J dont l'extrémité avant est identique à celle de l'élément I avec une chambre de raccordement de même type. After the concrete has hardened, the tie rods TI are sectioned as they pass through the formwork CD, the jacks V are retracted and recovered, as are the removable partitions CA and CA 'and their removable support pieces. The recovered parts are then used for the connection of a new tubular element not shown at the front of the element J, the front end of which is identical to that of the element I with a connection chamber of the same type.

Claims

1 / Method for connecting underwater two hollow concrete elements such as two successive elements of a tunnel, this method making it possible to tightly connect two open hollow elements (1, J) prefabricated in concrete, when these elements have were both placed in their final locations underwater, one of them (I) being accessible internally and the other (J) being to be connected to this accessible element - this process being characterized by the fact that during the prefabrication of said hollow elements, a separating partition (CA) is produced to seal a main volume (4) inside the accessible element (I) and located behind this partition and to preserve the accessibility of this main volume during the connection operations, - a concrete connection chamber (CR) located in front of said partition (CA) while forming part of the accessible element, this chamber having a longitudinal axis (2), a wall back which is at least partially formed by said separating partition, and a side wall (PL) which is cylindrical with longitudinal generatrices and which extends to a front opening in a transverse plane, - a connection jacket (M) arranged coaxially in said connection chamber (CR), this jacket extending longitudinally between, at the rear, a deformable lateral sealing ring (AL) cooperating with the side wall (9L) of this chamber and, at the front, a deformable frontal sealing ring (AF), extending in a transverse plane, this jacket being mounted longitudinally movable in this chamber, with the possibility of a limited inclination of the axis of the jacket relative to the axis of the chamber, - cylinders (V) with longitudinal thrust distributed angularly around said axis (2) internally to said movable jacket (M), a fixed rear part (VR) of each cylinder (V) taking a rear support on the rear wall (CA) of the room connection (CR) and a movable front part (VV) of this jack ending in a tilting pad (VP), - tie rods (TI) each connecting the movable part (VV) of a said jack (V) to said connection sleeve (M) between a point (10) of this movable part and a point (12) of this connection sleeve behind said point (10) of this movable part, to allow these jacks to pull this sleeve towards the '' while leaving it possible to tilt, - and, on the element to be connected (J), two clean coaxial annular surfaces, when the two said elements (I, J) are positioned, to be arranged in planes substantially transverse with respect to the axis (2) of said connection chamber (CR), namely an internal annular connection surface (SR) which is located opposite said jacket and an external annular bearing surface (SA) is having opposite said jacks (V), the length of said tie rods (TI) being chosen to allow u n simultaneous contact of said front sealing ring (AF) and said pads (VP) on these connection and support surfaces, - and the following operations are carried out when the two said elements have been placed underwater, - moving the movable parts (VV) of said cylinders (V) forwards until the pad (VP) of each cylinder is pressed against said bearing surface (SA) of the element to be connected (J), this displacement causing the displacement towards the front of said jacket (M), - making the seal between said jacket (M) and said connection surface (SR) by the front sealing ring (AF) and between this jacket and the side wall (PL) of the connection chamber (CR) by the lateral sealing ring (AL), - water evacuation from the connection chamber (CR), - opening of a passage ( S) between said main accessible volume (4) and the connection chamber (CR) to also make accessible the volume constituted by this extended chamber p ar this jacket to the element to be connected (J), - installation of a formwork (CD) separating the connection chamber thus extended into a peripheral part extending to the connection jacket (M), up to 'to said side wall (PL) behind said lateral sealing ring (AL), and up to said connecting surface (SR) in the vicinity of said front sealing ring (AF), and an axial part (20) opening onto said passage (S), containing said jacks (V), and extending to said bearing surface (SA), - filling of said peripheral part of the connection chamber with a volume of concrete of connection, - and, after hardening of this concrete, removal of said cylinders.

2 / A method according to claim 1, characterized in that, in the case where said hollow elements (I, J) are of generally elongated tubular shape with the same section and intended to constitute two successive elements of a tunnel, said partition separator is a first removable partition and has a central airlock to constitute said passage (S) between the main volume (4) of the accessible element (I) and the connection chamber (CR) and a peripheral zone to serve as support rear to said jacks (V), - the element to be connected (J) being closed at its rear end by a second removable partition (CA '), a peripheral zone of which at least partially constitutes said bearing surface (SA) for said jacks , - said connection chamber (CR) having an enlarged section to allow accommodating said connection jacket (M) and said formwork (CD) without substantially encroaching on the extension of the internal section of the main volume of the element ac transferable, - and the rear end of the element to be connected (J) having a wall projecting radially outwards relative to the assembly of this element to constitute said connection surface (SR), - said removable partitions ( CA, CA ') being removed and recovered as well as said cylinders (V) after the hardening of the connecting concrete.

3 / A method according to claim 1, characterized in that said sealing rings (AL, AF) consist of inflatable seals which are inflated only after the pads (VP) of all of said jacks (V) are supported. on said bearing surface (SA).

4 / A method according to claim 3, characterized in that said connection jacket (M) is provided with guide members (G) to maintain its distance from said side wall (PL) in the vicinity of said sealing ring lateral (AL) at least from the moment when the shoe (VP) of a said jack meets the bearing surface (SA) of the element to be connected (J) and where a possible inclination of this jacket could cause a damaging friction of this uninflated ring against this wall.

5 / A method of constructing a submerged tunnel, this method comprising - the installation of successive tubular elements (K, IJ) similar - and the progressive accessibility of these elements, from at least one accessible end of the tunnel, by a succession of connections each connecting the front end of the last element made accessible (I) to the rear end of the next element (J), - this process being characterized by the fact that each of these connections is made by the method according to claim 1, said last element made accessible (I) constituting said accessible element and being provided with said connection chamber (horn) at its front end and the following element (J) constituting said element to be connected and being provided with said connection surface (SR) at its rear end.