iOO

OBSBnVATlOJlA

1 La hauteur de la Hupcrstructurc est crile des poutres principales quand on suppose la voie placée au bas du pont; elle est mesurée du dessous des poutres au-dessus du rail quand la voie est placée sur le haut du pont.

Pour toutes les ouvertures peut, du reste, réduire à 1 mètre environ la hauteur entre le dessous des poutres et le dessus du rail en faisant porter la voie sur les pièces de pont placées à la partie iorérieure des poutres.

§ 2. — Souterrains

Conditions générales. — Les souterrains, ou tunnels, sont ordinairement construits pour la traversée d'un faîte ou d'un point de partage, soit par une route ou un chemin de fer, soit par un canal. Mais c'est plus généralement pour l'établisseraout d'un chemin de fer que l'on rencontre ce genre d'ouvrages.

L'article 16 du Cahier des Charges stipule : « Les souterrains à établir pour le passage du chemin de fer auront au moins 8 mètres de largeur entre les piédroits au niveau des rails sur les chemins à deux voies et 4", 50 au moins sur \o> chemins à une voie. Ils auront 6 mètres de hauteur sous clef au-dessus de la surface des rails. La distance verticale entre

Pintrados et le dessus des rails extérieurs de chaque voie ne sera pas inférieure à 4™,80. »

Gomme on le voit, ce sont les conditions exigées pour les passages supérieurs.

Pour la voûte c'est généralement la forme en plein cintre qui est adoptée ; alors avec la hauteur de 6 mètres sous clef, on obtient la cote de 4", 80 au-dessus du rail extérieur, dans les tunnels à deux voies. Cette hauteur donne un peu plus de 4",80 dans les tunnels à une voie ; mais on la conserve néanmoins afin de faciliter l'aérage.

Types. — La hauteur de 6 mètres étant comptée à partir du rail, et la plateforme, ou radier, se trouvant à 0",50 en con-

Boublc Voie .

Coupe transversale

dans les marnes ar^euses et. les lerrains délriliques ( Epaisseur aùiùma. du- nvkaneat o.So)

FiG. 109.

tre-bas de celui-ci, on a donc en tout 6",50 sous clef. Avecc^*» données on détermine facilement la forme de Touvrage : deu^ piédroits de 2",50de hauteur, une voûte de 4 mètres de flèche

OOVRAGES D ART

ou montée, avec une épaisseur variable de 0",80 à i mètre, suivant les circonstances, ce qui représente une section d'environ 65 mètres à déblayer, compris le radier.

Quelquefois, au lieu de faire les piédroits parfaitement verticaux, on continue la courbe de la voûte, ou avec un rayon plus grand, jusqu'à la rencontre du radier. Cela ne donne plus exactement les 8 mètres exigés au niveau du rail ; TAdmi-

Voie unique

Coupe transversale dans les marnes argileuses et les terrains déthtiaoes (£paûseur miaima debFafètimmbo,to)

'-^^^^^yHi-'-^S

Fio. 110.

nistration admet généralement cette petite infraction qui diminue cette largeur d'environ 0°*,30, mais qui, par contre, permet à Touvrage de mieux résister à la poussée des terres et à leur mouvement, surtout si elles manquent de cohésion. Les figures 409 et iiO représentent les types adoptés par la Compagnie Paris-Lyon-Méditerranée pour les souterrains à deux voies et à voie unique.

Gaponniôres. — On ménage ordinairement dans les pu droits, en les espaçant d'environ 50 mètres de chaque côtt. des nicheSy ou caponnières, disposées en quinconce et destinê(*> à servir de refuges aux agents ou aux ouvriers de la voie,lor> du passage des trains {fig, 408). De cette façon ces refuges nf sont éloignés que de 25 mètres sur l'ensemble de rouvragf. On les établit généralement au niveau du rail et on leurdonnp une hauteur de 2 mètres, sur 2 mètres de largeur et ^■jâOde profondeur.

Il existe plusieurs méthodes pour Fexécution des souterrains; mais les plus usitées sont les deux suivantes:

La méthode belge;

Et la méthode anglaise.

Méthode belge. — La méthode belge, qui est principalement employée en France et quelquefois avec une variante qui

sera décrite plus loiu, comprend cinq opéralions indiquées an cn>quis ci-contre (/î^. m et se résumant ainsi :

1° Ouverture d'une galerie d'avancement au sommet de la section de déblai ;

2« Abalage en grand, c'est-à-dire enlèvement complet des parties latérales comprises entre le sommet de la secti^^n et le niveau du fond de la galerie ;

3° Construction de la calotte, ou partie supérieure de la voûte, dans l'emplacement formé par les deux opérations cidessus ;

4" Enlèvement de la partie restant entre les piédroits ft appelée Strauss;

5° Enlèvement des parties latérales et construction en sous-œuvre de la partie inférieure de la voûte, des piédroit et du radier s'il y a lieu.

OUVFiAGES D ART

Comme on le voit, ces opérations sont fractionnées en diverses parties concentrées sur une petite surface, de manière à pouvoir ôtre exécutées avec moins de danger par autant d'équipes différentes qui se suivent constamment.

La galerie d'avancement est généralement ouverte sur 3 à i mètres de largeur et autant de hauteur, ce qui représente une section moyenne variable de 10 à 16 mètres, dont Tenl»*vement n'offre généralement aucun danger pour la solidité de la masse dont on la détache. On a soin, néanmoins, de r«Hayer et même de la blinder au fur et à mesure de Tavan- «oment, suivant qu'on se trouve dans des terres ou des roches manquant de cohésion. Ces étais {fig. il2) sont composés de deux poteaux montants formés de rondins d'environ 20 centi-

Fio. 112.

mètres de diamètre soutenant un chapeau constituant ainsi un cadre sur lequel on place, en les serrant, des madriers horizontaux formant ainsi un plafond jointif contre le ciel de la voûte. On place quelquefois une semelle à la partie inférieure des poteaux pour les maintenir plus solidement. Ces cadres sont ordinairement espacés de i",50 à 2 mètres, suivant, du reste, la nature des terrains rencontrés.

On a soin, en outre, d'ouvrir une petite rigole latérale pour t'»couler les eaux d'infiltration et les diriger, s'il y a lieu, du côté de l'ouverture du tunnel, dans le sens de laquelle la pente de l'ouvrage est presque généralement ménagée.

Cette galerie terminée sur une certaine longueur, et pendant qu'on la continue, on procède à son élargissement ;

Fie. 113.

c'est raffaire d'une seconde équipe qui suit la premier»* à une certaine distance, et fait ce qu'on appelle rabatagr ^u grand.

On complète ainsi la section du tunnel depuis le sommet Jusqu'au niveau du fond de la galerie, en ayant soin de sf>utenir, comme on Ta fait pour la galerie d'avancement, It*s parois latérales au moyen de contrefiches appuyées en éventail contre les poteaux ou sur le fond de la partie déblayée sans trop nuire à l'enlèvement des déblais (fig. 113).

Quand cette deuiième opération a atteint une certaine longueur et qu'on a ainsi un espace libre de 3 à 4 mètres sous clef, un troisième chantier commence alors la maçonnerie de la voûte que l'on appuie sur le terrain naturel, lui servant de piédroits, comme si elle commençait en ri* point et en la soutenant, au besoin, par des cales. La maçonnerie s'exécute ainsi par portions entre les étais que l'on enlève successivement pour construire la voûte à la place.

Si on a des raisons de craindre l'humidité et des suintements à travers les parements, il est prudent de combler les vides entre la maçonnerie et les parois de la galerie au moyen d'éclats de pierres arrangées à la main, formant un drain d'environ 15 centimètres d'épaisseur, pour recueillir les eaux provenant des couches filtrantes de la calotte et les conduire par derrière les piédroits dans l'aqueduc existant sous le radier (fig, 114).

La partie supérieure de la voûte étant ainsi construite d'une manière délinitive, la surface de la calotte se trouve alors soutenue complètement; on n'a plus à redouter les éboulemenls; la partie la plus délicate du travail est terminée.

Fio. it4.

O0VRAGK8 D ART

Fio. 115.

et on peut travailler, à peu près en touto sécurité, à lachèvcmenl de la partie inférieure du souterrain.

Reprise en sous-œuvre, — L'enlèvement du Strauss se fait en déblayant d'abord un noyau central jusqu'au niveau de la plateforme et laissant sur les côtés deux piliers naturels, deux culées pour ainsi dire, soutenant la partie supérieure de la voûte {fig. Hd).

On peut de cette faeon établir une voie pour enlever, au vagonnct, les déblais qui Jusque-là avaient été extraits à la brouette.

On vient ensuite faire Tattaque des déblais restants et la construction, en sous-œuvre, des piédroits et du reste de la voûte. Cette construction se fait par petites parties, de manière à ne pas trop laisser en porte-à-faux la maçonnerie du haut, en la soutenant, au besoin, par des poteaux et en maçonnant successivement, à la place, la position des piédroits et la voûte jusqu'à la partie déjà construite.

Comme on le voit, le travail se fait de haut en bas et non de bas en haut, comme dans les ouvrages d'art ordinaires, et les cinq opérations qui le constituent sont exécutées par cinq équipes différentes se suivant d'une façon constante, sans toutefois se gêner ni se nuire dans leurs manœuvres réciproques.

Méthode française. — L'expérience montre que le procédé Inexécution qu'on vient d'examiner est le plus commode de tous; il est pourtant employé quelquefois avec une variante (jui Ta fait appeler improprement méthode française, attendu que celle-ci est employée bien plus rarement en France que la méthode belge elle-même.

CO:iSTRUCTI0X ET VOIR. 17

CONSïRCCTION

Méthode française

Elle consiste à déblayer d'abord et maçonner successivement les parties latérales et à laisser un noyau central comme point d'appui {fig, 116). D'autres fois, si le terrain est

très compact et offre assez de solidité, ou prépare remplacement des piédroits, toujours par petites portions, immédiatement après Tabatage en grand, sans construire la calotte de la voûte, mais eu conservant le strau5>.

et on construit alors la ^ maçonnerie des piédroits et de la voùtf d'un seul coup.

Cette variante, qui, au premier abord, paraît avoir ses avantages, en évitant ainsi l'exécution en sous-œuvre et permettant, au contraire, la construction immédiate et plus facile des maçonneries d'un seul bloc, présente l'inconvénient d'augmenter la surface déblayée et, par suite, les chances d'accidents. Elle doit donc être employée avec une grande prudence et surtout si le terrain offre une résistance suffisante sur laquelle on puisse compter.

Si, au contraire, le terrain dans lequel on se trouve n'est pas homogène, s'il est bouleversé et a des tendances à se déformer ou à céder sous la moindre pression, comme cela se produit généralement dans les terrains houillers, il est incontestable qu'alors le système belge, dans lequel la voûte est faite par portions successives, perd énormément de ses garanties en conduisant à une exécution moins uniforme des maçonneries en général.

Dans ces circonstances on a intérêt à exécuter la maçonnerie en une seule fois sur tout le développement de la section, de manière à former un tout plus homogène et présentant une résistance plus uniforme aux pressions extérieures avec beaucoup moins de chance de déformation. C'est ce qui constitue la méthode anglaise.

Méthode Anglaise

Méthode anglaise. ~^ On commence, comme pour la méthode belge [fig. il 7), par Touverture d une galerie d'avancement placée non plus au sommet de la section, mais à la partie inférieure correspondant au niveau de la plateforme, ce qui paraît rationnel, car Télargissement, au lieu de se faire par petites portions successives, s'applique à toute la section. Cette galerie est étayée, comme précédemment, et au fur et à mesure de son avancement on attaque l'abatage en grand, en soutenant la section vide par un boisage appuyé

en éventail sur le cadre de la galerie ou sur le fond. Le front d'avancement latéral présentant une certaine surface, on le

Fio. 117.

Fio. 118.

maintient par un fort boisage appelé bouclier^ formé d'un blindage soutenu par des étais verticaux ou appuyé contre la maçonnerie déjà exécutée, {fig. 118).

Au fur et à mesure que la galerie et la maçonnerie qui suit avancent, le bouclier se déplace et avance de la même manière, de façon à ne laisser en porte-à-faux que la plu5 petite partie possible du front d'avancement de la sectiou complète du tunnel. On a soin de combler les vides laiss»^ derrière les maçonneries, après Tenlèvement des boisajçes, au moyen d'éclats de pierres formant pierrées pour recueillir, s'il y a lieu, les eaux d'infiltration, comme on Ta dit précédemment, et au besoin par des déblais provenant de la fouilla.

Durée du traYail. — Gomme on peut le voir par ce qui précède, l'avancement du travail est réglé sur la marche de la galerie d'attaque. Celle-ci ne pouvant être entreprise que par bout, suivant une section restreinte, c'est elle qui limite l'action générale et, par suite, détermine et règle rimp»^rtance des chantiers qui suivent. Quel que soit le procédé employé, le front de cette galerie, dont la section ne dépasse pas 12 à 15 mètres, ne peut s'attaquer qu'à la mine, si ce?l du rocher ; on comprend dès lors, que l'avancement soit Irî^ lent, aussi ne peut-on guère compter sur une longueur de plus de 12 à 15 mètres par mois. C'est, du reste, à peu prt^s la moyenne de l'avancement mensuel de plusieurs tunnels. Si le travail est attaqué des deux bouts à la fois, ce qui se fait généralement, c'est donc un avancement total de 25 à 30 mètres par mois. Pour un souterrain de 300 mètres de longueur, ce serait une affaire de dix mois environ, ce qui est un délai normal parfaitement admissible.

Mais, si la longueur atteint 3.000 mètres, par exemple, le percement par le procédé qui précède exigerait une durée de plus de cent mois, ce qui serait certainement trop long.

Puits intermédiaires. — Ou a recours alors à des attaqae^ intermédiaires au moyen de puits disposés convenablement et descendant jusqu'au niveau de la plateforme. On peut ainsi faire, à chaque puits, deux att-aques en galerie: une en avant, et l'autre en arrière. En multipliant le nombre dece^ puits et le réglant suivant la dureté du terrain, on peut obtenir une exécution plus rapide. Il faut, toutefois, reraai-quer que l'avancement de la galerie, par les puits, marche beau

coup plus lentement que par les attaques des têtes qui correspondent directement avec Textérieur, par suite des difficultés et de la gêne résultant, pour les manœuvres d'extractions, du passage des déblais par ces puits.

On estime, dans ces conditions, que la différence en moins est d'un quart environ et que le temps de forage d'un puits est à peu près le même, par mètre linéaire, que celui de l'avancement de la galerie correspondante et donne un travail mensuel d'environ 12 mètres cubes.

Espacement des puits, — M. Sévène donne le procédé suivant pour déterminer Tespacement des puits :

Supposons qu'on ait trente mois, par exemple, pour percer la galerie d'un tunnel dont l'avancement est évalué à environ 15 mètres par mois.

En l'attaquant d'une seule tête, la galerie aurait avancé pendant ce temps de 450 mètres de A en B (fig, 119) ; le pre-

Fie. 119.

mier puits devra donc être percé à une distance telle du point B, qu'au bout de trente mois l'attaque en arrière soit parvenue au même point. On connaît, par le profil en long, l'altitude de la montagne; si donc on suppose le premier puits au point D, et que la hauteur CD soit égale à 100 mètres, on peut trouver d'une façon très approchée la position du point D. En effet, le forage du puits, avançant d'environ 12 mètres par mois, demandera donc huit mois et demi, on n'aura donc plus que vingt et un mois et demi pour la galerie corespondante, dont la longueur sera représentée par:

Le puits devra donc être placé à une distance du point A indiquée par :

4îi0-f 258=: 708 mètres;

on déterminera de la même façon la position des autres puits. On donne généralement aux puits une section de 10 à 12 mètres, soit 2™, 50 de largeur et 4 mètres de longueur, que Ton divise, au moyen de cloisons en planches et de madrier?, en trois compartiments : deux servent au mouvement montant et descendant des bennes d'extraction et de transport des matériaux, et le troisième au transport des outils et au service des ouvriers, du personnel des travaux et de la sun'eillance.

Axe__de la ^akrie..

On place ordinairement ces puits un peu à droite ou à gauche de l'axe de la galerie principale à laquelle ils sont reliés par une galerie transversale (/ff/. 120), de façon à éviter, aux hommes circulant à la partie inférieure, les accidents qui pourraient résulter de la chute de blocs, outils ou objel-^ quelconques ou même de la rupture d'un câble d'attache de^ bennes.

Galeries transversales. — Il arrive quelquefois que 1*^ tunnel se trouve dans un contrefort escarpé bordant un ravin longé par le chemin de fer; on peut, dans ce cas. au lieu do se servir de puits, ouvrir des galeries transversales