WO2015177463A2 - Élément de construction pour la réalisation d'un tunnel, tunnel comprenant un tel élément et procédés de fabrication d'un tel élément et d'un tel tunnel - Google Patents

Élément de construction pour la réalisation d'un tunnel, tunnel comprenant un tel élément et procédés de fabrication d'un tel élément et d'un tel tunnel Download PDF

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WO2015177463A2
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Jean Simon
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Constructions Mecaniques Consultants
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/05—Lining with building materials using compressible insertions
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/08—Lining with building materials with preformed concrete slabs

Definitions

  • Construction element for the realization of a tunnel, tunnel comprising such an element and methods for manufacturing such an element and such a tunnel
  • the invention relates to the construction of tunnels, in particular underground tunnels, and the construction elements of such tunnels.
  • a cavity is, in general, dug underground, then a tunnel is formed in this cavity using voussoirs.
  • the voussoirs correspond to constituent elements of an annular section of the tunnel, once assembled together.
  • French patent application FR1200989 which discloses a field convergence damping system comprising a coating covering an outer wall of a tunnel and which comprises devices each provided with a through hole. These devices with opening hole create a free space within the coating, noted residual volume, which contributes, in particular, to the damping of the convergence of the ground.
  • residual volume contributes, in particular, to the damping of the convergence of the ground.
  • the thrust of the ground tends to occupy the residual volume, that is to say the volume left unoccupied by the devices, which helps dampen the thrust.
  • elements of the ground can agglutinate in the defined space and obstruct the injection of the devices, which can prevent the devices from being arranged homogeneously around the outer wall of the tunnel .
  • each prefabricated concrete segment comprises a layer of a compressible material, such as a polyethylene foam, glued on the outer surface of the voussoir.
  • a compressible material such as a polyethylene foam
  • the foam is not stable and can disintegrate over time, resulting in a loss of its mechanical properties of compression and deformation.
  • such a plastic foam can be polluting.
  • An object of the invention is to overcome the disadvantages mentioned above and in particular to provide a means easy to implement and implement to dampen the convergence of a terrain exerted on a tunnel.
  • a construction element for the realization of a tunnel comprising a first incompressible layer of concrete and a second compressible layer secured to the first layer to form a monobloc prefabricated construction element configured to be integrated in a section of the tunnel.
  • the second layer comprises a plurality of devices each having a solid body incorporating a void space.
  • a prefabricated building element adapted to make a section of a tunnel.
  • Such a monoblock construction element is easy to handle and its manufacture can be controlled so as to obtain a homogeneous tunnel section, in order to control the behavior of the tunnel facing the convergence of the terrain.
  • the voids of the devices determine the compressibility of the second layer. In other words the empty spaces allow the ground to converge and unload the stresses exerted on the first layer.
  • the second layer may comprise devices each provided with a through hole.
  • the second layer may also comprise devices whose solid body delimits at least one closed cavity.
  • the solid body of the devices can be made of ceramic.
  • the solid body of the devices may be coated with an adhesive film to secure the devices to the first layer.
  • the adhesive film can be made from a mortar.
  • the construction element may further include a third protective layer on the second layer.
  • the second layer is protected to maintain its integrity, for example during the transport of the construction element before it is placed in a section of the tunnel.
  • a tunnel located inside a cavity dug in a field, at least one section of the tunnel being made from at least one two-layer construction element as defined above. before.
  • Each two-layer building element may comprise a third protective layer located on the second layer, and the tunnel may comprise a filling product occupying a free space delimited between the third protective layer and the ground.
  • a method of producing a construction element for the realization of a tunnel comprising the following steps:
  • the second layer is produced from a plurality of devices each having a solid body incorporating a void space.
  • the second layer may comprise devices each provided with a through hole and / or devices whose solid body delimits at least one closed cavity.
  • the realization of the second layer may comprise the following steps:
  • the method may also include a protection step in which a third protective layer is provided on the second layer.
  • a method for producing a tunnel comprising the following steps:
  • sections of the tunnel located inside the cavity at least one section being made from at least one two-layer construction element, as defined above, as and when progress of the tunnel boring machine.
  • Each two-layer construction element may comprise a third protective layer on the second layer, and a free space defined between the third protective layer and the ground may be filled with a filler.
  • FIG. 1 schematically shows a sectional view of an embodiment of a tunnel according to the invention
  • FIG. 2 schematically illustrates an embodiment of a construction element according to the invention
  • FIG. 3 schematically illustrates a state of equilibrium after convergence of the terrain
  • FIG. 4 schematically illustrates a perspective view of an embodiment of a device with a through hole
  • FIG. 5 schematically illustrates a sectional view of the device of Figure 4;
  • FIG. 6 schematically illustrates a top view of another embodiment of a device with a through hole
  • FIG. 7 schematically illustrates a sectional view along the axis A-A of FIG. 6;
  • FIG. 8 schematically illustrates another embodiment of a construction element
  • FIG. 9 schematically illustrates a perspective view of an embodiment of a device provided with a closed cavity
  • FIG. 10 schematically illustrates a sectional view of the device of Figure 9;
  • Figure 1 1 schematically illustrates a left front view of the device of Figure 9;
  • FIG. 12 to 18 schematically illustrate the main steps of an embodiment of a method of producing a construction element
  • FIG. 19 schematically illustrates a cross-sectional view of a tunneling machine carrying out the tunnel of FIG. 1;
  • Figure 20 schematically illustrates a sectional view of a detail of Figure 19.
  • FIG. 1 there is shown a tunnel 1 made in a cavity 2 dug in a terrain 3, in other words an underground tunnel.
  • the tunnel 1 can be open and have an inverted U shape, it can also be closed and have an ovoid shape, or any other shape.
  • the tunnel 1 has a generally tubular shape.
  • the tunnel 1 comprises sections 4 located within the cavity 2. At least one section 4, and preferably each section 4, is made from construction elements 5 assembled together.
  • At least one construction element 5 comprises a first incompressible layer 6 of concrete.
  • the first layer 6 has a shape of a curved hexahedron.
  • the construction element 5 comprises a second compressible layer 7 integral with the first layer 6 to form a prefabricated building element 5 of the monobloc type.
  • the construction element 5 is prefabricated, that is to say that it is produced before the tunnel 1 is made. In other words, the construction element 5 is previously produced, then several construction elements 5 are assembled together so as to form a section 4 of the tunnel 1. Thus, it is avoided to achieve a damping coating by injection of material between a voussoir and the ground 3.
  • the building element 5 incorporates before a compressible layer 7, and therefore has an integrated mechanical damping property.
  • the term monoblock element a movable element that retains its physical integrity and its mechanical properties during transport, for example when moving the element from its manufacturing area to the location of section 4 of the tunnel 1 where it is placed.
  • the building element 5 is configured to be integrated in a section 4 of the tunnel 1, and in particular in a section 4 which is in progress.
  • the second layer 7 comprises a plurality of devices 8, as illustrated in FIGS. 2 and 8, each having a solid body 9 incorporating a void space 10.
  • void space integrated in a body is meant a closed or open cavity delimited by the body of the device.
  • the second layer 7 is compressible, that is to say that it can deform during the convergence of the terrain 3.
  • the devices 8 have a solid body 9 deformable. That is to say that the devices can deform, breaking or bending, thanks in particular to their empty space 10, to allow the deformation of the second layer 7.
  • the second layer 7 has interstices 7a, that is to say empty spaces, located between the devices 8.
  • the ground 3 exerts an initial convergence pressure on the tunnel 1. Due to the movements of the ground 3, it will tend to converge towards the interior of the cavity 2.
  • the deformation of the devices 8 will allow a progressive approximation of the ground 3 towards the interior of the tunnel 1, until Land 3 occupies a state of equilibrium. In the equilibrium state, the convergence pressure is lower than the initial pressure.
  • the second compressible layer 7 thus makes it possible to damp the convergence of the ground to a state of equilibrium for which the convergence pressure is supported by the construction element 5, that is to say that the first incompressible layer 6 does not break under the convergence pressure at equilibrium.
  • the devices 8 may be made of ceramic.
  • the ceramic provides good resistance while being breakable to effectively damp the convergence of the ground 3.
  • the ground 3 can converge to the interior of the tunnel 1.
  • the devices 8 can also be made in glass, cement, or mortar which are, like the ceramic, materials that can be broken under the effect of the convergence of the ground 3.
  • the devices 8 can be made of metal, or plastic, deformable . When the devices 8 have a deformable body, they also make it possible to damp the convergence of the ground.
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment, in which devices 8, of the second compressible layer 7, each comprise a body 9 provided with a through-hole 10 (illustrated later in FIGS. 4 to 7).
  • FIG. 2 also shows the construction element 5 integrated into a section of a tunnel.
  • the prefabricated building element 5 is in one piece and comprises the first concrete layer 6 and the second compressible layer 7 formed by the devices 8.
  • the construction element 5 then forms a voussoir with compressible portion 7 configured to produce an annular section of the tunnel 1.
  • the thickness E of the second layer 7 is chosen as a function of the damping of the convergence of the terrain 3 that it is desired to obtain.
  • the thickness E is chosen as a function of the displacement of the ground 3, with respect to its initial position, which can be supported by the construction element 5.
  • the ground 3 In the initial position, the ground 3 is at an initial distance Gi of the outer surface of the first layer 6.
  • the initial distance Gi corresponds to the sum between the initial thickness E of the second layer 7, the thickness of the third protective layer 12, and the thickness of the free space F.
  • the thickness E also depends on the compressibility of the devices 8.
  • the devices 8 are coated with an adhesive film 11 for joining them to the first layer 6.
  • the adhesive layer 11 makes it possible to fastening the devices 8 to each other and to the first concrete layer 6. In this way, the construction element 5 is in one piece and it is movable to be integrated in the section of the tunnel during its formation.
  • the adhesive film 11 preferably comprises mortar which effectively adheres to the first concrete layer 6.
  • the mortar comprises, for its part, cement, sand and water.
  • the mortar is hardenable and hardens to agglutinate the devices 8 between them and allow the devices to adhere to the first
  • the adhesive film 11 encases the outer surface of the device 8, without obstructing the through hole 10.
  • Other adhesive elements may be used to coat the devices 8, for example an epoxy resin-based adhesive, etc.
  • the construction element 5 may comprise a third protective layer 12 located on the second layer 7. More particularly, the third protective layer 12 is a thin layer with respect to the first and second layers 6, 7. , the third protective layer 12 is bonded to the second layer 7 to make it mechanically secured to the second layer 7.
  • the third protective layer 12 protects the second layer 7 from shocks, for example during the handling of the element 5, in order to prevent the bodies 9 of the devices 8 from being broken, in particular those which are situated at the periphery of the construction element 5.
  • a free space F is generally created between the inner surface of the cavity and the outer surface of the tunnel section, i.e. the outer surface of the building element 5.
  • the outer surface of the section corresponds to the outer surface of the second layer 7, as illustrated in FIG. 8.
  • the construction element 5 comprises a third protective layer 12, the outer surface is that of the third protective layer 12, as shown in Figure 2.
  • a filler 23 such as mortar or gravel
  • the second layer 7 comprises devices 8 with opening hole 10
  • the third protective layer 12 makes it possible, in particular, to prevent the holes emerging from first layers of devices 8 are filled with the filling product 23.
  • the third protective layer 12 prevents the mortar or gravel from entering the through holes 10, which would reduce the damping properties of the building elements 5.
  • the third layer protection device 12 isolates the second compressible layer 7 of the filling product 23.
  • the third protective layer 12 thus preserves the residual volume before deformation of the second layer 7, which guarantees the damping of the convergence of the ground 3.
  • the third protective layer 12 may be plastic or be made of mortar.
  • the second compressible layer 7 is deformed and allows a displacement of the ground 3 towards the center of the tunnel.
  • the ground 3 can break or deform the devices 8, until reaching a state of equilibrium in which the ground 3 is at an equilibrium distance Ge of the external surface of the first layer 6.
  • the equilibrium distance Ge is less than the initial distance Gi.
  • the breaking strength of the devices 8 is less than the ground convergence pressure so as to allow the devices 8 to be crushed.
  • the broken devices are represented by reference 8a.
  • the devices 8 may comprise, all or some of them, a state in which they are broken. This makes it possible to absorb the displacements of the ground 3 without damaging the tunnel.
  • FIGS. 4 to 7 illustrate two embodiments of a device 8 provided with a through-hole 10 that can be used in the second compressible layer 7 of the construction element 5.
  • the device 8 has a tube shape comprising a through hole 10 corresponding to an obviously along a longitudinal axis A1 of the tube.
  • the device 8 may also comprise several through holes, and preferably each device 8 has a single through hole to facilitate its realization.
  • each device 8 in shape of tube has a height H, an outside diameter di and an inside diameter d 2 .
  • the height H is equal to the outside diameter di , in particular to obtain a second layer 7 having a substantially constant thickness E.
  • the device 8 is also coated with an adhesive film 11a which surrounds the outer surface of the device 8.
  • an adhesive film 11b can be deposited on the inner wall of the opening hole 10 without obstructing it. .
  • a mortar film 11 has coated the outer surface of the devices and another mortar film 11b adheres to the inner wall of the through hole 10 without obstructing it.
  • the opening hole 10 is isolated from the devices 8, and the external surface of the devices 8 is coated with an adhesive layer 11.
  • FIGS. 6 and 7 show another embodiment of a device 8 having a through hole 10 in the form of a ring.
  • the ring may be ring and may have a circular section as shown in Figure 6.
  • a ring may have a diameter d s torus and an inner diameter d ,.
  • the adhesive film 11 surrounds the outer surface of the body 9 of the device 8, partially penetrating into the through hole 10, without obstructing it.
  • the devices (tubes or rings) disposed within the second layer 7 are all substantially identical in order to obtain a second homogeneous layer 7. In other words, they can not fit into each other.
  • the second layer 7 preferably comprises devices 8 having a generally tubular shape because they are easier to achieve than devices 8 of generally annular shape.
  • Figure 8 shows another embodiment of the second layer 7 compressible.
  • devices 8 each comprise a solid body 9 delimiting at least one closed cavity (illustrated later in FIGS. 9 to 11).
  • the construction element 5 is in one piece and comprises the first concrete layer 6 and the second compressible layer 7 formed by the devices 8.
  • the body 9 of the devices 8 delimiting one or more closed cavities prevents mortar or gravel injected into the free space F from penetrating into these cavities.
  • the construction element 5 may, nevertheless, comprise devices having a body defining one or more closed cavities and a third protective layer 12 for protecting the second layer 7 during the displacement of the element 5, in particular for avoid breaking devices 8 during transport.
  • the third protective layer 12 guarantees a seal to the second layer 7, preventing the filling product 23 from filling the interstices 7a.
  • Figures 9 to 1 1 illustrate an embodiment of a device 8, the body 9 defines at least one closed cavity 10.
  • the device 8 has a solid body 9 ceramic.
  • the ceramic is adapted to produce these devices 8, because it is malleable before a cooking step so as to form the closed cavity 10 within the device 8, and because it becomes solid after cooking.
  • closed cavity 10 is meant a void space enclosed within the device 8.
  • the solid body 9 of the device 8 is in particular liquid-tight, for example in the liquid-phase mortar before hardening.
  • the body 9 of the device 8 extends along a longitudinal axis A of the device 8 and comprises two closed ends 13, 14.
  • the closed ends 13, 14 may each have a linear shape.
  • the ends 13, 14 are parallel to each other.
  • the ends 13, 14 may be perpendicular to each other.
  • the body 9 of the device 8 has a cylindrical shape.
  • the term "cylinder” means a solid bounded by a cylindrical surface generated by a straight line, denoted generatrix, traversing a closed planar curve, denoted as a director, and two parallel planes intersecting the generatrices.
  • the body 9 may have a shape of a tube.
  • the device 8 may also comprise several cavities communicating with each other or not.
  • the closed cavities 10 of the devices 8 prevent them from interlocking into each other, regardless of their size and shape.
  • the construction element 5 comprises a second compressible layer 7 which may comprise both devices 8 each provided with a through hole 10, and devices 8 whose solid body 9 delimits at least one closed cavity 10 .
  • FIG. 12 to 18 there is shown the main steps of an embodiment of a method of producing a construction element 5 as defined above.
  • the construction element 5 is manufactured by performing the following steps:
  • the solid body 9 of the devices 8 are each provided with a through hole and / or whose body defines at least one closed cavity.
  • an open and curved parallelepiped formwork 30 is used to form a voussoir shape, as illustrated in FIG. 12.
  • the formwork is open and not curved to make sections. tunnel of various shape, for example U or ovoid.
  • liquid concrete 31 is poured into the formwork 30, as illustrated in FIG. 13.
  • first template 32 is used which is placed on the surface of concrete 31 and is moved along the surface to form a curved outer surface. Concrete 31 is allowed to set, either completely and in this case the concrete has cured entirely, or partially, and in this case the concrete has not completely hardened but has sufficiently hardened at the surface to maintain the curvature given by the first template 32. Then the first template 32 is removed, thereby obtaining a first layer 6 whose base and the outer surface are curved, as illustrated in FIG. 14. The solid bodies 9 of the devices 8 have been coated with the adhesive film 11 . In addition, formwork elements are fixed
  • the coated devices 34 when the coated devices 34 are poured, the concrete of the first layer has not completely hardened.
  • an adhesive layer 11 is used made of mortar which will adhere to the outer surface of the first layer 6 which has not yet fully cured.
  • an adhesive layer 1 1 made from an adhesive, for example an epoxy resin-based adhesive which adheres with a hard concrete surface.
  • the adhesive film 11 comprises a mortar
  • the coated devices are poured
  • a second template 35 is used and is moved on the surface of the coated devices 34 to form a curved outer surface on the second layer 7, as illustrated in Figure 15. Then the adhesive layer 1 1 is allowed to adhere so that the devices are bonded together and to make the second layer 7 integral with the first layer 6. Then the second template 35 is removed and obtains a prefabricated monobloc element 5 surrounded by the formwork 30, illustrated in FIG. 16.
  • a third protective layer by casting mortar 36 on the second layer 7 and by moving a third template 37 to bend the outer surface of the third layer. Then, the shuttering 30 and the shuttering elements 33, and if necessary the third template 37, are removed to obtain the prefabricated building element 5, as shown in FIG. 18.
  • FIGS 19 and 20 show an embodiment of an embodiment of the tunnel 1 described above in Figure 1.
  • a TBM 15 digs the cavity 2 in the ground 3 along the F1 direction.
  • the front of the tunnel boring machine 20 is equipped with means 21 ensuring the felling of the rock of the ground 3 and includes means for extracting the rock, not shown for purposes of simplification.
  • Part of the tunneling machine 15 ensures the implementation of the construction elements 5 as the tunneling machine 15 progresses along the F1 direction.
  • the TBM 15 comprises injection means 22 for injecting a filler 23, for example mortar or gravel, to fill the free space F delimited between the building elements 5 and the inner wall of the cavity 2, formed by the progress of the TBM 15.
  • the arrow, indicated by the reference F2 illustrates the path taken by the filling product 23 during its injection.
  • the injection of the filling product 23 makes it possible to form a filling layer for occupying the free space F between the building elements 5 and the ground 3.
  • the tunnel production method comprises the following steps:
  • sections 4 of the tunnel 1 located inside the cavity 2 at least one section 4 being made from at least one construction element 5, as defined above, as and when the progress of the TBM 15.
  • a free space F delimited between the outer wall of the tunnel 1 and the inner wall of the cavity 2 is kept, to place the construction elements in order to form the section. 4 of the tunnel 1. Then fill the free space F with the filling product 23.
  • the construction element which has just been described makes it possible to facilitate the construction of a tunnel while ensuring damping of the convergence of the terrain in which the tunnel is located. In addition, it offers a better control of the tunnel construction process. Such a construction element reduces the thickness of a classic voussoir, which greatly reduces the amount of concrete needed to build the tunnel.

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Abstract

Élément de construction pour la réalisation d'un tunnel, comprenant une première couche (6) incompressible en béton et une deuxième couche (7) compressible solidaire de la première couche (6) pour former un élément de construction préfabriqué monobloc configuré pour être intégré dans une section du tunnel lors de la réalisation du tunnel, la deuxième couche (7) comportant une pluralité de dispositifs (8) ayant chacun un corps solide (9) intégrant un espace vide (10).

Description

Elément de construction pour la réalisation d'un tunnel, tunnel comprenant un tel élément et procédés de fabrication d'un tel élément et d'un tel tunnel
Domaine technique de l'invention
L'invention concerne la réalisation de tunnels, en particulier de tunnels souterrains, et les éléments de construction de tels tunnels.
État de la technique
Dans le domaine des tunnels, une cavité est, en général, creusée sous terre, puis un tunnel est formé dans cette cavité en utilisant des voussoirs. Les voussoirs correspondent à des éléments constitutifs d'une section annulaire du tunnel, une fois assemblés entre eux. Lorsqu'on creuse la cavité dans le terrain, on modifie l'équilibre du terrain et celui-ci exerce des poussées plus ou moins intenses qui tendent à fermer la cavité ainsi créée, on appelle ce phénomène « la convergence du terrain ».
On peut citer la demande de brevet français FR1200989, qui divulgue un système d'amortissement de la convergence d'un terrain comprenant un revêtement recouvrant une paroi externe d'un tunnel et qui comprend des dispositifs munis chacun d'un trou débouchant. Ces dispositifs à trou débouchant créent un espace libre au sein du revêtement, noté volume résiduel, qui participe, notamment, à l'amortissement de la convergence du terrain. En particulier, la poussée du terrain a tendance à occuper le volume résiduel, c'est-à-dire le volume laissé inoccupé par les dispositifs, ce qui permet d'amortir la poussée. Mais pour réaliser le revêtement, on doit injecter les dispositifs dans un espace délimité entre la paroi externe du tunnel et la paroi interne du terrain. Cependant, lors de la construction du tunnel, des éléments du terrain peuvent s'agglutiner dans l'espace délimité et faire obstacle à l'injection des dispositifs, ce qui peut empêcher de disposer les dispositifs de façon homogène autour de la paroi externe du tunnel.
On peut également citer la demande de brevet britannique GB 2013757 qui divulgue un procédé de réalisation d'un tunnel à partir de voussoirs préfabriqués en béton. Avant d'être utilisé pour la réalisation du tunnel, chaque voussoir préfabriqué en béton comporte une couche d'un matériau compressible, telle une mousse de polyéthylène, collée sur la surface extérieure du voussoir. Mais la mousse n'est pas stable et peut se désagréger dans le temps, entraînant une perte de ses propriétés mécanique de compression et de déformation. En outre, une telle mousse en matière synthétique peut être polluante.
Il est donc intéressant de fournir un élément de construction adapté à la réalisation des tunnels, et un tunnel réalisé à partir d'un tel élément, et en particulier de fournir des procédés de fabrication d'un tel élément et d'un tel tunnel.
Objet de l'invention
Un objet de l'invention consiste à palier les inconvénients cités ci-avant et en particulier à fournir un moyen facile à réaliser et à mettre en œuvre pour amortir la convergence d'un terrain exercée sur un tunnel.
Selon un aspect, il est proposé un élément de construction pour la réalisation d'un tunnel, comprenant une première couche incompressible en béton et une deuxième couche compressible solidaire de la première couche pour former un élément de construction préfabriqué monobloc configuré pour être intégré dans une section du tunnel. La deuxième couche comporte une pluralité de dispositifs ayant chacun un corps solide intégrant un espace vide.
Ainsi, on fournit un élément de construction préfabriqué adapté pour réaliser une section d'un tunnel. Un tel élément de construction monobloc est facile à manipuler et on peut contrôler sa fabrication de manière à obtenir une section de tunnel homogène, afin de maîtriser le comportement du tunnel face à la convergence du terrain. En outre, les espaces vides des dispositifs déterminent la compressibilité de la deuxième couche. En d'autres termes les espaces vides permettent au terrain de converger et de décharger les contraintes exercées sur la première couche.
La deuxième couche peut comporter des dispositifs munis chacun d'un trou débouchant.
La deuxième couche peut également comporter des dispositifs dont le corps solide délimite au moins une cavité fermée.
Le corps solide des dispositifs peut être réalisé en céramique.
Le corps solide des dispositifs peut être enduit d'une pellicule adhésive pour solidariser les dispositifs à la première couche.
La pellicule adhésive peut être réalisée à partir d'un mortier.
L'élément de construction peut en outre comprendre une troisième couche de protection située sur la deuxième couche. Ainsi on protège la deuxième couche pour conserver son intégrité, par exemple lors du transport de l'élément de construction avant sa mise en place dans une section du tunnel. Selon un autre aspect, il est proposé un tunnel situé à l'intérieur d'une cavité creusée dans un terrain, au moins une section du tunnel étant réalisée à partir d'au moins un élément de construction à deux couches tel que défini ci- avant.
Chaque élément de construction à deux couches peut comprendre une troisième couche de protection située sur la deuxième couche, et le tunnel peut comprendre un produit de remplissage occupant un espace libre délimité entre la troisième couche de protection et le terrain.
Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de réalisation d'un élément de construction pour la réalisation d'un tunnel, comprenant les étapes suivantes :
- réaliser une première couche incompressible en béton ; et
- réaliser une deuxième couche compressible solidaire de la première couche pour former un élément de construction préfabriqué monobloc configuré pour être intégré dans une section du tunnel.
Dans ce procédé, on réalise la deuxième couche à partir d'une pluralité de dispositifs ayant chacun un corps solide intégrant un espace vide.
La deuxième couche peut comporter des dispositifs munis chacun d'un trou débouchant et/ou des dispositifs dont le corps solide délimite au moins une cavité fermée.
La réalisation de la deuxième couche peut comporter les étapes suivantes :
- enduire le corps solide des dispositifs d'une pellicule adhésive ; et
- verser les dispositifs enduits sur la première couche. Le procédé peut également comprendre une étape de protection dans laquelle on dispose une troisième couche de protection sur la deuxième couche. Selon encore un autre aspect, il est proposé un procédé de réalisation d'un tunnel comprenant les étapes suivantes :
- former une cavité dans un terrain à l'aide d'un tunnelier ;
- former des sections du tunnel situées à l'intérieur de la cavité, au moins une section étant réalisée à partir d'au moins un élément de construction à deux couches, tel que défini ci-avant, au fur et à mesure de l'avancement du tunnelier.
Chaque élément de construction à deux couches peut comprendre une troisième couche de protection située sur la deuxième couche, et on peut combler, à l'aide d'un produit de remplissage, un espace libre délimité entre la troisième couche de protection et le terrain.
Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation et de mise en œuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 , représente schématiquement une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un tunnel selon l'invention ;
- la figure 2, illustre de façon schématique un mode de réalisation d'un élément de construction selon l'invention ;
- la figure 3, illustre schématiquement un état d'équilibre après convergence du terrain ;
- la figure 4, illustre de façon schématique une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif muni d'un trou débouchant ; - la figure 5, illustre de façon schématique une vue en coupe du dispositif de la figure 4 ;
- la figure 6, illustre de façon schématique une vue de dessus d'un autre mode de réalisation d'un dispositif muni d'un trou débouchant ;
- la figure 7, illustre de façon schématique une vue en coupe selon l'axe A- A de la figure 6 ;
- la figure 8, illustre de façon schématique un autre mode de réalisation d'un élément de construction ;
- la figure 9, illustre schématiquement une vue en perspective d'un mode de réalisation d'un dispositif muni d'une cavité fermée ;
- la figure 10, illustre schématiquement une vue en coupe du dispositif de la figure 9 ;
- la figure 1 1 , illustre schématiquement une vue antérieure gauche du dispositif de la figure 9 ;
- les figures 12 à 18, illustrent schématiquement les principales étapes d'un mode de mise en œuvre d'un procédé de réalisation d'un élément de construction ;
- la figure 19, illustre de façon schématique une vue en coupe d'un tunnelier réalisant le tunnel de la figure 1 ; et
- la figure 20, illustre schématiquement une vue en coupe d'un détail de la figure 19.
Description détaillée De manière générale, bien que la présente invention procure des avantages particuliers dans le domaine des tunnels, elle est aussi applicable à tout système qui est réalisé dans une cavité souterraine et qui est configuré pour résister à la convergence du terrain, par exemple des réceptacles ou cuves partiellement ou totalement enterrés. Sur la figure 1 , on a représenté un tunnel 1 réalisé dans une cavité 2 creusée dans un terrain 3, en d'autres termes un tunnel sous-terrain. Le tunnel 1 peut être ouvert et avoir une forme de U renversé, il peut également être fermé et avoir une forme ovoïde, ou toute autre forme. Préférentiellement, le tunnel 1 a une forme globalement tubulaire. Le tunnel 1 comprend des sections 4 situées au sein de la cavité 2. Au moins une section 4, et de préférence chaque section 4, est réalisée à partir d'éléments de construction 5 assemblés entre eux. Au moins un élément de construction 5 comprend une première couche 6 incompressible en béton. Par exemple, lorsque les sections 4 du tunnel 1 ont une forme annulaire, la première couche 6 a une forme d'un hexaèdre incurvé. En outre, l'élément de construction 5 comporte une deuxième couche 7 compressible solidaire de la première couche 6 pour former un élément de construction 5 préfabriqué du type monobloc. L'élément de construction 5 est préfabriqué, c'est-à-dire qu'il est réalisé avant la réalisation du tunnel 1 . En d'autres termes, on réalise préalablement l'élément de construction 5, puis on assemble plusieurs éléments de construction 5 entre eux de manière à réaliser une section 4 du tunnel 1 . Ainsi, on s'affranchit de réaliser un revêtement d'amortissement par injection de matière entre un voussoir et le terrain 3. En effet, l'élément de construction 5 incorpore préalablement une couche compressible 7, et a donc une propriété mécanique amortisseur intégrée. Par ailleurs, on entend par élément monobloc, un élément déplaçable qui conserve son intégrité physique et ses propriétés mécaniques lors de son transport, par exemple lorsqu'on déplace l'élément depuis sa zone de fabrication vers l'endroit de la section 4 du tunnel 1 où il est placé. En d'autres termes, l'élément de construction 5 est configuré pour être intégré dans une section 4 du tunnel 1 , et en particulier dans une section 4 qui est en cours de réalisation.
De façon générale, la deuxième couche 7 comporte plusieurs dispositifs 8, comme illustré aux figures 2 et 8, ayant chacun un corps solide 9 intégrant un espace vide 10. On entend par espace vide intégré dans un corps, une cavité fermée ou ouverte délimitée par le corps du dispositif. La deuxième couche 7 est compressible, c'est-à-dire qu'elle peut se déformer lors de la convergence du terrain 3. En particulier, les dispositifs 8 ont un corps solide 9 déformable. C'est-à-dire que les dispositifs peuvent se déformer, en se brisant ou en se courbant, grâce notamment à leur espace vide 10, pour permettre la déformation de la deuxième couche 7. En outre, la deuxième couche 7 comporte des interstices 7a, c'est-à-dire des espaces vides, situés entre les dispositifs 8. Ainsi, on fournit une couche compressible 7 ayant un volume résiduel, constitué par la somme des espaces vides de chacun des dispositifs 8 et des interstices 7a, qui offre une propriété d'amortissement de la convergence du terrain 3. En effet, dans l'état initial, le terrain 3 exerce une pression de convergence initiale sur le tunnel 1 . Du fait des mouvements du terrain 3, celui-ci va avoir tendance à converger vers l'intérieur de la cavité 2. Ainsi, la déformation des dispositifs 8 va permettre un rapprochement progressif du terrain 3 vers l'intérieur du tunnel 1 , jusqu'à ce que le terrain 3 occupe un état d'équilibre. Dans l'état d'équilibre, la pression de convergence est inférieure à la pression initiale. La deuxième couche compressible 7 permet donc d'amortir la convergence du terrain jusqu'à un état d'équilibre pour lequel la pression de convergence est supportée par l'élément de construction 5, c'est-à-dire que la première couche incompressible 6 ne se brise pas sous la pression de convergence à l'équilibre.
Par exemple, les dispositifs 8 peuvent être réalisés en céramique. La céramique offre une bonne résistance tout en étant cassable pour amortir efficacement la convergence du terrain 3. Lorsque les corps 9 des dispositifs 8 se brisent, le terrain 3 peut converger vers l'intérieur du tunnel 1. Les dispositifs 8 peuvent également être réalisés en verre, en ciment, ou en mortier qui sont, tout comme la céramique, des matériaux pouvant être brisés sous l'effet de la convergence du terrain 3. En variante, les dispositifs 8 peuvent être réalisés en métal, ou en matière plastique, déformable. Lorsque les dispositifs 8 ont un corps déformable, ils permettent également d'amortir la convergence du terrain.
Sur la figure 2 on a représenté un mode de réalisation préféré, dans lequel des dispositifs 8, de la deuxième couche 7 compressible, comprennent chacun un corps 9 muni d'un trou débouchant 10 (illustrés ultérieurement aux figures 4 à 7). On a également représenté sur la figure 2 l'élément de construction 5 intégré dans une section d'un tunnel. L'élément de construction 5 préfabriqué est monobloc et comporte la première couche 6 en béton et la deuxième couche compressible 7 formée par les dispositifs 8. Lorsque la première couche 6 a une forme hexaédrique incurvée, l'élément de construction 5 forme alors un voussoir à partie compressible 7 configuré pour réaliser une section annulaire du tunnel 1 . L'épaisseur E de la deuxième couche 7 est choisie en fonction de l'amortissement de la convergence du terrain 3 que l'on souhaite obtenir. En particulier l'épaisseur E est choisie en fonction du déplacement du terrain 3, par rapport à sa position initiale, qui peut être supporté par l'élément de construction 5. Dans la position initiale, le terrain 3 est à une distance initiale Gi de la surface externe de la première couche 6. La distance initiale Gi correspond à la somme entre l'épaisseur initiale E de la deuxième couche 7, l'épaisseur de la troisième couche de protection 12, et l'épaisseur de l'espace libre F. En outre, l'épaisseur E dépend également de la compressibilité des dispositifs 8. Par ailleurs, les dispositifs 8 sont enduits d'une pellicule adhésive 1 1 pour les solidariser à la première couche 6. En particulier la couche adhésive 1 1 permet de solidariser les dispositifs 8 entre eux et à la première couche de béton 6. De cette manière, l'élément de construction 5 est monobloc et il est déplaçable pour être intégré dans la section du tunnel lors de sa formation. La pellicule adhésive 1 1 comporte de préférence du mortier qui adhère efficacement à la première couche de béton 6. Le mortier comprend, quant à lui, du ciment, du sable et de l'eau. Le mortier est durcissable et durcit pour agglutiner les dispositifs 8 entre eux et permettre aux dispositifs d'adhérer à la première couche 6. En particulier, la pellicule adhésive 1 1 enrobe la surface externe du dispositif 8, sans obstruer le trou débouchant 10. D'autres éléments adhésifs peuvent être utilisés pour enduire les dispositifs 8, par exemple une colle à base de résine époxydique, etc.
Avantageusement, l'élément de construction 5 peut comprendre une troisième couche de protection 12 située sur la deuxième couche 7. Plus particulièrement, la troisième couche de protection 12 est une couche fine par rapport aux première et deuxième couches 6, 7. De façon générale, la troisième couche de protection 12 est liée à la deuxième couche 7 pour la rendre solidaire mécaniquement à la deuxième couche 7. La troisième couche de protection 12 protège la deuxième couche 7 des chocs, par exemple lors de la manipulation de l'élément de construction 5, afin d'empêcher de briser les corps 9 des dispositifs 8, notamment ceux qui sont situés en périphérie de l'élément de construction 5. De façon générale, lorsqu'on réalise la section d'un tunnel, un espace libre F est généralement créé entre la surface interne de la cavité et la surface externe de la section du tunnel, c'est-à-dire la surface externe de l'élément de construction 5. Lorsque l'élément de construction 5 ne comprend pas de troisième couche de protection, la surface externe de la section correspond à la surface externe de la deuxième couche 7, comme illustré sur la figure 8. Lorsque l'élément de construction 5 comporte une troisième couche de protection 12, la surface externe est celle de la troisième couche de protection 12, comme illustré sur la figure 2. Or, de façon que le terrain 3 ne s'effondre pas dans l'espace libre F et ne brise pas la section, on injecte un produit de remplissage 23, tel que du mortier ou du gravier, pour combler cet espace libre F. Dans le cas où la deuxième couche 7 comporte des dispositifs 8 à trou débouchant 10, on dispose sur la deuxième couche 7, une troisième couche de protection 12 qui est en outre étanche au produit de remplissage 23 utilisé pour combler l'espace libre F. Dans ce cas, la troisième couche de protection 12 permet, en particulier, d'éviter que les trous débouchant 10 des premières couches de dispositifs 8 se remplissent du produit de remplissage 23. La troisième couche de protection 12 empêche le mortier ou les graviers de pénétrer dans les trous débouchant 10, ce qui diminuerait les propriétés d'amortissement des éléments de construction 5. La troisième couche de protection 12 permet d'isoler la deuxième couche compressible 7 du produit de remplissage 23. La troisième couche de protection 12 préserve ainsi le volume résiduel avant déformation de la deuxième couche 7, ce qui garantit l'amortissement de la convergence du terrain 3. La troisième couche de protection 12 peut être en plastique ou être réalisée en mortier.
Lorsque le terrain 3 converge, tel qu'illustré sur la figure 3, la deuxième couche compressible 7 se déforme et permet un déplacement du terrain 3 vers le centre du tunnel. Le terrain 3 peut briser ou déformer les dispositifs 8, jusqu'à atteindre un état d'équilibre dans lequel le terrain 3 est à une distance d'équilibre Ge de la surface externe de la première couche 6. La distance d'équilibre Ge est inférieure à la distance initiale Gi. La résistance à la rupture des dispositifs 8 est inférieure à la pression de convergence du terrain de façon à permettre l'écrasement des dispositifs 8. On a représenté par la référence 8a des dispositifs brisés. Autrement dit, les dispositifs 8 peuvent comprendre, tous ou certains d'entre eux, un état dans lequel ils sont brisés. Ceci permet d'absorber les déplacements du terrain 3 sans endommager le tunnel.
Les figures 4 à 7 illustrent deux modes de réalisation d'un dispositif 8 muni d'un trou débouchant 10 pouvant être utilisé dans la deuxième couche compressible 7 de l'élément de construction 5. Sur les figures 4 et 5, le dispositif 8 a une forme de tube comprenant un trou débouchant 10 correspondant à un évidemment selon un axe longitudinal A1 du tube. Le dispositif 8 peut également comprendre plusieurs trous débouchant, et préférentiellement chaque dispositif 8 comporte un unique trou débouchant pour faciliter sa réalisation. Avantageusement, chaque dispositif 8 en forme de tube a une hauteur H, un diamètre extérieur di et un diamètre intérieur d2. Préférentiellement, la hauteur H est égale au diamètre extérieur di, afin, notamment, d'obtenir une deuxième couche 7 ayant une épaisseur E sensiblement constante. Ces dimensions permettent aux dispositifs 8 tubulaires de supporter une charge calculée avant rupture. Le dispositif 8 est également enrobé d'une pellicule adhésive 1 1 a qui entoure la surface extérieure du dispositif 8. Selon le mode d'enduisage on peut déposer une pellicule adhésive 1 1 b sur la paroi interne du trou débouchant 10 sans l'obstruer. En effet, on peut, par exemple, verser les dispositifs 8 dans du mortier et utiliser un tamis pour éliminer le surplus de mortier. Dans ce cas, comme illustré aux figures 4 et 5, une pellicule de mortier 1 1 a enrobe la surface externe des dispositifs et une autre pellicule de mortier 1 1 b adhère à la paroi interne du trou débouchant 10 sans l'obstruer. Selon un autre mode de réalisation, on isole le trou débouchant 10 des dispositifs 8, et on enduit la surface externe des dispositifs 8 d'une couche adhésive 1 1 . Dans ce cas, comme illustré à la figure 2, la paroi interne n'est pas enduite d'une couche adhésive, ce qui garantit d'obtenir un plus grand espace vide au sein des dispositifs. Sur les figures 6 et 7, on a représenté un autre mode de réalisation d'un dispositif 8 a trou débouchant 10 ayant la forme d'un anneau. L'anneau peut être torique et peut présenter une section circulaire comme illustré à la figure 6. Un anneau peut avoir un diamètre de tore ds et un diamètre intérieur d,. Dans ce mode de réalisation, la pellicule adhésive 1 1 entoure la surface extérieure du corps 9 du dispositif 8, en pénétrant en partie dans le trou débouchant 10, sans l'obstruer.
De préférence, les dispositifs (tubes ou anneaux) disposés au sein de la deuxième couche 7 sont tous sensiblement identiques afin d'obtenir une deuxième couche 7 homogène. Autrement dit, ils ne peuvent pas s'imbriquer les uns dans les autres. La deuxième couche 7 comporte de préférence des dispositifs 8 ayant une forme globalement tubulaire car ils sont plus faciles à réaliser que les dispositifs 8 de forme globalement annulaire.
Sur la figure 8 on a représenté un autre mode de réalisation de la deuxième couche 7 compressible. Dans cet autre mode de réalisation, des dispositifs 8 comprennent chacun un corps solide 9 délimitant au moins une cavité fermée (illustrés ultérieurement aux figures 9 à 1 1 ). L'élément de construction 5 est monobloc et comporte la première couche 6 en béton et la deuxième couche compressible 7 formée par les dispositifs 8. Dans ce mode de réalisation, il n'est pas nécessaire que l'élément de construction 5 comprenne une troisième couche de protection 12. En effet, le corps 9 des dispositifs 8 délimitant une ou plusieurs cavités fermées, empêche du mortier ou des graviers injectés dans l'espace libre F de pénétrer dans ces cavités. L'élément de construction 5 peut, néanmoins, comprendre des dispositifs ayant un corps délimitant une ou plusieurs cavité fermées et une troisième couche de protection 12 pour protéger la deuxième couche 7 lors du déplacement de l'élément 5, afin, notamment, d'éviter de briser les dispositifs 8 lors du transport. Dans ce cas, la troisième couche de protection 12 garantit une étanchéité à la deuxième couche 7, en empêchant le produit de remplissage 23 de remplir les interstices 7a.
Les figures 9 à 1 1 illustrent un mode de réalisation d'un dispositif 8 dont le corps 9 délimite au moins une cavité fermée 10. Préférentiellement, le dispositif 8 a un corps solide 9 en céramique. La céramique est adaptée pour réaliser ces dispositifs 8, car elle est malléable avant une étape de cuisson de manière à pouvoir former la cavité fermée 10 au sein du dispositif 8, et car elle devient solide après la cuisson. On entend par cavité fermée 10, un espace vide enfermé à l'intérieur du dispositif 8. Le corps solide 9 du dispositif 8 est en particulier étanche aux liquides, par exemple au mortier en phase liquide avant durcissement. Par exemple, le corps 9 du dispositif 8 s'étend selon un axe longitudinal A du dispositif 8 et comporte deux extrémités fermées 13, 14. Les extrémités fermées 13, 14 peuvent avoir, chacune, une forme linéaire. Dans un premier mode de réalisation, tel qu'illustré aux figures 9 et 10, les extrémités 13, 14 sont parallèles entre elles. En variante, les extrémités 13, 14 peuvent être perpendiculaires entre elles. Par exemple, le corps 9 du dispositif 8 a une forme cylindrique. On entend ici par cylindre, un solide limité par une surface cylindrique engendrée par une droite, notée génératrice, parcourant une courbe plane fermée, notée directrice, et deux plans parallèles coupant les génératrices. En particulier, le corps 9 peut avoir une forme d'un tube. Le dispositif 8 peut également comprendre plusieurs cavités, communicant entre elles ou non. Avantageusement, les cavités fermées 10 des dispositifs 8 les empêchent de s'imbriquer les uns dans les autres, quelle que soit leur taille et leur forme.
En variante, l'élément de construction 5 comprend une deuxième couche compressible 7 qui peut comprendre à la fois, des dispositifs 8 munis chacun d'un trou débouchant 10, et des dispositifs 8 dont le corps solide 9 délimite au moins une cavité fermée 10.
Sur les figures 12 à 18, on a représenté les principales étapes d'un mode de mise en œuvre d'un procédé de réalisation d'un élément de construction 5 tel que défini ci-avant. De manière générale, on fabrique l'élément de construction 5 en effectuant les étapes suivantes :
- on réalise la première couche 6 incompressible en béton ; et
- on réalise, à partir d'une pluralité de dispositifs 8 ayant chacun un corps solide 9 intégrant un espace vide 10, la deuxième couche 7 compressible solidaire de la première couche 6 pour former un élément de construction 5 préfabriqué monobloc configuré pour être intégré dans une section 4 du tunnel 1 . Le corps solide 9 des dispositifs 8 sont munis chacun d'un trou débouchant et/ou dont le corps délimite au moins une cavité fermée. Par exemple, pour réaliser la première couche 6 de béton, on utilise un coffrage parallélépipédique 30 ouvert et incurvé, pour réaliser une forme de voussoir, comme illustré sur la figure 12. En variante, le coffrage est ouvert et non incurvé pour réaliser des sections de tunnel de forme variée, par exemple en U ou ovoïde. Puis on verse du béton liquide 31 dans le coffrage 30, comme illustré à la figure 13. On peut également ajouter des barres métalliques dans le béton liquide 31 pour obtenir une première couche incompressible en béton armé. Puis on utilise un premier gabarit 32 qu'on dispose en surface du béton 31 et qu'on déplace le long de la surface afin de former une surface externe incurvée. On laisse prendre le béton 31 , soit complètement et dans ce cas le béton a durci entièrement, soit partiellement et dans ce cas le béton n'a pas complètement durci mais a suffisamment durci en surface pour conserver la courbure donnée par le premier gabarit 32. Puis on retire le premier gabarit 32, et on obtient ainsi une première couche 6 dont la base et la surface externe sont incurvées, comme illustré sur la figure 14. Préalablement on a enduit les corps solides 9 des dispositifs 8 avec la pellicule adhésive 1 1 . En outre, on fixe des éléments de coffrage
33 sur les bords du coffrage 30 pour rehausser le coffrage 30 et pour pouvoir former la deuxième couche 7, comme illustré sur la figure 15. Ensuite, on verse dans le coffrage 30, et plus particulièrement sur la surface externe de la première couche 6, les dispositifs enduits 34. Selon un mode de réalisation, lorsqu'on verse les dispositifs enduits 34, le béton de la première couche n'a pas complètement durci. Dans ce mode de réalisation, on utilise une couche adhésive 1 1 réalisée en mortier qui va adhérer à la surface externe de la première couche 6 qui n'a pas encore complètement durci. En variante, on peut attendre que le béton ait durci entièrement puis on verse les dispositifs 8. Dans cette variante, on utilisera une couche adhésive 1 1 réalisée à partir d'une colle, par exemple une colle à base de résine époxydique qui adhère avec une surface dure en béton. En outre, lorsque la pellicule adhésive 1 1 comprend un mortier, on verse les dispositifs enduits
34 du mortier sur la première couche 6 avant que le mortier durcisse. Puis on laisse le mortier durcir pour solidariser la deuxième couche 7 compressible à la première couche 6. Ensuite, on utilise un deuxième gabarit 35 qu'on dispose et qu'on déplace en surface des dispositifs enduits 34 afin de former une surface externe incurvée sur la deuxième couche 7, comme illustré sur la figure 15. Puis on laisse la couche adhésive 1 1 adhérer pour que les dispositifs soient liés entre eux et pour rendre la deuxième couche 7 solidaire de la première couche 6. Puis on retire le deuxième gabarit 35 et on obtient un élément monobloc préfabriqué 5 entouré du coffrage 30, illustré à la figure 16. En variante, on peut réaliser, comme illustré sur la figure 17, une troisième couche de protection, en coulant du mortier 36 sur la deuxième couche 7 et en déplaçant un troisième gabarit 37 pour incurver la surface externe de la troisième couche. Ensuite, on retire le coffrage 30 et les éléments de coffrage 33, et le cas échéant le troisième gabarit 37, pour obtenir l'élément de construction 5 préfabriqué monobloc, comme illustré à la figure 18.
Sur les figures 19 et 20 on a représenté un mode de mise en œuvre d'une réalisation du tunnel 1 décrit ci-avant à la figure 1 . Selon ce mode de mise en œuvre, un tunnelier 15 creuse la cavité 2 dans le terrain 3 selon la direction F1 . L'avant du tunnelier 20 est équipé de moyens 21 assurant l'abattage de la roche du terrain 3 et comporte des moyens d'extraction de la roche, non représentés à des fins de simplification. Une partie du tunnelier 15 assure la mise en place des éléments de construction 5 au fur et à mesure de l'avancement du tunnelier 15 selon la direction F1 . En outre, le tunnelier 15 comporte des moyens d'injection 22 pour injecter un produit de remplissage 23, par exemple du mortier ou du gravier, pour combler l'espace libre F délimité entre les éléments de construction 5 et la paroi interne de la cavité 2 formée par l'avancement du tunnelier 15. La flèche, indiquée par la référence F2, illustre le chemin emprunté par le produit de remplissage 23 lors de son injection. L'injection du produit de remplissage 23 permet de former une couche de remplissage pour occuper l'espace libre F entre les éléments de construction 5 et le terrain 3.
De manière générale, le procédé de réalisation du tunnel comprend les étapes suivantes :
- former la cavité 2 dans le terrain 3 à l'aide du tunnelier 15 ;
- former des sections 4 du tunnel 1 situées à l'intérieur de la cavité 2, au moins une section 4 étant réalisée à partir d'au moins un élément de construction 5, tel que défini ci-avant, au fur et à mesure de l'avancement du tunnelier 15.
Plus particulièrement, lors de la réalisation d'une section 4 du tunnel 1 , on conserve un espace libre F délimité entre la paroi externe du tunnel 1 et la paroi interne de la cavité 2, pour placer les éléments de construction afin de former la section 4 du tunnel 1 . Puis on comble l'espace libre F avec le produit de remplissage 23.
L'élément de construction qui vient d'être décrit permet de faciliter la construction d'un tunnel tout en garantissant un amortissement de la convergence du terrain dans lequel est situé le tunnel. En outre, il offre une meilleure maîtrise du procédé de réalisation du tunnel. Un tel élément de construction permet de diminuer l'épaisseur d'un voussoir classique, ce qui diminue grandement la quantité de béton nécessaire pour réaliser le tunnel.

Claims

Revendications
1. Elément de construction pour la réalisation d'un tunnel, comprenant une première couche (6) incompressible en béton et une deuxième couche (7) compressible solidaire de la première couche (6) pour former un élément de construction préfabriqué monobloc configuré pour être intégré dans une section du tunnel, caractérisé en ce que la deuxième couche (7) comporte une pluralité de dispositifs (8) ayant chacun un corps solide (9) intégrant un espace vide (10).
2. Elément de construction selon la revendication 1 , dans lequel des dispositifs (8) sont munis chacun d'un trou débouchant (10).
3. Elément de construction selon la revendication 1 ou 2, dans lequel des dispositifs (8) ont un corps solide (9) délimitant au moins une cavité fermée
(10).
4. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le corps solide (9) des dispositifs (8) est réalisé en céramique.
5. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le corps solide (9) des dispositifs (8) est enduit d'une pellicule adhésive (1 1 ) pour solidariser les dispositifs (8) à la première couche (6).
6. Elément de construction selon la revendication 5, dans lequel la pellicule adhésive (1 1 ) comprend du mortier.
7. Elément de construction selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant une troisième couche de protection (12) située sur la deuxième couche (7).
8. Tunnel situé à l'intérieur d'une cavité (2) creusée dans un terrain (3), au moins une section du tunnel étant réalisée à partir d'au moins un élément de construction à deux couches (6, 7) selon l'une des revendications 1 à 6.
9. Tunnel selon la revendication 8, dans lequel chaque élément de construction à deux couches (6, 7) comprend une troisième couche de protection (12) située sur la deuxième couche (7), et un produit de remplissage occupe un espace libre délimité entre la troisième couche de protection (12) et le terrain (3).
10. Procédé de réalisation d'un élément de construction pour la réalisation d'un tunnel, comprenant les étapes suivantes :
- réaliser une première couche (6) incompressible en béton ; et
- réaliser une deuxième couche (7) compressible solidaire de la première couche (6) pour former un élément de construction préfabriqué monobloc configuré pour être intégré dans une section du tunnel ;
caractérisé en ce qu'on réalise la deuxième couche (7) à partir d'une pluralité de dispositifs ayant chacun un corps solide intégrant un espace vide.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le corps des dispositifs (8) ont un trou débouchant (10).
12. Procédé selon la revendication 10 ou 1 1 , dans lequel des dispositifs (8) ont un corps solide (9) délimitant au moins une cavité fermée (10).
13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, dans lequel, la réalisation de la deuxième couche (7) comporte les étapes suivantes :
- enduire le corps solide des dispositifs d'une pellicule adhésive (1 1 ) ; et
- verser les dispositifs enduits sur la première couche (6).
14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13, comprenant une étape de protection dans laquelle on dispose une troisième couche de protection (12) sur la deuxième couche (7).
15. Procédé de réalisation d'un tunnel comprenant les étapes suivantes :
- former une cavité dans un terrain à l'aide d'un tunnelier ;
- former des sections du tunnel situées à l'intérieur de la cavité, au moins une section étant réalisée à partir d'au moins un élément de construction à deux couches (6, 7) selon l'une des revendications 1 à 7 au fur et à mesure de l'avancement du tunnelier.
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