GALERIE SOUTERRAINE A REVETEMENT PREFABRIQUE.
La présente invention se rapporte à la construction de galeries souterraines et plus particulièrement de galeries hydro-électriques.
On sait que ces galeries comportent généralement un revêtement
en béton destiné principalement à protéger l'ouvrage contre la poussée du terrain lorsque le rocher dans lequel on creuse est fluidiforme et que l'excavation.tend à se refermer. On revêt aussi les galeries lorsque la tenue
du rocher étant bonne il peut se produire des chutes de pierres dans la galerie entraînant des dommages pour l'aménagement en exploitation; dans ce
cas on se contente généralement d'un revêtement d'épaisseur plus faible.
Enfin le revêtement d'une garlerie présente l'avantage d'améliorer considérablement le coefficient d'écoulement..Dans certains cas,
lorsque le revêtement brut de décoffrage est rugueux, on n'hésite pas à passer un enduit très coûteux destiné. à rendre la paroi interne de la galerie aussi lisse que possible.
Le procédé ordinaire de construction de tels revêtements consis-
<EMI ID=1.1>
épousant la forme exacte du profil définitif intérieur; on remplit ensuite
de béton l'espace compris entre l'extrados du coffrage et le profil intérieur du rocher., soit à la pelle à main soit par des transporteurs de béton.
Ce procédé présente divers inconvénients. Le béton est fabriqué
le plus souvent à l'extérieur de la galerie et son transport jusqu'au chantier souterrain sur un trajet pouvant être assez long provoque une décomposition partielle du béton,, les éléments lourds des agrégats tombant au fond,
la laitance subsistant en surface. D'autre part, les agrégats eux-mêmes doivent être choisis en tenant compte de leur qualité et de leur prix. Le prix
des agrégats devient très élevé lorsqu'il s'agit de les transporter très loin d'une balastière. Les matériaux pris sur place doivent être concassés, ce
qui peut être onéreux, d'autre part les matériaux concassés constituent toujours un béton de moins bonne qualité. Pour certaines galeries de haute montagne il est difficile et coûteux d'acheminer tout le matériel de fabrication de béton jusqu'à pied-d'oeuvre.
Une perte de temps importante résulte en outre des déplacements des coffrages. Il faut en effet les démonter, les transporter puis les remettre en place en repérant soigneusement leur position par rapport au point de nivellement.
On a proposé, pour éviter certains de ces inconvénients l'emploi de coffrages métalliques et en particulier de coffrages télescopiques épousant après mise en place le profil exact du revêtement. On a réalisé également des.trains de béton permettant de fabriquer le béton aux chantiers souterrains sur place, ce qui élimine l'inconvénient de la décomposition du béton
au cours du transport.
Outre que ces installations sont assez onéreuses et d'un emploi délicat, il subsiste cependant toujours un inconvénient très grave qui est
la dépense considérable de béton du fait de l'irrégularité des hors profils. Au cours de la perforation il arrive en effet fréquemment que la texture du rocher crée des creux importants bien au delà du profil théorique extérieur
de l'excavation; il est très coûteux de remplir ces creux avec le béton de revêtement fortement dosé. Il est courant de voir le volume de béton au mètre linéaire doublé et même triplé par suite de l'existence des hors-profils.
On a utilisé d'autre part pour le revêtement de certaines galeries de mine un revêtement formé de voussoirs suffisamment petits pour être maniés
<EMI ID=2.1>
gissait là d'une sorte de maçonnerie destinée à tenir les terrains ayant une tendance à l'écoulement. Un procédé similaire appliqué dans la construction de certains égouts faisant appel à des voussoirs plus volumineux mis en place à l'aide d'une machine constituée par un bras commandé par crémaillère. Ces procédés ne conviennent pas pour la construction de galeries hydro-électriques en raison du développement excessif de joints par mètre linéaire de galerie, ce qui entraîne des pertes de charges pour.l'écoulement des eaux, qui admissibles dans les égouts, sont inacceptables dans une galerie hydro-électrique. Enfin il ne serait pas possible de réaliser avec les voussoirs identiques utilisés dans ces procédés les diverses formes de galerie que les hydrauliciens sont amenés à concevoir.
La présente invention a pour objet un procédé de construction de galeries permettant d'éviter les difficultés signalées, de réaliser un revêtement de qualité certaine suivant une technique de mise en place.rapide et économique, s'adaptant aisément aux lieux et aux formes les plus divers et notamment à la construction des galeries hydro-électriques de haute montagne.
Le procédé suivant l'invention consiste essentiellement à constituer le revêtement par des éléments préfabriqués, acheminés et mis en place sur le chantier, et à combler l'espace subsistant entre l'extrados de ces éléments et l'excavation par un béton maigre. Les éléments préfabriqués sont emboîtés les uns dans les autres et on leur donne une surface telle que la longueur totale des joints par mètre linéaire n'excède pas le double du périmètre de la galerie.
Les éléments suivant l'invention peuvent donc être fabriqués à l'endroit le plus favorable, dans un chantier de montage près d'une balastière donnant des agrégats roulés de bonne qualité. Etablis pour résister à la poussée du terrain ils peuvent être armés ou non, fabriqués en série, vibrés et pervibrés correctement. Le revêtement bénéficiera ainsi de toutes les qualités d'un béton industriel réalisé, dans les meilleures conditions possibles. De toute manière pour le Maître de l'oeuvre il.est plus facile de contrôler la fabrication d'un tel béton que celle du béton préparé dans une galerie difficile d'accès.
La difficulté des hors-profils est également écartée du fait que leur remplissage est réalisé avec un béton qui peut être très maigre et bon marché; la qualité de ce béton est pratiquement indifférente puisque ce n'est pas sur lui que repose la solidité de l'ouvrage, son rôle consiste simplement à répartir la poussée du terrain sur l'extrados du revêtement.
L'invention vise également les éléments de revêtement destinés à la mise en oeuvre de ce procédé ainsi que les appareils servant à leur mise en place.
Suivant l'invention le revêtement comprendra des éléments de radier s'étendant sur toute la largeur de la galerie et surmontés d'un ou plusieurs autres éléments de surface telle que la longueur de joints par mètre linéaire n'excède pas le double du périmètre de la galerie.
D'une manière plus générale, le profil à réaliser étant divisé en un petit nombre, soit deux à quatre par exemple, de fractions, chaque élément reproduit sur une longueur élémentaire choisie une telle fraction de profil.
Ainsi dans un exemple de réalisation, ce nombre étant pris égal à quatre, des piédroits eux-mêmes surmontés d'éléments de voûte sont posés et alignés de part et d'autre sur les radiers.
Les bords des éléments forment des assemblages permettant leur emboîtement les uns dans les autres au fur et à mesure de la mise en place.
De tels éléments peuvent être mis en place par des appareils de levage relativement simples dont un mode de réalisation sera décrit ci-des.sous et qui pourront avantageusement circuler, de même que les véhicules servant au transport des éléments sur le chantier, sur une voie de roulage-montée sur les radiers.
Une expérience tentée dans un chantier de montagne a montré que le procédé est d'une mise en oeuvre aisée et permet facilement la pose de
20 à 30 mètres d'éléments par jour.
Lorsque les éléments sont en place l'aspect intérieur de la galerie est lisse, puisqu'il est facile de réaliser avec des moules métalliques et la vibration des éléments de béton à surface lisse. Les joints terminés au mortier sont peu nombreux, ainsi qu'il a été indiqué.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre d'un mode de réalisation choisi
à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
la figure 1 montre en coupe une galerie creusée dans le roc avec indication d'un profil théorique à réaliser; la figure 2 est une vue en coupe transversale de la galerie terminée; la figure 3 est une vue en-plan d'un élément de radier; la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une vue en élévation de l'élément de radier; la figure 6 est une vue en bout d'un élément de piédroit; ' la figure 7 est une vue en élévation de face de cet élément; la figure 8 est une vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 est une vue en élévation d'un élément de voûte; la figure 10 montre cet élément, en plan vu du bas;
la figure 11 est une vue en coupe suivant la ligne XI-XI de la <EMI ID=3.1> la figure 12 est une vue en plan de la galerie en cours de construction; la figure 13 est une vue schématique en élévation d'un appareil' de mise en place des radiers; la figure 14 est une vue schématique en élévation latérale correspondante; la figure 15 est une vue en élévation d'un appareil de mise en place de piédroits; la figure 16 est une vue en élévation latérale correspondante; la figure 17 est une vue en élévation latérale d'un appareil de mise en place des voûtes; la figure 18 est une vue en élévation de face de ce même appareil.
Suivant le mode de réalisation choisi et représenté, en vue de
la réalisation d'une galerie hydro-électrique d'un profil théorique imposé tel que 20 (figure 1), on creuse tout d'abord une excavation 21 convenablement dégagée tout autour de ce profil. Celui-ci comprend dans le cas envisagé à titre d'exemple un fond plat 22 encadré par deux parois verticales telles que 23 et surmonté d'une voûte 24 de la forme indiquée.
Un tel profil sera réalisé suivant l'invention par un revêtement visible sur la figure 2 et comprenant des éléments de radier 25, des éléments de piédroits 26, 27 et des éléments de voûte 28. Ces éléments sont encastrés ou emboîtés les uns dans les autres ainsi qu'il sera décrit plus en détail ci-après, et l'espace 29 compris entre l'extrados de ce revêtement et le profil intérieur du rocher est rempli de béton, ce remplissage s'effectuant soit à la pelle à main soit par un transporteur à béton du genre opérant par projection à air comprimé, ou plus simplement en employant un appareil semblable aux remblayeuses utilisées dans les mines par exemple.,On pourra utiliser pour le remplissage de ces espaces hors profils sans inconvénient un béton de qualité inférieure très maigre,
tandis que les éléments de revêtement sont fabriqués avec tout le soin désirable à l'extérieur de la galerie. Il est possible d'utiliser à cet effet des moules métalliques et de réaliser, en faisant appel à la vibration, des éléments en béton,à surface lisse, armés ou non, dont la forme, l'épaisseur, l'armature et l'assemblage seront étudiés pour résister dans les meilleures conditions à la poussée du terrain.
Les figures 3 à 11 montrent les formes de réalisation adoptées pour les éléments dans le cas de l'exemple de réalisation représenté.
<EMI ID=4.1> ici par de simples dalles présentant suivant les deux bords latéraux des méplats 31, 32 servant de surface d'appui pour les éléments de piédroit, et des dégagements à mi-hauteur 33, 34 suivant leurs côtés transversaux en vue de leur emboîtement mutuel. Sur la face supérieure de chaque élément de radier se-trouvent montées des portions de rails 55 destinés à former une voie de roulage dans la galerie en construction.
Les figures 6 à 8 montrent la forme de réalisation des piédroits qui comprennent une embase 36 destinée à être posée sur les méplats 31 ou
32 des radiers, une paroi verticale 37 et un raccordement 38 entre cette paroi verticale et la surface horizontale du radier suivant le profil imposé pour la galerie. Suivant leurs bords verticaux les piédroits comportent des assemblages à tenons et mortaises 39, 40 et une rainure ou mortaise similaire 41 est ménagée suivant le bord supérieur en vue de l'emboîtement des éléments de voûte.
Ces éléments de voûte visibles sur les 'figures 9 à 11 comportent
<EMI ID=5.1>
piédroits tandis que des dégagements à mi-épaisseur 44, 45.similaires à ceux des radiers sont prévus aux extrémités de ces éléments en vue de leur emboîtement les uns dans les autres au fur et à mesure de l'avancement.
La figure 12 est une vue en plan montrant une galerie en cours de construction, le sens d'avancement; étant indiqué par la flèche A. On commence par poser une série d'éléments de radier 25 amenés sur un truc plat jusque sous un appareil de pose constitue par un pont roulant léger qui sera décrit plus en détail ci-après. Les éléments de radier sont posés sur un lit de béton maigre constitué et mis de niveau au moment de la pose. La voie de roulage de la galerie se forme au fur et à mesure de la mise en place des éléments de radier portant les rails 35.
La phase suivante est constituée par la mise en place des piédroits 26, 27 qui sont amenés deux par deux et posés en quinconce avec un décalage longitudinal entre les deux côtés égal à la longueur d'un élément de radier, chaque élément de piédroit présentant dans l'exemple de réalisation représenté une longueur égale à deux fois la longueur de l'élément de radier. Suit enfin la mise en place des voûtes 28 qui sont amenées sur des lorry plats, orientées en longueur., soulevées, tournées de 90[deg.] et emboîtées sur le bord supérieur des piédroits d'une part et sur la voûte précédemment posée d'autre part. De même longueur dans l'exemple consi-
<EMI ID=6.1>
On décrira maintenant en référence aux figures 13 à 18, les machines utilisées suivant l'invention pour la mise en place des divers éléments ainsi que certains détails des opérations de mise en place.
Les figures 13 et 14 représentent un pont léger pour la pose des radiers. Ce pont comprend une poutre centrale 50 en double T servant de support et de voie de roulage pour un chariot 51 à galets montés sur roulements à aiguilles; cette poutre est portée par deux portiques 52, 53 en treillis de dimensions tels qu'ils puissent passer à l'intérieur de la galerie terminée. Les deux jambes de chaque portique reposent sur des boggies 54 à galets montés sur roulements à aiguilles et disposées au bas d'une tige télescopique
55 susceptible d'être.fixée à une hauteur variable dans un guide 56. On forme ainsi un moyen de réglage en hauteur qui permet de poser les pieds des portiques à des hauteurs différentes.
Le dernier élément de radier posé étant figuré en 25 et le sens de l'avancement étant indiqué par la flèche B, on voit que le portique arrière 52 repose sur ce dernier élément tandis que le portique antérieur 53 est posé par un madrier 57 sur le fond de l'excavation.
<EMI ID=7.1>
<EMI ID=8.1>
cet effet sur les radiers 25 d'une part et les madriers 57 d'autre part.
Les éléments de radier ramenés en longueur jusque sous le pont roulent ainsi constitué sont soulevés par un palan (non représenté) fixé sous le chariot mobile 51, les élingues indiquées schématiquement en 60 étant soit passées autour des éléments, soit engagées dans des trous 61, 62 ménagés à cet effet dans les rails 35. Les éléments ainsi soulevés sont amenés au-dessus de leur position de,pose par roulage, tournés de 90[deg.] et mis-en place
par descente lente du palan.
Les piédroits sont amenés deux par deux par une machine représentée sur les figures 15 et 16. Cette machine comprend un wagonnet 70 destiné
à circuler sur les rails 35 de la voie de roulage des éléments de radier déjà en place. Sur la plate-forme de ce wagonnet sont montés deux chevalets 71,
72 portant chacun à la partie supérieure deux fers en U tels que 73 et 73a
<EMI ID=9.1>
75, 76. Chaque chariot comporte au milieu de sa face inférieure une crémaillè- re 77 en prise avec un pignon calé sur axe 78, lui-même commandé-par l'intermédiaire d'une chaîne 79 et d'une roue dentée 80 par une manivelle 81 d'avancement du chariot. Le chariot forme en saillie à une de ses extrémités des paliers de support 82 pour l'axe d'une poulie 83 sur laquelle passe l'élingue
84 servant à l'accrochage d'un piédroit tel que 85, l'élingue étant commandée par l'intermédiaire d'un treuil 86 à vis sans fin 87 et une manivelle 88 de mise en place du piédroit.
Pour l'amarrage du piédroit on aura ménagé par exemple deux trous dans celui-ci pour le passage de deux: tiges 90 sur lesquelles on peut accrocher de part et d'autre des boucles de l'élingue 84. Ces trous seront bouchés une fois la manoeuvre terminée.
Partant de la position représentée, on fait avancer d'abord le chariot mobile 74 en tournant la manivelle 81 jusqu'à ce que le piédroit se
<EMI ID=10.1>
méplat 91, (position montrée en traits mixtes). Le chariot peut déborder dans cette position du chevalet. Le piédroit est descendu ensuite lentement par le treuil à vis sans fin 86-87 commandé par la manivelle 88. Les petits mouvements de mise en place peuvent s'opérer par poussées à main ou à l'aide de barres.
On effectue les manoeuvres simultanément sur les deux chevalets
de l'appareil de manière à conserver l'équilibre du wagonnet 70. On place ainsi à la fois deux piédroits. Un mortier fait sur place et de faible épaisseur recouvre les joints du radier juste avant la mise en place.
L'appareil de mise en place des voûtes représenté aux figures 17 et 18 est monté comme le précédent sur un wagonnet 100 destiné à circuler sur la voie de roulage 35 de la galerie et susceptible d'être immobilisé en une position quelconque par des freins ou vérins d'immobilisation appropriés 101. Dans un bâti 102 est monté un vérin hydraulique 103 à guides 104 qui porte
sur un plateau 105 et par l'intermédiaire d'un chemin de roulement à billes une plate-forme tournante 106. Une couronne dentée 107 solidaire de cette plate-forme est en prise avec un pignon de commande 108 monté -rotatif dans une extension 109 dû plateau 105 et peut être manoeuvré par une manivelle de pivotage 110.
Sur la plate-forme tournante 106 se trouve un châssis 111 portant dans des paliers appropriés deux axes 112, 113 aux extrémités desquels sont respectivement calées deux paires de roues de support 114 et 115 à bande de roulement caoutchoutée. Sur l'un des axes, soit 112, est calé un levier 116
à manivelle 117. Le châssis 111 porte en outre dans des paliers 118, 119 les arbres de deux roues ou disques excentriques 120, 121. Ces arbres ont des bouts carrés sur lesquels sont engagés deux leviers de commande respectifs 122,
123 accouplés par une tringle 124 et pouvant être entraînés en rotation par une manivelle 125.
Les voûtes sont amenées sur des lorry plats- et en longueur sous un chevalet de transfert (non représenté) qui porte un palan permettant de soulever les voûtes une a une et de les poser sur'les roues de support 114,
115 de l'appareil de mise en place, le wagonnet 100 étant poussé à cet effet <EMI ID=11.1>
La machine poussée à bras d'homme amène la voûte jusqu'au chantier de pose. On fait tourner d'abord la voûte de 90[deg.] par pivotement de la plate-forme en agissant sur la manivelle 110, et on met en action le vérin 103 jusqu'à ce que la voûte se trouve montée à quelques centimètres au-dessus de sa côte
de pose. Si c'est nécessaire, un nouveau mouvement du wagonnet amène la voûte à quelques centimètres de la voûte précédente, et à ce moment le wagonnet
est immobilisé sur la voie 35. Un ajustage de la mise en position en largeur est permis par l'intermédiaire des roues 114 que l'on peut tourner d'un certain angle dans un sens ou dans l'autre par le levier 116 et la manivelle
117. Enfin par rotation des .excentriques 120-121 au moyen des leviers 122-
123 et la manivelle 125 dans le sens de la flèche F on soulève légèrement et on fait avancer la voûte en vue de son emboîtement sur la voûte précédente qui, dans le cas de la figure 17, est supposée se trouver à la gauche. Il suffit de baisser alors le vérin pour que la voûte soit définitivement miseen place. L'appareil de mise en place est libéré ainsi pour la pose de la voûte suivante.
Dans le cas de l'expérience effectuée à titre d'essai du procédé suivant l'invention, les éléments de radier et de voûte avaient une longueur de un mètre tandis que les piédroits étaient de deux mètres.
L'invention n'est bien entendu pas limitée au mode de réalisation choisi et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Suivant le profil et les dimensions de la galerie le revêtement pourra évidemment être réalisé par des éléments de forme et/ou en nombre différent et les appareils de mise en place adaptés en conséquence. Mnsi par exemple les piédroits pourraient se trouver supprimés avec des éléments de radier de forme concave et recevant directement des éléments de voûte; ou bien la voûte pourra être divisée en deux demi-voûtes s'emboîtant suivant une ligne de faîte, etc...
UNDERGROUND GALLERY WITH PREFABRICATED COATING.
The present invention relates to the construction of underground galleries and more particularly of hydroelectric galleries.
We know that these galleries generally have a coating
in concrete intended mainly to protect the structure against the thrust of the ground when the rock in which one is digging is fluid and the excavation tends to close. We also wear the galleries when the outfit
since the rock is good, rock falls may occur in the gallery causing damage to the development in operation; in this
case one is generally satisfied with a coating of lower thickness.
Finally, the coating of a garlery has the advantage of considerably improving the flow coefficient. In some cases,
when the raw formwork coating is rough, one does not hesitate to apply a very expensive coating intended. to make the inner wall of the gallery as smooth as possible.
The ordinary method of constructing such coatings consists of
<EMI ID = 1.1>
conforming to the exact shape of the final interior profile; we then fill in
concrete the space between the upper surface of the formwork and the inner profile of the rock., either by hand shovel or by concrete carriers.
This process has various drawbacks. Concrete is made
most often outside the gallery and its transport to the underground site over a path that can be quite long causes a partial decomposition of the concrete, the heavy elements of the aggregates falling to the bottom,
milt remaining on the surface. On the other hand, the aggregates themselves should be chosen taking into account their quality and price. The price
of aggregates becomes very high when it comes to transporting them very far from a balastière. Materials taken on site must be crushed,
which can be expensive, on the other hand the crushed materials always constitute a concrete of less good quality. For some high mountain galleries, it is difficult and costly to bring all the concrete manufacturing equipment to the work.
A significant loss of time also results from the movement of the formwork. They must be dismantled, transported and then put back in place, carefully marking their position in relation to the leveling point.
In order to avoid some of these drawbacks, it has been proposed to use metal formwork and in particular telescopic formwork which, after installation, matches the exact profile of the coating. Concrete plots have also been made to make concrete at underground work sites on site, which eliminates the inconvenience of concrete decomposition.
during transport.
In addition to the fact that these installations are quite expensive and difficult to use, there still remains a very serious drawback which is
the considerable expenditure of concrete due to the irregularity of the outside profiles. During the perforation it often happens that the texture of the rock creates significant hollows well beyond the theoretical external profile.
excavation; it is very expensive to fill these hollows with the heavily dosed coating concrete. It is common to see the volume of concrete per linear meter doubled and even tripled as a result of the existence of off-profiles.
On the other hand, a coating formed of segments small enough to be handled was used for the lining of certain mine galleries.
<EMI ID = 2.1>
There lay a kind of masonry intended to hold the grounds having a tendency to flow. A similar process applied in the construction of certain sewers using larger segments installed using a machine consisting of an arm controlled by a rack. These processes are not suitable for the construction of hydroelectric galleries because of the excessive development of joints per linear meter of gallery, which leads to pressure drops for the flow of water, which admissible in sewers, are unacceptable in a hydro-electric gallery. Finally, it would not be possible to achieve with the identical segments used in these processes the various forms of gallery that the hydraulic engineers have to design.
The object of the present invention is a process for the construction of galleries making it possible to avoid the difficulties indicated, to produce a coating of certain quality using a rapid and economical installation technique, easily adapting to the most places and forms. various and in particular to the construction of hydro-electric galleries of high mountain.
The process according to the invention consists essentially in constituting the coating with prefabricated elements, transported and placed on the site, and in filling the space remaining between the upper surface of these elements and the excavation with lean concrete. The prefabricated elements are nested within each other and given a surface area such that the total length of the joints per linear meter does not exceed double the perimeter of the gallery.
The elements according to the invention can therefore be manufactured at the most favorable location, in an assembly site near a balastière giving good quality rolled aggregates. Established to resist the thrust of the ground, they can be armed or not, mass-produced, vibrated and pervibrated correctly. The coating will thus benefit from all the qualities of industrial concrete produced under the best possible conditions. In any case, for the project manager, it is easier to control the production of such concrete than that of concrete prepared in a gallery that is difficult to access.
The difficulty of off-profiles is also eliminated owing to the fact that their filling is carried out with a concrete which can be very thin and inexpensive; the quality of this concrete is practically indifferent since it is not on it that the solidity of the structure rests, its role is simply to distribute the thrust of the ground on the upper surface of the coating.
The invention also relates to the coating elements intended for the implementation of this method as well as the devices used for their installation.
According to the invention, the coating will comprise raft elements extending over the entire width of the gallery and surmounted by one or more other surface elements such that the length of joints per linear meter does not exceed double the perimeter of the gallery.
More generally, the profile to be produced being divided into a small number, ie two to four for example, of fractions, each element reproduces over a chosen elementary length such a profile fraction.
Thus, in an exemplary embodiment, this number being taken equal to four, the piers themselves surmounted by vault elements are placed and aligned on either side of the rafters.
The edges of the elements form assemblies allowing their fitting into each other as and when they are put in place.
Such elements can be put in place by relatively simple lifting devices, one embodiment of which will be described below and which can advantageously circulate, as can the vehicles used to transport the elements to the site, on a track. rolling-mounted on the rafts.
An experiment attempted in a mountain site has shown that the process is easy to implement and easily allows the installation of
20 to 30 meters of elements per day.
When the elements are in place the interior appearance of the gallery is smooth, since it is easy to achieve with metal molds and vibration concrete elements with a smooth surface. The joints finished with mortar are few in number, as indicated.
The characteristics and advantages of the invention will moreover emerge from the description which follows of a chosen embodiment.
by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 shows in section a gallery dug in the rock with an indication of a theoretical profile to be produced; Figure 2 is a cross-sectional view of the completed gallery; Figure 3 is a plan view of a raft element; Figure 4 is a sectional view along the line IV-IV of Figure 3; Figure 5 is an elevational view of the raft element; Figure 6 is an end view of a side wall element; Figure 7 is a front elevational view of this element; Figure 8 is a sectional view along the line VIII-VIII of Figure 7; Figure 9 is an elevational view of an arch member; FIG. 10 shows this element, in plan seen from the bottom;
Figure 11 is a sectional view taken on line XI-XI of <EMI ID = 3.1> Figure 12 is a plan view of the gallery under construction; FIG. 13 is a diagrammatic elevation view of an apparatus for placing the rafts; Figure 14 is a corresponding schematic side elevational view; FIG. 15 is an elevational view of an apparatus for setting up piers; Figure 16 is a corresponding side elevational view; Figure 17 is a side elevational view of an arch placement apparatus; Figure 18 is a front elevational view of the same apparatus.
According to the embodiment chosen and shown, with a view to
the realization of a hydroelectric gallery of a theoretical profile imposed such as 20 (figure 1), one first digs an excavation 21 suitably cleared all around this profile. This comprises, in the case considered by way of example, a flat bottom 22 framed by two vertical walls such as 23 and surmounted by a vault 24 of the shape indicated.
Such a profile will be produced according to the invention by a coating visible in FIG. 2 and comprising raft elements 25, side wall elements 26, 27 and vault elements 28. These elements are embedded or fitted into each other. as will be described in more detail below, and the space 29 between the upper surface of this coating and the internal profile of the rock is filled with concrete, this filling being carried out either with a hand shovel or by a concrete transporter of the type operating by compressed air spraying, or more simply by using a device similar to the backfillers used in mines for example., We can use for the filling of these spaces outside profiles without inconvenience a very inferior quality concrete skinny,
while the cladding elements are manufactured with all the desirable care outside the gallery. It is possible to use metal molds for this purpose and to produce, by using vibration, concrete elements with a smooth surface, reinforced or not, whose shape, thickness, reinforcement and assembly will be studied to resist under the best conditions to the thrust of the ground.
Figures 3 to 11 show the embodiments adopted for the elements in the case of the exemplary embodiment shown.
<EMI ID = 4.1> here by simple slabs having, along the two lateral edges, flats 31, 32 serving as a bearing surface for the side-wall elements, and clearances at mid-height 33, 34 along their transverse sides in view of their mutual interlocking. On the upper face of each raft element are mounted portions of rails 55 intended to form a rolling track in the gallery under construction.
Figures 6 to 8 show the embodiment of the side walls which include a base 36 intended to be placed on the flats 31 or
32 of the rafters, a vertical wall 37 and a connection 38 between this vertical wall and the horizontal surface of the raft according to the profile imposed for the gallery. Along their vertical edges, the piers comprise tenon and mortise assemblies 39, 40 and a similar groove or mortise 41 is formed along the upper edge for the purpose of interlocking the vault elements.
These vault elements visible in Figures 9 to 11 comprise
<EMI ID = 5.1>
piers while clearances at mid-thickness 44, 45.similar to those of the rafters are provided at the ends of these elements with a view to their fitting into each other as and when advancing.
FIG. 12 is a plan view showing a gallery under construction, the direction of advance; being indicated by the arrow A. We begin by laying a series of raft elements 25 brought on a flat piece to under a laying device constituted by a light overhead crane which will be described in more detail below. The raft elements are laid on a bed of lean concrete formed and leveled at the time of laying. The gallery's rolling track is formed as the raft elements carrying the rails 35 are put in place.
The next phase consists of the installation of the side walls 26, 27 which are brought two by two and staggered with a longitudinal offset between the two sides equal to the length of a raft element, each side wall element having in the exemplary embodiment represented a length equal to twice the length of the raft element. Finally follows the installation of the vaults 28 which are brought on flat lorry, oriented in length., Raised, turned 90 [deg.] And fitted on the upper edge of the side walls on the one hand and on the vault previously placed in 'somewhere else. The same length in the example considered
<EMI ID = 6.1>
With reference to FIGS. 13 to 18, the machines used according to the invention for the installation of the various elements will now be described, as well as certain details of the installation operations.
Figures 13 and 14 show a light bridge for laying the rafters. This bridge comprises a central beam 50 in double T serving as a support and as a rolling track for a carriage 51 with rollers mounted on needle bearings; this beam is carried by two porticos 52, 53 in latticework of dimensions such that they can pass inside the finished gallery. The two legs of each gantry rest on bogies 54 with rollers mounted on needle bearings and arranged at the bottom of a telescopic rod
55 capable of being fixed at a variable height in a guide 56. A height adjustment means is thus formed which allows the legs of the gantries to be placed at different heights.
The last slab element installed being shown at 25 and the direction of travel being indicated by arrow B, it can be seen that the rear gantry 52 rests on this last element while the front gantry 53 is placed by a plank 57 on the bottom of the excavation.
<EMI ID = 7.1>
<EMI ID = 8.1>
this effect on the slabs 25 on the one hand and the planks 57 on the other hand.
The raft elements brought back in length to under the rolling bridge thus formed are lifted by a hoist (not shown) fixed under the mobile carriage 51, the slings indicated schematically at 60 being either passed around the elements or engaged in holes 61, 62 provided for this purpose in the rails 35. The elements thus lifted are brought above their position, laying by rolling, turned by 90 [deg.] And put-in place
by slow descent of the hoist.
The side walls are brought in two by two by a machine shown in Figures 15 and 16. This machine comprises a wagon 70 intended
to circulate on the rails 35 of the rolling track of the raft elements already in place. On the platform of this wagon are mounted two trestles 71,
72 each carrying at the top two U-shaped irons such as 73 and 73a
<EMI ID = 9.1>
75, 76. Each carriage comprises in the middle of its lower face a rack 77 engaged with a pinion wedged on axis 78, itself controlled by means of a chain 79 and a toothed wheel 80 by a crank 81 for advancing the carriage. The carriage protrudes at one of its ends support bearings 82 for the axis of a pulley 83 on which the sling passes.
84 used for hooking up a side wall such as 85, the sling being controlled by means of a worm 87 winch 86 and a crank 88 for setting up the side wall.
For the mooring of the side wall, for example, two holes will have been made in the latter for the passage of two: rods 90 on which one can hang on either side of the loops of the sling 84. These holes will be plugged once the maneuver completed.
Starting from the position shown, the movable carriage 74 is first advanced by turning the crank 81 until the pedestal is
<EMI ID = 10.1>
flat 91, (position shown in phantom lines). The carriage can overflow in this position of the easel. The side wall is then lowered slowly by the worm winch 86-87 controlled by the crank 88. The small positioning movements can be made by hand pushes or using bars.
The maneuvers are carried out simultaneously on the two trestles
of the apparatus so as to maintain the balance of the car 70. Two side walls are thus placed at the same time. A mortar made on site and of low thickness covers the joints of the raft just before installation.
The apparatus for placing the arches shown in FIGS. 17 and 18 is mounted like the preceding one on a wagon 100 intended to travel on the rolling track 35 of the gallery and capable of being immobilized in any position by brakes or Appropriate immobilization cylinders 101. In a frame 102 is mounted a hydraulic cylinder 103 with guides 104 which carries
on a plate 105 and by means of a ball bearing raceway, a rotating platform 106. A toothed ring 107 integral with this platform is engaged with a control pinion 108 mounted to rotate in an extension 109 had plate 105 and can be maneuvered by a pivoting crank 110.
On the rotating platform 106 is a frame 111 carrying in appropriate bearings two pins 112, 113 at the ends of which are respectively wedged two pairs of support wheels 114 and 115 with rubberized tread. On one of the axes, i.e. 112, is a lever 116
crank 117. The frame 111 also carries in bearings 118, 119 the shafts of two wheels or eccentric discs 120, 121. These shafts have square ends on which are engaged two respective control levers 122,
123 coupled by a rod 124 and can be driven in rotation by a crank 125.
The arches are brought on flat lorry and in length under a transfer trestle (not shown) which carries a hoist making it possible to lift the arches one by one and place them on the support wheels 114,
115 of the positioning device, the wagon 100 being pushed for this purpose <EMI ID = 11.1>
The machine, pushed by a man's arm, brings the vault to the laying site. The arch is first rotated by 90 [deg.] By pivoting the platform by acting on the crank 110, and the actuator 103 is activated until the arch is raised a few centimeters at the above its coast
deposit. If necessary, a new movement of the wagon brings the vault a few centimeters from the previous vault, and at this time the wagon
is immobilized on the track 35. An adjustment of the position in width is allowed by means of the wheels 114 which can be turned by a certain angle in one direction or the other by the lever 116 and the crank
117. Finally, by rotating the eccentrics 120-121 using levers 122-
123 and the crank 125 in the direction of the arrow F one raises slightly and one advances the vault with a view to its engagement on the preceding vault which, in the case of figure 17, is supposed to be on the left. It suffices then to lower the jack so that the vault is definitively in place. The placement device is thus released for the laying of the next arch.
In the case of the experiment carried out as a test of the process according to the invention, the raft and vault elements had a length of one meter while the piers were two meters.
The invention is of course not limited to the embodiment chosen and shown which has been given only by way of example. Depending on the profile and the dimensions of the gallery, the covering could obviously be produced by elements of different shape and / or number and the fitting devices adapted accordingly. Mnsi for example the piers could be removed with raft elements of concave shape and directly receiving vault elements; or else the vault could be divided into two half-vaults fitting together following a ridge line, etc ...