BE1008489A3

BE1008489A3 - Procede de realisation d'un tunnel revetu.

Info

Publication number: BE1008489A3
Application number: BE9400658A
Authority: BE
Inventors: Frederic Bernier
Original assignee: Centre Etd Energie Nucleaire
Priority date: 1994-07-13
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1996-05-07
Also published as: EP0692606B1; EP0692606A1; DE69514160D1; DE69514160T2; ES2143001T3

Abstract

Procédé de réalisation d'un tunnel revêtu, selon lequel un tunnel de section circulaire est creusé dans le sol à l'aide d'un tunnelier (2) et un revêtement (7-8) est placé à l'intérieur de ce tunnel, caractérisé en ce que le tunnelier (2) est avancé indépendamment de la mise en place du revêtement (7), et que ce revêtement (7-8) est posé en deux étapes : une première étape au cours de laquelle des éléments de tube auxiliaires (9) sectionnés sur leur longueur et repliés sur eux-mêmes sont poussés à l'aide d'une station de poussage (13) au travers des éléments de tube auxiliaires (9) déjà en place jusqu'au niveau de leur emplacement où ils s'ouvrent par élasticité, et une deuxième étape au cours de laquelle des éléments (12) d'un revêtement final (8) sont poussés au travers des éléments de tube auxiliaires (9) déjà en place.

Description


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  Procédé de réalisation d'un tunnel revêtu. L'invention concerne un procédé de réalisation d'un tunnel revêtu de section circulaire, selon lequel un tunnel est creusé à l'aide d'un tunnelier et un revêtement est placé à l'intérieur de ce tunnel. 



  L'invention concerne en particulier la réalisation d'un microtunnel revêtu, c'est-à-dire un tunnel de petit diamètre où l'intervention humaine n'est pas possible. 



  Dans un procédé connu sous le nom de"pipe-jacking", des éléments de revêtement sont poussés les uns derrière les autres, à partir d'une chambre de départ, à l'arrière d'un microtunnelier, assurant ainsi son avancement. 



  Si ce procédé est applicable dans certains sols stables, il est parfois impraticable dans d'autres sols qui se tassent ou convergent assez rapidement, tels que des sols argileux. 



  Il est évident que, suite à la convergence, la friction du sol sur les sections du revêtement augmente, au fur et à mesure que le microtunnelier avance. Du fait de l'augmentation de cette friction, des forces de poussée toujours plus grandes sont nécessaires pour faire avancer le tunnelier et les éléments de revêtement déjà introduits ainsi que le microtunnelier. Ces forces peuvent devenir rapidement trop importantes, en particulier à grande profondeur, rendant la construction d'un tunnel d'une longueur supérieure à 30 m irréalisable par cette technique. 



  Un autre procédé, basé sur un dispositif qui maintient sous pression les parois du tunnel pendant les opérations de creusement, est en cours de développement. L'excavation 

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 terminée, le dispositif est retiré et le revêtement final est placé par la méthode de"pipe-jacking". Cette technique, bien qu'originale, requiert une infrastructure lourde et onéreuse. 



  L'invention a pour but de remédier aux inconvénients susdits et de procurer un procédé permettant la réalisation de tunnels revêtus d'une manière simple et continue, dans des sols convergents situés à grande profondeur. 



  Ce but est atteint par le fait que le tunnelier est avancé indépendamment de la mise en place du revêtement, et que ce revêtement est posé en deux étapes : une première étape au cours de laquelle des éléments de tube auxiliaires sectionnés sur leur longueur et repliés sur eux-mêmes sont poussés à l'aide d'une station de poussage au travers des éléments de tube auxiliaires déjà en place jusqu'au niveau de leur emplacement où ils s'ouvrent par élasticité, et une deuxième étape au cours de laquelle des éléments d'un revêtement final sont poussés au travers des éléments de tube auxiliaires déjà en place. 



  Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent essentiellement en ce que les forces de frottement à l'interface revêtement-sol sont éliminées. En effet, le frottement a lieu entre la face intérieure des éléments de tube auxiliaires en place et la face extérieure des nouveaux éléments de tube auxiliaires introduits. La pression exercée par le sol n'influence donc plus les forces de frottement lors du poussage des tubes étant donné que celle-ci est reprise par les éléments de tube auxiliaires extérieurs déjà en place, durant la réalisation du tunnel. 

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  Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le tunnel est creusé à l'aide d'un tunnelier comprenant une station d'ancrage, une station de poussage et une station d'excavation en répétant successivement les étapes suivantes : ancrage du tunnelier dans le sol, poussage de la station d'excavation durant le creusement et rétraction de la station d'ancrage vers la station de poussage. 



  Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les éléments de tube auxiliaires sont maintenus en position repliée par un dispositif approprié et sont libérés au niveau de leur emplacement final. 



  Dans une forme de réalisation de l'invention, un dispositif de calage est prévu entre les éléments de tube auxiliaires pour éviter leur entraînement lors de l'introduction d'un élément de tube auxiliaire à travers ceux-ci. 



  Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les éléments de tube auxiliaires s'ouvrent au niveau de leur emplacement jusque dans une position ouverte dans laquelle une ouverture longitudinale subsiste, ces éléments de tube auxiliaires en place pouvant ensuite se fermer sous l'action de la convergence du sol. 



  Les éléments de tube auxiliaires qui sont poussés peuvent alors être pourvus d'un guide pour les guider lorsqu'ils se ferment sous l'action de la convergence du sol. 



  Les éléments du revêtement final peuvent avoir un diamètre égal, aux tolérances près, au diamètre intérieur des éléments de tube auxiliaires en position finale fermée. 



  Dans une forme de réalisation particulière de l'invention, le revêtement final est mis en place sous forme d'éléments 

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 de tube classiques qui sont soudés entre eux pour former un revêtement étanche. 



  Le revêtement final ou une partie de celui-ci peut être utilisé pour pousser les derniers éléments de tube auxiliaires à installer au travers des éléments de tube auxiliaires déjà en place. 



  D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après d'un procédé pour réaliser un tunnel, selon l'invention. Cette description n'est donnée qu'à titre d'exemple non-limitatif en se référant aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 montre en coupe un microtunnel en train d'être réalisé par le procédé selon l'invention ; la figure 2 représente une coupe selon la ligne II-II de la figure 1 ; la figure 3 représente une coupe selon la ligne
III-III de la figure 1 ; la figure 4 représente, sur une échelle agrandie, le détail indiqué par F4 à la figure 3, la figure 5 représente une coupe selon la ligne V-V de la figure 1. 



  Les figures ont trait à la réalisation d'un microtunnel horizontal de diamètre compris entre 0,5 et 1,5 m, à partir d'une galerie principale déjà existante 16, dans un sol 1 argileux, à grande profondeur. 

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 Pour réaliser ce microtunnel, un microtunnelier 2 est utilisé constitué de trois stations, c'est-à-dire une station d'ancrage 3, une station de poussage 4 et une station d'excavation 5. 



  A l'aide de la station d'ancrage 3, munie de vérins hydrauliques 6, le microtunnelier 2 est ancré dans le sol 1. Ensuite, la station d'excavation 5 composée d'un instrument de forage à attaque globale est avancée, durant le creusement, à l'aide de la station de poussage 4 munie également de vérins hydrauliques. Lorsque les vérins hydrauliques de la station de poussage 4 sont en fin de course, la station d'ancrage 3 est libérée et rétractée vers la station d'excavation 5, à l'aide des vérins hydrauliques de la station de poussage 4. La place nécessaire à l'emplacement d'un élement d'un revêtement auxiliaire 7 est ainsi libérée à l'arrière du microtunnelier 2. La procédure susdite est répétée, en commençant par un nouvel ancrage du microtunnelier 2. 



  A l'arrière du microtunnelier, le revêtement est placé en deux étapes,   c'est-à-dire   une premiere étape au cours de laquelle un revêtement auxiliaire 7, destiné à reprendre durant la réalisation du tunnel, les pressions du sol 1 (de l'ordre de 1 MPa), est mis en place et une deuxième étape au cours de laquelle un revêtement final 8, destiné à reprendre les pressions du sol 1 à long terme (de l'ordre de 5 MPa), est mis en place. 



  Le revêtement auxiliaire 7 est formé d'éléments de tube auxiliaires 9, par exemple en métal, d'une épaisseur comprise entre 5 et 10 mm, qui sont sectionnés sur toute leur longueur et repliés sur eux mêmes, tel que représenté à la figure 2. Ces éléments de tube auxiliaires 9 peuvent être acheminés, les uns derrière les autres, en position 

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 repliée, jusqu'au niveau de leur emplacement en les poussant au travers des éléments de tube auxiliaires 9 déjà en place, tel que représenté à la figure 2. Au niveau de leur emplacement, les éléments de tube auxiliaires 9 s'ouvrent par élasticité et reprennent leur position initiale, c'est-à-dire la position qu'ils avaient après leur sectionnement, tel que représenté à la figure 3, laissant ainsi une ouverture longitudinale 10.

   Chaque élément de tube auxiliaire 9 est muni sur sa face extérieure au niveau de la section longitudinale, d'un guide 11 formé par un rebord courbé. La fonction de ce guide fait l'objet d'un autre paragraphe. 



  La pose du revêtement auxiliaire 7 est réalisée de la manière suivante : un premier élément de tube auxiliaire 9 est mis en place dans le microtunnel ; les éléments de tube auxiliaires 9 suivants sont préalablement repliés sur eux-mêmes et introduits les uns après les autres, tel que représenté en coupe à la figure 2, à partir de la galerie principale 16, au fur et à mesure que le microtunnelier 2 excave. 



  Il est possible de maintenir les éléments de tube auxiliaires 9 en position repliée au cours de leur introduction, par un dispositif approprié, comme par exemple des lanières, ce dispositif permettant de libérer les éléments de tube auxiliaires au niveau de leur emplacement. 



  Les éléments de tube auxiliaires 9 sont ainsi poussés jusqu'au niveau de leur emplacement, à l'aide d'une station de poussage 13, placée dans la galerie principale 16. 



  Les forces de frottement ne dépendent donc plus de la pression du sol 1, puisque celle-ci est reprise par les 

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 éléments de tube auxiliaires 9 durant le creusement du microtunnel. 



  Afin d'empêcher l'entraînement des éléments de tube auxiliaires 9 en place, lors du poussage des éléments de tube auxiliaires 9 repliés, les éléments de tube auxiliaires 9 sont rendus solidaires par des dispositifs de calage appropriés. 



  Au niveau de leur emplacement, les éléments de tube auxiliaires 9 s'ouvrent par élasticité, tel que représenté à la figure 3, laissant une ouverture longitudinale 10. Le guide 11 susdit limite le mouvement des parois de l'élément de tube auxiliaire 9. 



  La section longitudinale de chaque élément de tube auxiliaire 9 est telle qu'un bord de l'ouverture 10 soit pourvu d'une rainure en V 14 et que l'autre bord de cette même ouverture 10 possède une extrémité correspondante 15 en V, tel que représenté en détail à la figure 4. 



  Suite à la convergence du sol 1, l'ouverture 10 se referme. 



  Le guide 11 et la rainure 14 jointe à   l'extrémité   15 de l'élément de tube auxiliaire assurent une parfaite fermeture de cet élément de tube auxiliaire 9 lorsque le sol 1 argileux a convergé, tel que représenté à la figure 5. 



  Lorsque le dernier élément de tube auxiliaire 9 replié a été introduit dans le microtunnel, la mise en place du revêtement final 8 en métal débute. Ce revêtement final 8 étanche est destiné à reprendre la pression exercée par le sol 1 à long terme. Ce revêtement final 8 a un diamètre extérieur égal, aux tolérances près, au diamètre intérieur du revêtement auxiliaire 7 avec les éléments de tube auxiliaires 9 dans leur position fermée. 

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 Le revêtement final 8 est introduit sous forme d'éléments de tube 12 qui sont poussés, les uns après les autres, à partir de la galerie principale 16, à l'aide de la station de poussage 13. Au fur et à mesure de leur introduction, les éléments de tube 12 sont soudés afin d'assurer leur étanchéité. 



  Le revêtement final 8 peut est utilisé pour pousser vers leur emplacement les derniers éléments de tube auxiliaires 9. 



  Le microtunnel est réalisé dès que tous les éléments de tube auxiliaires 9 se trouvent à leur emplacement et que tous les éléments de tube 12 du revêtement final 8 ont été introduits. 



  Le procédé décrit ci-dessus permet, de manière simple et continue, de réaliser des tunnels dans des sols convergents à grande profondeur.

Claims

Revendications.

1. - Procédé de réalisation d'un tunnel revêtu, selon lequel un tunnel de section circulaire est creusé dans le sol à l'aide d'un tunnelier (2) et un revêtement (7-8) est placé à l'intérieur de ce tunnel, caractérisé en ce que le tunnelier (2) est avancé indépendamment de la mise en place du revêtement (7), et que ce revêtement (7-8) est posé en deux étapes :

une première étape au cours de laquelle des éléments de tube auxiliaires (9) sectionnés sur leur longueur et repliés sur eux-mêmes sont poussés à l'aide d'une station de poussage (13) au travers des éléments de tube auxiliaires (9) déjà en place jusqu'au niveau de leur emplacement où ils s'ouvrent par élasticité, et une deuxième étape au cours de laquelle des éléments (12) d'un revêtement final (8) sont poussés au travers des éléments de tube auxiliaires (9) déjà en place.

2.-Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tunnel est creusé à l'aide d'un tunnelier (2) comprenant une station d'ancrage (3), une station de poussage (4) et une station d'excavation (5) en répétant successivement les étapes suivantes : ancrage du tunnelier (2) dans le sol, poussage de la station d'excavation (5) durant le creusement et rétraction de la station d'ancrage (3) vers la station de poussage (4).

3.-Procédé selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de tube auxiliaires (9) sont maintenus en position repliée par un dispositif approprié et sont libérés au niveau de leur emplacement final. <Desc/Clms Page number 10> 4.-Procédé selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un dispositif de calage est prévu entre les éléments de tube auxiliaires (9) afin d'éviter leur entraînement lors de l'introduction d'un élément de tube auxiliaire (9) à travers ceux-ci.

5.-Procédé selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments de tube auxiliaires (9) s'ouvrent au niveau de leur emplacement jusque dans une position ouverte dans laquelle une ouverture longitudinale (10) subsiste, ces éléments de tube auxiliaires (9) en place pouvant ensuite se fermer sous l'action de la convergence du sol.

6.-Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments de tube auxiliaires (9) qui sont poussés sont pourvus d'un guide (11) pour les guider lorsqu'ils se ferment sous l'action de la convergence du sol.

7.-Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les éléments de tube auxiliaires (9) sont sectionnés sur leur longueur présentant un bord (14) rainuré en forme de V et un bord correspondant (15) EMI10.1 assurant une parfaite fermeture lorsqu'ils sont joints.

8.-Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que des éléments (12) du revêtement final (8) sont introduits ayant un diamètre égal, aux tolérances près, au diamètre intérieur des éléments de tube auxiliaires (9) en position finale fermée.

9.-Procédé selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement final (8) est mis en place sous forme d'éléments (12) de tube <Desc/Clms Page number 11> classiques soudés entre eux pour former un revêtement étanche.

10. - Procédé selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que le revêtement final (8) ou une partie de celui-ci est utilisé pour pousser les derniers éléments de tube auxiliaires (9) à installer au travers des éléments de tube auxiliaires (9) déjà en place.