CITY ASD SOUTH LONDON RAILWAY

Exposé. — Les projets de M. Barlow pour établir des omnibus souterrains, sous la Tamise et dans Londres, remorqués soit à bras d'hommes, soit par des câbles et des machines fixes, ont été exposés dans le chapitre précédent. La ligne, qui va être décrite, devait également dans Tesprit des promoteurs être un tramway à câble ; la traction électrique n'y a été adoptée qu'en cours d'exécution ; elle est donc la suite naturelle des essais poursuivis à la Tour de Londres et à Woolwich.

Les débuts de TafTaire furent laborieux. Il y eut beaucoup d'hésitations et d'oppositions, quand il s'agit d'obtenir les autorisations et de constituer la Compagnie. Un premier acte du Parlement de 1884 autorisa la construction du City of London and Southwark subway entre King William Street dans la cité et Eléphant and Castle dans la paroisse de Newington. Ce ne fut qu'en 1886 que M. C-.G. Mott, après avoir examiné le tunnel de la Tour de Londres et reconnu l'avantage du procédé d'exécution présenté par Greathead et recommandé par sir Benjamin Baker et sir John Fowler, accepta la présidence de la Compagnie avec Edmond Gabbutt comme entrepreneur. Deux actes successifs du Parlement, dont le premier date de 1887, autorisèrent à prolonger la ligne vers le sud, d'abord jusqu'à Stockwell, puis jusqu'à Clapham Common ; c'est à ce moment qu'elle prit son nom actuel. Enfin en 1893, à la suite d'une discussion dont il sera parlé à propos du Waterloo and City Railway, le prolongement vers le nord à tra-

vers la Cité jusqu'à Islington, figura dans l'acte autorisant la création d'un véritable réseau de chemins de fer électriques souterrains du même type.

Le premier travail entrepris fut la construction des deux souterrains conjugués sous la Tamise ; il était indispensable, en effet, de dissiper la méfiance générale à ce sujet et de faire taire ceux qui prétendaient que tout le capital de la société ne suffirait pas à terminer cette partie du travail. Un échafaudage provisoire fut construit dans le lit même de la Tamise, pour fonder un puits près de Old Swan Pier et du Pont de Londres. Le premier souterrain fut attaqué en octobre 1886 et le second en mars 1887 ; en juin de la même année, la traversée de la rivière était complètement terminée. Les attaques aux diverses stations furent commencées en juillet 1887, à l'église Saint-Georges, Borough ; à la fin de la même année, à Eléphant and Castle; en mars 1888 à la Cité, et à peu près à la même époque au parc de Kennington, pour le prolongement vers Stockwell. Les travaux d'installation des ascenseurs hydrauliques pour l'accès aux stations furent commencés par MM. W.-G. Armstrong, Mitchell and G** à la fin de 1888. Les installations électriques furent entreprises en 1889 par MM. Malher et Platt. Les premiers essais purent se faire en février 1890 et l'inauguration solennelle eut lieu le 4 novembre 1890, en présence de S. A. le prince de Galles. Ge fut le succès de cette entreprise qui décida quelques années plus tard le Parlement à autoriser le réseau actuellement en cours d'exécution.

Tracé. Profils. — La ligne part de King William street qu'elle traverse immédiatement à angle droit, près du Monument, à 70 pieds (21,34 m.) de profondeur au-dessous de la rue, passe sous Arthur street et Swan Lane jusqu'à la Tamise sous laquelle elle se trouve, à une profondeur maxima de 73 pieds (22,2.^ m.) au-dessous du niveau des hautes eaux. Le chemin de fer continue sous les bâtiments de Hibernian Warf et sous la rampe d'accès côté Sud au Pont de Londres et passe ensuite sous les voies suivantes : High street, Borough, Blackman street, Newington Causeway, Newington Butts, Kennington Park Road, et Glapham Road, jusqu'à Stockwell où la ligne s'arrête actuellement à la

64 EMPLOI DC ItOUCLlER

jonction des routes de South Lambelli et de Stockwell. Excepté h

son passage sous la Tamise et sous une propriété privée sur la

Fig. bi-t.

Fig. 54-1-2-3-4. - Plan.

rive sud, la ligne est sur tout son parcours établie sous des voies publiques. La figure S4 donne le détail du tracé et fait voir qu'il

traverse deux lignes de chemin de fer, le South-Eastern RaiJwav,

et le London Ghatham and Dover Railway.

Fig. Ô4-5.

Fig. 54-6.

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Fig. 5i-7.

Fig. 54-8.

Fig. 54-5-6-7-8. — Plan. Suite.

Sur le profil en long (fig. 55) et le plan, sont indiquées les courbes, pentes et rampes des deux voies, qui sont établies partout, sauf aux terminus, dans deux souterrains distincts. Les figures 56

et 57 à plus grande échelle permettent de se rendre compte des

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Fig. 55. — Profil en long.

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Fig. 56. — Profil sous Clapham Road.

Fig. 57. — Profil sous la Tamise.

conditions dans lesquelles la ligne Iraverse les terrains aquifères

CHEHTN DE FER ÊLECTBIQUE DE LA CITÉ A STOCKWELL 07 BOUS Glapham Road et de la nature des couches rencontrées aous la Tamise.

Souterrain double. — L'emploi de deux souterrains distincts a été justifié par d'assez nombreux motifs. On peut écarter comme contestable l'idée que la ventilation serait mieux assurée par les trains qui circuleraient toujours dans le même sens. Mais on doit reconnaître à cette solution un avantage considérable ; au passage sous la ruelle étroite de Swan Lanc, il eût été impossible de placer un souterrain à deux voies sans empiéter sous les immeubles en bordure et la valeur des propriétés est telle qu'il ne fallait pas songer à acquérir ou à indemniser les propriétaires; les deux souterrains ont pu, au contraire, être placés comme l'indique la figure 38 l'un au-dessus de l'autre, sans sortir des limites de la voie publique.

Les accès aux stations peuvent se faire très faci- .^,».p-^i~__rT lement, avec les deux souterrains placés à des ■'<■/;■.■:*. niveaux différents, sans recourir & des traversées de voie dangereuses ou obliger les voyageurs à franchir les voies au moyen de passages desservis par des escaliers fatigants et peu commodes. En cas de raccordements de lignes , ils permettent d'éviter les croisements à niveau sans recourir k des passages inférieurs ou supérieurs coûteux et d'une exécution délicate. Il est plus facile et moins P>g. ^■ dangereux d'exécuter des souterrains de petite sec- ^"!^l if^"'' tion dans les mauvais sols ou au passage sous les ouvrages existant, égouts, chemins de fer, etc. Enfin tout au moins avec le revêtement en fonte, les deux souterrains de petite section coûtent moins cher qu'un grand. A ces raisons de valeurs diverses, qu'il n'y a pas lieu de discuter ici, venait s'ajouter pour les constructeurs la possibilité de créer un point bas entre chaque station de manière à &ciliter les démarrages et les arrêts.

Courbes, pentes et rampes. — La ligne, ayant été primitivement construite pour un tramway funiculaire, a pu être tracée

avec des courbes, pentes et rampes plus prononcées qu'il n'eût été possible de le faire avec un autre mode de traction. Le plus faible rayon de courbe sous Arthur Street est de 140 pieds (42,67 m.) ; il se trouve en outre plusieurs courbes de 190 et 200 pieds (38,91 ni. et 60,95 m.) de rayon. La pente la plus forte est de 1/14 (0,071 m. par mètre], au point où les lignes viennent se placer l'une audessous de l'autre ; généralement il existe à la sortie des stations une pente de 1/30 (0,033 m. par mètre), en vue de faciliter le démarrage et de pouvoir acquérir rapidement te maximum de vitesse sans une dépense de force exagérée. La plus forte rampe se trouve sous Swan Lane au point oii les deux voies se superposent : elle atteint 1/40 (0,025 m. par mètre). En général, les rampes, qui suivent la pente rapide créée artificiellement k la sortie des stations, sont faibles. Cette idée de créer une fosse entre chaque station était rationnelle avec la traction par câble, mais a moins d'intérêt avec la traction électrique, et partit avoir été abandonnée dans les lignes actuellement en construction.

Profils en travers. — Les souterrains sont circulaires et ont, dans la partie construite la première, de la cité & Eléphant and Castle, 10 pieds 2 pouces (3,11 m.) de diamètre intérieur ; ce diamètre a été porté sur le reste du parcours i 10 pieds 6 pouces (3,20 m.). Sur la longueur totale de 3 miles 1 furlong 140 pieds (5071,78 m.), il y a donc environ 1 mile 2 furlongs Pig.59. (2011,64 m.) de sou-

Coupe de la slation d'Eléphant wid Caslle. terrains du plus petit

des deux types.

 chaque station intermédiaire, sur la longueur du quai, les

CHEMIN DE FER ELECTRIQUE DE LA CITE A STOCKWELL 69 deux souterrains ont une largeur de 20 pieds (6,10 m.) et une hauteur de 16 pieds (4,88 m.}. Les quais ont environ 3,30 m. de largeur et 100 pieds (30,48 m.) de longueur. Aux deux stations terminus, il y a un souterrain unique de 26 pieds (7,92 m.) de largeur sur 20 pieds (6,10 m.) de hauteur ; mais à la Cité, il n'y a qu'une voie avec deux quais, l'une pour le départ et l'autre pour l'arrivée, tandis qu'à Stockwell, il n'y a qu'un quai

central entre les deux Fig. 60. — Coupe de la station de la Clic.

voies. Cette dernière gare

est aussi reliée par un souterrain spécial à forte rampe de i pouce

Fig. 61. — Coupe de la •Ullon Kenninglon.

3 1/2 (0,286 m. par mètre) au dépôt du matériel. Les figures 59,

60, 61 et 62 permetleot de se rendre compte des dispositions des stations. L'établissement des deux quais à des niveaux ditTérents, supprime presque tout escalier pour se rendre des ascenseurs aux quais. Il n'y a d'exception qu'à Eléphant and Caslle où tes deux voies sont au même niveau, de manière à permettre par une bretelle le passage des trains de l'une à l'autre voie.

En établissant partout les voies à une grande profondeur audessous du niveau de la rue, les constructeurs ont eu surtout pour but de les placer dans l'argile compacte de Londres, au-dessous

des terrains aquirères, de supprimer les frais de déplacement des égouts et de toutes les conduites qui se trouvent sous la voie publique, d'éviter ainsi toute fouille à la surface et tout travail de reprise en sous-œuvre. Il en résultait une économie de construction considérable, mais il devenait nécessaire de munir les stations d'ascenseurs. Il a été à cet effet construit à chaque station un puits de 25 pieds (7,62 m.) de diamètre dans lequel se trouvent deux ascenseurs demi-circulaires indépendants, du type à suspension parcÂble, pouvant enlever 50 à 60 voyageurs. Un puits plus petit de IS pieds (4,5*7 m.) de diamètre dans chaque station con-

CHEMIN DE FER ÉLECTRIQUE DE LA CITÉ A STOCKWELL ^i

tient un escalier circulaire qui peut servir en cas d'accident ou de réparations. Ces ascenseurs sont actionnés par leau, sous une pression de 1 200 livres par pouce carré (84 kg. par cm'). Les tuyaux d'alimentation et d'échappement sont placés sur des con-

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Fig. 63. — Coupe en travers du souterrain.

soles dans les souterrains (iig. 63) ; ils sont branchés sur deux accumulateurs, l'un au milieu de la ligne, dans le puits pour les escaliers à Eléphant and Castle et l'autre au dépôt, où se trouvent trois machines de compression indépendantes.

Voie. — La voie est établie sans ballast de manière à éviter la poussière désagréable pour les voyageurs et cause d'usure rapide des machines et en particulier des moteurs électriques. Elle se

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Fig. 64. — Coupe en long du Terminus de Stockwell.

compose de rails Vignole pesant 60 livres par yard (29,76 kg. par mètre courant) reposant sur des traverses de 12 pouces (0,30 m.) de largeur sur 6 (0,15 m.) d'épaisseur fixées directement au revè-

tement métallique. Cette disposition a rinconvénient d*ètre très sonore.

L'assainissement des galeries est assurée au moyen de petits électeurs hydrauliques, alimentés sur la conduite des ascenseurs, qui refoulent Teau par un tuyau de 2 pouces (0,05 m.) dans les égouts.

L'installation du dépôt étant faite à ciel ouvert dans un terrain réuni à la ligne par le petit souterrain dont il a été parlé à propos de la station de Stockwell, et visible sur la coupe (fig. 64), il n'y a pas lieu de s'y arrêter ici. Il en est de même du matériel roulant et de l'exploitation qui sont étrangers au sujet de cet ouvrage.

Sondag^es. - De fréquents sondages généralement de 3 pouces (0,076 m.) de diamètre révélèrent que sauf sur 50 m. environ à la station de la Cité, la ligne était constamment au-dessous d'une nappe d'eau dont les mouvements de montée et de descente coïncidaient avec la marée et qui par suite était en communication directe avec la Tamise.

Puits. — La compagnie avait été autorisée à ouvrir des puits temporaires sur les voies publiques pour la construction, mais elle n'eut pas besoin d'utiliser cette ressource onéreuse et tout le travail se fit par un puits temporaire dans le lit de la Tamise et par les puits de 25 pieds destinés à recevoir les ascenseurs dans les stations.

Le puits dans la rivière avait l'avantage de permettre une rapide évacuation des déblais et de ne pas nécessiter d'acquisitions de terrain. Il fut établi en dehors des berges et estacades, au milieu d'un échafaudage monté sur des pieux battus en rivière à travers le sable, jusqu'à l'argile. Cet échafaudage avait 100 pieds (30,48 m.) de longueur sur 35 (10,67 m.) de largeur. Le puits fut fait à l'aide d'anneaux en fonte, boulonnés les uns aux autres, de 13 pieds (3,96 m.) de diamètre; il fut foncé à niveau plein en draguant à l'intérieur. Pour maintenir l'eau au même niveau à l'intérieur du puits que dans la rivière, malgré les variations allant jusqu'à 19 pieds '5,79 m.) dues à la marée, et éviter les affouillements qui se seraient produits si l'eau avait cherché à se faire jour le long des parois du puits, une ouverture fut constamment maintenue, à

la hauteur du niveau des basses eaux; elle ne fut fermée que lorsque le puits, après avoir traversé les sables et graviers, eût été fortement ancré dans Targile. Â partir de ce moment il fut mis à sec et la partie inférieure achevée par reprise en sous-œuvre en maçonnerie de briques et ciment, en ménageant les quatre ouvertures pour les deux souterrains (fig. 37). La profondeur totale, y compris un puisard de 9 pieds (2,74 m.) de profondeur, fut de 82 pieds (24,99 m.) au-dessous du niveau des hautes eaux. Ultérieurement le puits fut dérasé au niveau du fond du lit de la rivière après avoir été fermé par un plafond dont Tétanchéité est assurée au moyen d'un corroi d'argile, d'une chappe d'asphalte et enfin d'une couche de béton.

Les puits de 25 pieds des stations ont été exécutés par un procédé analogue. La partie avec revêtement métallique, reposant sur un couteau était descendu jusqu'à 3 ou 4 pieds (0,91 m. à 1,22 m.) dans l'argile, en la chargeant avec les segments du revêtement métallique des souterrains. Les puits étaient ensuite repris en sousœuvre avec de la maçonnerie de briques et ciment par anneaux de 6 pieds (1,83 m.) de hauteur. En bas, pour l'accès aux ascenseurs, aux deux extrémités d'un même diamètre, furent ménagées deux ouvertures, réunies plus tard par une galerie percée tout autour et à l'extérieur du puits. En ayant soin de bien serrer les joints avant d'atteindre le niveau de l'eau, l'étanchéité était complète, quoique aucun des anneaux n'eût été raboté ni tourné. D'ailleurs les revêtements des puits sont restés à nu et on a utilisé les collets des joints pour l'installation des ascenseurs.

Les puits de 15 pieds pour escaliers dans les stations furent exécutés de la même façon. Seulement à la reprise en sous-œuvre, la maçonnerie de briques fut remplacée par des anneaux en fonte, en ayant soin, dans les vides qui pouvaient rester derrière le revêtement, d'injecter du mortier de chaux par le procédé qui sera indiqué plus loin. Ce mode de travail avait l'avantage d'être beaucoup plus rapide et moins dispendieux que la maçonnerie, en raison de la diminution de largeur de la fouille. Il permet d'obtenir des puits de largeur uniforme à toute profondeur et sans provoquer aucun mouvement du terrain.

Le puits de 23 pieds de la station de la Cité fut foncé jusqu'à

75 pieds dans le remblai, le gravier et Targile, à Tintérieur d'une maison, dont les fondations touchaient presque la paroi du puits, sans causer aucun dommage à cet important immeuble.

Marche du travail. — La partie du souterrain supérieur dirigée vers le sud en partant du puits provisoire en rivière fut attaquée la première. Le i*^" octobre 1886, le bouclier était descendu sur une plate-forme et prêt à avancer. Le travail alla d'abord très lentement, et l'avancement ne fut dans les deux premières semaines que de 23 pieds (7,01 m.). Mais quand les ouvriers eurent acquis un peu d'expérience et que quelques perfectionnements eurent été apportés, la vitesse augmenta et atteignit 16 pieds (4,88 m.) par jour et en moyenne 80 pieds (24,38 m.) par semaine. Ce souterrain atteignit la rive sud en février 1887 et fut continué sous Hibernian Warf et la rampe d'accès au pont, dans la direction de Borough.

Le second souterrain fut commencé immédiatement dans la même direction, en partant du puits, et atteignit la rive sud en 14 semaines.

Le souterrain supérieur fut pendant ce temps repris vers le nord, mais à 60 yards (34,86 m.) de la rive, l'argile fut crevée et l'eau se fit jour avec abondance. Il fallut fermer le bouclier et établir un sas à air. Le travail fut repris à l'air comprimé; au bout de 50 yards (43,72 m.) l'argile compacte fut retrouvée. Après avoir scellé les joints du revêlement avec du ciment de fer, il fut possible de laisser tomber la pression et le souterrain put être achevé à l'air libre. Pendant ce travail, l'air se dégageait assez loin dans la rivière entre Cannon Street et London Bridge et la pression dans le souterrain s'égalisait automatiquement avec celle due au niveau de l'eau dans la rivière, suivant le jeu des marées.

Les deux souterrains furent alors menés simultanément vers la Cité en maintenant celui du dessus à environ 100 m. en avance; le passage dans la courbe de 140 pieds (42,67 m.) de rayon se fit sans difficulté. Dès que le premier souterrain fut achevé, le puits de la station fut attaqué. En vue de diminuer les transports de terre sur la voie publique, le grand puits ne fut fait qu'après l'ouverture d^un puits boisé de 4 pieds (1,22 m.) de côté, par lequel furent

descendus tous les déblais du grand puits. Ils étaient ensuite transportés avec ceux de la station, dans le souterrain, jusqu'au puits provisoire dans la rivière.

Aussitôt après l'achèvement des souterrains sous la rivière, les terrains furent acquis pour les stations de Borough et d'EIephant and Gastle. Le fonçage des puits de 25 pieds et l'exécution d'une galerie perpendiculaire au tracé permit de monter et mettre en place, à chacune des stations, quatre boucliers pour exécuter les deux souterrains dans les directions nord et sud. A ce moment la compagnie avait obtenu l'autorisation du prolongement vers Stockwell. Le travail fut confié à MM. Walter Scott and G**, qui l'attaquèrent en août 1887, avec trois chantiers à Kennington, Oval et Stockwell, pendant l'achèvement de la section de la Cité.

Stations. — Dans les stations les souterrains étaient élargis. La maçonnerie de briques était exécutée avec une épaisseur de 2 pieds 3 pouces (0,69 m.) dans les stations intermédiaires et de 3 pieds (0,91 m.) dans les stations terminus. Lorsque les deux souterrains n'étaient pas au même niveau, celui qui était le plus bas était fait le premier et, dans la construction du second, une de ses parois était appuyée sur celle de la galerie inférieure (fig. 61 et 62). Un grand soin fut apporté à l'exécution de ces souterrains, pour lesquels il fut fait usage de boisages très forts. Le travail se fit d'abord par longueur de 5 pieds (1,52 m.), mais Texpérience montra qu'en prenant 9 pieds (2,74 m.) à la fois, les boisages pouvaient s'appuyer sur du terrain qui n'avait pas encore été bouleversé. Malgré toutes les précautions, il y eut quelques mouvements dans le sol et à la surface; à la fin cependant dans les chantiers de MM. Walter Scott and G% ils se réduisirent à peu de chose. Toutes les stations ont été faites dans Targile de Londres, sauf à Kennington, où sur une petite longueur le radier a été fait dans le sable et où il a été impossible d'éviter Teau.

Alignement. — En raison de l'espacement des puits, il fallut apporter les plus grands soins pour la direction des ouvrages. Entre le puits de Kennington et celui d'EIephant and Gastle, sur 900 pieds (274,32 m.) malgré les courbes, il n'y eut qu'un écart de

5/8 de pouce (16 mm.), et entre l'Oval et Kennington Terreur fut encore plus faible. Ces résultats font honneur aux ingénieurs MM. Basil Mott et David Hay.

Pour obtenir une aussi grande précision, ils commencèrent par reporter le tracé à la surface, en implantant des repères et en mesurant avec le plus grand soin les distances et les angles. Ce travail devait être exécuté de nuit et les visées se faisaient sur une feuille de papier de soie quadrillé placée devant une lampe électrique. Dès que les puits étaient foncés et la galerie transversale, percée, Taxe de cette galerie était reporté à la surface pour déterminer sa longueur et Tangle qu'il faisait avec Taxe du souterrain. Le théodolite était alors replacé en bas à la distance exacte et l'axe du tunnel implanté avec l'angle qui avait été relevé. Cette opération se recommençait deux et trois fois, jusqu'à ce que la longueur exécutée pût donner une base certaine. Les points étaient donnés par une entaille tracée sur un morceau de fer fixé dans un coin en bois dur, qui avait été enfoncé entre les anneaux au sommet du souterrain. En visant un fil à plomb fixé sur le repère, quand l'atmosphère était clair, il était facile de découvrir la plus petite erreur. Mais comme les visées avec le théodolite ne pouvaient guère se faire à plus de 250 pieds (76,20 m.) à cause de la fumée des chandelles, les alignements étaient généralement établis à l'aide d'une corde métallique à piano de 1/32 de pouce (0,0008) d'épaisseur. Ce procédé permettait de déterminer des alignements de 700 pieds (213,35 m.) en tendant la corde près du toit ; en se servant de fils à plomb avec une pointe d'acier fine et, en ajustant la corde avec des vis, la direction pouvait être donnée avec une exactitude telle qu'il n'était plus besoin de recourir au théodolite, tant que le souterrain se poursuivait sans courbe. Les repères étaient placés tous les 50 anneaux et toujours à une certaine distance du bouclier, pour éviter toute chance de mouvement. La direction était vérifiée tous les jours à l'aide d'une corde plus courte fixée au troisième anneau en arrière et plombée avec les deux autres.

Revêtement métallique. — La forme circulaire du revêtement métallique aurait été choisie parce qu'elle est la mieux appropriée pour résister aux poussées ; parce qu'avec la fonte on a la résis-

CHEMIN DE FER ÉLECTRIQUE DE LA CITÉ A STOCK\YELL 17 tance nécessaire avec une bien moindre épaisseur que pour la maçonnerie ; parce que celle moindre épaisseur permet de réaliser une économie sur la fouille ; enlin parce que le cuvelage en fonte se monte plus vite que la maçonnerie, ce qui permet d'éviter les puits provisoires si gênants pour la circulation.

Ces diverses affirmations seront discutées au chapitre xvi.

Les anneaux métalliques (Qg. 63} ont t pied 8 pouces (0,508 m.) de longueur et se composent de six segments et d'une clef. Avec te diamètre intérieur de 10 pieds 2 pouces (3,11 m,), l'épaisseur du métal est de '

I pouce (0,023 m.) et les nervures ont une profondeur de 3 pouces 1/2 (0,089 m.), ce qui porte le diamètre extérieur h 10 pieds U pouces (3,33 m.). Les

Dervures ont 1 pouce 3/16 (0,03 m.)

d'épaisseur. Dans le souterrain de 10 pieds 6 pouces (3,20 m.) de diamètre intérieur, les épaisseurs sont de 7/8 de pouce (0,022 m.) pour l'enveloppe et de 1 pouce 3/16 (0,03 m.) pour les nervures, dont la profondeur est de 3 pouces 5/8 (0,092 m.) :

ce qui donne un diamètre extérieur de '^' "*' ""' ^ *' ^'*'°

II pieds 3 pouces (3,43 m.}. Tous les

trous de boulons sont venus de fonte sans être retouchés ; le métal est de la fonte grise; il est trempé dans une composition de poix et de goudron qui forme à la surface après refroidissement un enduit brillant très tenace.

Les joints borizootaux ou longitudinaux (fig. 6u) étaient garnis avec une fourrure de sapin tendre de 1/4 de pouce (0,006 m.) d'épaisseur. Pour les joints verticaux entre les anneaux, une corde de cbanvre goudronnée était d'abord placée contre la portée (fig. 65) ; il était procédé ensuite au remplissage du joint avec du ciment Médina (ciment à prise rapide) ; ce joint aurait dû au contraire, pour suivre les légères variations de direction du bouclier, être très souple.

Dans les parties aquifères, le ciment à prise rapide fut remplacé par du ciment de fer, avant de remettre le souterrain à l'air libre.

La discussion du chapitre xvi montrera que Ton a beaucoup modifié la disposition de ces joints.

Dans les courbes, la différence entre les deux côtés était obtenue en forçant la garniture du côté de la courbe extérieure sans recourir à des pièces spéciales.

Boucliers. — Les 18 boucliers employés étaient du type représenté par les figures 66, 67, 68. Ils se composaient d'un cylindre

de 5 pieds il pouces (1,80 m.) de longueur, formé de deux épaisseurs de tôle d'acier de 1/4 de pouce (0,006 m.) d'épaisseur chacune , assemblées à joints croisés avec des rivets fraisés sur les deux faces. Ce cylindre était renforcé par un fort anneau de fonte à l'avant, sur lequel se boulonnaient d'un côté les tôles et les fers profilés formant la cloison verticale et de l'autre les pièces mobiles en acier du couteau. Ces dernières pouvaient être ajustées dans diverses positions de manière à pouvoir faire la fouille, soit au même diamètre, soit à un diamètre plus fort que celui du bouclier; cette dernière disposition aurait été utile, surtout dans les courbes. Il a déjà été dit que c'était une erreur pouvant entraîner des tassements que de vouloir faire la fouille plus large que le corps de l'ouvrage, à propos du brevet de Barlow; en fait, par la suite, cette disposition toute théorique du couteau a été abandonnée.

Dans la cloison verticale il y avait, comme au souterrain de la Tour de Londres, une ouverture rectangulaire avec des portes en fer sur rouleaux pouvant être fermées subitement. Cependant, en pratique, ces portes furent enlevées; il y eut simplement en approvisionnement des pièces de bois de longueur voulue, prêtes à être placées dans les rainures destinées à la porte. Ces pièces de bois

Fig. 06. — EléTation avant du bouclier.

CHEMIN DE FER ELECTRIQUE DE LA CITE A STOCKWELL ^9 furent employées quand le travail était interrompu, ou à la rencontre du terrain humide, s'il devait s'écouler un cerlain temps jusqu'à ce que les dispositions nécessaires pour travailler à l'air comprimé aient pu être prises. C'est là le point faible de ce type de bouclier, qui ne conviendrait guère dans les terrains très diflîciles et dont la défectuosité est encore aggravée par la manière dont il était employé.

L'intérieur du cylindre en arrière de la cloison était revêtu de segments massifs en fonte (lig. Q^}, auxquels étaient boulonnées six presses hydrauliques de 6 pouces 1/2 (0,164 m.) de diamètre.

Fig. 67. Fig. 68.

EléTalion am^e du boudiei". Coupe en long du bouclier

Ces presses étaient alimentées, à l'aide de deux bacs placés à l'intérieur du bouclier, au moyen de deux pompes à bras placées de chaque cdté. Ces pompes pouvaient en général faire avancer le bouclier d'une longueur d'anneau en dix minutes avec une pression variant de 500 à 1 800 livres par pouce carré (35 kg. à 127 kg. par centimètre carré), développant un effort total de 6 à 27 t. suivant le nombre de presses en service, la quantité dont le couteau pénétrait dans le sol et suivant que l'on avançait en ligne droite ou en courbe.

A l'extrémité des tiges des presses étaient attachées de larges semelles pour répartir la pression sur le revêtement métallique,

sans développer d'eSforts de flexion dans les tiges ni briser les nervures des segments.

L'extrémité arrière, ou queue du bouclier, sur 2 pieds 8 pouces (0,81 m.), se composait uniquement du cylindre en acier et servait d*abri pour le montage des anneaux du revêtement. Les segments se posaient sans appareil spécial, grâce à leur poids relativement

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Fig. 69. — Avancement dans l'argile.

faible 4 cwt. 1/2 (229 kg.) ; il suffisait de six hommes pour les mettre rapidement en place ; pour les deux segments supérieurs et la clef, il était fait usage d'un échafaudage léger temporaire, qui aurait en tout cas été nécessaire pour les boulonner. Il y avait avantage à employer deux petits moufles pour soutenir les deux segments inférieurs jusqu'à ce qu'ils fussent assemblés, mais c'était là le seul ouUUage employé.

Dans la construction de ces boucliers, Greathead s'est surtout attaché : 1^ à renforcer la partie avant et les couteaux et à raccourcir Tavant-bec de manière à éviter toute déformation du couteau ; 2^ à amincir la queue de manière à diminuer le vide laissé en dehors du revêtement lors de Tavancement. C^est dire que ce bouclier a été conçu pour travailler dans un terrain ferme et compact comme Targile de Londres. Ce principe est excellent, sauf en ce qui concerne la position de la cloison. Elle était tellement près du front d attaque qu'il n'y avait pas de place pour faire la fouille; la saillie totale du bouclier et du couteau n*est que de 12 pouces (0,305 m.). Aussi a-t-il fallu toujours construire à 6 pieds (1,83 m.) en avant une petite galerie boisée, pour dégager. Avant la mise en marche du bouclier, on plaçait une série de coins ou de pieux appuyés contre la cloison du bouclier et dépassant ce dernier d'environ 2 pieds (0,61 m.)(fig. 69). Pendant que le bouclier avançait, les boisages de la petite galerie étaient progressivement desserrés; les coins détachaient le terrain et le couteau avait moins de travail à faire. Il est bien entendu qu'il ne s'agit pas ici du travail à Tair comprimé en mauvais terrain.

Les frais d'entretien des boucliers avec le parcours de 500 m. environ qu'ils ont eu à faire se sont bornés au remplacement des cuirs des pompes usés par les détritus tombés dans les bacs à eau.

Injection. — L'injection par une seringue, telle qu'elle avait été pratiquée au souterrain de la Tour, exigeait l'emploi d'un mortier très liquide et la force était insuffisante pour bien le faire pénétrer dans les vides. Greathead appliqua pour la première fois au City and South London son appareil d'injection aujourd'hui universellement connu. Il se compose d'un cylindre métallique (fig. 70) assez fort pour résister à une pression de 70 à 80 livres par pouce carré (3 kg. à 5,6 kg. par cm *) traversé par un axe tournant dans des boites à étoupe à chaque extrémité, muni à un bout d'une manivelle et portant des palettes à l'intérieur. L'eau et la chaux sont introduites par une ouverture placée sur le dessus du cylindre et munie d'un couvercle fermant hermétiquement ; le mélange est chassé par l'air comprimé dans un long tuyau

flexible qui se termine par une lance pouvant être introduite dans les trous ménagés dans le revêtement. Ce travail nécessite généralement deux ouvriers : Tun tourne continuellement les palettes, ouvre les robinets d'admission et d'échappement d'air, pendant que l'autre est chargé de la lance. A mesure que les vides sont remplis, les trous sont bouchés. L opération se fait en partant du bas et en s'élevant jusqu'à la clef. Greathead préférait la chaux au ciment de Portland et surtout au ciment à prise rapide ; il trouvait le travail plus facile et la dépense moindre. Cependant, dans

Fig. li). — Appareil à injection Greathead.

certains cas on s'est servi de ciment. La chaux peut être mélangée au sable, cependant l'économie de chaux délayée ne compense pas Texcès de main-d'œuvre nécessaire pour faire le mélange. Il faut éviter avec soin tout excès d'eau qui aurait pour conséquence un reirait lors de la prise du mortier, tandis qu'en mettant juste la quantité d'eau nécessaire et en employant le mortier rapidement et au moment où il chaufl'e, il y a plutôt augmentation de volume .

Toutes les fois que l'occasion s'est présentée de démolir des portions de souterrain injectés, par exemple pour les élargissements de station, il a été reconnu que l'injection avait rempli les plus petits

vides. Dans des rognons, qui avaient été brisés et déplacés au passage du bouclier, le mortier avait pénétré dans des fissures de la pierre, minces comme une feuille de papier et rempli le vide laissé derrière elle par son déplacement. Le mortier injecté devenait en une heure au moins aussi dur que Targile de Londres, et, au bout d'un jour ou deux, avait la consistance du béton. Les résultats furent excellents et évitèrent tout tassement ; aussi l'appareil fut-il appliqué avec le même succès au fonçage des puits, à la consolidation de murs lézardés lors du passage du souterrain à Hibernian Warf, dans la construction des sas à air et enfin pour rendre étanches les boisages provisoires dans les couches aquifères.

L'appareil à injection est certainement un des facteurs essentiels du succès et, lui seul, permet d'éviter les tassements ultérieurs qu'entraîneraient les vides laissés fatalement derrière le bouclier et le revêtement.

Transport des déblais. — Au début une voie de service avait été établie sur des traverses reposant directement sur le revêtement métallique, et le roulage se faisait à bras; plus tard, la traction fut faite avec de petits chevaux et la voie posée sur une couche de terre provenant du déblai ; les résultats furent encore assez médiocres. C'est ce qui conduisit dans les travaux analogues à installer la traction électrique.

Traversée des terrains aquifëres. — Il reste à examiner les procédés employés pour la construction des souterrains dans les couches aquifères qui ont été rencontrées deux fois, sur 50 yards (45,72 m.), sous Swa^ Lane, près de la rive droite de la Tamise et sur 200 yards (182,88 m.) sous Clapham Road à l'extrémité sud près de Slockwell. Ces terrains se composaient de gros graviers et de sable, et la pression d'eau au-dessus du fond de fouille était d'environ 35 pieds (10,67 m.). Ce travail dut être fait à l'air comprimé et il fallut installer une usine de compression. Elle comprenait une pompe de compression, composée de deux cylindres à vapeur de 18 pouces (0,46 m.) de diamètre, travaillant avec une pression aux chaudières de 90 livres par pouce carré (6,3 kg. par

centimètre carré), et conduisant en tandem deux cylindres à air de 26 pouces de diamètre (0,66 m.), avec une course commune de 3 pieds (0,91 m.). Avec une vitesse de 50 tours à la minute, les pompes pouvaient aspirer 1 660 pieds cubes (46,84 m ') d'air libre.

L'air comprimé était employé dès que la couche d*argile se trouvait réduite au-dessus de Touvrage à 5 pieds (1,S2 m.). La couche la plus dangereuse était en effet celle qui reposait directement sur l'argile ; elle se composait de gros graviers avec très peu de sable. La plus grosse difficulté, à laquelle se heurte l'emploi de l'air comprimé pour la construction des souterrains, provient de ce qu'il faut, pour maintenir l'eau, une pression d'air beaucoup plus forte dans le bas de la galerie que dans le haut, puisque la colonne d'eau à soutenir est plus haute ; c'est ainsi qu'à Stockwell, la charge d'eau à la clef n'était que de 25 pieds (7,62 m.), tandis qu'au radier elle atteignait 36 pieds 1/2 (H,H m.). Avec un terrain assez compact, comme la vase ou le sable fin, la porosité du sol n'est pas assez grande pour laisser échapper un volume d'air important ; il n'y a pas un grand inconvénient à maintenir une pression d*air suffisante pour assécher le bas de la galerie, en supposant, bien entendu, qu'il y ait au-dessus de la voûte une couche de terrain suffisamment épaisse et lourde pour ne pas pouvoir être soulevée. Mais dans le sable grossier, et surtout dans le gravier dégarni de sable, la porosité et la perte d'air sont telles qu'il serait impossible de maintenir la pression sans des dispositions spéciales ; il faut toujours craindre, pendant l'exécution de la fouille, la perte d'un volume d'air exagéré et l'invasion de la galerie par l'eau. Si pareil accident venait à se produire, il s'en suivrait des éboulements et des désordres à la surface, comme Brunel en avait éprouvés, et la gravité des conséquences à redouter équivaudrait presque à l'impossibilité de faire le travail.

Greathead connaissait bien la difficulté, et pour la construction du souterrain de Woolwich, il avait fait établir un bouclier d'un type totalement différent, laissant en avant de la cloison verticale une large chambre de travail, bien isolée de manière à y cantonner les afQux d'eau et les éboulements qui, ainsi limités, n'auraient pu

CHEMIN DE FER ÉLECTRIQUE DE LA CITÉ A STOCKWELL 8S acquérir de gravité. Les boucliers en usage au City aud South London Bailway n'olTraieut aucune des dispositions nécessaires pour exécuter avecsécuritéun pareil travail. Il fallut recourir àun procédé, qui fait honneur à l'ingéniosité de son auteur, pourparer à un imprévu, mais que l'on a eu le grand tort de généraliser, sans comprendre qu'il n'était qu'une installation de fortune, h peine acceptable même à ce titre et certainement très dangereuse. Dès que le bouclier approchait des terrains aquifères, la galerie d'avancement centrale employée à faire la fouille dans l'argile

Fi);. ' l . — Avancement dans les couches HqiiîfËi'es.

était remplacée par une petite galerie (fig. 71), menée à hauteur du sommet du bouclier. Les planches de boisage de cette galerie reposaient d'un bout sur la partie avant du bouclier et de l'autre sur un boisage de face. Celte galerie était ensuite élargie suivant la forme circulaire jusqu'à ce que le tiers supérieur fût de même garni avec un boisage reposant sur le bouclier. Les mineurs plaçaient alors une couche horizontale maintenue contre le terrain au moyen d'un étai provisoire contre le bouclier ; ils continuaient à boiser la face et les cdlés en plaçant d'autres couches horizontales butées de la même manière jusqu'à ce que la fouille fût terminée au niveau du bas du bouclier. Le nombre des couches et l'importance du boisage variaient avec la nature du terrain. Son

seul rôle était de maintenir la fouille jusqu'à ce que le bouclier fût avancé. Avant de procéder à Tavancement, toutes les couches étaient maintenues au moyen de pièces verticales soutenues par de longs étais passant à travers l'ouverture de la cloison verticale et butés contre une poutre placée en travers du souterrain; il était alors possible d'enlever les étais provisoires, et le bouclier était libre d'avancer. Cette méthode avait Tinconvénient d'augmenter la fouille de toute l'épaisseur du boisage, et d'exiger une grande quantité de bois qui était perdu après avoir servi quelques heures seulement. En oulre, en cas d'accidents, les étais auraient empêché de fermer la porte. Avec cette façon de faire, le bouclier était peu utile et on en tirait bien peu de profit ; au City and South London, la traversée des terrains aquifères n'étant qu'un accident, on s'explique qu'on s'en soit contenté.

Pendant ce travail, durant six semaines, quand le sol était très poreux, il fallut faire marcher continuellement les machines de compression à leur maximum de vitesse de 50 tours par minute sans aucun arrêt. Les ingénieurs éprouvèrent par suite les plus graves inquiétudes. C'est alors que Greathead eut l'idée d'utiliser son appareil à injection pour faire pénétrer du mortier de chaux derrière les boisages par des trous préparés dans les planches. Les ouvriers ne s'y prêtèrent pas volontiers au début, cependant le résultat fut merveilleux. La vitesse de la machine put d'un coup être réduite à 30 ou 40 tours et l'avancement fut doublé. Les deux souterrains furent construits successivement dans ces conditions sous les conduites maltresses des Compagnies de Lambeth and Southwark et de Wauxhall, qui alimentent en eau la plus grande partie de la portion Sud de Londres, ainsi que sous des égouls sans avoir le plus petit accident. La vitesse atteignit, par attaque, 4 pieds 6 pouces (1,37 m.) et 5 pieds (1,52 m.) par jour avec deux équipes. La pression ne dépassant pas 15 livres (1 kg.), le travail put être fait par les mêmes ouvriers qu'à l'air libre.

Sas à air. — Le premier sas à air employé avait été composé d'un cylindre en fer scellé dans une cloison en briques construite en travers du souterrain. Mais ce sas était petit et mal commode. Dans la suite les écluses furent formées en réduisant la section

CHEMIN DE FER ELECTRIQUE DE LA CITE A STOCKWELL S7 du tunnel à l'aide d'un épais revêtement de maçonnerie de briques et de béton, dans lequel étaient placées deux portes en fer (iig. 72 et 73), encadrant une chambre de 12 pieds (3,66 m.) de longueur , 3 pieds 9 pouces (1,14 m / de hauteur , 3 pieds {0,91 m.) de largeur, pour le passage des ouvriers, des matériaux et des déblais. Pour rendre cette chambre étanchc, il fut encore fait usage de l'appareil à injection ; & cet effet dea saignées de 3 pouces (0,076 m.) de largeur furent ménagées dans le massif de maçonnerie derrière chaque porte puis remplies de mortier sous une pression de 40 livres (2,8 kg.). Les massifs ainsi injectés furent d'une étanchéité absolue. Ce type de sas a l'avantage de ne comporter que de petits matériaux et de pouvoir être remplacé par un autre plus près de l'avancement quand cela est nécessaire, en faisant passer tous les matériaux par le sas. La brique en outre absorbe une grande quantité de chaleur pendant la compression qu'elle restitue à la décompression et les ouvriers sont par suite moins , exposés aux refroidissements. \

Dans la cloison étaient placés ii un gros tuyau pour le passage des k] rails de la voie provisoire, et divers tuyaux pour le service dont la désignation est indiquée sui la figure.

prix de revient. — L'exécution des deux souterrains sous la

Tamise , c'est-à-dire sur une longueur cumulée de 1 500 pieds aurait coûté environ 30 000 livres sterling, ce qui ferait ressortir le prix par pied courant de souterrain à 20 livres et par mètre courant de galerie simple à 1 650 fr. Le prix moyen pour la longueur totale fut de 15 livres par pied (1 233 fr. par mètre).