Procédé pour l'établissement d'une galerie souterraine contenant une conduite blindée posée dans un enrobage de béton, galerie obtenue par le procédé et conduit pour sa mise en aeuvre Le présent brevet a pour objet un procédé pour l'établissement d'une galerie souterraine contenant une conduite blindée posée dans un enrobage de béton. L'expérience prouve que les pressions exter nes subies par une conduite blindée posée dans une galerie sont souvent plus, élevées que les pressions internes.
Ces pressions externes sont dues, à la pres sion de l'eau incluse dans les interstices du sol ou de la roche qui ne peut être évacuée. En conséquence, il est généralement nécessaire de prévoir l'épaisseur de la conduite blindée en fonction des pressions ex ternes auxquelles cette conduite sera soumise. Or,
le calcul montre que cette épaisseur nécessaire pour supporter les poussées externes est souvent nettement plus grande que l'épaisseur qui serait nécessaire pour supporter la pression interne. En réduisant les pous sées externes agissant sur la conduite, il serait donc possible de réduire l'épaisseur de la conduite blindée et donc de réduire son prix de revient : c'est le but que vise le procédé, objet du présent brevet ;
il est caractérisé par le fait qu'on noie au moins partielle ment dans ledit enrobage de béton, coulé entre le terrain et le blindage, un collecteur et des conduits reliés à ce collecteur, afin de provoquer une détente des pressions interstitielles et donc une réduction des pressions exercées sur les parois externes de la con duite blindée.
Le brevet a également pour objet une galerie avec conduite blindée, obtenue par ce procédé, carac térisée par le fait qu'elle comporte des conduits dis posés autour de la conduite blindée et noyés au moins partiellement dans un enrobage de béton remplissant l'espace compris entre la conduite blindée et les parois de la galerie et par le fait que ces conduits sont reliés à un collecteur également noyé dans cet enrobage de béton.
Le brevet a encore pour objet un conduit pour la mise en #uvre du procédé, caractérisé par le fait qu'il présente une paroi s'opposant au passage des grains de ciment, lors de la mise en place de l'enro bage de béton et d'injections de ciment pour renfor cer ou étancher le rocher.
Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution d'une galerie traversée par une conduite blindée et réalisée selon le procédé.
La fig. 1 est une vue en coupe longitudinale à travers la galerie et une partie du terrain.
La fig. 2 est une vue en coupe de la galerie et du terrain à l'endroit d'une faille.
La fig. 3 est une vue en coupe d'un drain annu laire.
La fig. 4 est une vue d'un, tronçon de ce drain. La fig. 5 est une vue en coupe d'un drain radial. La fig. 6 est une vue d'un tronçon de ce drain. Selon le dessin annexé, une galerie 1 est creusée dans le rocher en vue de la pose d'une conduite blindée 2. 11 est clair que cette galerie draine l'eau suintant à travers la roche.
Or, afin, d'éviter la cor rosion de la conduite 2 et pour faire collaborer le terrain à la résistance de l'ensemble, il est d'usage courant de couler un enrobage de béton 3 dans l'es pace compris entre la conduite et les parois de la galerie. Or, bien que ce béton puisse présenter une quantité de fissures, et qu'un canal collecteur 4 soit ménagé dans la masse de cet enrobage de béton celui-ci n'est pas suffisamment perméable à l'eau pour provoquer la détente des pressions interstitiel les dans les fissures.
Les mesures effectuées dans des ouvrages réalisés ont montré que cette quantité d'eau peut atteindre de 10 à 40 litres par seconde et par kilomètre de galerie. Cette quantité d'eau ne pouvant pas être évacuée à travers l'enrobage de béton, il est clair que la nappe qui se forme autour de la conduite blindée soumet celle-ci à de très for tes pressions externes qui sont généralement d'autant plus élevées que la hauteur du terrain au-dessus de la galerie est grande.
Selon le procédé décrit, on place, autour de la conduite blindée 2, des drains annulaires 5, de pré férence à une certaine distance de cette conduite, afin que ces drains soient situés dans une zone de l'enrobage de béton présentant de nombreuses fissu res. Ces drains 5 sont en une matière imputrescible et perméable à l'eau, mais ne laissant pas passer le ciment.
A cet effet, on peut utiliser des drains, dont les parois 7 sont en tissu de verre, par exemple, dont la dimension des mailles est choisie de manière -à retenir les suspensions de ciment. Ce tube, à parois non perméables au ciment, est rempli de sable 6, par exemple, afin de lui conférer sa rigidité.
Les deux extrémités de chaque drain annulaire sont fermées à l'aide d'un lien à la manière d'une saucisse et sont engagées dans. des manchons 8 du canal collecteur 4, disposé parallèlement à la con duite 2. Ce collecteur est formé d'un tube en ciment, par exemple, comportant à intervalles réguliers des ouvertures qui peuvent être obturées par des couver cles c munis desdits manchons 8. On coule alors l'enrobage de béton 3 dans, l'espace compris entre la conduite 2 et les parois de la galerie 1. Les drains 5 et le collecteur 4 sont alors noyés dans la masse de béton.
Les suspensions de ciment ne peuvent pas pénétrer à l'intérieur de ces drains, de sorte qu'il n'existe aucun risque d'obturation de ces drains par du ciment.
Dans une variante, le collecteur peut également être formé d'un tube métallique sans joint et muni des manchons 8 métalliques. Pendant la mise en place du béton et les injections de ciment, on fait passer de l'eau dans le collecteur 4, afin de laver et d'em mener, au fur et à mesure, le ciment qui pourrait éventuellement entrer dans ce collecteur par les man chons 8.
Les essais effectués ont montré que, en utilisant des drains 5 remplis de sable, tels que décrit, ces drains fonctionnent parfaitement correctement après mise en place de l'enrobage de béton 3, de sorte qu'ils sont susceptibles d'évacuer facilement l'eau de suintement drainée par la galerie.
Il est clair que, selon la nature de la roche, la distance a entre drains annulaires sera choisie plus ou moins grande, mais les calculs effectués ont mon tré que des drains de 12 à 15 cm de diamètre, placés à une distance de 5 mètres les uns des autres, per mettent d'obtenir une évacuation pratiquement com plète de l'eau drainée par la galerie ou, dans tous les cas, une évacuation suffisante pour que les pres sions exercées par l'eau sur les parois externes de la conduite blindée 2 soient inférieures aux pressions internes.
De cette manière, il est possible de prévoir l'épaisseur de la conduite blindée 2, non plus, comme jusqu'à ce jour, suffisante pour supporter les pres sions extérieures agissant sur elle, mais seulement suffisante pour résister aux pressions régnant à l'in térieur.
Les failles i traversées par la galerie sont géné ralement étanchées et consolidées par des injections de ciment. Dans le procédé décrit à l'endroit d'une faille i, la roche est forée sur une profondeur de 2 à 3 mètres à l'aide d'un fleuret, puis on introduit, dans ces forages, des drains 9 formés d'un tube rigide 10 fendu sur toute sa longueur et recouvert d'une gaine 11 en une matière imputrescible et per méable à l'eau, mais s'opposant au passage des sus pensions de ciment. Après mise en place de ces drains 9, on injecte sous pression de la manière habituelle du ciment dans le terrain, afin de consoli der celui-ci et d'étancher au moins partiellement la faille i.
De bons résultats sont obtenus à l'aide de drains 9 d'un diamètre de 3 à 4 cm dont la paroi interne 10 rigide est en. une matière synthétique résistant à la corrosion, tandis que la gaine 11 est formée d'un tube en fibre de verre dont la dimension des mailles est choisie de manière à être perméable à l'eau, mais s'opposant au passage des suspensions de ciment.
Aucune précaution spéciale ne doit être prise pour relier des drains 9 aux drains 5. Il suffit, en fait, de poser l'extrémité des drains 9 sur la surface des. drains 5 pour réaliser une liaison entre ceux-ci et obtenir l'évacuation des eaux filtrant à travers la faille i.
Dans le cas d'une zone de la galerie très mouillée mais sans faille caractérisée, on effectue une saignée circulaire dans la paroi de la galerie, puis fore plu sieurs trous radiaux, par exemple, dans lesquels on introduit des drains 9. On pose alors un ou plusieurs drains. annulaires secondaires dans la saignée et rac corde ceux-ci au collecteur 4. Ce drain annulaire secondaire est en tous points semblable aux drains annulaires 5 décrits plus haut.
Ce travail terminé, on peut remplir la saignée d'une matière connue sur le marché sous la désignation de Gunit .
Ainsi, l'eau suintant à travers le rocher est obli gatoirement captée par l'un ou, l'autre des drains radiaux ou annulaires secondaires, puisqu'il n'existe plus d'issue s'ouvrant sur la galerie. De ce qui précède, il est aisé pour tout homme du métier de se rendre compte des avantages que peut présenter, en pratique, le procédé décrit et des économies qu'il permet de réaliser, tout en assurant une grande sécurité contre des avaries, de la con duite blindée grâce à la réduction des pressions exter nes auxquelles elle est soumise.
Il est clair que de multiples variantes de mise en oeuvre du procédé peuvent être prévues, en particu lier les gaines filtrantes 7 et 11 des drains 5 et 9 peuvent être prévues en toute matière imputrescible, perméable à l'eau, mais s'opposant au passage des suspensions de ciment. En outre, le tube 10 des drains 9 peut être prévu en toute matière présentant une rigidité suffisante pour maintenir la forme du drain. Ce tube peut soit être fendu sur toute sa lon gueur, comme décrit ci-dessus, soit comporter une multitude de perforations permettant le passage de l'eau.
Il est clair que les drains 5 peuvent présenter la forme d'un anneau fermé, comme décrit et repré senté, mais peuvent également présenter la forme d'un anneau ouvert ou toute autre forme désirée et permettant de relier un ou plusieurs drains 9 au col lecteur. De même, les drains 9 sont de préférence radiaux, mais sont généralement disposés suivant des directions définies par les conditions et la nature du terrain.
Il est évident que le procédé décrit est utilisable, non seulement dans le cas de galeries horizontales, mais également et surtout dans. le cas de galeries très inclinées ou de puits.
Process for the establishment of an underground gallery containing an armored pipe laid in a concrete coating, gallery obtained by the method and conduit for its implementation The present patent relates to a process for the establishment of an underground gallery containing an armored pipe laid in a concrete cover. Experience proves that the external pressures undergone by an armored pipe laid in a gallery are often higher than the internal pressures.
These external pressures are due to the pressure of the water included in the interstices of the soil or of the rock which cannot be evacuated. Consequently, it is generally necessary to provide the thickness of the armored pipe as a function of the external pressures to which this pipe will be subjected. Gold,
the calculation shows that this thickness necessary to support the external thrusts is often significantly greater than the thickness which would be necessary to support the internal pressure. By reducing the external thrusts acting on the pipe, it would therefore be possible to reduce the thickness of the armored pipe and therefore to reduce its cost price: this is the aim of the process, the subject of this patent;
it is characterized by the fact that in said concrete coating, poured between the ground and the shielding, a collector and conduits connected to this collector are at least partially flooded in order to cause a relaxation of the interstitial pressures and therefore a reduction pressure exerted on the outer walls of the shielded pipe.
The patent also relates to a gallery with armored pipe, obtained by this process, charac terized by the fact that it comprises conduits arranged around the armored pipe and embedded at least partially in a concrete coating filling the space included between the armored pipe and the walls of the gallery and by the fact that these pipes are connected to a collector also embedded in this concrete coating.
The patent also relates to a conduit for the implementation of the process, characterized in that it has a wall opposing the passage of the cement grains, during the placement of the concrete coating. and injections of cement to reinforce or seal the rock.
The appended drawing illustrates, schematically and by way of example, an embodiment of a gallery crossed by a shielded pipe and produced according to the process.
Fig. 1 is a view in longitudinal section through the gallery and part of the land.
Fig. 2 is a sectional view of the gallery and the land at the location of a fault.
Fig. 3 is a sectional view of an annular drain.
Fig. 4 is a view of a section of this drain. Fig. 5 is a sectional view of a radial drain. Fig. 6 is a view of a section of this drain. According to the attached drawing, a gallery 1 is hollowed out in the rock with a view to laying an armored pipe 2. It is clear that this gallery drains the water seeping through the rock.
However, in order to avoid corrosion of the pipe 2 and to make the ground work together with the resistance of the assembly, it is common practice to pour a concrete coating 3 in the space between the pipe and the walls of the gallery. Now, although this concrete may have a number of cracks, and a collector channel 4 is provided in the mass of this concrete coating, the latter is not sufficiently permeable to water to cause the relaxation of the interstitial pressures. them in the cracks.
Measurements carried out in completed structures have shown that this quantity of water can reach 10 to 40 liters per second and per kilometer of gallery. As this quantity of water cannot be evacuated through the concrete coating, it is clear that the sheet which forms around the armored pipe subjects it to very strong external pressures which are generally all the more so high that the height of the ground above the gallery is great.
According to the method described, annular drains 5 are placed around the armored pipe 2, preferably at a certain distance from this pipe, so that these drains are located in an area of the concrete covering exhibiting numerous cracks. res. These drains 5 are made of an imputrescible material permeable to water, but not allowing the cement to pass.
For this purpose, one can use drains, whose walls 7 are made of glass fabric, for example, the mesh size of which is chosen so as to retain the cement suspensions. This tube, with walls not permeable to cement, is filled with sand 6, for example, in order to give it its rigidity.
The two ends of each annular drain are closed with a sausage-like tie and are engaged in. sleeves 8 of the collector channel 4, arranged parallel to the duct 2. This collector is formed of a cement tube, for example, comprising at regular intervals openings which can be closed by covers c provided with said sleeves 8. The concrete coating 3 is then poured into the space between the pipe 2 and the walls of the gallery 1. The drains 5 and the collector 4 are then embedded in the mass of concrete.
Cement suspensions cannot penetrate inside these drains, so that there is no risk of these drains becoming blocked by cement.
In a variant, the manifold can also be formed from a seamless metal tube and provided with metal sleeves 8. During the placement of the concrete and the cement injections, water is passed through the collector 4, in order to wash and remove, as and when, the cement which could possibly enter this collector through the sleeves 8.
The tests carried out have shown that, by using drains 5 filled with sand, as described, these drains function perfectly correctly after placing the concrete cover 3, so that they are capable of easily draining the water. seepage water drained by the gallery.
It is clear that, depending on the nature of the rock, the distance a between annular drains will be chosen more or less, but the calculations carried out have shown that drains of 12 to 15 cm in diameter, placed at a distance of 5 meters from each other, make it possible to obtain a practically complete evacuation of the water drained by the gallery or, in all cases, a sufficient evacuation so that the pressure exerted by the water on the external walls of the pipe shielded 2 are lower than internal pressures.
In this way, it is possible to provide for the thickness of the armored pipe 2, no longer, as hitherto, sufficient to withstand the external pressures acting on it, but only sufficient to withstand the pressures prevailing at the interior.
The faults i crossed by the gallery are generally sealed and consolidated by injections of cement. In the process described at the location of a fault i, the rock is drilled to a depth of 2 to 3 meters using a foil, then we introduce, in these drillings, drains 9 formed of a rigid tube 10 split over its entire length and covered with a sheath 11 of a rot-proof material permeable to water, but opposing the passage of the cement suspensions. After placing these drains 9, cement is injected under pressure in the usual way into the ground, in order to consolidate the latter and at least partially to seal the fault i.
Good results are obtained using drains 9 with a diameter of 3 to 4 cm, the rigid internal wall 10 of which is made of. a synthetic material resistant to corrosion, while the sheath 11 is formed of a fiberglass tube, the mesh size of which is chosen so as to be permeable to water, but opposing the passage of cement suspensions .
No special precaution should be taken to connect the drains 9 to the drains 5. It suffices, in fact, to lay the end of the drains 9 on the surface of. drains 5 to make a connection between them and obtain the evacuation of the water filtering through the fault i.
In the case of a very wet but flawless area of the gallery, a circular groove is made in the wall of the gallery, then several radial holes are drilled, for example, into which drains 9 are introduced. one or more drains. secondary annulars in the groove and rac cord these to the collector 4. This secondary annular drain is in all points similar to the annular drains 5 described above.
Once this work is finished, the bleeding can be filled with a material known on the market under the name of Gunit.
Thus, the water seeping through the rock is obligatorily captured by one or the other of the secondary radial or annular drains, since there is no longer an outlet opening onto the gallery. From the foregoing, it is easy for any person skilled in the art to realize the advantages which the method described can present, in practice, and the savings which it makes possible to achieve, while ensuring great safety against damage, shielded pipe thanks to the reduction of the external pressures to which it is subjected.
It is clear that multiple implementation variants of the method can be provided, in particular the filter sheaths 7 and 11 of the drains 5 and 9 may be provided in any rot-proof material, permeable to water, but opposing the passage of cement suspensions. In addition, the tube 10 of the drains 9 can be provided in any material having sufficient rigidity to maintain the shape of the drain. This tube can either be split over its entire length, as described above, or have a multitude of perforations allowing the passage of water.
It is clear that the drains 5 can have the shape of a closed ring, as described and shown, but can also have the shape of an open ring or any other desired shape and allowing one or more drains 9 to be connected to the neck. reader. Likewise, the drains 9 are preferably radial, but are generally arranged in directions defined by the conditions and the nature of the terrain.
It is obvious that the method described can be used, not only in the case of horizontal galleries, but also and above all in. the case of very inclined galleries or wells.