Procédé et machine pour l'exécution d'un revêtement de tunnel
continu en béton coulé en place et comprimé.
L'invention concerne un procédé et une machine pour l'exécution d'un revêtement de tunnel continu en béton coulé en place et comprimé.
L'exécution de tunnels avec revêtement en béton
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ment d'une sectioa de tunnel déterminée qui est exécutée manuellement ou au moyen d'une machine adéquate, et l'on exécute
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ment avance. Les procédés connus et les machines pour les réaliser sont conçus de manière que du béton frais soit pompé dans l'espace libre demeurant entre le bouclier et le coffrage monté. Les vérins de poussée du bouclier s'appuient sur ce béton par l'intermédiaire d'un anneau répartiteur de pression. La réaction de poussée n'est cependant possible que lorsque
le béton frais a atteint une résistance donnée, ce qui représente toutefois une perte de temps pour l'avancement du travail. Comme il n'est pas possible d'appliquer de façon partielle, c'est-�-dire différenciée, les efforts de pression introduits par l'intermédiaire de l'anneau répartiteur, il en résulte pour le béton frais des contraintes indéterminées et incontrôlables; il s'ensuit qu'en cas de sols offrant très peu de résistance, la masse de béton est poussée dans le sol suivant
les règles de la moindre résistance. Lors des corrections nécessaires d'orientation du bouclier ou lors du passage dans les courbes, il en résultera nécessairement des phénomènes imprévisibles. Il se fait, en outre, que l'avancement du tunnel ne peut être continué durant le processus de durcissement du béton car les efforts de poussée ne peuvent être équilibrés.
Suivant les procédés appliqués jusqu'à présent,
il n'était guère facile voire impossible, pour des raisons
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ture pour le béton conforme aux règles de l'art.
Le nouveau procédé et la machine pour sa mise en oeuvre permettent de remédier à ces inconvénients.
L'invention a pour objet l'exécution d'un revêtement de tunnel au cours de laquelle le béton coulé en place est comprimé immédiatement après le placement, il en résulte de grands avantages en ce qui concerne sa compacité et sa résistance peu
après le placement.
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place peut subir après son placement une pression contrôlable réglable à volonté, indépendamment des efforts de réaction de l'avancement du bouclier et peut être muni d'une armature tant longitudinale que transversale.
La machine pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisée on ce que, en plus des vérins d'avancement bien connus, sont également prévus des vérins auxiliaires qui sont répartis en cercle et sont commandés indépendamment des vérins d'avancement; les vérins d'avancement et les vérins auxiliaires possèdent cependant un anneau répartiteur de pression commun
qui peut être continu, ou divisé en secteurs. En outre, conformément à l'invention, des vérins supplémentaires, agissant sur un anneau d'étanchéité continu, ou divisé en secteurs , prennent appui dans l'anneau répartiteur de pression. Ces dispositifs pour la compression du béton coulé en place sont munis à cet effet d'éléments d'étanchéité spéciaux prenant appui contre
les éléments de coffrage et l'enveloppe de bouclier.
Des dispositifs, pour le placement de barres d'armature longitudinales, peuvent également être prévus.
Les dessins annexés représentent à titre d'exemple une forme d'exécution de l'invention.
La figure 1 montre une représentation partiellement <EMI ID=5.1>
bouclier entièrement mécanisée qui présente tous les moyens pour la mise eh oeuvre du procédé suivant l'invention.
La figure l'est une coupe suçant la ligne II-II de la figure 1. La figure 1" est une coupe partielle montrant un exemple d'armature longitudinale.
1 La figure 2 représente la 1ère phase du cycle de travail. <EMI ID=6.1> travail.
Dans le bouclier 1 d'une machine à forer les tunnels, par exemple, complètement mécanisée, est montée une tête de
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vant horizontalement au moyen d'un vérin hydraulique. Dans le bouclier, sont en outre disposés des vérins d'avancement 3
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sont reliés à un anneau de répartition de pression 5.
Cet anneau de répartition de pression 5 s'appuie
sur des éléments de coffrage 6 se composant d'autant d'anneaux qu'il est nécessaire de maintenir pour reprendre les efforts
de poussée des vérins 3 et 4 et atteindre la zone où le béton a déjà acquis une résistance suffisante. Dans l'anneau de répartition de pression 5 se trouve une série d'autres vérins 8 commandés de façon indépendante et qui agissent sur un anneau d'étanchéité commun 9, équipé d'éléments d'étanchéité spéciaux
10. L'armature incorporée est désignée par 11. De plus,
on peut disposer parallèlement à l'axe du tunnel des éléments 12 (Fig.l") destinés à assurer la continuité de l'armature longitudinale du tunnel pour le béton coulé. Il va
de soi que des boucliers manuels ou des installations de bouclier partiellement mécanisées peuvent être en principe équipés de
la même façon.
Les vérins d'avancement 3 ont donc uniquement pour tâche de pousser l'enveloppe de bouclier contre le front de <EMI ID=9.1>
mission d'aider les vérins d'avancement 3 lors de l'exécution
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d'avancement de demeurer sous pression, par groupes contre les éléments de coffrage comme représenté sur la figure 4, afin de permettra la pose des armatures du coffrage et le pompage du bé-
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indépendante, ont uniquement pour mission d'exercer une pression sur le béton frais.
La tête de forage 2 est appuyée par l'intermédiaire des vérins de poussée 16 et supports 15 contre un raidisseur
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les tourillons 19 dans les paliers 20 qui permettent les mouve- ments d'inclinaison de la tête de forage ainsi qu'il est indi- qué dans la figure 1.
Le procédé de l'invention et la machine pour son
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du cycle de travail , (figure 2), la tête de forage 2, les vérins
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bouclier 1. L'armature 11 est montée et l'espace libre entre
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frais au moyen d'une pompe à béton. L'anneau de répartition de
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liaires 4 se trouve en butée contre les éléments de coffrage 6,
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neau d'étanchéité 9 auquel sont reliés les vérins 8 qui sont com- mandés indépendamment.
Au cours de la seconde phase du cycle de travail
(figure 3), le bouclier 1 est poussé vers l'avant par les vérins <EMI ID=18.1>
repris par l'anneau de répartition de pression 5 étant transmis aux éléments de coffrage 6. Comme les éléments de coffrage 6, en raison de leur longueur, prennent appui sur le béton déjà durci du tunnel, il est possible d'entreprendre de façon exacte, par une commande positive, des corrections d'orientation du
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le sol. Durant cette phase de travail, il est particulièrement important que les vérins indépendants 8 poussent leur anneau d'étanchéité 9 avec une pression contrôlable contre le béton frais des augmentations et des diminutions de pression non souhaitables étant évitées grâce à la commande séparée des vérins 8.
Le béton frais est alors poussé et compacté suivant les nécessités géologiques ou de la mécanique des sols. Après achèvement de la seconde phase du cycle de travail,le bouclier 1 est poussé en avant de la longueur de la course des vérins 3
et des vérins auxiliaires 4 et le sol avoisinant est extrait
par la tête de forage 2.
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radiale 11 peut à présent être placée et les éléments nécessaires de coffrage 6 être préalablement montés. Entre l'extrémité
de bouclier 1 et les éléments de coffrage 6, se crée l'espace pour le prochain remplissage de béton frais 7. Simultanément et
<EMI ID=21.1> en avant, à l'aide de ses vérins d'avancement indépendants 16, suivant la course disponible, de sorte qu'aucun temps n'est perdu pour la percement du tunnel.
A cet effet, la force de réaction reste transmise
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Au cours de la 4ème phase du cycle de travail, le bouclier 1 est poussé en avant par les vérins de poussée 3 ainsi que par les vérins auxiliaires 4 et simultanément le béton frais est pompé à l'intérieur. Les vérins 8 sont actionnés de telle façon que l'anneau d'étanchéité 9 exerce la pression désirée
sur le béton frais 7. Los éléments d'étanchéité spéciaux 10 sont appliqués au coffrage 6 et à la paroi du bouclier de telle sorte que le béton frais ne peut s'échapper. Après application
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de travail, le cycle complet peut à nouveau recommencer.
Grâce au procédé et à l'aménagement de la machine, les éléments de coffrage 6 peuvent avoir toute forme souhaitée en ce qui concerne le moulage du béton frais pompé. Le moulage du béton comprimé coulé en place peut ainsi, par exemple, être adapté de façon optimale aux besoins statiques d'un revêtement de tunnel conforme aux exigences géologiques et de la mécanique des sols. Les éléments do coffrage utilisés 6 sont décomposés en éléments isolés de telle sorte qu'ils peuvent chaque fois être démontés séparément après durcissement du béton et être remontés lors d'un nouveau montage dans la zone des vérins 3 et <EMI ID=24.1>
1.- Procédé pour l'exécution d'un revêtement de tunnel en béton coulé en place, caractérisé en ce que le béton coulé en place peut subir après son placement une pression contrôlable réglable à volonté, indépendamment des efforts de réaction d'avancement du bouclier.
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ce que le béton coulé en place peut être muni d'une armature tant longitudinale que transversale.
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Method and machine for the execution of a tunnel lining
continuous concrete poured in place and compressed.
The invention relates to a method and a machine for making a continuous tunnel lining of cast-in-place and compressed concrete.
Execution of tunnels with concrete lining
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ment of a determined tunnel sectioa which is carried out manually or by means of a suitable machine, and
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ment advance. The known methods and the machines for carrying them out are designed so that fresh concrete is pumped into the free space remaining between the shield and the mounted formwork. The shield thrust cylinders are supported on this concrete by means of a pressure distribution ring. However, the push reaction is only possible when
the fresh concrete has reached a given strength, which however represents a waste of time in the progress of the work. As it is not possible to apply in a partial way, that is - � -to say differentiated, the pressure forces introduced by the intermediary of the distributor ring, this results for the fresh concrete of the stresses indeterminate and uncontrollable; it follows that in the case of soils offering very little resistance, the concrete mass is pushed into the following soil
the rules of least resistance. During the necessary corrections of orientation of the shield or when passing through curves, this will necessarily result in unforeseeable phenomena. It also happens that the advancement of the tunnel cannot be continued during the concrete hardening process because the thrust forces cannot be balanced.
According to the processes applied until now,
it was hardly easy or even impossible, for reasons
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ture for concrete in accordance with the rules of the art.
The new method and the machine for its implementation make it possible to remedy these drawbacks.
The invention relates to the execution of a tunnel lining during which the concrete poured in place is compressed immediately after placement, resulting in great advantages with regard to its compactness and low resistance.
after placement.
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place can undergo after its placement a controllable pressure adjustable at will, independently of the reaction forces of the advancement of the shield and can be provided with both a longitudinal and transverse reinforcement.
The machine for implementing this method is characterized in that, in addition to the well-known advancement cylinders, auxiliary cylinders are also provided which are distributed in a circle and are controlled independently of the advancement cylinders; the advancement cylinders and the auxiliary cylinders however have a common pressure distribution ring
which can be continuous, or divided into sectors. In addition, according to the invention, additional jacks, acting on a continuous sealing ring, or divided into sectors, bear in the pressure distribution ring. These devices for compressing cast-in-place concrete are provided for this purpose with special sealing elements bearing against
the formwork elements and the shield envelope.
Devices for the placement of longitudinal reinforcing bars can also be provided.
The accompanying drawings show by way of example one embodiment of the invention.
Figure 1 shows a partial representation <EMI ID = 5.1>
fully mechanized shield which has all the means for implementing the process according to the invention.
The figure is a section sucking the line II-II of figure 1. Figure 1 "is a partial section showing an example of longitudinal reinforcement.
1 Figure 2 represents the 1st phase of the work cycle. <EMI ID = 6.1> working.
In the shield 1 of a tunnel boring machine, for example, completely mechanized, is mounted a head of
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horizontally by means of a hydraulic cylinder. In the shield, are also arranged advancement cylinders 3
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are connected to a pressure distribution ring 5.
This pressure distribution ring 5 is supported
on formwork elements 6 consisting of as many rings as it is necessary to maintain to take up the forces
thrust of jacks 3 and 4 and reach the area where the concrete has already acquired sufficient strength. In the pressure distribution ring 5 there is a series of other independently controlled cylinders 8 which act on a common sealing ring 9, equipped with special sealing elements
10. The built-in reinforcement is designated by 11. In addition,
elements 12 (Fig.l ") intended to ensure the continuity of the longitudinal reinforcement of the tunnel for the poured concrete can be placed parallel to the axis of the tunnel.
of course that manual shields or partially mechanized shield installations can in principle be equipped with
the same way.
The advancement cylinders 3 therefore only have the task of pushing the shield casing against the front of <EMI ID = 9.1>
mission to help the advancement cylinders 3 during execution
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advancement to remain under pressure, in groups against the formwork elements as shown in Figure 4, in order to allow the installation of the formwork reinforcements and the pumping of the concrete.
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independent, are only responsible for exerting pressure on the fresh concrete.
The drilling head 2 is supported by means of the thrust cylinders 16 and supports 15 against a stiffener
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the journals 19 in the bearings 20 which allow the tilting movements of the drill head as shown in figure 1.
The process of the invention and the machine for its
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of the work cycle, (figure 2), the drilling head 2, the cylinders
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shield 1. The frame 11 is mounted and the free space between
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fresh by means of a concrete pump. The distribution ring
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liaires 4 is in abutment against the formwork elements 6,
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sealing ring 9 to which the jacks 8 are connected, which are controlled independently.
During the second phase of the work cycle
(figure 3), shield 1 is pushed forward by the jacks <EMI ID = 18.1>
taken up by the pressure distribution ring 5 being transmitted to the formwork elements 6. As the formwork elements 6, because of their length, rest on the already hardened concrete of the tunnel, it is possible to undertake exactly , by a positive command, corrections of orientation of the
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floor. During this phase of work it is particularly important that the independent jacks 8 push their sealing ring 9 with controllable pressure against the fresh concrete, undesirable increases and decreases in pressure being avoided by the separate control of the jacks 8.
The fresh concrete is then pushed and compacted according to geological needs or soil mechanics. After completion of the second phase of the working cycle, the shield 1 is pushed forward the length of the stroke of the cylinders 3
and 4 auxiliary cylinders and the surrounding soil is extracted
by the drill head 2.
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radial 11 can now be placed and the necessary formwork elements 6 pre-assembled. Between the end
shield 1 and formwork elements 6, space is created for the next filling with fresh concrete 7. At the same time and
<EMI ID = 21.1> forward, using its independent advancement cylinders 16, depending on the stroke available, so that no time is lost for the tunneling.
For this purpose, the reaction force remains transmitted
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During the 4th phase of the work cycle, the shield 1 is pushed forward by the push cylinders 3 as well as by the auxiliary cylinders 4 and simultaneously fresh concrete is pumped inside. The cylinders 8 are actuated in such a way that the sealing ring 9 exerts the desired pressure
on fresh concrete 7. Los special sealing elements 10 are applied to the formwork 6 and to the wall of the shield so that the fresh concrete cannot escape. After application
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of work, the complete cycle can start again.
Thanks to the method and the arrangement of the machine, the formwork elements 6 can have any desired shape with regard to the molding of the pumped fresh concrete. The molding of the cast-in-place compressed concrete can thus, for example, be optimally adapted to the static requirements of a tunnel lining that meets the geological and soil mechanical requirements. The formwork elements used 6 are broken down into isolated elements so that they can each time be dismantled separately after hardening of the concrete and be reassembled during a new assembly in the area of jacks 3 and <EMI ID = 24.1>
1.- Process for the execution of a cast-in-place concrete tunnel lining, characterized in that the cast-in-place concrete can undergo after its placement a controllable pressure adjustable at will, independently of the reaction forces of advancement of the shield.
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that the concrete poured in place can be provided with both longitudinal and transverse reinforcement.
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