[deg.]'Procédé et dispositif de construction d'ouvragea souterraine, tel qu'un tunnel, une galerie, notamment dans un sol aquifère, et ouvrages
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procédé et un dispositif de construction d'ouvrage souterrain tel qu'un tunnel, une galerie ou analogue dans le sol.
EU* a plus particulièrement pour objet un procédé et un dispositif pour la construction d'ouvrage souterrain dans un sol aquifère, meuble
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zone urbaine, et entraînant une perturbation de l'activité en surface pendant une période minimale.
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terrains par exemple pour construire un tunnel routier, des galeries de métro ou des tunaela ou galeries pour tout autre usage. Cea procédés connus peuvent être classés en deux types, à savoir, un premier type de procédé consistant à creuser une tranchée à ciel ouvert et à construire les parois de l'ouvrage souterrain dans cette tranchée puis reboucher celle-ci, et un deuxième type de procédé consistant à partir d'une fosse
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dans cette galerie les parois du tunnel. Le premier type de procédé entraîne une grande perturbation de l'activité de surface, et demande notassent lorsque l'on doit creuser la tranchée daM un sol aquifère, meuble ou friable des dispositifs importante soit pour éliminer l'eau d'infiltration soit pour étançonner ses parois verticales pour éviter tout éboulement de la. galerie pendant la construction des parois du tunnel.
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ou friable est très difficile selon le aecond type de procédé. fil effet, le creusement d'une galerie souterraine en sol aquifère, meuble ou friable présente de grands risques d'éboulement, ou d'envahissement par le" eaux de cette galerie. Donc, la réalisation d'un ouvrage souterrain
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un procédé du second type.
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par la construction dîna une zone urbaine c'est-à-dire avec un minimum de perturbations de l'activité en surface, d'un ouvrage souterrain tel qu'une galerie pour un métro, à faible profondeur*
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tion d'ouvrage souterrain tel qu'un tunnel, une galerie ou analogue, notamment due un sol aquifère, meuble ou friable qui consiste * creuser une tranchée à ciel ouvert, puis à construire dans ladite tranchée les
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téria6 en ce qu'il consiste à déplacer, simultanément au creusement de
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en surface
à disposer dans une partie de ladite enceinte au moins un élément préfabriqué formant l'ouvrage souterrain pour former ainsi une enceinte sensiblement étanche vis-à-via de la tranchée ;
à rendre solidaire ledit élément préfabriqué avec un élément paréfabriqué précédemment posé dans ladite tranchée ;
à poursuivre le creusement de la tranchée simultanément avec le déplacement de ladite enceinte sur une distance suffisante pour permettre la pose d'un nouvel élément préfabriqué ;
à répéter les opérations précédentes autant de fois que nécessaire pour la réalisation de l'ouvrage souterrain ; et
à boucher la tranchée contenant lesdits éléments préfabriquée
ri assemblés sensiblement immédiatement en aval de ladite enceinte formant bouclier.
Ainsi, l'enceinte formant bouclier définit avec les éléments préfabriqués disposés dans la tranchée, une galerie étanche par rapport à l'ils.. térieur de la tranchée et donc, les eaux d'infiltration et les éboulis
ne pourront pénétrer à l'intérieur des éléments préfabriquées. De plus,
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son formant bouclier n'est absolument pas gênée par les éboulis ou infiltration d'eaux.
Selon une caractéristique de l'invention, l'avancement de la machine à creuser et de l'enceinte formant caisson ou bouclier précité est
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terrain déjà mis en place dans la tranchée.
Avantageusement, l'espace périphérique défini entre les parois de la tranchée et les éléments préfabriquée mis en place eet rempli au moyen d'un matériau tel qu'un coulis, béton, par exemple, de préférence, à partir de l'intérieur desdits éléments préfabriquée :positionnée.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'enceinte formant caleçon ou bouclier est déplacée dans la tranchés par rapport aux éléments préfabriquée; précités disposés à l'intérieur de ladite enceinte de manière coulissante et étanche..
Par ailleurs, selon le procédé de l'invention, on peut disposer dans ladite enceinte formant caisson ou bouclier un ou plusieurs élé-
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supérieur formant des galeries pour le passage des égouts, canalisations
l d'eaux, de gaz ou analogues, câbles électriques, de télécommunication ou analogues.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus qui comprend une machine de creusement d'une tranchée avec ses moyens d'actionnement, des moyens pour évacuer la terre ainsi extraite, des moyens de terrassement pour refermer la tranchée après construction de l'ouvrage souterrain, caractérisé en ce que le dispositif comprend un caisson formant bouclier de largeur sensiblement égale à la largeur de la tranchée, et comportent au moins une paroi avant, un fond et des parois latérales, ladite machine de creusement étant montée sur ledit caisson en amont de ladite paroi avant de celui-ci, des moyens pour déplacer et poser un à un les éléments préfabriqués formant l'ouvrage souterrain dans ledit caisson, et des moyens pour faire avancer ledit caisson simultanément à l'avancement du front de taille de la tranchée.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le caisson précité a une chambre arrière de longueur supérieure à la longueur d'un élément préfabriqué précité, et a avantageusement une chambre avant formant chambre des machines et chambre de commande et dans laquelle sont Ilotement disposés les moyens précités d'actionnement de la machine à creuser, et les moyens précités pour faire avancer ledit caisson.
Selon encore une autre caractéristique de l'invention, au moins
un joint périphérique glissant est monté sur la surface interne de la chambre arrière du caisson, de préférence au voisinage de l'extrémité arrière de celui-ci, pour ainsi avoir une liaison étanche avec la surface externe de l'élément préfabriqué disposé dans ledit caisson pendaat l'avancement de celui-ci.
j Avantageusement, la chambre arrière précitée du caisson comprend des moyens de maintien et de positionnement des éléments préfabriqués précités, constitués, par exemple, par des cylindres pneumatiques, hydrauliques plats disposés notamment dans le fond et les parois latérales de ladite chambre arrière.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la chambre avant dudit caisson comprend un toit de préférence amovible, tandis que la chambre arrière comporte un toit ouvrant, du type pont-levis.
Par ailleurs, les parois latérales du caisson font saillie en dehors de la tranchée et comprennent sur leur face externe une membrane souple et élastique telle qu'une peau pour épouser les parois latérales de la tranchée.
De préférence, les moyens de déplacement des éléments préfabriquée sont des moyens de manutention mobiles télé que des grues, ponteroulants ou portiques ou analogues, et le dispositif comprend un moyen mobile pour l'acheminement et le coulage de matériaux tels que béton, coulis ou analogues, avantageusement à partir de l'intérieur de l'ouvra-
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qués et posés.
la présente invention a également pour objet un ouvrage souterrain obtenu par le procédé et le dispositif décrit ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristique", détail et avantages de celle-ei apparaîtront plue clairement au coure de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessine schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple, illustrant un mode de réalisation de l'invention, et due lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique illustrant le chantier pour la construction d'un ouvrage souterrain selon le procédé de l'invention; <EMI ID=17.1> 1 illustrant le dispositif de l'invention, le moyen de manutention de
l'élément préfabriqué représenté à la figure 1 étant supprimé ;
- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne ;
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- la figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 3 ; et
- la figure 5 est une vue en coupe transversale selon la ligne
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vention qui permet de construire un ouvrage souterrain au moyen d'éléments préfabriqués 1, 2 notamment dans un sol aquifère, meuble ou friable.
Ce dispositif comprend un ensemble 3 appelé tunnelier disposé contre le front de taille 4 de la tranchée et se déplaçant dans celle-ci simul-
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Ce tunnelier 3 comprend une machine 5 de creusement de la tranchée et un caisson 6 formant bouclier.
Selon l'invention, ce caisson 6 comprend au moins une paroi avant ou frontale 7, des parois latérales 8, 9 et un fond 10 pour ainsi définir une enceinte isolée et éviter, par exemple que les éboulie des parois verticales ou l'eau d'infiltration pénètrent à l'intérieur de l'enceinte et donc dans l'ouvrage souterrain comme cela apparaîtra, plus clairement par la suite.
la machine $ de creusement est, dans le mode de réalisation illus-
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11 oour ainsi avoir un front de taille 4 égal à la largeur de la tranchée à réaliser. Cette machine de creusement 5 est disposée en amont de la face fronte 7 en avant du caisson 6 et est fixée avantageusement sur les parois latérales de celle-ci.
Dans le mode de réalisation de l'invention, l'avancement de la machine à creusement 5 est provoqué par les moyens d'avancement du caisson 6 décrit ci-dessous.
Le caisson 6, dans le mode de réalisation préféré de l'invention, comprend deux chambres juxtaposées 12, 13 séparées entre elles par une cloison 14. la première chambre 12 dite chambre avant est située immédiatement en aval de la cloison frontale 7 du caisson 6 et comprend par exemple la salle des machines et la salle de commande du tunnelier 3. la seconde chambre 13 dite chambre arrière ne comprend pas de paroi arrière et a une longueur supérieure à la longueur d'un élément préfabriqué 1,2.
Comme illustré à la figure 3, la chambre arrière 13 comprend un joint 15 périphérique glissant disposé sur la surface interne du fond
10 et au moins les parois latérales 9 et 8 du caisson 6, de préférence au voisinage de l'extrémité arrière de la chambre 13. Ainsi, l'intérieur de la chambre 13 est isolé vis-à-vis de l'environnement extérieur et notamment de l'intérieur de la tranchée d'une part par le fond 10 et les parois latérales 8, 9 et d'autre part par les éléments préfabriqués 1, 2 posés dans la tranchée en contact avec le joint d'étanchéité 15. De plue, comme ce joint est un joint glissant, le tunnelier 3 pourra
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servant l'étanchéité de la chambre 13 vis-à-vis de l'intérieur de la tranchée.
les moyens pour déplacer le tunnelier 3 sont constitués par des cylindres 16 hydrauliques ou pneumatiques, de préférence des vérins hydrauliques disposés dans la chambre 12 et dont l'extrémité 16a de la tige de vérin vient prendre appui contre, par exemple l'extrémité des éléments préfabriqués 1, 2 posés et fixés dans la tranchée pour ainsi, par réaction faire avancer le tunnelier 3.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, la chambre avant 12 comprend un toit 17 monté avantageusement de manière amovible pour ainsi assurer la sécurité du personnel en surface et protéger la salle des machines ainsi que la salle de commande. la chambre arrière 13, quant à elle est recouverte par un toit 18 ouvrant de manière pivotante autour d'un axe 19 en forme de pont-levis pour ainsi permettre la descente des éléments préfabriqués 1, 2 dans cette chambre 13 comme illustré à la figure 1.
Avantageusement , les parois 8, 9 et 10 du caisson 6 sont blindées. Toutefois, ces parois doivent présenter une résistance suffisante à la déformation pour résister aux efforts exercés par le sol sur les parois
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poids des éléments préfabriqués 1, 2.
De plus, les cylindres plats 20, pneumatiques ou hydrauliques, tels que des vérins hydrauliques plats sont disposés dans la paroi 10 de fond de la chambre 13 et, avantageusement dans les parois latérales 8, 9 de cette chambre 13 pour maintenir et positionner l'élément préfabriqué 1,
2 descendu dans cette chambre 13 pour ainsi permettre et facilier sa liaison avec l'élément préfabriqué 1, 2 précédent déjà posé dans la tranchée, au moyen de chevilles 2la et d'orifices correspondants 21b prévus <EMI ID=26.1>
briqués 1, 2.
Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 à 5, l'ouvrage souterrain à fabriquer comprend une galerie inférieure 22 qui permettra par exemple le passage d'une route, d'un métropolitain, ou qui sera utilisée pour tout autre usage, et d'une seconde galerie supérieure 23 notamment utilisée pour la mise en place des canalisations d'égouts, d'alimentation en eau, alimentation en gaz, des câbles d'électricité,
de télécommunication ou analogues. La galerie inférieure 22 est formée au moyen des éléments préfabriqués 1 mis bout à bout, tandis que la galerie supérieure 23 est formée par les éléments préfabriqués 2 dispo-
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La forme, la dimension de ces éléments préfabriqués sont fonction de l'ouvrage souterrain construit et peuvent être quelconques.
Comme illustré sur la figure 1, le chantier comprend également des
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constitué par exemple par un engin de chargement 24 à bande transporteuse qui déverse les déblais remontés en surface dans un camion 25, des moyens
26 pour déplacer depuis une aire de stockage et amener au-dessus de la chambre 13 ouverte les éléments préfabriqués 1, 2, des moyens 27 pour amener un matériau tel que du béton, un coulis ou analogue pour le remplissage de l'espace périphérique 28 existant entre les bords de la tranchée et les éléments périphériques 1, 2 et enfin des moyens de terrassement (non illustrés) pour boucher la tranchée après que les éléments préfabriqués 1, 2 aient été posés et scellés dans celle-ci, pour ainsi permettre le rétablissement de l'activité de surface.
Dans le mode de réalisation illustré, et comme cela est visible à la figure 1, la chambre 12 comprend une salle des machines 12a, un espace 12b dans lequel sont disposée les pompes hydrauliques et un réservoir d'huile pour le fonctionnement des vérins hydrauliques.
Egalement, le caisson 6 peut être divisé en deux étages superposés, comme illustré à la figure 4 par une plate-forme 31 et munis, par exemple, de barrières 29 formant garde-corps.
On décrira maintenant le procédé de construction d'un ouvrage souterrain selon l'invention.
Le procédé de l'invention permet de réaliser un ouvrage souterrain tel qu'un tunnel, notamment à faible profondeur, au moyen d'éléments préfabriqués, avec une durée de perturbation de l'activité de surface réduite au minimum donc pouvant être mise en oeuvre en zone urbaine.
Le procédé de l'invention est plus particulièrement adapté pour la construction d'un ouvrage souterrain dans un terrain aquifère, meuble ou friable en permettant de construire ledit tunnel en maintenant constamment l'intérieur de celui-ci isolé du milieu environnant.
Avec le procédé de l'invention, on commence la construction de l'ouvrage souterrain à partir d'un puits d'accès dans lequel est descendu le tunnelier 3. A partir de ce puits d'accès, et par avancement du tunnelier 3 simultanément au front de taille 4 de la tranchée, les éléments préfabriqués 1, 2 sont disposés dans celle-ci et assemblés ensemble selon les étapes suivantes.
Quand le tunnelier 3 a progressé sous l'action de poussée des vérins 16 prenant appui sur l'extrémité des éléments préfabriqués 1,
/ 2 déjà posés dans la tranchée, d'une distance égale ou supérieure à la longueur d'un élément préfabriqué 1, 2, le creusement de la tranchée est arrêté pour permettre la mise en place de nouveaux éléments préfabriqués 1, 2.
A cet effet, on amène au-dessus de l'ouverture supérieure de la chambre 13 un élément préfabriqué 1 au moyen du portique mobile 26. Le portique 26 peut être positionné correctement au-dessus de la chambre
13 par le fait que le caisson 6 comprend une surface de roulement supérieure constituée par le toit 17 et le pont-levis 18 en position fermée.
L'élément préfabriqué la est alors descendu dans la fosse 13 et posé sur les vérins plats 20 comme illustré à la figure 3. Après positionnement de l'élément préfabriqué la au moyen des vérins 20, celui-ci est lié à l'élément préfabriqué 1 précédemment posé, par tout dispositif convenable et notamment sous la poussée des vérins inférieurs 16. Avantageusement, les vérins supérieurs 16 prennent appui sur la surface de référence formée par l'extrémité de l'élément préfabriqué 2 précédemment posé.
Après fixation de l'élément préfabriqué la et rétraction des vérins supérieurs 16 un élément préfabriqué 2a est amené au-dessus de la fosse
13 puis posé sur l'élément la et lié à l'élément précédent 2 selon un procédé analogue à la pose de l'élément la.
Le creusement d'une nouvelle longueur de tranchée est alors réalisé
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hydrauliques 16 sur les éléments préfabriquée la, 2a, et par rotation des chaînes 5a à 5h à raclettes. Pour facilier le creusement de la tran-
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w l'avancement du tunnelier 3 et donc du caisson 6, la chambre 13 sera toujours maintenue isolée de l'intérieur de la tranchée étant donné que le joint glissant 15 est constamment en contact avec la surface externe des éléments préfabriqués 1, 2.
Pendant l'avancement du tunnelier 3, on injecte dans l'espace périphérique 28 défini entre les bords de la tranchée et les éléments préfabriquée 1, 2 un matériau tel que du béton ou un coulis ou analogue adapté à la nature du terrain et dont le temps de durcissement est adapté à la vitesse d'avancement du tunnelier 3 pour ainsi fixer les éléments préfabriqués 1, 2 dans la tranchée. Ce béton ou coulis est amené ou alimenté
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de l'ouvrage souterrain de préférence.
Le toit du tunnel est également recouvert par une couche de matériau stabilisé 32 tel que du sable stabilisé, au fur et à mesure de l'avancement du chantier pour ainsi permettre le rétablissement de l'activité de surface, et par exemple la réfection de la voierie. Par ailleurs, pendant
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nelier 3 lui-même, au niveau du front de la fouille par, par exemple, l'utilisation d'une boue thixotrope et latéralement par les parois latérales de l'enceinte 6. Avantageusement, les parois latérales 8, 9 comportent sur leur face externe une membrane souple et élastique 30 telle qu'une peau qui épouse la surface des parois latérales de la tranchée.
Des vérins hydrauliques 16 assurant la progression du tunnelier par poussée sur les extrémités des éléments préfabriqués 1, 2 déjà posés ou
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séparément pour assurer le guidage du tunnelier.
Le procédé et le dispositif de l'invention permettent donc de réaliser un ouvrage souterrain en milieu urbain avec une durée de pertur- bation minimum de l'activité de surface. De plus, comme le caisson 6
forme un bouclier et isole constamment l'intérieur de 1' ouvrage coûter- rain construit de la fouille et donc évite toute pénétration d'eau, de remblais dans l'ouvrage souterrain, il est possible de construire un tel
ouvrage dans des sols aquifères, meubles et friables en supprimant l'utilisation de pompes d'évacuation d'eau ou d'étayage important. Bien
entendu, il est important que le tunnelier 3 soit relativement lourd
pour éviter qu'il flotte.
Par ailleurs, le dispositif et le procédé de l'invention permettent de creuser des tunnels de forme quelconque par exemple rectangulaire,
circulaire.
Un autre avantage du procédé de l'invention est dans le fait qu'il
permette de construire un ouvrage souterrain dans une rue étroite, étant ,
donné que les moyens, véhicules ou appareils 24, 25, 26 évoluant en surface, se déplacent soit sur le toit de l'ouvrage souterrain construit
soit en amont du front de taille 4. Donc aucun accès latéral au chantier
n'est nécessaire.
Il est bien évident qu'il est possible de réaliser avec le procédé
et le dispositif de l'invention des ouvrages souterrains formée par un
seul élément préfabriqué ou plusieurs éléments préfabriqués disposés
côte à côte ou superposés.
Il est également possible d'utiliser sans pour cela sortir du cadre
de l'invention, d'autres moyens de manutention 26 des éléments préfabriquée 1, 2, moyens 24, 25 d'évacuation des déblais, et moyens 27 d'alimentation en béton ou coulis dans l'espace périphérique 28. Il est également
possible d'alimenter le coulis ou le béton dans l'espace périphérique 28 depuis l'extérieur de l'ouvrage souterrain.
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son 6 fassent saillie hors de la tranchée pour éviter toute chute de remblais dans le caisson 6.
REVENDICATIONS.
1) Procédé de construction d'ouvrage souterrain tel qu'un tunnel,
une galerie ou analogue, notamment dans un sol aquifère, meuble ou friable, consistant à creuser une tranchée à ciel ouvert, puis à construire dans ladite tranchée les parois dudit ouvrage souterrain et enfin à refermer la tranchée, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer, simultanément au creusement de la tranchée, en aval immédiat de la machine
à creuser, une enceinte formant caisson ou bouclier ne comportant pas de paroi arrière et ouverte en surface ; à disposer dans une partie de
ladite enceinte au moine un élément préfabriqué formant l'ouvrage souterrain pour former ainsi une enceinte sensiblement étanche vis-à-vis
de la tranchée ; à rendre solidaire ledit élément préfabriqué avec 'Un élément préfabriqué précédemment posé dans ladite tranchée ; à poursuivre le creusement de la tranchée simultanément avec le déplacement de ladite enceinte formant caisson sur une distance suffisante pour permettre la poae d'un nouvel élément préfabriqué ; à répéter les opérations
<EMI ID=35.1>
ge souterrain ; et à boucher la tranchée contenant lesdits éléments préfabriquée assemblés sensiblement immédiatement en aval de ladite enceinte formant bouclier.
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[deg.] 'Method and device for constructing an underground work, such as a tunnel, a gallery, especially in an aquifer, and works
<EMI ID = 1.1> <EMI ID = 2.1>
method and device for constructing an underground structure such as a tunnel, a gallery or the like in the ground.
EU * relates more particularly to a method and a device for the construction of an underground structure in an aquiferous, loose soil
<EMI ID = 3.1>
urban area, and causing disruption of surface activity for a minimum period.
<EMI ID = 4.1>
land for example to build a road tunnel, metro galleries or tunaela or galleries for any other use. These known processes can be classified into two types, namely, a first type of process consisting in digging an open trench and in constructing the walls of the underground structure in this trench then filling it up, and a second type of process from a pit
<EMI ID = 5.1>
in this gallery the walls of the tunnel. The first type of process leads to a great disturbance of the surface activity, and demands particularly when it is necessary to dig the trench in an aquiferous, loose or friable soil, important devices either to eliminate the infiltration water or to prop up its vertical walls to avoid any rock fall. gallery during the construction of the tunnel walls.
<EMI ID = 6.1>
or brittle is very difficult depending on the second type of process. Wire effect, the digging of an underground gallery in aquiferous, loose or friable soil presents great risks of landslides, or of invasion by the "waters of this gallery. Therefore, the realization of an underground work
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a process of the second type.
<EMI ID = 8.1>
by the construction of an urban area, that is to say with a minimum of disturbance of surface activity, of an underground structure such as a gallery for a metro, at shallow depth *
<EMI ID = 9.1>
tion of an underground structure such as a tunnel, a gallery or the like, in particular due to an aquiferous, loose or friable soil which consists of * digging an open trench, then building in said trench the
<EMI ID = 10.1>
teria6 in that it consists in moving, simultaneously with the digging of
<EMI ID = 11.1>
<EMI ID = 12.1>
surface
having in a part of said enclosure at least one prefabricated element forming the underground structure to thereby form a substantially sealed enclosure vis-à-vis the trench;
making said prefabricated element integral with a prefabricated element previously placed in said trench;
continuing to dig the trench simultaneously with the displacement of said enclosure over a sufficient distance to allow the installation of a new prefabricated element;
to repeat the previous operations as many times as necessary for the realization of the underground work; and
plugging the trench containing said prefabricated elements
ri assembled substantially immediately downstream of said enclosure forming a shield.
Thus, the enclosure forming a shield defines, with the prefabricated elements disposed in the trench, a gallery that is watertight with respect to them .. inside the trench and therefore, the infiltration water and the scree
cannot penetrate inside the prefabricated elements. Furthermore,
<EMI ID = 13.1>
its shield form is absolutely not hampered by scree or infiltration of water.
According to a characteristic of the invention, the advancement of the digging machine and of the enclosure forming the aforementioned box or shield is
<EMI ID = 14.1>
land already set up in the trench.
Advantageously, the peripheral space defined between the walls of the trench and the prefabricated elements put in place and filled with a material such as a grout, concrete, for example, preferably from the interior of said elements prefabricated: positioned.
According to yet another characteristic of the invention, the enclosure forming underpants or shields is moved in the trenches relative to the prefabricated elements; mentioned above arranged inside said enclosure in a sliding and sealed manner.
Furthermore, according to the method of the invention, one or more elements may be placed in said enclosure forming a box or shield.
<EMI ID = 15.1>
upper forming galleries for the passage of sewers, pipes
l of water, gas or the like, electric cables, telecommunications or the like.
The invention also relates to a device for implementing the method described above which comprises a machine for digging a trench with its actuating means, means for removing the earth thus extracted, earthmoving means to close the trench after construction of the underground structure, characterized in that the device comprises a box forming a shield of width substantially equal to the width of the trench, and comprise at least one front wall, a bottom and side walls, said digging machine being mounted on said box upstream of said front wall thereof, means for moving and placing one by one the prefabricated elements forming the underground structure in said box, and means for advancing said box simultaneously with the advancement of the cutting face of the trench.
According to another characteristic of the invention, the aforementioned box has a rear chamber of length greater than the length of a prefabricated element mentioned above, and advantageously has a front chamber forming a machine chamber and control chamber and in which the islands are arranged. aforementioned means for actuating the digging machine, and the aforementioned means for advancing said box.
According to yet another characteristic of the invention, at least
a sliding peripheral seal is mounted on the internal surface of the rear chamber of the box, preferably in the vicinity of the rear end of the latter, so as to have a tight connection with the external surface of the prefabricated element disposed in said box pendaat the progress of it.
j Advantageously, the aforementioned rear chamber of the box comprises means for holding and positioning the aforementioned prefabricated elements, constituted, for example, by pneumatic, flat hydraulic cylinders arranged in particular in the bottom and the side walls of said rear chamber.
According to another characteristic of the invention, the front chamber of said box comprises a preferably removable roof, while the rear chamber comprises a sunroof, of the drawbridge type.
Furthermore, the side walls of the box protrude outside the trench and include on their external face a flexible and elastic membrane such as a skin to match the side walls of the trench.
Preferably, the means for moving the prefabricated elements are mobile handling means such as cranes, gantry cranes or gantry cranes or the like, and the device comprises a mobile means for conveying and pouring materials such as concrete, grout or the like. , advantageously from the inside of the opening
<EMI ID = 16.1>
asked and asked.
the present invention also relates to an underground structure obtained by the method and the device described above.
The invention will be better understood and other characteristics ", detail and advantages thereof will appear more clearly in the course of the explanatory description which will follow made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example, illustrating a mode for carrying out the invention, and due to which:
- Figure 1 is a schematic view illustrating the site for the construction of an underground structure according to the method of the invention; <EMI ID = 17.1> 1 illustrating the device of the invention, the means of handling
the prefabricated element shown in Figure 1 being deleted;
- Figure 3 is a longitudinal sectional view along the line;
<EMI ID = 18.1>
- Figure 4 is a cross-sectional view along the line IV-IV of Figure 3; and
- Figure 5 is a cross-sectional view along the line
<EMI ID = 19.1>
<EMI ID = 20.1>
vention which makes it possible to build an underground structure by means of prefabricated elements 1, 2 in particular in an aquiferous, loose or friable soil.
This device comprises an assembly 3 called a tunnel boring machine disposed against the cutting face 4 of the trench and moving therein simul-
<EMI ID = 21.1>
This tunnel boring machine 3 comprises a machine 5 for digging the trench and a box 6 forming a shield.
According to the invention, this box 6 comprises at least one front or front wall 7, side walls 8, 9 and a bottom 10 so as to define an isolated enclosure and avoid, for example that the collapsed vertical walls or water d 'infiltration penetrate inside the enclosure and therefore into the underground structure as will appear, more clearly later.
the digging machine $ is, in the embodiment illus-
<EMI ID = 22.1> <EMI ID = 23.1>
11 oour thus have a size 4 front equal to the width of the trench to be produced. This digging machine 5 is arranged upstream of the front face 7 in front of the box 6 and is advantageously fixed to the side walls of the latter.
In the embodiment of the invention, the advancement of the digging machine 5 is caused by the advancement means of the box 6 described below.
The box 6, in the preferred embodiment of the invention, comprises two juxtaposed chambers 12, 13 separated from each other by a partition 14. the first chamber 12 called the front chamber is located immediately downstream of the front partition 7 of the box 6 and includes for example the engine room and the control room of the tunnel boring machine 3. the second chamber 13, called the rear chamber, does not include a rear wall and has a length greater than the length of a prefabricated element 1, 2.
As illustrated in FIG. 3, the rear chamber 13 comprises a sliding peripheral seal 15 disposed on the internal surface of the bottom
10 and at least the side walls 9 and 8 of the box 6, preferably in the vicinity of the rear end of the chamber 13. Thus, the interior of the chamber 13 is isolated from the external environment and in particular from the inside of the trench on the one hand by the bottom 10 and the side walls 8, 9 and on the other hand by the prefabricated elements 1, 2 placed in the trench in contact with the seal 15. From higher, as this joint is a sliding joint, TBM 3 can
<EMI ID = 24.1>
serving the sealing of the chamber 13 vis-à-vis the interior of the trench.
the means for moving the tunnel boring machine 3 consist of hydraulic or pneumatic cylinders 16, preferably hydraulic jacks arranged in the chamber 12 and the end 16a of the jack rod coming to bear against, for example the end of the elements prefabricated 1, 2 laid and fixed in the trench so by reaction to advance the TBM 3.
In the preferred embodiment of the invention, the front chamber 12 comprises a roof 17 advantageously mounted removably so as to ensure the safety of personnel on the surface and protect the engine room as well as the control room. the rear chamber 13, for its part, is covered by a roof 18 pivotally opening around an axis 19 in the form of a drawbridge so as to allow the descent of the prefabricated elements 1, 2 into this chamber 13 as illustrated in the figure 1.
Advantageously, the walls 8, 9 and 10 of the box 6 are shielded. However, these walls must have sufficient resistance to deformation to withstand the forces exerted by the soil on the walls.
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weight of prefabricated elements 1, 2.
In addition, the flat cylinders 20, pneumatic or hydraulic, such as flat hydraulic cylinders are arranged in the bottom wall 10 of the chamber 13 and, advantageously in the side walls 8, 9 of this chamber 13 to maintain and position the prefabricated element 1,
2 lowered into this chamber 13 to thereby allow and facilitate its connection with the prefabricated element 1, 2 previous already laid in the trench, by means of dowels 2la and corresponding orifices 21b provided <EMI ID = 26.1>
brick 1, 2.
In the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 5, the underground structure to be manufactured comprises a lower gallery 22 which will allow for example the passage of a road, of a metropolitan, or which will be used for any other use, and d a second upper gallery 23 used in particular for the installation of sewer pipes, water supply, gas supply, electricity cables,
telecommunications or the like. The lower gallery 22 is formed by means of the prefabricated elements 1 placed end to end, while the upper gallery 23 is formed by the prefabricated elements 2 available
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The shape, the size of these prefabricated elements are a function of the underground structure constructed and can be any.
As illustrated in Figure 1, the site also includes
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constituted for example by a loading machine 24 with a conveyor belt which dumps the cuttings brought up to the surface in a truck 25, means
26 for moving from a storage area and bringing above the open chamber 13 the prefabricated elements 1, 2, means 27 for bringing a material such as concrete, a grout or the like for filling the peripheral space 28 existing between the edges of the trench and the peripheral elements 1, 2 and finally earthmoving means (not shown) to plug the trench after the prefabricated elements 1, 2 have been laid and sealed in it, thereby allowing the restoration of surface activity.
In the illustrated embodiment, and as can be seen in FIG. 1, the chamber 12 comprises a machine room 12a, a space 12b in which the hydraulic pumps are arranged and an oil reservoir for the operation of the hydraulic cylinders.
Also, the box 6 can be divided into two superimposed stages, as illustrated in FIG. 4 by a platform 31 and provided, for example, with barriers 29 forming railings.
The method of construction of an underground structure according to the invention will now be described.
The method of the invention makes it possible to produce an underground structure such as a tunnel, in particular at a shallow depth, by means of prefabricated elements, with a duration of disturbance of the surface activity reduced to the minimum therefore capable of being implemented. in urban areas.
The method of the invention is more particularly suitable for the construction of an underground structure in an aquiferous, loose or friable ground by making it possible to construct said tunnel while constantly maintaining the interior thereof isolated from the surrounding environment.
With the method of the invention, the construction of the underground structure is started from an access well into which the tunnel boring machine 3 has descended. From this access well, and by advancing the tunnel boring machine 3 simultaneously at the cutting face 4 of the trench, the prefabricated elements 1, 2 are arranged therein and assembled together according to the following steps.
When the tunnel boring machine 3 has progressed under the thrust action of the jacks 16 bearing on the end of the prefabricated elements 1,
/ 2 already laid in the trench, a distance equal to or greater than the length of a prefabricated element 1, 2, the digging of the trench is stopped to allow the installation of new prefabricated elements 1, 2.
For this purpose, a prefabricated element 1 is brought above the upper opening of the chamber 13 by means of the mobile gantry 26. The gantry 26 can be positioned correctly above the chamber
13 by the fact that the box 6 comprises an upper rolling surface formed by the roof 17 and the drawbridge 18 in the closed position.
The prefabricated element 1a is then lowered into the pit 13 and placed on the flat jacks 20 as illustrated in FIG. 3. After positioning the prefabricated element 1a by means of the jacks 20, the latter is linked to the prefabricated element 1 previously installed, by any suitable device and in particular under the thrust of the lower cylinders 16. Advantageously, the upper cylinders 16 bear on the reference surface formed by the end of the prefabricated element 2 previously installed.
After fixing the prefabricated element la and retracting the upper cylinders 16 a prefabricated element 2a is brought above the pit
13 then placed on the element la and linked to the preceding element 2 according to a process analogous to the laying of the element la.
The digging of a new length of trench is then carried out
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hydraulics 16 on the prefabricated elements la, 2a, and by rotation of the chains 5a to 5h with squeegees. To facilitate the digging of the tran-
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w the advancement of the tunnel boring machine 3 and therefore of the box 6, the chamber 13 will always be kept isolated from the interior of the trench since the sliding joint 15 is constantly in contact with the external surface of the prefabricated elements 1, 2.
During the advancement of the tunnel boring machine 3, a material such as concrete or a grout or the like adapted to the nature of the ground is injected into the peripheral space 28 defined between the edges of the trench and the prefabricated elements 1, 2. hardening time is adapted to the speed of advance of the tunnel boring machine 3 so as to fix the prefabricated elements 1, 2 in the trench. This concrete or grout is brought or fed
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preferably underground work.
The roof of the tunnel is also covered with a layer of stabilized material 32 such as stabilized sand, as the work progresses, thereby allowing the restoration of surface activity, and for example the repair of the roads. Furthermore, during
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nelier 3 itself, at the front of the excavation by, for example, the use of a thixotropic mud and laterally by the side walls of the enclosure 6. Advantageously, the side walls 8, 9 have on their face external a flexible and elastic membrane 30 such as a skin which follows the surface of the side walls of the trench.
Hydraulic cylinders 16 ensuring the progression of the TBM by pushing on the ends of the prefabricated elements 1, 2 already installed or
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separately to guide the TBM.
The method and the device of the invention therefore make it possible to produce an underground structure in an urban environment with a minimum duration of disturbance of the surface activity. In addition, like box 6
forms a shield and constantly insulates the interior of the costly-constructed structure from the excavation and therefore avoids any penetration of water, fill into the underground structure, it is possible to construct such a
work in aquiferous, loose and brittle soils by eliminating the use of water drainage pumps or large shoring. Good
heard, it is important that TBM 3 is relatively heavy
to prevent it from floating.
Furthermore, the device and the method of the invention make it possible to dig tunnels of any shape, for example rectangular,
circular.
Another advantage of the process of the invention is that it
allows to build an underground structure in a narrow street, being,
given that the means, vehicles or devices 24, 25, 26 moving on the surface, move either on the roof of the underground structure constructed
either upstream of the size 4 front. No lateral access to the site
is not necessary.
It is obvious that it is possible to achieve with the process
and the device of the invention of underground works formed by a
single prefabricated element or several prefabricated elements arranged
side by side or stacked.
It is also possible to use without leaving the frame
of the invention, other means of handling 26 of the prefabricated elements 1, 2, means 24, 25 for removing the cuttings, and means 27 for feeding concrete or grout into the peripheral space 28. It is also
possible to feed the grout or concrete into the peripheral space 28 from the outside of the underground structure.
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its 6 protrude out of the trench to avoid any fall of embankments in the box 6.
CLAIMS.
1) Method of constructing an underground structure such as a tunnel,
a gallery or the like, in particular in an aquiferous, loose or friable soil, consisting in digging an open trench, then in building in said trench the walls of said underground structure and finally in closing the trench, characterized in that it consists in move, simultaneously with digging the trench, immediately downstream of the machine
to dig, an enclosure forming a box or shield having no rear wall and open at the surface; to have in a part of
said enclosure to the monk a prefabricated element forming the underground structure so as to form a substantially sealed enclosure vis-à-vis
from the trench; making said prefabricated element integral with a prefabricated element previously placed in said trench; continuing to dig the trench simultaneously with the displacement of said enclosure forming a caisson over a sufficient distance to allow the poae of a new prefabricated element; to repeat the operations
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underground age; and plugging the trench containing said prefabricated elements assembled substantially immediately downstream of said shield enclosure.
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