FR2560635A2 - Underground road tunnel formation system - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE POUR REALISER UNE CAVITE SOUTERRAINE DE FORME TEtBU-
LAIRE, PAR EXEMPLE UN TUNNEL DE CIRCULATION, ET DISPOSITIF
POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE.PROCESS FOR MAKING A SUBTERRANEAN CAVITY OF TEtBU- FORM
MILK, FOR EXAMPLE A TRAFFIC TUNNEL, AND DEVICE
FOR THE IMPLEMENTATION OF THIS PROCESS.
L'invention concerne un procédé pour réaliser une cavité souterraine de forme tubulaire, par exemple un tunnel de circulation, dans lequel, au cours du creusement, une matière pâteuse est introduite en vue de la formation d'une couche intermédiaire entre la roche et le revêtement supportant la poussée de la roche, ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.The invention relates to a method for producing an underground cavity of tubular shape, for example a circulation tunnel, into which, during digging, a pasty material is introduced with a view to the formation of an intermediate layer between the rock and the coating supporting the thrust of the rock, as well as a device for implementing this method.
L'objet du brevet principal n0 84 13645 est une cavité souterraine de forme tubulaire, telle qu'un tunnel de circulation, une conduite tubulaire ou analogue, dans laquelle est disposée entre la surface extérieure du revêtement qui supporte la poussée de la roche et la roche une couche en une matière qui limite, par déformation plastique, la transmission mutuelle de forces lorsqu'il y a des déplacements relatifs entre la roche et le revêtement. Cette couche est avantageusement constituée d'un mélange pâteux formé par un minéral argileux, par exemple de la bentonite et de l'eau, qui est mis en place lors de la progression de la réalisation du revêtement. The subject of main patent No. 84 13645 is an underground cavity of tubular shape, such as a circulation tunnel, a tubular pipe or the like, in which is disposed between the outer surface of the covering which supports the thrust of the rock and the rock a layer of a material which limits, by plastic deformation, the mutual transmission of forces when there are relative displacements between the rock and the coating. This layer advantageously consists of a pasty mixture formed by a clay mineral, for example bentonite and water, which is put in place during the progress of the production of the coating.
Du fait de l'imperméabilité à l'eau de cette couche, on obtient un effet d'étanchéité favorable qui arpour conséquence, pour des conditions normales de la roche, de permettre d'imposer des conditions nettement moins sévères à la limite de la largeur des fissures d'un revêtement de tunnel en béton armé. La conséquence est que même pour une épaisseur relativement faible mais constante de cette couche, il est possible d'économiser partiellement ou même complètement l'armature. Due to the waterproofing of this layer, a favorable sealing effect is obtained which, as a consequence, for normal conditions of the rock, makes it possible to impose much less severe conditions at the limit of the width. cracks in a reinforced concrete tunnel lining. The consequence is that even for a relatively small but constant thickness of this layer, it is possible to partially or even completely save the reinforcement.
L'utilisation de béton non armé pour constituer le revêtement d'un tunnel suppose que la résultante des efforts de cisaillement dans tous les cas de charge s'applique à
L'intérieur de la région centrale de la section. L'importance des moments de' flexion est influencée par le facteur de poussée des terres et par le ballast. Les moments de flexion sont donc d'autant plus faibles que le facteur de poussée des terres se rapproche de 1. La couche, constituée en un minéral argileux et qui est prévue selon le brevet principal entre le revêtement et la roche, présente des propriétés excellentes de glissement et se comporte comme un fluide quand la déformation est empêchée, ce qui fait que le facteur de poussée des terres devient 1. Ceci constitue une autre condition favorable permettant d'utiliser un revêtement de tunnel non armé.The use of unreinforced concrete to constitute the lining of a tunnel supposes that the result of the shear forces in all load cases applies to
The interior of the central section. The importance of the bending moments is influenced by the earth push factor and by the ballast. The bending moments are therefore lower the closer the earth's push factor is to 1. The layer, made up of a clay mineral and which is provided according to the main patent between the coating and the rock, has excellent properties slip and behaves like a fluid when deformation is prevented, so that the earth push factor becomes 1. This is another favorable condition for using an unarmoured tunnel lining.
L'invention a pour but de proposer une possibilité économique de réalisation d'un revêtement de tunnel non armé comprenant une couche intermédiaire conformément au brevet principal. The object of the invention is to propose an economic possibility of producing an unarmoured tunnel lining comprising an intermediate layer in accordance with the main patent.
Selon l'invention, ce but est atteint du fait que la couche intermédiaire est réalisée en avance par rapport au revêtement dans l'espace intermédiaire compris entre la roche et un coffrage intermédiaire servant de limite interne et recouvrant au moins la section destinée à cette couche préalable, et du fait que le revêtement est réalisé sur place par apport de béton dans la cavité située entre le coffrage intermédiaire qui est entraîné en même temps que progresse le bétonnage et un coffrage interne. According to the invention, this object is achieved because the intermediate layer is produced in advance with respect to the coating in the intermediate space between the rock and an intermediate formwork serving as internal limit and covering at least the section intended for this layer. prior, and the fact that the coating is carried out on site by adding concrete into the cavity located between the intermediate formwork which is driven at the same time as the concreting and an internal formwork progresses.
La couche intermédiaire et le revêtement peuvent être réalisés au cours d'étapes de travail séparées et successives. The intermediate layer and the coating can be produced during separate and successive working steps.
La couche intermédiaire est de préférence réalisée de façon continue en même temps que le creusement.The intermediate layer is preferably carried out continuously at the same time as the digging.
Le concept de l'invention consiste dans le fait de coupler la mise en place de la couche intermédiaire en une ma trière pâteuse à la mise en place du béton du revêtement de manière que la couche intermédiaire soit réalisée avant le revêtement et de prévoir un coffrage entraîné en même temps que progresse le bétonnage pour séparer la couche intermédiaire du,revêtement La mise en place aussi bien de la couche lntermedlaire que du revêtement se fait donc directement à la suite de l'avance du bouclier de creusement, le béton frais du revêtement parvenant le long d'une ligne limite en contact direct avec le matériau de la couche intermédiaire à mesure qu'avance le coffrage intermédiaire. The concept of the invention consists in coupling the installation of the intermediate layer in a pasty material with the installation of the concrete of the covering so that the intermediate layer is produced before the covering and of providing a formwork entrained at the same time as the concreting progresses to separate the intermediate layer from the coating The installation of both the intermediate layer and the coating is therefore done directly following the advance of the digging shield, the fresh concrete of the coating reaching along a boundary line in direct contact with the material of the intermediate layer as the intermediate formwork advances.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Dans un bouclier de creusement équipé de vérins de creusement et se prolongeant sur le côté qui est à l'opposé du front de taille en une queue ou arrièrebec de bouclier, est moulé,sur le côté intérieur de l'arrièrebec du bouclier, un coffrage frontal de forme annulaire et destiné à la couche intermédiaire, comprenant des ouvertures d'introduction sous pression de la matière pâteuse, le coffrage intermédiaire limitant la couche intermédiaire étant constitué sous forme d'une enveloppe cylindrique, coopérant avec le côté intérieur du coffrage frontal de la couche intermédiaire et comprenant, sur son coté intérieur, un coffrage frontal de forme annulaire destiné au revêtement et qui, pour sa part, est rendu étanche par rapport au coffrage intermédiaire du revêtement. The invention also relates to a device for implementing this method. In a digging shield equipped with digging jacks and extending on the side which is opposite the cutting face in a tail or rear of shield, is molded, on the inside side of the rear of the shield, a formwork frontal of annular shape and intended for the intermediate layer, comprising openings for the introduction under pressure of the pasty material, the intermediate formwork limiting the intermediate layer being constituted in the form of a cylindrical envelope, cooperating with the inner side of the front formwork of the intermediate layer and comprising, on its inner side, an annular formwork intended for the covering and which, for its part, is made watertight relative to the intermediate formwork of the covering.
Le coffrage intermédiaire peut être déplacé par rapport à l'arrière-bec du bouclier et guidé de façon étanche contre le côté intérieur du coffrage frontal de la couche interme- diaire. The intermediate formwork can be moved with respect to the rear beak of the shield and guided in leaktight manner against the inside of the front formwork of the intermediate layer.
Le coffrage frontal de la couche intermédiaire est avantageusement décalé par rapport à l'extrémité de l'arrière- bec du bouclier et le coffrage frontal du revêtement est décalé par rapport à l'extrémité du coffrage intermédiaire. The front formwork of the intermediate layer is advantageously offset with respect to the end of the shield rear spout and the front formwork of the covering is offset with respect to the end of the intermediate formwork.
L'extrémité du coffrage intermédiaire qui fait saillie au-delà du coffrage frontal peut être constitué en forme de coin allant en diminuant en direction de son extrémité; il peut comprendre des fentes orientées en direction longitudinale et/ou être constitué en une matière flexible telle que du caoutchouc, de la matière synthétique ou analogues. The end of the intermediate formwork which projects beyond the front formwork can be made in the form of a wedge, tapering towards its end; it may include slots oriented in the longitudinal direction and / or be made of a flexible material such as rubber, synthetic material or the like.
Le coffrage frontal du revêtement est avantageusement muni d'ouvertures d'introduction sous pression. The front formwork of the covering is advantageously provided with pressurized introduction openings.
Le coffrage intermédiaire peut être soutenu contre le bouclier au moyen d'unités à cylindre et piston et être guidé par glissement contre la surface extérieure du coffrage interne au moyen d'éléments d'écartement. The intermediate formwork can be supported against the shield by means of cylinder and piston units and can be guided by sliding against the external surface of the internal formwork by means of spacers.
Un mode d'exécution de ce dispositif est décrit ciaprès en référence au dessin schématique annexé dans lequel
Figure 1 est une vue en coupe longitudinale de ce dispositif;
Figure 2 est une vue d'un détail de figure 1, à échelle agrandie;
Figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2 mais dans une autre position de fonctionnement;
Figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 1, et
Figure 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne V-V de la figure 1.An embodiment of this device is described below with reference to the attached schematic drawing in which
Figure 1 is a longitudinal sectional view of this device;
Figure 2 is a view of a detail of Figure 1, on an enlarged scale;
Figure 3 is a view similar to that of Figure 2 but in another operating position;
Figure 4 is a cross-sectional view along line IV-IV of Figure 1, and
Figure 5 is a cross-sectional view along line VV of Figure 1.
Sur le dessin, l'invention est représentée au moyen d'un dispositif de creusement d'un tunnel à l'aide d'un bouclier. Comme montré à la figure 1, ce dispositif comprend un bouclier de creusement (1) sur le côté frontal duquel sont montés les outils de creusement (2) destinés à l'abattage de la roche ou du terrain. Les matériaux extraits sont transportés, d'une façon connue en soi, à partir d'une chambre d'abat targe (3) éventuellement remplie d'eau ou d'un fluide thixotrope. In the drawing, the invention is represented by means of a device for digging a tunnel using a shield. As shown in Figure 1, this device comprises a digging shield (1) on the front side of which are mounted the digging tools (2) intended for the felling of rock or ground. The extracted materials are transported, in a manner known per se, from a targe abatement chamber (3) possibly filled with water or a thixotropic fluid.
Le bouclier de creusement (1) s'appuie pour avancer au moyen de vérins de creusement (4) contre le coffrage interne (5) du revêtement (6) du tunnel. Le coffrage interne (5) est consti; tué de sections individuelles d'anneaux tubulaires ou cuvelages, qui sont déplacées en fonction de la progressi'on. On utilise alors un élément télescopique (31) qui ne fait pas non plus l'objet de l'invention. The digging shield (1) is pressed to advance by means of digging cylinders (4) against the internal formwork (5) of the lining (6) of the tunnel. The internal formwork (5) is built; killed individual sections of tubular rings or casings, which are moved depending on the progressi'on. A telescopic element (31) is then used which is not the subject of the invention either.
La partie arrière du bouclier de creusement (1) est indiquée par l'arrière-bec (7) du bouclier. Sur le côté intérieur de l'arrière-bec (7) est fixé, à une certaine distance de son extrémité (8), un coffrage frontal de forme annulaire (9) destiné au mélange pâteux d'un minéral.argileux, qui est amené pour former une couche intermédiaire (10) dans l'espace intermédiaire compris entre la roche et le coffrage interne (5). Le coffrage frontal (9) comporte, à cet effet, des ouvertures d'introduction sous pression (12), qui sont raccordées à des conduites tubulaires (13). The rear part of the digging shield (1) is indicated by the rear spout (7) of the shield. On the inner side of the rear spout (7) is fixed, at a certain distance from its end (8), a frontal formwork of annular shape (9) intended for the pasty mixture of a clay mineral, which is brought to form an intermediate layer (10) in the intermediate space between the rock and the internal formwork (5). The front formwork (9) has, for this purpose, pressurized introduction openings (12), which are connected to tubular conduits (13).
A l'intérieur de l'arrière-bec (7) du bouclier se trouve le coffrage interne (14), sous forme d'une enveloppe cylindrique, qui peut être déplacée en direction axiale au moyen de vérins (15) montés sur le bouclier de creusement (I), en s'appuyant contre le coffrage frontal de forme annulaire (9) (figure 2).Le coffrage frontal (9) est de forme courbe sur sa surface périphérique intérieure (16) en vue d'obtenir un meilleur guidage du coffrage intermédiaire#(l4) et d'autoriser de petits mouvements de basculement dans les courbes
Sur le côté intérieur du coffrage intermédiaire (14) se trouve le coffrage frontal de forme annulaire ( destiné au béton du revêtement (6) de telle sorte que le coffrage intermédiaire dépasse du coffrage (17) dans une zone (la). Dans le coffrage frontal (17) sont prévues des ouvertures,d'intro- duction sous pression (19) pour le béton du revêtement (6), qui est amené par des conduites (20).Comme il ressort surtout de la figure 2, le coffrage intermédiaire (14) est maintenu dans la région du coffrage frontal (17) par des, entre- toises (21), qui peuvent se déplacer en glissant sur le coffrage interne. Le joint annulaire situé entre le coffrage frontal (17) et le coffrage interne (5) est rendu étanche par une garniture (22) comparable à une garniture d'arrièrebec de bouclier; l'espace intermédiaire compris entre la garniture (22) et les entretoises peut être rempli'de graisse (23).Inside the rear spout (7) of the shield is the internal formwork (14), in the form of a cylindrical envelope, which can be moved in the axial direction by means of jacks (15) mounted on the shield. digging (I), pressing against the annular front formwork (9) (Figure 2) .The front formwork (9) is curved on its inner peripheral surface (16) in order to obtain a better guide the intermediate formwork # (l4) and allow small tilting movements in curves
On the inner side of the intermediate formwork (14) is the annular front formwork (intended for the concrete of the covering (6) so that the intermediate formwork protrudes from the formwork (17) in an area (la). Frontal (17) are provided with openings, for introduction under pressure (19) for the concrete of the covering (6), which is brought by conduits (20). As is shown above all in FIG. 2, the intermediate form (14) is held in the region of the front formwork (17) by spacers (21) which can move by sliding over the internal formwork. The annular seal located between the front formwork (17) and the internal formwork (5) is sealed by a lining (22) comparable to a rear shield lining; the intermediate space between the lining (22) and the spacers can be filled with grease (23).
A la figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 1, montrant la répartition des ouvertures d'introduction sous pression (12) et (19), respectivement de la matière pâteuse et du béton du revêtement (6). Pour des raisons de clarté, les conduites d'amenée ne sont pas représentées, non plus que les vérins destinés à l'avance du coffrage interne (14) et de l'élément télescopique de poussée (31). In Figure 4 is a cross-sectional view along line IV-IV of Figure 1, showing the distribution of the pressurized introduction openings (12) and (19), respectively of the pasty material and the concrete of the coating ( 6). For reasons of clarity, the supply lines are not shown, nor are the jacks intended for the advance of the internal formwork (14) and of the telescopic thrust element (31).
En fonctionnement du dispositif de creusement, pendant et à la suite de l'avance en direction de la flèche (24) montrée à la figure 2, au moyen des vérins d'avance (4) qui s'appuient dans le sens de la flèche (25) contre le coffrage interne (5), le mélange pâteux de minéral argileux est amené par les conduites (13) dans le sens de la flèche (26) et introduit sous pression par les ouvertures d'introduction sous pression (12) prévues dans le coffrage frontal (9), dans l'espace compris entre la roche (11) et le coffrage intermédiaire (14). Le minéral argileux constitue donc la couche (10) entre la roche (11) et le coffrage intermédiaire (14).Le creusement est arrêté dès que le coffrage frontal (9) parvient en appui contre une butée (27) à l'extrémité intérieure du coffrage intermédiaire (14) La position d'extrémité de la butée est représentée en pointillés à la figure 3. In operation of the digging device, during and following the advance in the direction of the arrow (24) shown in Figure 2, by means of the advance cylinders (4) which bear in the direction of the arrow (25) against the internal formwork (5), the pasty mixture of clay mineral is brought through the pipes (13) in the direction of the arrow (26) and introduced under pressure through the pressure introduction openings (12) provided in the front formwork (9), in the space between the rock (11) and the intermediate formwork (14). The clay mineral therefore constitutes the layer (10) between the rock (11) and the intermediate formwork (14). Digging is stopped as soon as the front formwork (9) comes to rest against a stop (27) at the inner end of the intermediate formwork (14) The end position of the stop is shown in dotted lines in Figure 3.
L'opération suivante est représentée à la figure 3. Le bouclier de creusement (1) étant arrêté, on fait avancer le coffrage intermédiaire (14) au moyen des vérins (15) dans le sens de la flèche (28), par rapport au bouclier (1), et à la suite de l'avance, du béton est simultanément int,roduit# sous pression par les conduites d'amenée (20) (dans le sens de la flèche (30)) et les ouvertures d'introduction sous pression (19) dans l'espace compris entre la couche intermédiaire (10) préalablement réalisée - et le coffrage intermédiaire (5) en vue de former le revêtement (6) du tunnel. The following operation is represented in FIG. 3. The digging shield (1) being stopped, the intermediate formwork (14) is advanced by means of the jacks (15) in the direction of the arrow (28), relative to the shield (1), and following the advance, concrete is simultaneously int, roduit # under pressure by the supply lines (20) (in the direction of the arrow (30)) and the introduction openings under pressure (19) in the space between the intermediate layer (10) previously produced - and the intermediate formwork (5) in order to form the lining (6) of the tunnel.
La zone en débord (18) du coffrage intermédiaire (14) empêche, à l'arrêt, qu'un mélange pâteux encore frais du minéral argileux pénètre dans une cavité quelconque s'étant formée avant l'introduction du béton frais. Pour éviter que le coffrage intermédiaire adhère dans cette région contre le béton qui prend, pendant les durées d'arrêt du bouclier de creusement, par exemple pendant des interruptions du travail, la zone (18) peut être réalisée sous la forme d'un coin de section allant en diminuant en direction de son extrémité, être munie de fentes longitudinales ou encore être constituée en un matériau flexible. Dans la partie restante, il se forme une ligne de séparation relativement régulière (29) entre la couche de minéral argileux (10) et le béton du revêtement (6). La garniture d'étanchéité (22) rend alors l'espace annulaire étanche par rapport au côté extérieur du coffrage interne (5), qui est maintenu constant par les élé ments d'écartement (21). The overhanging zone (18) of the intermediate formwork (14) prevents, when stationary, a pasty mixture, still fresh, of the clay mineral penetrating into any cavity which has formed before the introduction of the fresh concrete. To prevent the intermediate formwork from sticking in this region against the concrete which takes up, during the shutdown times of the digging shield, for example during work interruptions, the zone (18) can be made in the form of a wedge of section going down towards its end, be provided with longitudinal slots or be made of a flexible material. In the remaining part, a relatively regular separation line (29) is formed between the layer of clay mineral (10) and the concrete of the coating (6). The seal (22) then seals the annular space with respect to the external side of the internal formwork (5), which is kept constant by the spacing elements (21).
La figure 5 est une autre vue partielle en coupe transversale du revêtement de tunnel terminé comprenant une couche intermédiaire, avant le retrait du coffrage interne (5). FIG. 5 is another partial view in cross section of the finished tunnel lining comprising an intermediate layer, before the removal of the internal formwork (5).
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| US4909668A (en) * | 1986-12-16 | 1990-03-20 | Hochtief Aktiengesellschaft Vorm. Gebr. Helfmann | Movable sealing assembly for tunneling machines |
| EP0303775A1 (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-22 | Hochtief Aktiengesellschaft Vorm. Gebr. Helfmann | Method for making a tunnel by using a driving shield |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3407384A1 (en) | 1985-08-29 |
| FR2560635B2 (en) | 1990-01-26 |
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