CHAPITRE XI

Exposé. — En 1892, le Parlement fut saisi de six bills pour la construction de chemins de fer électriques souterrains du système Grealhead, analogues au City und South London Railway, en exploitation depuis 1890. La question parut si importante que les deux Chambres nommèrent une commission mixte. Les représentants du Conseil de Comté de Londres et de la Corporation de la Cité insistèrent vivement pour que les souterrains fussent ouverts a un diamètre suffisant pour permettre la circulation du matériel roulant des grandes lignes. Un leur répondit que pour porter le diamètre à 16 pieds (4,88 m.) il faudrait dépenser 100 000 1. stg. (2 500 000 fr.) de plus par mile (1350 000 fr. par kilomètre), et que d'ailleurs cette dépense serait faite en pure perte ; car l'intensité du trafic local ne permettait pas d'admettre les trains de grandes lignes en transit. L^opposition n'en fut pas moins vive; heureusement la commission se rendit compte qu'imposer une telle condition aurait eu pour conséquence d'empêcher la construction des nouvelles lignes, et elle passa outre.

Le général Hutchinson, ancien Inspecteur du Board of trade, aurait voulu que l'on imposât une condition encore plus extraordinaire. Il eût désiré que l'on exigeât, pour les souterrains sous la Tamise, deux enveloppes Tune dans l'autre « en vue d'une plus a grande solidité et afin que, si un train déraillait et brisait la pre- « mière enveloppe, l'enveloppe extérieure pût empêcher l'infiltrac tion et l'invasion de l'eau dans la galerie ». On a beaucoup blâmé cette attitude des représentants de l'administration anglaise.

eDviroD, les voies de garage, la station génératrice, machines, chaudières génératrices, etc. La traversée sous la gare de Waterloo. qui anécessilé lareprise en sous-œuvre des piles du viaduc portiol j 1^^ la gare, est un travail délical, ^ J*^i^^^^^^ '"*'® "® présente rien de particulier.

Généralement l'espace réservé entreles deux tubes est de 4 pieds (1,22 m.); cependant on a dû le réduire exceptionnellement à 2 pieds (0,61 m.au passage sous la ligne du Soulh- Easlern Railway, de Charing-Cross à Cannon-Slrect (lïg. 260).

La figure 26t montre la traversée de la Tamise et des abords; aussilôl aprl's avoir louché la rive gauche, la ligne passe sous le MelropolilaD District Railway qui est lui-même souletrain. La diil'érence de niveau des rails des deux lignes est de 33 pieds (16,15 m.). Dans Queen's Slreel, les deux mômes lignes se trouvent supersur une assez grande longueur, et la différence de niveau varie de 53pied8(16,iym.}à45pieds(13,12m.|.

Les rayons des courbes ne descendent nulle part au-dessous de o cbaines (100,58 m.).

Froai. — Aussitôt après le passage du Soutli-Easlern où les deux lignes sont de niveau, on a donné à celle qui va sur la Cité une pente de <.3C (0,033 m.), de façon à la faire descendre le plus rapidement possible dans l'argile de Londres, au-dessous des terrains aquifëres. L'auto ligne n'a qu'une pente de 1/60 (0,0n m.). En arrivant sous la •Tamise (fig. 262), les deux lignes sont au même niveau. Klles

remonlent avec une rampe de 1/800 (0,00125 m.) jusqu'à l'entrée de Queen's Street en face des bureaux du Times, puis avec une rampe de 1/530 jusqu'à la station de la Cité.

Stations. — Il a déjà été parlé de la sta- « tion de Waterloo. Celle de la Cité , en cours <r] d'exécution, eslsous Queen's Streetets'éiend jusque près de Mansion House. Les quais ont 330 pieds (100,S8m.) delongueur. Cette station est précédée d'un croisement permettant le passage des trains d'une voie à l'autre. Elle doit ôlre réunie par un plan incliné à ta station du Central London sous la place de la Bourse. Cette dernière se composera d'une galerie, creusée sous la place et en faisant tout le tour, à laquelle on pourra accéder de chaque rue par des escaliers. Cette galerie, placée à petite profondeur, entoure un espace elliptique dans lequel se trouveront les puits avec ascenseurs destinés à desservir le Central London.

La construction de cette station sous le béton de fondation de la chaussée de la place de la Bourse, au cœur de la Cité, est des plus intéressantes.

Coupes entpavers. — En voie courante, le souterrain comporte (iig. 2G3, 264) un anneau en fonte de 20 pouces (0,508 m.) de longueur, composé de 7 segments et d'une clef. Ces segments ont 7/8 pouce (0,U22 m.) d'épaisseur et sont entourés de nervures de 1 pouce 1/4 (0,03 m.) d'épaisseur et de 5 pouces i/8 (0,13 m.) de

profondeur. Le diamètre extérieur est, entre la Tamise et la Cité, de 13 pieds (3,96 m.) elle diamètre intérieur de 12 pieds! pouce 3/4

(3,70 m.). Entre la Tamise et Waterloo, à cause des courbes de 5 chaînes (100,58 m.) de rayon, pour faciliter le passage du matériel dans les courbes, on a porté le diamètre extérieur à 13 pieds

>> iO' m 90'^ »0\

Fig. 263. — Coupe transyersale. Fig. 264. — Coupe longitudinale.

Reyêtement métallique.

1 pouces 1/4 (4,14 m.) et le diamètre intérieur à 12 pieds 9 pouces (3,88 m.). Chaque segment est fixé par 8 boulons dans les joints verticaux et 2 dans les joints horizontaux. Tous ces boulons ont 1 pouce (0,025 m.) de diamètre. Les joints horizontaux sont rabotés;

les joints verticaux (fig.265\ ont une portée extérieure et reçoivent une fourrure en bois créosote.

Le poids de chaque anneau est d'environ 1 t. 81 (1839 kg.), pour la plus grande taille et de 1,73 t.

( 1 758 kg. ) pour la plus petite.

On a installé pour les besoins du service des communications entre les deux galeries. U y en a 6 du type de la figure 266 à intervalles réguliers.

Les figures 267 et 268 représentent une communication à un point où les deux galeries sont à des niveaux différents. On a renoncé à cette commodité partout où les souterrains avaient été ouverts dans les couches aquifères.

Fig. 265. — Détails des joints horizontaux

et verticaux.

Les galeries une fois terminées, l'iDlérieur est, suivant l'usage, revêtu en béton.

Fig 261

Coups longitudinale d une

Fie- 268.

Coupe transversale siu

Implantation des ouvrages. — L'implantation des ouvrages fut faite avec le même soin qu'au City and South London Ry. Sans en reprendre le détail, on rappellera qu'on a dû commencer par

288 EMPLOI DU BOUCLIEU

établir des bases rattachées entre elles par une triang^latioD. Ce travail fut exécuté par M. l'ingénieur Hay avec un soiu tel que l'écart entre la longueur calculée et la longueur mesurée pour la base du pont de Blackfriars n'atteignit pas 3/8 pouce ;0,01 m..

Echafaudage en rivière. — La construction des souterrains fut confiée en juin 1894 à MM. John Mowlen and C, dont les ingénieurs sont MM. W. Rowell et M.-C. Campbell. Ces entrepreneurs décidèrent d'exécuter tout le travail en partant de puiU foncés dans le lit même de la Tamise, près de la rive gauche ou de Surrey, à 300 pieds (132,40 m.) du pont de Blackfriars (fig. 261 et 262). Le premier pieu fut battu le 20 juin 1894, elle montage terminé en novembre. Cet échafaudage n'est réuni à la rive que par une passerelle pour piétons qui aboutit dans une propriété privée au n° IS de Upper Ground Streçt. Tous les déblais sont enlevés par eau et tous les matériaux amenés par la même voie. Sur cet échafaudage on installa les bureaux cl magasins, ainsi que toute la machinerie comprenant : quatre grues roulantes, une de 5 tonnes, une de 3 tonnes et deux de 2 tonnes; quatre chaudières locomotives de 100 chevaux; trois dynamos de 100 volts et 112 ampères ; une dynamo de 200 volts et 112 ampères ; deux compresseurs à air de 230 chevaux, etc.

Fonçage des puits. — Le fonçage des puits fut commencé en août 1894. On se servit d'anneaux en fonte de 16 pieds (4,88 ra. de diamètre, que Ton descendit à niveau plein en draguant à Tintérieur jusqu'à ce qu'ils eussent pénétré de 13 pieds (3,96 m. dans l'argile. Au-dessous les puits furent continués, par reprise en sous-œuvre, avec un revêtement en maçonnerie de briques auquel on donna une épaisseur de 1 pied 6 pouces (0,46 m.) sur les 10 premiers pieds (3,05 m.) ; sur les 17 pieds (5,18 m.) restant on porta répaisseur de la maçonnerie à 2 pieds 3 pouces (0,69 ni), en modifiant graduellement la section, de manière à passer de la forme circulaire à celle d'un carré à angles arrondis.

En novembre, les deux puits étaient terminés et on pouvait procéder au montage des quatre boucliers destinés à l'attaque des deux galeries dans les deux sens. Ces galeries purent ainsi être

commencées les 26 novembre et 10 décembre 1894 pour l'un des souterrains et les 16 et 28 janvier pour Tautre.

Boucliers. — Les figures 269-270-271 représentent les boucliers pour la partie entre les puits et la Cité. Ceux qui servirent dans la direction de Waterloo (fig. 272-273-274) n'en diffèrent que parce qu'ils avaient 7 pouces 1/4 (0,18 m.) de diamètre en plus pour répondre à la section un peu plus grande de cette partie.

L'enveloppe se compose de deux tôles d'acier de 1/4 pouce (0,006 m.) d'épaisseur, 7 pieds

Fig. 269. — Coupe loiigitudinale du bouclier,

petit modèle.

Fig. 270. — Vue arrière du bouclier, petit modèle.

(2,13 m.) de longueur et d'un diamètre extérieur de 13 pieds 2 pouces (4,01 m.], de manière à laisser autour de l'enveloppe un jeu d'un 1/2 pouce (0,0127 m.).

 l'avant-bec, cette enveloppe est raidie par un anneau en

xaAp.. J:.. J.....I. .

- Coupe longitudinale du boucliit' grand modèle.

foDte, composé de 4 segments ; c'est k cet anneau qu'est atlacbé, avec des vis, le couteau en acier, conique, de 1 pouce (0,035 lo.) d'épaisseur. Ce couteau en 18 morceaux pouvait, comme au City and South London, être réglé de manière à découper un passag* plus large que le bouclier, mais on ne parait pas avoir eu recours à ce dispositif.

La cloison verticale est en tôle [de fer de 3/4 pouce (0,019 m.) d'épaisseur. On y voit, comme dans tous les boucliers de ce type, une ouverture rectangulaire de 6 pieds 6 pouces (1,98 m.) de hauteur, sur 5 pieds 6 pouces (1,68 m.) de largeur. Ce diaphragme est raidi par des bandes de fer horizontales et verticales de 4 pouces (0,10 m.) de largeur et 3/4 pouce (0,019 m.) d'épaisseur rivées sur

Fig. 273.

— Vue arrière du bouclier, grand modèle.

les deux faces. Il porte en outre deux fers en U verticaux de 6 pouces X 3 pouces X 1/2 pouce (0,15 m. X 0,076 m. X 0,0127 m.) destinés à recevoir des bois pour la fermeture de la baie.

En arrière de la cloison, l'enveloppe est renforcée par un second anneau en fonte de 3 pieds (0,91 m.) de longueur formé de 7 segments dans chacun desquels sont logés les vérins hydrauliques.

Ces vérins ont 7 pouces (0,18 m.) de diamètre intérieur et 22 pouces (0,56) de course. Les cylindres sont en acier ainsi que les pièces fixées aux tiges pour prendre point d appui contre le reTètement.

Il n'y a pas lieu d'insister sur les autres dispositions maintenant

bien connues de ce type de bouclier.

Avancement dans rarg^ile. — Dans Targile, on exécutait en avant du bouclier une galerie boisée de 7 pieds (2,13 m.) de hauteur sar 5 pieds (1,52 m.) de largeur dans œuvre. Le boisage de cette galerie se composait de chapeaux 4x11 pouces (0,10 m. X 0,28 m.), de poteaux 3 X 11 pouces (0,076 m.

X 0,28 m.) et de semelles en bois dur 9x9x3 pouces (0,23 m.

L'avancement était de 2 à 3 anneaux de 20 pouces par équipe, soit 10 pieds (3,05 m.) par vingt-quatre heures. L'équipe employée dans une galerie comprenait 20 hommes.

On procédait aussitôt, après la pose des anneaux, à l'injection au mortier de chaux avec l'appareil Greathead déjà décrit et universellement employé.

Il ne restait plus à faire que le remplissage en béton tout au moins jusqu'au niveau de la voie de service. Le mélange se composait de 1 partie de ciment et 6 de ballast, sauf à la clef où Ton forçait le dosage et où l'on ajoutait du sable fin. Pour ce clavage, on se servait d'une boite, dont les côtés étaient en bois ; le fond mobile était fait avec une tôle d'acier. Après Tavoir remplie de la quantité de béton nécessaire on la suspendait en place par des étriers aux boulons du revêtement. On soulevait alors la plaque

Fig. 274. — Vue avant du bouclier, grand modèle.

de fond, à l'aide de deux rouleaux mus par un levier, de manière à faire pénétrer le béton dans la clef, tandis qu'on laissait en place les étriers et la plaque, environ vingt-quatre heures, pour donner au mortier le temps de faire sa prise.

Dans la partie basse jusqu'à 20 pouces (0,58 m.) au-dessus de l'axe le remplissage se faisait avec des planches par les procédés habituels ; à la voûte on se servait de cintres.

Pig. il!). — \'ue du bouclier oC d« l'alUque,

Les joints du revêtement étaient bourrés avec un mortier de ciment de Portland et de sable fin.

Transport dee déblaie. — Au début les bennes de déblais étaient placées sur des plates-formes basses et roulées à la main (fig. 277) jusqu'au puits où elles étaient enlevées par des grues à vapeur et déchargées dans des barques. Quand la distance augmenta, on se servit pour remorquer les débltùs de locomotives élec-

SSi EMPLOI DU BOUCLIER

triques Siemens. L'une ile ces locomotives est représentée dans la figure 278. On peut remarquer l'emploi d'un trolley double, réuni à la machine par un càble Oexible, ce qui permet de passer facilement dans les croisements et garages. La voie est de 18 pouces (0,457 m.). Une locomotive pouvait remorquer 5 ton. k une vitesse de 7 mileaà l'heure (11,265 km.) en palier et de 3 miles à l'heure (4,828 km.) sur une rampe de i/60.

Courbes- — Pour passer dans les courbes et diriger le bouclier

Fig. 270. — Eicculiiiii du revêtement en maçonnerie.

avec précision on se servait de règles k vernier fixées aux parois de chaque côté ; ce qui permettait de déterminer avec précision l'avancement d'un des côtés du bouclier par rapport à l'autre.

Pour la pose du revêtement, il suffisait, dans les courbes de grand rayon, de faire varier l'épaisseur de la fourrure en bois créosote, placée entre les anneaux, de 3/8 à un 1/2 pouce (0,0095 m. à 0,0127 m.). Mais dans les courbes de 5 chaînes (100,38 m.) de rayon, on dut employer des anneaux spéciaux de 1 pied 8 pouces

13/32 (0,509 m.) de longueur du cdté du grand rayon et 1 pied 7 pouces 19/32 (0,497 m.) du côté du petit rayon.

Sas & air- — Le travail à Tair comprimé nécessita l'installation de sas à air. Ils se composaient (fig. 279-280-281) d'un cylindre en

Fig, S7Î. — EnlÈvement dea dcblais par le puits.

tôle de 5 pieds 9 pouces (1,75 m.) de diamètre intérieur et 13 pieds (3,96 m.) de longueur construits avec des tôles d'un 1/2 pouce (0,0127 m.) d'épaisseur, raidies par des anneaux en fer à T. On commençait par construire un mur en briques et ciment de 6 pieds 2 pouces (1 ,88 m.) d'épaisseur en travers de la galerie et on y plaçait non seulement le sas, mais les divers tuyaux nécessaires pour le service, à savoir : un tuyau de 12 pouces (0,30 m.) pour l'air com-

primé; un tuyau de 2 pouces (0,0S m.) pour Tappareil à injection, un tuyau de 2 pouces (0,0S m.) pour amener Teau pour le gâchage du mortier ; un tuyau de 3 pouces(0,076 m.) pour révacuation des eaux de drainage; un tuyau de 2 pouces (0,0S m.) au sommet pour le passage des fils de courant électrique, pour la pompe, le

Fig. 278. — Locomotive électrique.

téléphone et l'éclairage ; un tuyau de 6 pouces (0,15 m.) de réserve en cas d'accident à l'un des autres tuyaux ; enfin un tube de 30 pieds de longueur (9,14 m.) fermé aux deux bouts par des robinets, pour le passage des rails et autres matériaux. Les portes de l'écluse étaient en fonte de 1 pouce 1/4 (0,032 m.) d'épaisseur et raidies par des nervures. Les robinets d*admission et d'échappement pouvaient être ouverts du dedans et du dehors. Le remplie sage et la vidange se faisaient en 45 secondes. La figure 282 donne l'aspect général de l'écluse.

Emploi de l'air comprimé. — Aux termes de Tacte même d'autorisation, en passant au-dessous du Métropolitain District Ry, la Compagnie était tenue d'exécuter les reprises en sous-œuvre nécessaires ou d'employer Tair comprimé jusqu'à 30yards (27,43 m.) de part et d'autre.

A la date du 22 mai 1895, on attaqua l'emploi de l'air comprimé dans la galerie contenant la voie montante vers Waterloo, qui, en raison de sa rampe douce, rencontrait, comme il a été dit, les

Fig. 279. — Coupe loDgitudinale du sas à air.

couches aquifères beaucoup plus tôt que la voie descendante, que l'on avait pu faire plonger rapidement. La pression était de 7 à 8 livres (0,5 kg.).

On y employa le boisage compliqué déjà décrit. La petite galerie de tète était généralement tenue à la longueur de deux anneaux en avant du bouclier.

Bouclier modifié. — Cette méthode était non seulement dangereuse, mais tous les bois de blindage étaient perdus, ce qui pouvait déterminer des tassements ultérieurs. M. l'ingénieur Hay a pris en 1896 un brevet n^ 622 pour simplifier ce travail. Ce brevet s'exprime ainsi :

« Je prévois une visière de maaière à former toiture en avant et

Fig. 280. — Coupe horizontale du sas à air.

« dans la partie haute du bouclier et j'introduis devant la trousse

« coupante de cette visière tf de Targile dans laquelle a elle peut pénétrer. La i< visière est attachée au « bouclier par des conc soles et sur toute son étendue remplace le couteau.

<( La marche du travail est la suivante : on pré- « pare Tavancement de K la visière en creusant <( une poche de quelques « pouces de large et peu « profonde, en face du c couteau de la visière, « par exemple au som- « met. Aussitôt cette fouille terminée, on la remplit d'argile, de « manière à maintenir le terrain meuble et empêcher les pertes

Fig. 281.

Élévation du sas à air.

ic d'air. Quand ce remplissage est terminé, on fait une autre « petite fouille à cdté, et, ainsi de proche en proche on forme « une rainure sur toute la longueur de la visière et en face de « son arête, bien bourrée d'argile. Quand tout est prêt, on avance « le bouclier et sa visière qui entre aisément dans l'argile, n On voit qu'à l'abri de cette visière il n'y a plus besoin de

Fif. 282. — Vue perspective du sas à ûr.

« boisage au toit : ce qui assure une grande économie et un meil- « leur travail et diminue les risques de tassement. >

La figure 283 représente ce nouveau bouclier.

Ce procédé revient à allonger l'avant-bec et à permettre de travailler en avant de la cloison, sans galerie ni boisage perdu ; mais il conserve malheureusement encore le boisage du front de taille et les étais qui le soutiennent et passent à travers la porte. Il ne pare donc pas au danger d'accident analogue à celui de Melbourne.

On doit remarquer aussi le remplissage préalable de la partie , que doit entamer le couteau, avec de l'argile, qui est un retour

intéressant au procédé inauguré par Brunel pour les douves de toit.

Station de la Cité. — A la station de la Cité et sur une courte longueur en avant, les deux galeries sont réunies en une seule de 23 pieds (7,01 m.) de diamètre intérieur.

Le revêtement en fonte est formé d'anneaux de 18 pouces (0,457 m.) de longueur composés de 14 segments et d'une clef ; les nervures ayant 9 pouces (0,23 m.) de profondeur, le diamètre extérieur est de 24 pieds 6 pouces (7,47 m.). Ce revêtement est, sauf les dimensions, identique à celui de la galerie courante.

Pour faire ce travail on a employé un bouclier spécial. Pour le monter, on a d'abord, dans l'élargissement pour le croisement, fait une large fouille boisée avec revêtement en briques. Mais ce travail a été long, difficile et onéreux, en raison de la masse de bois qu'il nécessitait. Aussi quand on l'a remonté une seconde fois pour la station proprement dite, on a trouvé plus avantageux, pour maintenir les terres pendant le montage du bouclier, de substituer à la maçonnerie un revêtement en fonte doat le diamètre intérieur de 28 pieds (8,53 m.) permit le travail du montage. Ce revêtement avait de très fortes nervures de sorte que son diamètre extérieur s'élevait à 30 pieds 4 pouces (9,25 m.). Il s'étendait sur 18 pieds (5,49 m.). Toutes ces opérations ont dû être fort coûteuses. On peut en dire autant du bouclier qui pesait 100 t. (101605 kg.) et a coûté 2000 livres sterling (50 000 fr.). Cette dépense est d'autant plus élevée que le bouclier ne servira en deux fois que sur un parcours de 100 m. environ.

Quoi qu'il en soit, ce bouclier, représenté par la figure 284, est très intéressant.

Son diamètre vertical est de 24 pieds 10 pouces (7,57 m.). Sa disposition générale est celle du bouclier de voie courante. On y trouve l'enveloppe générale en acier ; l'anneau en fonte, qui renforce l'avant-bec ne porte pas de couteau ajustable en acier, mais il forme lui-même, avec l'enveloppe coupée en biseau, la trousse coupante.

La cloison n'existe plus; elle est remplacée par deux divisions verticales et deux planchers très vigoureux en fers et tôles qu'en-

Mm. DcDii-coupc lut le deui:

Fig. 2S4. — BuucUer de station.

tretoisenl le bouclier et partagent l'attaque en 9 cellules. L'anneau de fonte d'arrière est divisé en 22 segments portant autant de vérins de 7 pouces {0,18 m.) de diamètre intérieuretde 21 pouces (0,53 m.) de course. Ces vérins ne s'appuient pas directement sur le revêtement en fonte; on interpose une fourrure en bois qui masque le jeu entre le bouclier et le revêtement et permet de faire l'injection de mortier, immédiatement derrière le bouclier, à mesure qu'il avance, et de prévenir ainsi tout tassement.

A l'arrière , le bouclier porte -

2 grues hydrauliques pour le levage et la mise en place des segments. Le bras de chacune de ces grues est formé d'un vérin hydraulique de 4 pouces 3/4 (0,12 m.) de diamètre et 6 pieds 6 pouces (1,98 m.) de course. Ces bras eux-mêmes reçoivent par l'intermédiaire de poulies et de chines un mouvement de rotation d'un vérin de 6 pouces (0,15 m.) de diamètre et 4 pieds

^ ' * Coupe longilndiDkls.

(1,22 m.) de course, fixé à la divi- ,. „„, „ ,. , . ,.

\ ' > ' Fig, 28i. — Bouclier de ttstion.

sion verticale du bouclier.

Pour éviter l'emploi d'une galerie en avant du bouclier, on n'a pas eu recours ici à une visière mais à une disposition originale. Les planchers horizontaux, dans chacune des six cellules, peuvent s'avancer en avant du couteau et venir buter contre le front de taille, de manière à le maintenir pendant que l'on exécute la fouille en avant du bouclier sur la longueur d'un anneau. Ce mouvement s'obtient à l'aide de six vérins logés sous les planchers, de 7 pouces (0,18 m.) de diamètre et 1 pied 11 pouces 1/2 (0,39 m.) de course.

Tous ces vérins sont actionnés par la distribution de force hydraulique qui distribue Teau à la pression de 750 livres par pouce carré (53 kg. par cm*) ; une machine spéciale relève cette pression à celle de 2000 livres (141 kg.) employé dans les vérins.

Il ne faut pas perdre de vue que le travail se fait dans Targile compacte de Londres et que ce type de bouclier, qui laisse le toit à découvert ne saurait s'appliquer dans un terrain moins solide. Les planchers mobiles n'en sont pas moins une excellente idée qui rappellent les jalousies du bouclier de Blackwall et les vis du blindage de Brunel. L^emploi de la garniture à Tarrière pour maintenir le ciment injecté est une heureuse innovation.