FR2628145A1 - Procede et installation de transformation et de pompage de deblais a sole d'epandage, et installation de transport de deblais avec une telle installation - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de transformation de déblais en provenance d'au moins un chantier 1 notamment au moins un tunnelier, en vue de leur pompage via des canalisations jusqu'à au moins une aire de stockage 3 des déblais éloignée du chantier, dans lequel on délaye les déblais grâce à des moyens 14 de délayage de façon à obtenir une pâte homogène, notamment à faible teneur en eau, directement pompable par des moyens de pompage à pistons, que l'on épand sur une sole d'épandage 15 formant stockage tampon entre les moyens 14 de délayage et des moyens 16 de pompage à pistons, puis on alimente ces moyens 16 de pompage avec la pâte en sortie de la sole d'épandage 15.

Description

(i) RÉPUBLIQUE FRAN AISE N' de publication 2 628 145 (à n'utiliser que

pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction)

DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE

D N d'enregistrement national 88 02808 PARIS

( Int C4': E 21 F 13/00; B 65 G 53/30; E 02 F 7/10.

@ DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1

Date de dépôt 4 mars 1988. Q Demandeur(s): SOCIETE AUXILIAIRE DE TRANSPORT

ET DE MATERIEL S.A.T.M., Société Anonyme. - FR.

) Priorité

( Inventeur(s): Jacques Dugas; Jean Albert Corrand.

) Date de la mise à disposition du public de la

demande: BOPI " Brevets " n 36 du 8 septembre 1989.

(6 Références à d'autres documents nationaux appa-

rentés (5 Titulaire(s)

() Mandataire(s): Bugnion associés.

Procédé et installation de transformation et de pompage de déblais à sole d'épandage, et installation de transport

de déblais avec une telle installation.

(5) L'invention concerne un procédé de transformation de dblais en provenance d'au moins un chantier 1 notamment au moins un tunnelier, en vue de leur pompage via des canalisa- 9 7 1 5 2 4 5 2' ' 7' 6 3 tions jusqu'à au moins une aire de stockage 3 des déblais éloignée du chantier, dans lequel on délaye les déblais grâce à -- - ' " des moyens 14 de délayage de façon à obtenir une pâte homogène, notamment à faible teneur en eau, directement - t G pompable par des moyens de pompage à pistons, que l'on G:D a v) épand sur une sole d'épandage 15 formant stockage tampon 7 ( entre les moyens 14 de délayage et des moyens 16 de pompage à pistons, puis on alimente ces moyens 16 de

I pompage avec la pâte en sortie de la sole d'épandage 15.

Io N Vo v JUL D Vente des fascicules at I'IMPRIMERIE NATIONALE, 27, rue de la Convention --75732 PARIS CEDEX 15 I PROCEDE ET INSTAI L ATION Dr TRANSFORMATION FT Dr POMPAGF DE DEPI A5IS

A SOLE D'EPANDAGE, ET INSTALLATION DE TRANSPORT DE DEBLAIS AVEC

UNE TELLE INSTALLATION.

L'invention concerne le transport et l'évacuation de déblais susceptibles de former par délayage à l'eau une pâte pompable par des pompes à pistons, entre au moins un chantier-notamment de creusement de tunnel-et au moins une aire de stockage

des déblais éloignée du (ou des) chantier(s).

On sait qu'un des problèmes à résoudre pour réaliser un chantier de creusement d'exca-

vations, par exemple pour percer des tunnels, réside dans le transport et l'évacuation des déblais sur une aire de stockage. Cette opération de marinage peut se faire de

nombreuses manières en utilisant une pelleteuse transporteuse, ou une bande transpor-

teuse, ou des camions ou dumpers, ou des wagonnets ou berlines, ou le procédé de

marinage hydraulique pour acheminer directement les déblais vers l'aire de stockage.

Il n'est cependant pas toujours possible d'utiliser ces procédés et engins classiques soit lorsque l'accès au chantier est restreint (cas des tunnels), soit lorsque la distance entre le'chantier et l'aire de stockage est importante et/ou variable au fur et à mesure

de l'avancement du chantier.

De plus, il est parfois souhaitable d'effectuer simultanément au moins deux chantiers de creusement dans des directions et/ou des conditions différentes. Tel est le cas par exemple des tunnels de grande longueur devant être creusés sous une nappe d'eau, pour lesquels il est avantageux de pouvoir creuser simultanément dans deux directions opposées à partir d'une partie du tunnel située au voisinage de la rive de la nappe d'eau. Dans de tels cas et dans les applications similaires, il est avantageux d'utiliser le procédé du marinage hydraulique et de creuser un puits vertical au voisinage de la rive, de commencer à creuser dans deux directions opposées (sous la nappe d'eau d'une part et vers l'embouchure d'autre part), et d'évacuer les marinages en provenance des deux directions de creusement en les rassemblant au fond du puits de forme hémisphérique, et en rajoutant d'importantes quantités d'eau au fond du puits pour pomper le mélange hétérogène ainsi formé vers l'aire de stockage grâce à des pompes centrifuges. Une telle solution a comme inconvénient de nécessiter une consommation extrêmement importante en eau à injecter au fond du puits. Il faut en général ajouter un volume d'eau pouvant aller jusqu'à quinze fois le volume de déblais. De ce fait, les débits de pompage doivent être très importants pour un débit en déblais évacués relativement faible. De plus, pour des chantiers importants en volume de déblais, on peut aboutir à l'épuisement de la nappe phréatique ou à sa pollution si l'on utilise

de l'eau d'une nappe externe, par exemple de l'eau de mer.

L'invention vise à remédier aux inconvénients sus-mentionnés et a pour objet de permet-

tre d'évacuer des déblais en employant une méthode permettant le rajout d'un faible

poids d'eau, notamment inférieur au poids des déblais extraits.

L'invention a également pour objet de permettre d'évacuer un volume très important de déblais, notamment supérieur à un million de mètres cubes, par exemple de l'ordre de deux millions de mètres cubes, avec un débit en place très important en déblais extraits, notamment supérieur à 500 m3/h, par exemple de l'ordre de 650 m'/h, et de transporter ces déblais par pompage à une distance très importante, notamment supérieure à 1000m, par exemple de l'ordre de 1500 m pour des déblais du type craie argileuse.

L'invention a également pour objet de résoudre le problème du transport et de l'évacua-

tion des déblais lors du creusement d'un tunnel comportant éventuellement plusieurs tubes et dont la longueur est supérieure à 15 km notamment de l'ordre de 20 km pour chaque chantier de creusement avec un débit en place en déblais extraits supérieur à 500 m'/h, notamment de l'ordre de- 650 M3/h, et ce sans épuiser ni polluer la nappe

phréatique au voisinage du tunnel.

L'invention a également pour objet de proposer un procédé et des installations permet-

tant de transporter des déblais à partir d'un chantier de façon discontinue, puis de

pomper en continu ces déblais vers l'aire de stockage éloignée.

L'invention propose donc un procédé de transformation de déblais en provenance d'au moins un chantier, notamment au moins un tunnelier, en vue de leur pompage via des canalisations jusqu'à au moins une aire de stockage des déblais éloignée d'un

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chantier, caractérisé en ce qu'on délaye les déblais grâce à des moyens de délayage de façon à obtenir une pâte homogène, notamment à faible teneur en eau, directement pompable par des moyens de pompage à pistons, pâte que l'on épand sur une sole d'épandage formant stockage tampon entre les moyens de délayage et des moyens de pompage à pistons, puis on alimente les moyens de pompage avec la pâte en sortie

de la sole d'épandage.

L'invention propose aussi une installation de transformation et de pompage de déblais en provenance d'au moins un chantier caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'alimentation en déblais extraits du chantier, des moyens de délayage des déblais alimentés par ailleurs en eau et permettant de réaliser une pâte homogène, notamment à faible teneur en eau, pouvant être pompée par des moyens de pompage à pistons, des moyens d'épandage de la pâte obtenue en sortie des moyens de délayage, des moyens de pompage de la pâte récupérée en sortie et sous les moyens d'épandage,

ces moyens de pompage étant du type à pistons.

L'invention propose également une installation de transport et d'évacuation de déblais entre au moins un chantier de creusement d'au moins un tunnel, et au moins une aire de stockage de déblais éloignée du chantier, caractérisée en ce qu'elle comporte une installation de transformation et de pompage des déblais selon l'invention, des moyens de transport des déblais de chaque chantier de creusement jusqu'à ladite

installation de transformation et de pompage des déblais selon l'invention, des canalisa-

tions de refoulement des déblais transformés dans l'installation de transformation et de pompage en pâte homogène pompable par des moyens de pompage à pistons, ces canalisations permettant de transporter cette pâte par pompage en continu jusqu'à

l'aire de stockage. -

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de

la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, et qui

se réfère aux figures annexées, dans lesquelles - la figure 1 est une vue schématique en section illustrant le principe général d'une

-installation et de transport de déblais selon l'invention.

- la figure 2 est une vue de dessus d'une installation de transformation et de pompage

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de déblais selon l'invention.

- la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 2.

- la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne B-B de la figure 2.

- la figure 5 est une vue de profil d'une trémie d'alimrentation et d'une bande transpor-

teuse d'une installation de transformation et de pompage de déblais selon l'inven-

tion. - la figure 6 est une vue de profil d'un concasseur d'une installation de transformation

et de pompage de déblais selon l'invention.

- la figure 7 est une vue de dessus d'un concasseur d'une installation de transformation

et de pompage de déblais selon l'invention.

- la figure 8 est une vue de dessus d'un dispositif délayeur d'une installation de trans-

formation et de pompage de déblais selon l'invention.

- la figure 9 est une vue en élévation d'un dispositif délayeur d'une installation de

transformation et de pompage des déblais selon l'invention.

- la figure 10 est une vue en coupe partielle illustrant la sole d'épandage, les pompes à pistons et les moyens de connexion entre la sole et les pompes dans une installation

de transformation et de pompage des déblais selon l'invention.

L'invention concerne une installation et un procédé pour transformer et pomper des déblais' en provenance d'au moins un chantier 1 de creusement d'au moins un tunnel 2, et pour transporter ces déblais vers au moins une aire de stockage 3 des déblais

éloignée dudit chantier 1.

Le mode de réalisation préférentiel représenté de l'invention donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, correspond à une installation de transport et d'évacuation des déblais mise en oeuvre pour le creusement d'un tunnel sous-marin triple à deux

voies ferrovières ou routières. Il est cependant bien entendu que l'invention est applica-

ble à tout autre chantier dans lequel les mêmes problèmes techniques se présenteraient.

En particulier, l'invention est avantageusement applicable aux chantiers de creusement de tunnels, par exemple sous des nappes d'eau, tels que les tunnels sous-marins ou autres.

L'installation de transport et d'évacuation de déblais selon l'invention est schématique-

ment représentée en coupe verticale sur la figure 1. Elle comprend

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- une installation 4 selon l'invention de transformation et de pompage des déblais qui proviennent desdits chantiers, - des moyens 5 de transport des déblais de chaque chantier 1 de creusement jusqu'à ladite installation de transformation et de pompage 4 des déblais, - des canalisations 6 de refoulement des déblais transformés dans l'installation de transformation et de pompage 4, en pâte homogène pompable par des pompes à pistons, ces canalisations permettant de transporter cette pâte par pompage en continu jusqu'à

l'aire de stockage 3.

L'installation de transformation et de pompage 4 de déblais selon l'invention est par exemple en forme de puits vertical, et on a représenté à titre d'exemple sur la figure 1 deux tunnels 2, 2' s'étendant en directions opposées de chaque côté de cette installation 4 en forme de puits. Deux tunneliers 7, 7' permettent de creuser les tunnels à pleines sections. Les déblais créés en sortie des tunneliers sont déversés directement, éventuellement apres malaxage et faible rajout d'eau dans le train de sortie des tunneliers, dans des wagonnets 5 roulant sur des rails qui mènent directement à travers le tunnel déjà creusé jusqu'à l'installation de transformation et de pompage

4 des déblais. Les wagonnets peuvent être auto-moteurs, ou mus par des câbles trac-

teurs ou'par d'artres systèmes équivalents. Les deux chantiers 1, 1' de tunnels représen-

tés permettent de creuser d'une part un tunnel 2 principal s'étendant sous la nappe d'eau 9, et d'autre part un tunnel secondaire 2' qui constitue la rampe d'accès au

tunnel principal 2.

L'aire de stockage 3 peut être constituée d'une dépression du terrain, ou d'une excava-

tion ménagée dans le terrain, et est située à une distance comprise entre 1000 et 2000 mètres, notamment de l'ordre de 1500 mètres de l'installation de transformation

et de pompage 4 des déblais.

Dans le mode de réalisation préférentiel représenté en figures 2 à 10, chaque tunnel 2, 2' est constitué de trois galeries 2a, 2b, 2c, 2'a, 2'b, 2'c: deux galeries utiles

2a, 2b, 2'a, 2'b, et une galerie centrale de service 2c, 2'c.

Les galeries 2a, 2b, 2c principales sont respectivement en regard des et correspondent

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aux galeries 2'a, 2'b, 2'c secondaires. I es tunnels 2, 2' s'étendent au niveau de l'instal-

lation de transformation et de pompage 4 selon l'invention, sensiblement dans la même

direction dans des sens opposés. Cette direction commune est appelée direction longitu-

dinale. La direction horizontale perpendiculaire à la direction longitudinale sera appelée direction latérale. Par ailleurs l'expression "déblais extraits en place" désigne les déblais effectivement extraits lors du creusement au niveau du tunnelier. Le débit en place en déblais extraits est donc le débit en déblais formés sur la section de creusement par le tunnelier. Le terme "délayage" et les termes qui s'y rapportent font référence à l'opération consistant à réaliser une solution homogène intime à partir des déblais par faible rajout d'eau, par opposition au simple mélange ou au malaxage qui ne permettent de réaliser que des mélanges hétérogènes. Apres délayage,

la taille maximum des particules en solution est typiquement inférieure à 1mm, notam-

ment de l'ordre de 0.60 mm.

Une installation de transformation et de pompage 4 de déblais selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle est comporte notamment successivement de haut en bas : - des moyens 10, 11 d'alimentation en déblais extraits, notamment constitués d'au moins une trémie d'alimentation 10 recueillant les déblais déversés des wagonnets , et alimentant au moins une bande transporteuse 11 qui évacue ces déblais dans le sens longitudinal vers une extrémité longitudinale 12 de cette bande 11, extrémité 12 située au-delà de l'extrémité longitudinale 13 de ladite trémie 10, - des moyens 14 de délayage des déblais alimentés par ailleurs en eau et permettant de réaliser une pâte homogène pouvant être pompée par des moyens de pompage à pistons, - des moyens 15 d'épandage de la pâte obtenue en sortie des moyens 14 de délayage, - des moyens 16 de pompage de la pâte récupérée en sortie et sous lesdits moyens d'épandage. Ces moyens 16 de pompage sont du type à pistons et comportent

au moins une et généralement une pluralité de pompes à pistons.

De préférence, entre les moyens 10, 11 d'alimentation et les moyens 14 de délayage

on prévoit des moyens 17 de concassage des déblais extraits avant délayage.

De préférence, l'installation de transformation et de pompage 4 des déblais selon

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l'invention, est en forme de puits vertical, et les déblais passent successivement de haut en bas, sous l'effet de leur propre poids, dans les dispositifs suivants: trémie d'alimentation 10, bande transporteuse 11, moyens 17 de concassage qui les réduisent à une granulométrie apte à être délayés, moyens 14 de délayage qui les transforment

en pâte homogène pompable par des moyens de pompage à pistons, moyens 15 d'épanda-

ge qui alimententi les moyens 16 de pompage à pistons.

Dans une telle installation 4 selon l'invention, les moyens 10, 11 d'alimentation sont

donc constitués d'au moins une trémie 10 débouchant sur au moins une bande transpor-

teuse 11, chaque bande tr'ansporteuse 11 alimentant par le haut deux dispositifs concas-

seurs 17 dont la sortie inférieure 18 débouche dans des moyens 14 de délayage, la pâte s'écoulant en sortie de ces moyens 14 de délayage sur une sole d'épandage 15 unique comportant une pluralité d'ouvertures 19 de soutirage réparties sur sa surface pour alimenter une pluralité de pompes 16. Ces moyens 16 de pompage sont constitués de pompes à pistons 16, chaque pompe 16 alimentant une canalisation de refoulement 6 vers une aire de stockage 3 de la pâte, et recevant la pâte en provenance d'une ouverture 19 de la sole d'épandage 15. Chaque ouverture 19 de la sole d'épandage est équipée d'une vanne 20, par exemple une vanne à tiroir, permettant de clore

et d'ouvrir à volonté cette ouverture 19.

Les moyens 10, 11 d'alimentation sont mieux représentés en détail à la figure 5.

Ils sont composés, pour chaque circuit de concassage et de délayage, d'une trémie goulotte 10 métallique à parois longitudinales verticales 21. La longueur de chaque trémie 10 est adaptée pour correspondre à celle d'une bande transporteuse 11 située

immédiatement sous et en regard de la trémie 10 et à celle d'un groupe de wagonnets.

Chaque trémie 10 est alimentée en déblais à partir des wagonnets 5 grâce à des

dispositifs basculeurs 22 de ces wagonnets 5 visibles en figure 3. Ces dispositifs bascu-

leurs sont connus en eux-mêmes et par exemple constitués d'un cylindre monté sur des roulements 23 et comportant des rails 24 de support et de maintien des wagonnets lors du basculement. Lors du basculement des wagonnets 5, ceux-ci se déversent

dans un déflecteur qui est raccordé à la paroi de déversement 21 d'une trémie 10.

Comme on peut le voir sur la figure 3, les trémie 10 sont sensiblement décalées

latéralement par rapport aux basculeurs 22 pour faciliter leur alimentation. En fonction-

n'ement normal, les trémies goulottes 10 ne sont pas utilisées en tant que moyens

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de stockage. Elles ne contiennrni donc que les produils rn provenance d'un db.versemmt des wagonnets 5. Comme on le voit sur la figure 3, chaque trémie 10 a une longueur suffisante pour btre alimentée simultanément par trois wagonnets 5 disposés à la suite les uns des autres dans la direction longitudinale. Cela permet bien entendu

d'augmenter considérablement le débit en déblais extraits qui sera traité ultérieurement.

Mais cela nécessite par ailleurs l'utilisation d'une bande transporteuse 11 sous chaque trémie 10 pour rassembler les déblais extraits en vue de leur traitement dans les dispositifs concasseurs 17 et délayeurs 14 et pour réguler le débit en déblais déversés dans les concasseurs 17 et les délayeurs 14. Dans l'exemple représenté, la longueur de l'ouverture supérieure de chaque trémie 10 est de l'ordre de 21 m, la longueur de l'ouverture inférieure est de l'ordre de 17m, la largeur est de l'ordre de 2m, la hauteur est de l'ordre de 3.60m pour une hauteur de déblais extraits déversés à chaque

basculement de l'ordre de 1 m.

La bande transporteuse 11 est montée sur des rouleaux 25. Elle est entraînée par des tambours 26, 27 dont l'un 27 est motorisé et relié à un moteur 29 qui est de préférence un moteur électrique asynchrone tournant à 1450 tours par minute relié au tambour 27 grâce à un coupleur hydraulique un variateur mécanique, un limiteur de couple, un accouplement à dentures, un réducteur à arbres perpendiculaires. A l'autre extrémité, la bande transporteuse 11 débouche dans une goulotte de liaison 28 alimentant en partie inférieure les dispositifs concasseurs 17. Les parois latérales

de cette goulotte 28 sont en contre-dépouille, et la paroi opposée à la bande transpor-

teuse 11 a une dépouille positive mais limitée par exemple à 22 et arrosée en perma-

nence pour éviter le colmatage. Ces goulottes 28 sont de préférence en acier inoxydable pour favoriser le glissement de la matière. Lorsque ces goulottes 28 alimentent simultanément pour chaque bande transporteuse et chaque délayeur 14 deux concasseurs 17 montés en parallèle, on prévoit une cloison centrale qui divise longitudinalement la veine de matériaux dans chaque goulotte 28 pour assurer une bonne répartition

de l'alimentation des deux concasseurs 17.

L'étanchéité latérale entre la trémie 10 et la bande transporteuse 11 correspondante est renforcée, notamment par l'utilisation d'une surface de glissement plane à la place des rouleaux latéraux supérieurs classiquement prévus. L'étanchéité latérale

peut être également améliorée par l'utilisation de bavettes latérales.

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Les dispositifs concasseurs 17 avantageusement utilisés sont représentés sur les figures 6 et 7. Chacun de ces concasseurs 17 est par exemple constitué de deux cylindres dentés 30, 31 entrainés en rotation à deux vitesses différentes, et dont l'écartement l'un par rapport à l'autre est réglable à volonté en fonction de la granulométrie désirée et pour compenser l'usure des dents des cylindres 30, 31. Pour ce faire, un premier cylindre 30 est monté mobile par rapport au châssis 32 du concasseur 17, tandis que l'autre cylindre 31 est monté sur des paliers 33 fixés sur le'châssis 32. Les paliers 34 du cylindre mobile 30 sont agencés pour pouvoir coulisser dans des gorges de guidage du châssis 32 dans le sens de l'écartement du cylindre 31 fixe. Chaque palier mobile 34 est maintenu en position par rapport au châssis 32 grâce à deux dispositifs de rappel 35 constitués chacun d'une butée 36 coopérant avec le palier 34 et avec un ressort 37 dont le tarage peut être réglé. Chaque butée 36 est montée à l'extrémité d'une tige coulissante dans un axe 38 solidaire d'une platine 39 qui peut coulisser par rapport au châssis 32 mais dont les mouvements à l'opposé du cylindre fixe 31 sont limités par une vis de butée 40. Ainsi, la vis de butée 40 permet de donner une position prédéterminée à chaque palier 34 via les dispositifs de rappel 35. Cependant, -en cas de passage d'un corps imbroyable entre les deux cylindres 30, 31, le cylindre mobile 30 peut s'écarter à l'encontre des ressorts 37 pour laisser passer ce corps, et reve&ir automatiquement à sa position initiale prédéterminée par la position des

vis de butées 40.

Chaque cylindre 30, 31 est entraîné en rotation grâce à une poulie 41, 42 coopérant

par ailleurs avec des dispositifs de motorisation via des courroies.

Les- déblais concassés dans les dispositifs concasseurs 17 tombent directement dans un dispositif délayeur 14. Comme déjà dit, on prévoit avantageusement deux dispositifs concasseurs 17 par dispositif délayeur 14, et ce du fait du débit important, mais aussi dans un but de sécurité. En effet, ces dispositifs concasseurs 17 peuvent venir à se bloquer et mettre ainsi l'ensemble du circuit correspondant de transformation

des déblais à l'arrêt. Il est donc souhaitable de pouvoir disposer d'au moins un concas-

seur 17 de secours qui évite l'interruption de l'ensemble du circuit.

Un dispositif délayeur 14 du type délayeur de cimenterie est représenté sur les figures

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8 et 9. Il est avantageusement constitué d'une cuve de forme octogonale 43 construite en béton, et comportant un support central 44 qui s'étend verticalement vers le haut à partir du fond de la cuve 43. Sur ce support central 44 est associée en rotation une croix mécanosoudée 45 en fers profilés qui, par une suspension à chaines 46, porte des herses 47. La croix mécanosoudée.45 forme quatre branches supportant respectivement quatre herses 47 qui se déplacent dans le couloir circulaire de la

cuve 43 défini par les parois extérieures 48 de cette cuve et le support central 44.

La croix mécanosoudée 45 s'étend horizontalement et est associée au support 44 en rotation autour d'un arbre vertical fixe 49. Cette croix 45 est fixée par boulonnage à la face inférieure d'une autre croix 50 qui porte une couronne dentée 51. L'ensemble , 50, 51 est solidaire en rotation de l'arbre vertical 49 qui est guidé à sa partie supérieure 52 par une tête 53 formant palier et coopérant avec une traverse supérieure 54 de la cuve 43. Cette traverse 54 supporte également un moteur 55 connecté par un réducteur 56, un arbre de torsion 57, un renvoi d'angle conique 58 et un pignon droit 59 à la couronne dentée 51 pour entraîner la croix 45 en rotation, par exemple dans le sens de la flèche F de la figure 8. Chacune des herses 47 comporte par exemple

trois rangées de dents en acier dont le positionnement est tel qu'il permet un rempla-

cement facile de ces dents. Chaque herse 47 est par ailleurs suspendue par des chaines 46 qui comprennent notamment quatre chaines de supportage connectées à la branche de la croix 45 située au dessus de ladite herse 47, deux chaines de guidage connectées

à une branche amont de la croix mécanosoudée 45, et deux chaines de traction connec-

tées à la croix 50 supportant la couronne d'entrainement 51.

Les déblais en sortie des concasseurs 17 sont déversés directement au fur et à mesure

de leur production dans la cuve 43. Cette cuve 43 comporte des grilles 60 de déverse-

ment sur une certaine portion de sa périphérie, par lesquelles le mélange délayé est déversé par débordement en sortie du délayeur 14. Le débit sortant de la pâte délayée

correspond au débit en déblais déversés dans le délayeur 14. Le nombre et le position-

nement de ces grilles 60 est adapté en fonction de la position et du débit du délayeur 14 par rapport à la sole d'épandage 15. Chaque grille 60 est constituée de préférence d'une grille grossière située vers l'intérieur de la cuve 43 et associée rigidement à la paroi 48 de cette cuve 43, et d'une grille fine relevable grâce à un dispositif à treuil. La grille fine est tournée vers l'extérieur du délayeur 14. Cette grille fine peut servir pour réaliser dans les délayeurs 14 un mélange fin servant à lubrifier il

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les canalisations 6 de refoulement avant le pompage de la pâte réalisée à partir dm-

déblais.

L'eau nécessaire au délayage est introduite en quantité dosée simultanément au déver-

sement de déblais concassés. De préférence, on introduit l'eau grâce à des canalisations débouchant immédiatement en aval de la dernière grille 60 de déversement par rapport au sens de rotation des herses 47. Chaque délayeur-14 comporte de préférence trois jeux 60 de grilles de déversement disposés respectivement sur trois côtés successifs contigus de l'octogone constituant les parois extérieures 48 de la cuve 43 (figure 8). La pâte obtenue après le délayage en sortie des grilles 60 de chacun des délayeurs 14 est directement déversée sur la sole d'épandage 15. Le positionnement des grilles par rapport aux ouvertures 19 de la sole d'épandage est matérialisé par les flèches

61 représentées sur la figure 2.

L'installation de transport et d'évacuation de déblais selon l'inventionreprésentée sur les figures, permet d'évacuer les déblais en provenance de chaque direction de deux tunnels utiles 2a, 2b, 2'a, 2'b et d'un tunnel de service 2c, 2'c mitoyen. Dans ce cas,'l'installation de transformation et de pompage 4 des déblais comporte cinq trémies d'alimentation 10 alimentant respectivement via cinq bandes transporteuses 11 dix concasseurs.17 (deux par bande transporteuse 11) qui alimentent par paires

respectivement cinq délayeurs 14. Une trémie d'alimentation 10 est prévue respective-

ment pour chaque direction de tunnels utiles 2a, 2'a, 2b, 2'b et une trémie d'alimenta-

tion 10 est prévue pour les deux directions du tunnel de service 2c, 2'c. Les deux

trémies 10 d'une direction de tunnels utiles 2a, 2'a, 2b, 2'b se jouxtent longitudinale-

ment comme représenté sur la figure 4. Ainsi, les trois wagonnets 5 de gauche sur la figure 4 proviennent du tunnel utile 2 principal et se déversent simultanément dans la trémie de gauche 10. Au contraire, les trois wagonnets 5 de droite sur la figure 4 proviennent du tunnel utile secondaire 2' et se déversent dans la trémie de droite 10. La trémie 10 alimentée en déblais provenant du tunnel de service 2c ou 2'c est située de préférence en partie centrale de l'installation 4. Les deux portions principales 2c et secondaire 2'c du tunnel de service sont creusées simultanément

mais à plus faible débit et alimentent alternativement une même trémie 10 centrale.

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La disposition des cinq trémir d'alimentation 10 rl des cinq dblayeiurs 14 corresporlndant

est illustrée sur la figure 2 par rapport aux ouvertures 19 de la sole d'épandage 15.

Les trémies d'alimentation 10 étant globalement symmétriquement et régulièrement réparties dans l'installation de transformation et de pompage 4, les concasseurs 17, les délayeurs 14, la sole d'épandage 15, les pompes 16, ainsi que leurs dispositifs annexes, sont globalement décalés d'un côté.de l'installation 4, notamment du côté de la nappe d'eau 9, c'est-àdire du côté des tunnels principaux 2a, 2b, 2c comme cela ressort de la figure 2. Au contraire, la portion 62 de la section de l'installation de transformation et de pompage 4 selon l'invention qui est orientée vers la terre reçoit de préférence les installations électriques et les voies d'accès 63 aux différents niveaux de l'installation de transformation et de pompage 4 selon l'invention. Sur la figure 2, le haut de la figure est orienté vers la nappe d'eau 9, tandis que le bas

de la figure est orienté vers la terre.

Dans le mode de réalisation représenté, l'installation de transformation et de pompage 4 des déblais à une section droite transversale horizontale circulaire. La sole d'épandage comporte au moins neuf ouvertures de soutirage 19 qui alimentent directement les pompes à pistons 16 via des vannes à tiroirs 20. Ces ouvertures de soutirage' 19 sont également disposées de façon non symétrique par rapport à l'axe central de l'installation de transformation et de pompage 4 des déblais selon l'invention, et sont disposées, pour la majeure partie d'entre elles, dans la portion de section orientée vers la nappe d'eau 9. La sole d'épandage 15 comporte des formes de pentes appropriées sur sa surface supérieure pour guider la pâte déversée en sortie des délayeurs 14

vers les différentes ouvertures de soutirage 19 automatiquement par gravitation.

Ces formes de pentes pourront être étudiées et réalisées de manière évidente par l'homme du métier en fonction des positions respectives des différents délayeurs 14, de leurs grilles de sortie 60, et des ouvertures de soutirage 19 réparties sur la

surface de la sole d'épandage 15 pour une alimentation régulière des pompes '16.

Des grilles de filtrage peuvent également être prévues dans les ouvertures 19 pour éviter que des particules de taille trop importante éventuellement encore en suspension dans la pâte puissent parvenir dans les pompes à pistons. Chaque ouverture de soutirage

19 est raccordée directement à l'aspiration d'une pompe à pistons 16 comme représen-

tée sur la figure 10. De préférence, ce raccordement 64 est souple et comporte un clapet de sécurité de surpression. La sole d'épandage 15 comporte avantageusement une pente d'accès 65 pour un engin auto-moteur de nettoyage tel qu'un bulldozer 66. Les pompes à pistons 16 sont fixées sur le plancher inférieur 67 de l'installation de transformation et de pompage 4 selon l'invention, qui forme le fond du puits. Elles sont dimensionnées en fonction du débit de déblais à extraire et à évacuer. Chaque pompe à pistons 16 est entraînée par un groupe hydraulique 68. La sortie de chacune

des pompes 16 est reliée à une canalisation de refoulement 6 via une vanne de section-

nement 69. On prévoit de préférence autant de pompes à pistons 16 qu'il y a d'ouvertu-

res 19 dans la sole d'épandage 15. Plus précisément, il est nécessaire de prévoir autant de pompes 16 qu'il y a d'ouvertures 19 simultanément ouvertes lors de l'utilisation de l'invention. On peut prévoir par exemple que seules huit parmi les neuf ouvertures 19 de la sole d'épandage 15 seront ouvertes simultanément. Par conséquent, on ne prévoit que huit pompes qui sont disposées respectivement sous ces huit ouvertures, l'une des pompes étant transportée lorsque l'on ferme une des ouvertures 19 pour

en ouvrir une autre, au gré de l'avancement du chantier.

Les huit canalisations de refoulement 6 en sortie des pompes 16 sont regroupées en 70 pour sortir en direction de l'aire de stockage 3. La paroi extérieure cylindrique 8 du puits formant l'installation de transformation et de pompage 4 des déblais selon l'invention permet de délimiter des réservoirs d'eau ou albraques. Ainsi, on peut prévoir une albraque 71 du côté de ta nappe d'eau 9, alimentée en eau en provenance de cette nappe d'eau 9, notamment en eau de mer via les tunnels principaux 2. De mêmne, on peut prévoir du côté orienté vers la terre, une albraque 72 alimentée en eau douce provenant de la nappe phréatique via les tunnels secondaires 2'. Un collecteur 75 relie les deux albraques 71, 72, et autorise une libre communication de l'eau entre

elles, de sorte que l'eau contenue dans chaque albraqtue 71, 72 peut tre douce, saurnm-

tre ou de l'eau de mer. Des pompes 73, notamment au nombre de trois, sont disposées au fond de l'albraque 72 en eau douce côté terre. Ces pompes 73 alimentent en eau par un réseau de tuyaux appropriés les différents délayeurs 14. On prévoit des vannes réglables sur ces tuyaux, de sorte que le débit en eau alimentée dans les délayeurs

14 peut être aisément régulé.

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L'invention propose un procédé de transformation de déblais en provenance d'au moins un chantier 1, notamment au moins un tunnelier, en vue de leur pompage via des canalisations 6 jusqu'à au moins une aire de stockage 3 des déblais éloignée dudit chantier 1, caractérisée en ce qu'on délaye les déblais grâce à des moyens 14 de délayage de façon à obtenir une pâte homogène directement pompable par des pompes à pistons 16, pâte que l'on épand sur une sole d'épandage 15 formant stockage tampon entre les moyens 14 de délayage et des moyens 16 de pompage comportant des pompes à pistons, puis on alimente les moyens 16 de pompage avec la pâte en sortie de la sole d'épandage 15 et on pompe cette pâte en continu jusqu'à l'aire de stockage 3

grâce à des canalisations 6 de refoulement.

Dans un procédé selon l'invention, on concasse les déblais dans des moyens 17 de

concassage avant de les délayer.

De préférence, le chantier 1 étant mobile, on transporte les déblais entre le chantier 1 et-l'installation de transformation et de pompage 4 de façon discontinue, par exemple grâce à des wagonnets 5 dont le contenu est déversé dans des trémies d'alimentation , et on alimente les moyens 14 de délayage, éventuellement via les moyens 17 de concassage lorsque ceux-ci sont prévus, grâce à une bande transporteuse 11 placée sous chaque trémie 10. On règle de débit de déblais déversés dans les moyens 14 de délayage, éventuellement via les moyens 17 de concassage en reglant la vitesse

d'avance de chaque bande transporteuse 11.

De préférence, on déverse les wagonnets 5 par groupes, notamment par groupes de trois, dans une même trémie 10, on rassemble les déblais dans des moyens 17 de concassage, notamment grâce à la bande transporteuse 11, puis on concasse ces déblais et on les délaye dans les moyens 14 de délayage. Selon l'invention, on alimente en déblais successivement les moyens 17 de concassage, 14 de délayage, 15 d'épandage, 16 de pompage de l'installation de transformation et de pompage 4 selon l'invention par gravitation, ces différents moyens 17 de concassage, 14 de délayage, 15 d'épandage et 16 de pompage étant disposés les uns au dessus des autres ou au moins sensiblement les uns au dessus des autres sous les trémies d'alimentation 10 dans lesquelles les

déblais sont déversés des wagonnets 5.

L'installation de transport et d'évacuation des déblais selon l'invention est caractérisée en ce que l'installation de transformation et de pompage 4 des déblais selon l'invention est disposée entre les deux extrémités d'au moins un tunnel 2, de sorte qu'elle peut être alimentée en déblais provenant de deux chantiers 1, 1' de creusement avançant en sens opposés pour réaliser ce même tunnel. Le tunnel 2 est alors composé d'une

partie principale 2 et d'une partie secondaire 2' séparées par l'installation de transfor-

mation et de pompage 4 des déblais selon l'invention.

Une installation de transport et d'évacuation de déblais selon l'invention pour laquelle le (ou les) tunnel(s) est (sont) destiné (s) à s'étendre dans une direction sous une nappe d'eau 9 et à déboucher de la terre dans l'autre direction, est caractérisée en ce que l'installation de transformation et de pompage 4 des déblais est disposée au moins

au voisinage de la rive de cette nappe d'eau 9.

L'aire de stockage 3 des déblais peut être située à une distance supérieure à 1000 mètres de l'installation de transformation et de pompage 4, notamment de l'ordre de 1500 mètres, la hauteur de pompage entre l'installation de pompage 4 et l'aire de stockage 3 peut être supérieure à 100 mètres, notamment de l'ordre de 150 mètres, et l'on peut utiliser des canalisations 6 de refoulement d'un diamètre intérieur de l'ordre de 255 mm. Pour un débit en place de déblais extraits des chantiers 1, 1'

de l'ordre de 650 m3/h on utilise huit canalisations 6 de refoulement alimentées respec-

tivement par un nombre identique de pompes à pistons 16. Ces pompes à pistons

16 sont dimensionnées pour que le débit en pâte dans chaque canalisation de refoule-

ment 6 soit adapté au débit en place en déblais extraits désiré, et notamment soit

de l'ordre de 150 m3/h de pâte.

On délaye les déblais extraits de type craie argileuse de façon que le rapport du poids d'eau sur le poids de déblais secs dans la pâte obtenue pour le pompage soit inférieur à 70%, notamment de l'ordre de 60%. Dans l'installation de transformation et de pompage 4 des déblais utilisée dans ce cas, pour un débit en place en déblais extraits de l'ordre de 650 m'/h et un rapport du poids d'eau sur le poids de déblais secs dans la pâte délayée de l'ordre de 60%, la sole d'épandage 15 à une aire de l'ordre de 1000 m2 et comporte au moins huit ouvertures 19 de soutirage ayant une

section utile de soutirage de l'ordre de 1m2 chacune. Les pompes à pistons sont di-

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mensionnées sur un débit en place unitaire en pointn de 90 m'/h de déblais extraits.

Les canalisations 6 de refoulement ont un diamètre intérieur compris entre 200 mm et 300 mm, une épaisseur comprise entre 5 et 15 mm pour procurer un refoulement à 1500 mètres de distance avec une élévation de 150 mètres sous un débit de 150

m'/h et une pression de service maximum dans chaque canalisation 6 de 80 bars.

Huit canalisations 6 sont utilisées en provenance de huit pompes à pistons 16 en service.

Les canalisations 6 et les raccords sont protégés du gel par des isolations appropriées.

Les pompes 73 d'alimentation en eau des délayeurs 14 sont constituées par exemples de trois pompes capables d'un débit horaire de 720 m3 sous une hauteur manométrique

totale de 25 mètres.

Pour faire fonctionner l'installation de transport et d'évacuation de déblais selon l'invention, on mesure par front de taille la teneur en eau des matériaux qui sont déversés dans les wagonnets 5 par analyse, puis on détermine la quantité d'eau à

ajouter selon une abaque connue. On programme alors l'apport d'eau de délayage.

Le démarrage est ensuite effectué par contrôle de la disposition des grilles 60 et de l'état des chaines 46, puis mise en marche des délayeurs 14, mise en marche des concasseurs 17, mise en marche des bandes transporteuses 11, choix, positionnement

et armement des pompes à pistons 16, ouverture des différentes vannes appropriées.

Avant la' mise en route de l'installation, les canalisations 6 de refoulement doivent être lubrifiées. On peut utiliser pour cela un mélange très fin tel que de la barbotine de craie fine, dont la teneur en eau est d'environ 80% réalisée grâce aux grilles fines

des délayeurs 14.

Dès que les déblais sont détectés par une sonde au déversement en sortie de la bande transporteuse 11, l'alimentation d'eau de délayage débute dans les délayeurs 14 et s'effectue jusqu'à ce que la quantité programmée soit passée. Le déversement du produit broyé dans les délayeurs 14 qui peut être réglé par la vitesse d'avancement de chaque bande transporteuse 11, entraine le déversement du produit délayé contenu dans les délayeurs 14 sur la sole d'épandage 15 par débordement. L'élévation du niveau de pâte délayée sur la grille d'aspiration de la pompe à pistons 16 en service entraine la mise en marche de cette pompe et le règlage de sa vitesse qui est de préférence

commandé automatiquement par une sonde ultrasonique.

L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes et adaptations évidentes pour l'homme du métier à partir du mode de réalisation préférentiel décrit ci-dessus et

donné uniquement à titre d'exemple.

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Claims (16)

REVENDICATIONS

1/ Procédé de transformation de déblais en provenance d'au moins un chantier (1), notamment au moins un tunnelier, en vue de leur pompage via des canalisations jusqu'à au moins une aire de stockage (3) des déblais éloignée du chantier caractérisé en ce qu'on délaye les déblais grâce à des moyens (14) de délayage de façon à obtenir une pâte homogène, notamment à faible teneur en eau, directement pompable par des moyens de pompage à pistons, que l'on épand sur une sole d'épandage (15) formant stockage tampon entre les moyens (14) de délayage et des moyens (16) de pompage à pistons, puis on alimente ces moyens (16) de pompage avec la pâte en sortie de

la sole d'épandage (15).

2/ Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on concasse les déblais

dans des moyens (17) de concassage avant de les délayer.

3/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que

l'on délaye les déblais de façon que le rapport du poids d'eau sur le poids de déblais

secs dans la pâte obtenue soit inférieur à 70 %, notamment de l'ordre de 60 %.

4/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que,

le chantier (1) étant mobile, on transporte les déblais entre le chantier (1) et l'installa-

tion de transformation et de pompage (4) grâce à des wagonnets (5) dont le contenu

est déversé dans des trénies d'alimentation (10), et en ce que l'on déverse les wagon-

nets (5) par groupes dans une trémie (10) d'alimentation, et en ce que l'on alimente les moyens (14) de délayage, éventuellement via les moyens (17) de concassage, grâce

à une bande transporteuse (11) placée sous chaque trémie (10).

/ Procédé selon les revendications 2 et 4 caractérisé en ce qu'on alimente en déblais

successivement les moyens (17) de concassage, (14) de délayage, (15) d'épandage, (16) de pompage de l'installation de transformation et de pompage (4) par gravitation,

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ces différents moyens (17) de concassage, (14) de délayage, (15) d'épandage et (16) de pompage étant disposés les un au dessus des autres sous les trémies d'alimentation

(10) dans lesquelles les déblais sont déversés des wagonnets (5).

6/ Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que

l'on règle le débit de déblais déversés dans les moyens (14) de délayage en règlant

la vitesse d'avance de chaque bande transporteuse (11).

7/ Installation de transformation et de pompage de déblais en provenance d'au moins un chantier (1) caractérisée en ce qu'elle comporte: - des moyens (10, 11) d'alimentation en déblais extraits du chantier (1) - des moyens (14) de délayage des déblais alimentés par ailleurs en eau et permettant de réaliser une pâte homogène pouvant être pompée par des moyens de pompage à pistons, - des moyens (15) d'épandage de la pâte obtenue en sortie des moyens (14) de délayage - des moyens (16) de pompage de la pâte récupérée en sortie des et sous les moyens

(15) d'épandage, ces moyens (16) de pompage étant du type à pistons.

8/ Installation selon la revendication 7 caractérisée en ce qu'elle comporte entre les i-rnoyens (10, 11) d'alimentation et les moyens (14) de délayage, des moyens (17)

de concassage des déblais secs.

9/ Installation selon l'une quelconque des revendications 7 et 8 caractérisée en ce

que les moyens (10, 11) d'alimentation sont constitués d'au moins une trémie (10) débouchant sur au moins une bande transporteuse (11), chaque bande transporteuse (11) alimentant par le haut deux dispositifs concasseurs (17) dont la sortie inférieure (18) débouche dans des moyens (14) de délayage, la pâte s'écoulant en sortie de ces moyens (14) de délayage sur une sole d'épandage (15) unique comportant une pluralité d'ouvertures (19) de soutirage réparties sur sa surface pour alimenter respectivement

une pluralité de pompes (16).

/ Installation selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisée en ce

que les moyens (16) de pompage sont constitués de pompes à pistons (6), chaque pompe (16) alimentant une canalisation de refoulement (6) vers une aire de stockage (3) de la pâte, et recevant la pâte en provenance d'une ouverture (19) de la sole d'épandage (15).

11/ Installation selon l'une quelconque des revendications 9 et 10 caractérisée en

ce que chaque ouverture (19) de la sole d'épandage (15) est équipée d'une vanne (20)

permettant de clore et d'ouvrir à volonté cette ouverture (19).

12/ Installation selon l'une quelconque des revendication 7 à 11 caractérisée en ce que pour un débit en place en déblais extraits de l'ordre de 650 m'/h et un rapport du poids d'eau sur le poids de déblais secs dans la pâte délayée de l'ordre de 60%, la sole d'épandage (15) a une aire de l'ordre de 1000 m2 et comporte au moins huit couvertures (19) de soutirage ayant une section utile de soutirage de l'ordre de 1

m2 c hacune.

13/ Installation de transport et d'évacuation de déblais entre au moins un chantier (1) de creusement d'au moins un tunnel, et au moins une aire de stockage (3) des déblais éloignée du chantier, caractérisée en ce qu'elle comporte: - une installation de transformation et de pompage (4) des déblais selon l'une quelconque

des revendications 7 à 12

- des moyens (5) de transport des déblais de chaque chantier (1) de creusement jusqu'à ladite installation de transformation et de pompage (4) des déblais - des canalisations (6) de refoulement des déblais transformés dans l'installation de transformation et de pompage (4) en pâte homogène pompable par des moyens de pompage à pistons, ces canalisations (6) permettant de transporter cette pâte par

pompage en continu jusqu'à l'aire de stockage (3).

14/ Installation selon la revendication 13 caractérisée en ce que l'installation de trans-

formation et de pompage (4) des déblais est disposée entre les deux extrémités d'au moins un tunnel (2), de sorte qu'elle peut être alimentée en déblais provenant de

deux chantiers (1, 1') de creusement avançant en sens opposés.

/ Installation selon l'une quelconque des revendications 13 et 14 permettant d'évacuer

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les déblais en provenance de chaque direction de deux tunnels utiles (2a, 2b, 2'a, 2'b) et d'un tunnel de service (2c, 2'c) mitoyen caractérisé en ce que l'installation

de transformation et de pompage (4) comporte cinq trémies d'alimentation (10) alimen-

tant respectivement cinq délayeurs (14): une trémie d'alimentation (10) pour chaque direction de tunnels utiles (2a, 2'a, 2b, 2'b) et une trémie d'alimentation (10) pour

les deux directions de tunnel de service (2c, 2'c).

16/ Installation selon l'une quelconque des revendications 13 à 15 caractérisée en

ce que l'aire de stockage (3) des déblais est située à une distance supérieure à 1000 mètres de l'installation de transformation et de pompage (4), notamment de l'ordre de 1500 mètres, en ce que la hauteur de pompage entre l'installation de pompage (4) et l'aire de stockage (3) est supérieure à 100 mètres, notamment de l'ordre de mètres, et en ce que les canalisations (6) de refoulement ont un diamètre intérieur compris entre 200 et 300 mm pour un rapport du poids d'eau sur le poids de déblais

secs dans la pâte pompée inférieur à 70 %, notamment de l'ordre de 60 %.

17/ Installation selon l'une quelconque des revendications 13 à 16 caractérisée en

ce que pour un débit en place de déblais extraits des chantiers (1, 1') de l'ordre de 650 m3/h, on utilise entre cinq et dix -notamment huitcanalisations (6) de refoulement

alimentées respectivement par un nombre identique de pompes (16).

18/ Installation selon l'une quelconque des revendications 13 à 17 caractérisée en

ce que le débit en pâte dans chaque canalisation de refoulement (6) est de l'ordre

de 150 m'/h.

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