La présente invention concerne les dispositifs de soutènement d'une excavation rocheuse.

Parmi les méthodes connues pour soutenir le rocher lors du creusement d'un souterrain, l'une consiste à placer sous l'excavation des cintres réticulés qui sont ensuite noyés dans une coque de béton projeté. Ces cintres réticulés ont une structure métallique faite de fers ronds qui définissent une armature de poutre dont les barres longitudinales seraient cintrées suivant la forme théorique de l'excavation. Ils sont associés à une coque de béton, projetée sur le terrain, à l'intérieur de laquelle ils forment des arcs bétonnés dont ils constituent les armatures.

Ce soutènement, d'une grande résistance, est rapide de mise en oeuvre et son coût est avantageux ; toutefois, sa résistance n'est obtenue que lorsque les cintres réticulés ont pu être mariés au béton, ce qui peut être long lorsqu'ils sont placés sous une excavation qui présente des hors profils par rapport à sa géométrie théorique. Dans ce cas, le béton projeté, qui se met en oeuvre sur le terrain par couche de 15 cm d'épaisseur maximum, ne vient noyer les cintres qu'après la projection de plusieurs couches. Chaque couche n'étant projetée qu'après durcissement de la précédente, le soutènement prend sa résistance définitive que trop tardivement pour assurer la sécurité du personnel. Par ailleurs, en présence de hors profils, la quantité de béton projeté nécessaire à leur garnissage peut être très importante faisant ainsi perdre au soutènement son intérêt économique.

Pour ces raisons, l'emploi de ce type de cintres reste limité aux excavations dont les méthodes de creusement permettent un découpage régulier de leur profil, ce qui exclut a priori leur emploi dans les souterrains creusés à l'explosif.

Le cintre réticulé coffrant, objet de l'invention peut être utilisé dans de bonnes conditions de sécurité et d'économie, quelque soit le profil de l'excavation à soutenir ; pour cela, il comporte à son arrière, côté terrain, un dispositif qui arrête et accroche le béton qui vient ainsi enrober le cintre dès la projection de la première couche. La formation rapide d'un arc de béton ininterrompu confère au soutènement la résistance voulue pour assurer la sécurité du personnel. D'autre part, une configuration particulière des cintres autorise la fixation facultative sur leurs intrados de panneaux spéciaux destinés à former un blindage de protection. Ce blindage sert de coffrage pour couler un béton de remplissage entre les panneaux et le terrain à soutenir. La fixation aisée des panneaux sur l'avant des cintres coffrants permet d'obtenir un espace minimum suffisant pour la mise en oeuvre du béton de remplissage, lorsque le profil de l'excavation vient tangenter le profil déterminé par l'extrados des cintres. En présence de hors profils, le béton projeté est remplacé par un béton de remplissage qui est d'une mise en oeuvre plus rapide et d'un coût plus avantageux.

Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer :

Fig. 1 est la section transversale d'un cintre réticulé conforme à l'invention.

Fig. 2 est un élément de cintre vu de côté.

Fig. 3 est un cintre vu de dessous.

Fig. 4 est une coupe longitudinale d'excavation sous laquelle des cintres sont positionnés avec des panneaux formant un blindage.

Fig. 5 est une vue suivant F de la fig. 4.

Fig. 6 est une coupe longitudinale d'un soutènement obtenu par des cintres réticulés coffrants et du béton projeté.

Fig. 7 est une coupe longitudinale d'un soutènement obtenu par des cintres réticulés coffrants, des panneaux de blindage, du béton projeté et du béton de remplissage.

Suivant une forme préférentielle le cintre selon l'invention est constitué de fers ronds qui définissent une armature de poutre triangulaire dont les barres longitudinales sont cintrées suivant la forme théorique de l'excavation à soutenir (dans la suite de la description les barres longitudinales du cintre seront nommées brins porteurs). Le cintre est fabriqué de façon à ce que deux brins porteurs (1) forment son extrados, le troisième brin (2), généralement de plus forte section, en étant l'intrados. Les barres de fer rond, qui constituent la réticulation (3), sont de forme sinusoïdale ; elles sont soudées sur les brins porteurs de manière à lier les brins (1) de l'extrados au brin (2) de l'intrados. Sur l'extrados du cintre sont soudées, au droit de chaque "vague" (4) de la réticulation, des barres rondes (5) de forme appropriée, destinées à fixer un "fond de coffrage" (6). Celui-ci est constitué d'un grillage à mailles très fines qui est maintenu par deux filants (18) soudés sur les barres (5). Le "fond de coffrage" (6) sert à arrêter et à accrocher le béton projeté. La forme particulière donnée aux barres (5) permet de placer facilement entre deux cintres des panneaux spéciaux qui sont positionnés à l'intrados et maintenus par des filants (8) glissés entre les barres (5) et les panneaux (7). Ces panneaux sont mis en place chaque fois que la sécurité du chantier le commande et en présence de hors profils lorsque l'on ne veut pas les garnir de béton projeté. Les barres (5) apportent une résistance supplémentaire au cintre pris dans le béton, et permettent un bon enrobage des brins porteurs (1) de l'extrados. Un cintre réticulé coffrant est généralement constitué de plusieurs éléments (9) qui sont assemblés au moyen de platines (10) et de boulons.

L'emploi des cintres réticulés selon l'invention permet d'augmenter la panoplie des soutènements utilisables dans les souterrains creusés à l'explosif. Une possibilité consiste à obtenir un soutènement avec des cintres réticulés coffrants, mariès à du béton projeté (fig. 6) ; les phases d'exécution sont les suivantes :

• Après déroctage d'une nouvelle volée, pose d'un ou de plusieurs cinres réticulés coffrants (11) qui peuvent être fixés au terrain (12) au moyen de boulons d'ancrage.
• Fixation sur le terrain d'un treillis soudé (13) destiné à armer le béton projeté.
• Projection d'une première couche de béton (14) sur le cintre puis sur le terrain à l'arrière des cintres et dans leurs intervalles.
• Une autre couche (15) est appliquée, si nécessaire, après durcissement de la précédente.

Ce soutènement est mis en oeuvre lorsque l'excavation présente peu de hors profils, si ceux-ci sont nombreux et plus importants on préfèrera un soutènement constitué de cintres réticulés coffrants (11), de béton projeté (16) et de panneaux formant blindage (7), à l'arrière desquels un béton de remplissage (17) sera coulé (fig. 7).

Les phases d'exécution sont les suivantes :

• Après déroctage d'une nouvelle volée, pose d'un seul cintre (11) qui peut être ancré au terrain.
• Projection d'une première couche de béton sur le cintre puis à l'arrière de celui-ci. Cette couche peut éventuellement recouvrir toute l'excavation en cas de chutes de petits blocs.
• Mise en place de panneaux spéciaux (7) entre ce nouveau cintre et le précédent.
• Projection d'une seconde couche de béton qui garnit l'espace compris entre les cintres et les extrémités des panneaux. A l'arrière du nouveau cintre, cette couche ferme l'espace le séparant du terrain (12) de manière à former une joue (19) qui arrêtera le béton de remplissage.
• Mise en oeuvre du béton de remplissage (17), au travers des panneaux, dans l'intervalle des deux derniers cintres (11).
• Application d'une dernière couche de béton qui est projetée sur les panneaux au moment de l'application de la première couche du cycle suivant.

Les panneaux formant blindage et les épaisseurs de béton mises en oeuvre confèrent à ce soutènement une résistance supérieure à celle du précédent à qui l'on pourra le préférer si la stabilité du terrain le nécessite. Ce soutènement peut être implanté localement pour traiter un hors profil important mais isolé.