FR2591247A1 - Procede et machine pour l'installation dans le sol d'un ou plusieurs elements formant ecran de grande dimension - Google Patents

Procede et machine pour l'installation dans le sol d'un ou plusieurs elements formant ecran de grande dimension Download PDF

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Michel Baar
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Frankignoul Pieux Armes
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Frankignoul Pieux Armes
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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Abstract

L'invention concerne un procédé et une machine pour l'installation dans le sol d'un ou plusieurs éléments formant écran de grande dimension. Cette machine est caractérisée en ce qu'elle comprend une unité d'excavation 4 d'une tranchée 8 ; au moins une unité de délivrance des éléments formant écran, disposés dans ladite tranchée 8 en aval de l'unité d'excavation 4, comprenant des moyens de délivrance et de maintien des éléments formant écran 2 en position sensiblement verticale dans la tranchée 8 ; et de moyens 16 d'injection d'un matériau approprié 18 dans ladite tranchée pour remplir essentiellement complètement dite tranchée comportant les éléments formant écran 2. L'invention permet de réaliser une installation automatique dans le sol d'un ou plusieurs éléments formant écran de grande dimension en augmentant ainsi la productivité de manière considérable. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

Procédé et machine pour l'installation dans le sol d'un ou plusieurs éléments formant écran de grande dimension.
L'invention concerne essentiellement un procédé et une machine pour l'installation dans le sol d'un ou plusieurs éléments formant écran de grande dimension, notamment pour l'isolation relativement aux vibrations, pour former une barrière étanche à l'eau et/ou à la température.
On connait déjà par l'article publié par la revue HIGHWAV & HEAVV CONSTRUCTION, mai 1980, pages 118-120, une machine permettant la formation d'au moins une tranchée de profondeur appropriée à l'aide d'unités d'excavation.
Cette machine commercialisée par la Société Néerlandaise
STEENBERGEN HOLtANDDRAlS sert à l'introduction de systèmes de drainage à tuyaux.
Ainsi, un dispositif d'introduction de tuyaux dans la tranchée est prévu de manière à disposer un tuyau de drainage au fond de la tranchée. Ensuite, cette tranchée est refermée par remplissage de celle-ci par injection d'un matériau approprié dans la tranchée, comme une bentonite.
Cette machine a été prévue uniquement pour réaliser le drainage dans le sol.
La demanderesse a d'autre part développé dans les années 1970, une machine pour la réalisation d'une tranchée dans le sol servant à l'introduction de panneaux en béton préfabriqués vue de constituer une paroi continue dans le sol d'une grande résistance mécanique pouvant servir à définir une nouvelle rive d'un canal à élargir.
La disposition de ces panneaux préfabriqués demande de nombreuses manipulations et est donc fortcoûteuse, la productivité étant limitée par le temps nécessaire pour dispo ser les panneaux préfabriqués. Ce procédé a donné entière satisfaction.
Cependant, il présente l'inconvénient d'exiger une procédure relativement lourde par la nécessité de préparer les panneaux préfabriqués, qui sont rigides et ont un poidsimportant, nécessitant à son tour l'emploi d'une grue ou d'un dispositif de levage de service.
Ceci est d'autant plus vrai que les tranchées doivent être généralement d'une très grande profondeur, allant de 8 à
15 metres ou plus. Par ailleurs, ces panneaux préfabriqués ne sont pas très bien adaptés pour constituer un écran notamment pour l'isolation relativement aux vibrations ou pour former une barrière étanche à l'eau et thermiquement isolante.
Leur emploi est donc limité à une application particulière pour laquelle on recherche avant tout une excellente résistance mécanique.
Ainsi, la présente invention a pour but de résoudre le nouveau problsme technique consistant la fourniture d'une solution permettant d'installer dans le sol un ou plusieurs éléments formant écran de grande dimension d'une grande variété d'emploi, notamment pour l'isolation relativement aux vibrations, pour former une barrière étanche à l'eau ou à la température. Cette solution doit être d'une conception particulièrement simple et permettre une installation en continu de ces éléments dans le sol de manière à aboutir à une productivité élevée en terme de surface installée par heure.
Ce problème technique est résolu pour la première fois par la présente invention. Ainsi, selon un premier aspect la présente invention fournit un procédé pour l'installation dans le sol d'un ou plusieurs éléments formant écran de grande dimension, notamment pour l'solation relativement aux vibrations, pour former une barrière étanche à l'eau ou une bar rière thermique, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'au moins une tranchée de profondeur appropriée à l'aide d'une unité d'excavation; la prévision d'au moins une unité de délivrance desdits éléments formant écran, disposée dans ladite tranchée, capable de délivrer et de maintenir lesdits éléments en position essentiellement verticale; la délivrance desdits éléments dans ladite tranchée et leur maintien en position sensiblement verticale depuis ladite unité de délivrance au fur et à mesure de la formation de ladite tranchée,
et une injection d'un matériau approprié dans ladite tranchée
pour remplir essentiellement complètement ladite tranchée comportant lesdits éléments formant écran.
Selon une caractéristique particulière du procédé selon
l'invention, l'unité de délivrance est prévus pour délivrer
lesdits éléments formant écran sensiblement au milieu de ladite
tranchée; et on injecte le matériau précité dS p.t et d'autre
desdits éléments formant écran.
Selon une caractéristique préférée du procédé selon
l'invention, les éléments formant écran précités sont formés
par un film souple ou une bande souple de préférence de gran
de longueur.
Selon un mode de réalisation particulier, l'élément
formant écran est formé par un film ou bande souple capable Ce réaliser un écran étanche. Selon encore une autre caractéris
tique avantageuse du procédé selon l'invention, le film ou
bande souple est stocké sous forme d'un rouleau monte vertica
lement et tournant dans l'unité de dsllvrance.
Selon un second aspect, la présente invention concerne
également une machine pour l'installation dans le sol d'un
ou plusieurs éléments de grande dimension, formant écran,
notamment pour l'isolation relativement aux vibrations, pour
former une barrière étanche à l'eau et/ou thermiquement isolante
caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une unité d'ex
cavation comprenant des moyens d'excavation d'une tranchée
à la profondeur requise; au moins une unité de délivrance desdits éléments formant écran, disposé dans ladite tranchée, en aval par rapport à ladite unité d'excavation comprenant des moyens de délivrance et de maintien des éléments formant écran en position sensiblement verticale dans ladite tranchée; et des moyens d'injection d'un matériau approprié dans ladite tranchée pour remplir essentiellement complètement ladite tranchée comportant lesdits éléments formant écran.
Selon une caractéristique particulière de la machine selon l'invention, celle-ci est caractérisée en ce que les moyens de délivrance précités délivrent les éléments formant écran précités essentiellement au milieu de ladite tranchée, les moyens précités d'injection de matériau étant prévus pour réaliser une injection Ge part et d'autre desdits éléments formant écran.
Selon une caractéristique préférée, l'élément formant écran précités est formé par un film souple ou une bande souple, de grande longueur. Selon un mode préféré de la machine selon l'invention, celle-ci est en outre caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de stockage de l'élément forant écran précité, de préférence comprenant un ou plusieurs rouleaux sur lequel est stocké l'élément formant écran précité.
Selon encore une autre caractéristique de la machine selon l'invention, celle-ci comprend des moyens de remplacement d'un rouleau vide par un rouleau plein. La machine selon l'invention comprend également des moyens de fixation du début d'un nouveau film en voisinage de la fin d'un film précédent.
Selon un mode de réalisation particulier, l'unité de délivrance précitée des éléments formant écran est réalisée sous la forme d'un caisson fermé du côté de l'unité d'excavation et ouvert du côté opposé à ladite unité d'excavation,
ce caisson étant prévu d'une hauteur sensiblement égale à la profondeur de ladite tranchée, les moyens précités de stockage d'éléments formant écran précités sont logés dans ledit caisson . Des moyens de guidage et de maintien dudit élément formant écran sont également prévus au voisinage de sa sortie dudit caisson.
Ces moyens de guidage et de maintien sont de préférence formés par un passage étroit s'étendant sur toute la hauteur du caisson constituant un guide central et définissant l'ouverture ou sortie du guide central. Des moyens d'étanchéité sont de préférence également prévus à la sortie du guide central et sont de préférence réalises sous forme de lèvres souples.
On obtient ainsi tous les avantages techniques précédemment mentionnés, à savoir une mise en place parfaite, continue de l'élément formant écran, sur une grande longueur. Cet élément formant écran est de préférence sous forme d'un filmou d'un écran souple qui est prévu pour réaliser l'isolatio-relativement aux vibrations, pour former une barrière étanche à l'eau et/ou à la température. Ce film peut être formé d'une seule pellicule ou de plusieurs pellicules adhérisées entre-elles, de meme nature ou de nature diffèrente.
Certaines de ces couches peuvent être incurvées pour définir des cavités fermées de forme définie assurant une isolation relativement aux vibrations et à la chaleur, cette structure étant bien connue.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description explicative qui va suivre faite en référence au mode de réalisation actuellement préféré d'une machine selon l'invention, permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention précédemment décrit, donné simplement à titre d'illustration et qui ne saurait donc en aucune façon limiter la portée de l'invention. Dans les dessins
- la figure 1 représente une vue latérale en élévation d'une machine selon l'invention ;
- la figure 2 représente une vue en coupe selon la ligne de trace II-II de la figure 1
- la figure 3 représente une vue arrière selon la flèche III de la figure 1
- la figure 4 représente une vue latérale en élévation d'un rouleau de stockage selon l'invention.
En référence aux figures 1 à 4, une machine selon l'invention pour l'installation dans le sol 1 d'un ou plusieurs élements 2 de grande dimension, formant écran, notamment pour l'isolation relativment aux vibrations, pour former une barrière étanche à l'eau et/ou à la température, est caractérisée en ce qu'elle comprend
- au moins une unité d'excavation 4 comprenant des moyens d'axcavation 6 d'une tranchée 8 à la profondeur requise , par exemple de l'ordre de 8 à 15 mètres;
- au moins une unité 10 de délivrance des éléments formant écran 2, disposée dans ladite tranchée 8 en aval par rapport à l'unité d'excavation 6, comprenant des moyens de délivrance 12 et de maintien 14 des éléments formant écran précités 2 en position essentiellement verticale dans ladite tranchée 8 ;;
- des moyens 16 d'injection de matériau approprié 18 dans ladite tranchée 8 pour remplir sensiblement complètement ladite tranchée comportant les éléments formant écran 2. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le ou les éléments formant écran précités 2 sont formés par un film souple ou une bande souple de grande longueur qui peut ainsi être stockée de préférence sous forme d'un ou plusieurs rouleaux 20 constituant ainsi des moyens de stockage.
Ainsi, l'élément formant écran peut être d'une grande longueur, par exemple de l'ordre de 100 à 500 mètres. Selon une autre caractéristique particulière de l'invention, les moyens de délivrance (12) sont prévus pour délivrer le ou les éléments formant écran 2 sensiblement au milieu de la tranchée 2. Dans ce cas, les moyens précités 16 d'injection de
matériau sont prévus pour réaliser les injections de matériau
de part et d'autre de l'élément formant écran 2 comme cela
est clairement visible sur les figures annexées.
On peut naturellement prévoir de délivrer l'élément
formant écran 2 immédiatement en contact avec une paroi
latérale verticale de la tranchée 8 et dans ce cas l'injecte
tion du matériau 18 n'aura lieu naturellement dans la tranchée
que d'un coté de l'élément formant écran 2.
Selon un mode de réalisation actuellement préféré de
l'invention, l'unité de délivrance précitée 10 est réalisée
sous forme d'un caisson 30 fermé du coté de l'unité d'exca
vation 6 par la présence d'une paroi frontale verticale 30a,
mais ouvert du coté opposé à ladité unité d'excavation 6 par
la présence d'une ouverture 32 que l'on voit bien à la figure
3. Ce caisson 30 comporte également deux parois latérales
verticales 30b, 30c latéralement espacées d'une distance sen
siblement égale à la largeur de la tranchée 8.
L'unité de délivrance 10, comprenant le caisson 30 est naturellement solidaire du châssis de l'unité d'excavation 4
constituant la partie principale de la machine.
De préférence, ce caisson 30 comporte encore une paroi
formant fond 30d permettant d'assurer une fermeture du
caisson au fond de la tranchée 8. Selon un mode de réalisa
tion particulier, l'ouverture 32 est définie par
un rapprochement progressif Je la partie arrière des parois
latérales 30b, 30c du caisson 30, se terminant par des parties
de paroi parallèles 30bl, 30cl constituant un guide central 31.
Selon une variante de réalisation, les parois latérales du caisson
30b, 30c peuvent être maintenues parallèles sur leur totalité. Dans ce cas,
on prévoira des plaquis '-.ncur"ées à l'intérieur du caisson ayant une ex
trémité fixe intérieura.ent aux parois Latérales snob, 30c dont les ex
triés définiront ledit guide central 31 et l'ouverture 32. On peut pré-
voir des moyens d'étanchéité 34 à la sortie des éléments formant écran
2 du caisson 30 par l'ouverture 32 par exemple constitués par des lèvres souples 34 en un matériau approprié.Le caisson 3D est naturellement prévu d'une hauteur au soins egale a a pro- fondeur de la tranchée 8 comme cela est clairement compréhen- sible à partir de la figure 1.
Les moyens de stockage precites 12 de l'élément formant écran 2 sont logés dans le caisson 30 et délivrent l'élément de forme allongée en direction de l'ouverture 32 dont les bords sont prévus pour constituer des aDyensS de guidage et de maintien de l'élément formant écran 2 au voisinage ;de la sortie du guide central 31. Atin d'aboutir a ce que le-film sou- cle, constituant de préférence l'élément formant écran 2 soit correctement tendu dans la tranchée 8, on prévoit à 2a basa de l'élément formant écran 2 des moyens 36 de tension du film souple ou bande souple.Ces moyens de tension 3 peuvent être constitués par des moyens de tension classique de film souple bien connus à l'homme du métier. Par exemple, i peut s'agir d'une tringle dont le poids assure la tension du film souple, emprisonné dans un logement ménagé dans le film soup- le par une couture appropriée.
D'autre part, on peut encore prévoir que tette tringle DU analogue présente par exemple des épaulements latéraux venant coopérer dans des logements correspondants prévus sur la paroi formant fond 30d du caisson en vue d'assurer la tension du fils souple constituant l'élément formant écran 2.On peut également prevoir dans le caisson 30 des moyens de remplace- ment d'un rouleau vide 20a par un rouleau plein 2Db. Ces aryens de remplacement peuvent comprendre un système d'avancement du rouleau en position de dévidage 20e en direction de l'ouverture 32 et d'amenée d'un onuleau plein 20b en position de dévidage, ainsi que des moyens d'enlèvement du rouleau vide ÇDa. On peut aussi prévoir des moyens classiques de fixation du début d'un nouveau film 2b a- la fin d'un film précédent 2a, avet un certain chevauchement pour aboutir à une continuité et donc s une étanchéité, parfaite de l'élément fprmant ecran 2
Naturellement le caisson est ouvert au sommet pour permettre l'introduction appropriée des rouleaux 20.
Le rouleau est représente en détail à la figure 4 et on voit qu'il comprend un arbre central 40 pourvu à son extrémité inférieure d'une pointe conique 42 avec roulement à rouleauxconiquesvenant s'insérer dans un logement correspondant prévu sur la paroi formant fond 30d du caisson 30.
A proximité de la pointe conique 42, il est également prévu un plateau inferieur 44 de soutien du film 2 enroulé en un rouleau. La partie supérieure de l'arbre 40 est pourvue d'un palier supérieur 46, d'un anneau de manoeuvre 48 et égale ment d'un plateau supérieur 50 de soutien du film 2 embobiné en rouleau. Les moyens de fixation d'un nouveau film 2b à la fin du film précédent 2a sont tout à fait classiques et peuvent comprendre un appareil à souder approprié qui est descendu dans le caisson 30, de part et d'autre des films 2a,
2b. Dans le cas où le film souple est un matériau plastique thermo-soudable, l'appareil à souder est un appareil de thermo-soudure.
On comprend aisément que la machine ci-dessus décrite permet de réaliser le procédé précédemment décrit.
Ainsi, lors de l'avance de la machine selon l'invention dans le sens de la fèche F à la figure 1, l'unité d'excavation 4 forme une tranchée 8~de profondeur appropriée fonction de la dimension des moyens d'excavabion 6, comme cela est aisément compréhensible.
Etant donné que le caisson 30 faisant partie de l'unité de délivrance 10 d'éléments formant écran 2 est solidaire en mouvement de l'unité d'excavation 4, l'avancement de cette unité d'excavation 4 va provoquer un déroulement automatique du film souple 2 constituant l'élément formant écran, en
position sensiblement verticale, et de préférence sensiblement
au milieu de la tranchée 8. En outre, les moyens 16 d'injection vont injecter également automatiquement un matériau
approprie 18 dans la tranchée, en particulier de part et d'au tre du film souple 2 de manière à remplir sensiblement complètment la tranchée 8 comportant le film souple 2 constituant l'élément formant écran. Ainsi, a totalité du procédé est automatique et la machine fonctionne automatiquement.
La productivité de la machine et du procédé selon l'invention, est simplement limitée par la vitesse d' excavation et par le temps nécessaire à l'introduction de nouveaux rouleaux 2Ob de film souple 2b qui devra être solidarisé du film souple précédent 2a.
Encore, cette solidarisation peut être évitée en prévoyant un chevauchement sur une distance notable de l'ancien film souple 2a avec le nouveau film 2b. Naturellement, le matériau injecté dans la tranchée 8 peut être d'une nature quelconque. Avantageusement, il s'agira d'un mélange de bentonite-ciment. Egalement, il est aisé à comprendre que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la machine et au procédé selon l'invention, sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs diverses combinaisons.

Claims (10)

REVENDICATIONS
1. Procédé pour l'installation dans le sol d'un ou plusieurs éléments formant écran de grands dimension, notamment pour l'isolation relativement aux vibrations, pour former une barribre étanche à l'eau ou une barrière thermique caractérisée en ce qu'il comprend la formation d'au moins une tranchée (8) de profondeur appropriée à l'aide d'une unité d'excavation (4), la prévision d'au moins une unité de délivrance (10) desdits éléments formant écran (2) disposée dans ladite tranchez (8); capable de délivrer et de maintenir lesdits éléments en position sensiblement verticale; la délivrance desdits éléments dans ladite tranchée et leur maintien en position esentieliement verticale depuis ladite unité de délivrance (10), au fur et à mesure de la formation de ladite tranchée, et l'injection d'un matériau approprié (18) dans ladite tranchée (8) pour remplir sensiblement complètement ladite tranchée (a) comportant lesdits éléménts formant écran (2).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité de délivrance précitée (10) est prévue pour deli- vrer les éléménts formant écran (2) sensiblement au milieu de la tranchée (8), et on injecte le matériau précité (18) de part et d'autre des éléments formant écran (2).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément formant écran précité (2) est formé par un film souple ou une bande souple, de préférence d'une grande longueur, par exemple de l'ordre de 100 à 500 matres, de préférence, ce film ou bande souple (2) est capable de former une barrière étanche à l'eau ou une barrière thermique.
4. Machine pour l'installation dans le sol (1) d'un ou plusieurs éléments de grande dimension formant écran (2) notamment pour l'isolation relativement aux vibrations, pour former une barrière étanche à l'eau et/ou une barrière thermique caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une unité d'ex
cavation (4) comprenant des moyens d' excavation (6) d'une tranchée (8) à la profondeur requise ; au moins une unité de délivrance (10) desdits éléments formant écran, disposée dans ladite tranchée (8) en aval par rapport à ladite unité d' exca- vation (4), comprenant des moyens de délivrance (12) et de maintien (14) des éléments formant écran (2) en position sensiblement verticale dans ladite tranchée (8) et des moyens
(16) d'injection d'un matériau approprié (18) dans ladite tranchée pour remplir sensiblement complètement ladite tranchée comportant les éléments formant écran (2).
5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de délivrance (12) délivrent les éléments formant écran (2) précités sensiblement au milieu de la tranchée précitée (8) ; les moyensprécitésd'injection (16) de matériau sont prévus pour réaliser une injection de part et d'autre de l'élément formant écran (2).
6. Machine selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que l'élément formant écran précité (2) est formé par un film souple ou une bande souple de grande longueur.
7. Machine selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que l'unité de délivrance (12) précitée est réalisée sous forme d'un caisson (30) fermé du côté de l'unité d' excavation (4) et ouvert du côté opposé à ladite unité d' excavation ; ledit caisson étant prévu d'une hauteur au-moins égale à la profondeur de la tranchée (8); des moyens de stockage (20) de l'élément formant écran (2) sont logés dans ledit caisson (30), de préférence comprenant un ou plusieurs rouleaux, et des moyens de guidage et de maitien (31) de l'élément allongé au voisinage desa sortie du caisson (30) sont également prévus
8. Machine selon la revendication 7, caractérisée en ce que les moyens de guidage précités (31) sont formés par un passage étroit s'étendant sur toute la hauteur du caisson (30) constituant un guide central et définissant une ouverture.
9. Machine selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que des moyens d'étanchéité (34) sont prévus à la sortie des éléments formant écran (2) du guide central (31), de préférencè, constituéspar des lèvres souples
10. Machine selon une quelconque revendication 4 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de fixation du début d'un nouveau film (20b) à la fin d'un film précédent (20a).
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