TUNNEL DE BOSTON

Exposé. — De 1896 à 1898 on construisît à Boston un chemin de fer métropolitain à traction électrique.

L'exécution du souterrain se fit presque entièrement par la « slice method ». Dans la section n° 6, cependant, sous la rue de Trémont, de Park Street à Court Street, on eut recours à remploi d'un bouclier ; c'est cette seule fraction du travail que nous voulons décrire.

Section transversale. — Le souterrain est à deux voies ; la section transversale (fig. 213) a une largeur libre de 6,70 m. et une hauteur de 5,40 m. ; le radier concave et les piédroits, hauts de 3,70 m., sont en béton ; la voûte de 2,10 m. de montée

(') Nous remercions ici notre camarade et ami Henri Moreau dont les connaissances en anglais nous furent très utiles au cours de nos recherches.

est en mîiçonnerie de briques. Les épaisseurs du i^vt^lemenl sont ; Pour le radier, 0,î;(> m, ;

I*t)ur les pii^droiU : au sftmniet, 42 cnu, k la buse, I,;jO m.; Wmv \ii vofilo, 0,01* m. en clef; Lm piedi'ûits ont un fruit extérieur el se raccordcnl à rinhVrîeur

par dm courbes continues h ta voûte et au radier. La hauteur

toi ait* de Touvrage est de 6,50 m., su largeur totale de U,7i) m.

Fig. ^1 L — lU^vatiou du tPLfudrer de Uoslon.

Bouclier, — ^ Le travail coniiTien^^a le 44 mai 1896; la « slice nielhod » n'ayant paï5 donne de huns^ vésultats, T ingénieur.

M. H. A. Carson, résolut d'employer un bouclier. L'engin fut construit par la « James Russell Boiler Works C** », de Boston Sud.

Il se composait (fig. 214 et 215) d'une tôle de 25 mm. d'épaisseur épousant la forme d'extrados de la voûte à construire, sur 3,657 m. de longueur et descendant jusqu'au niveau des naissances ; cette tôle était supportée par deux arcs métalliques de 8,939 m.

de portée, 2,70 m. de hauteur et 1,40 m. de flèche; chacun des arcs était formé d'une âme de 1,115 m. de hauteur, fixée par 4 cornières de

Fig. 215. — Coupe du bouclier de Boston.

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d'une

part à l'enveloppe extérieure, d'autre part à une deuxième tôle de 1,22 m. de longueur formant intrados.

Fig. 216. — Vues du couteau et de la queue.

L'armature était ainsi divisée en trois parties :

L'avant-bec, de 1,217 m. de longueur;

Le corps, de 1,22 m. ;

La queue, de 1,22 m.

Dans le corps 9 entretoises longitudinales en tôle de 10 mm. reliaient les 2 arcs sur toute leur hauteur, formant 10 caissons où les vérins étaient logés.

La tôle d'avant-bec, découpée en visière, n'avait que 0,61 m. de longueur à la base ; elle était soutenue par 9 consoles prolongeant les entretoises du corps.

Dans la queue, la tôle restait en porte-à-faux; elle était renforcée d'une deuxième tôle additionnelle s'élendant à 0,61 m. à l'arrière pour protéger le chantier des maçons.

Appui du bouclier. — Le bouclier se déplaçait sur les piédroits construits en galerie, au préalable; à cet effet on encastrait à demi dans le béton, à la partie supérieure, deux fers en double! de 25 cm. de hauteur, reliés par une semelle inférieure de 300 X 26 mm. ; chaque arc portait à ses deux extrémités une rotule hémisphérique en acier coulé épousant exactement la cavité d'un sabot qui glissait sur les fers en double T.

Vérins. — Les vérins étaient au nombre de 10, logés dans les caissons de l'armature; ils étaient fixés à la poutre d'avant et traversaient celle d'arrière dans des ouvertures de 239 mm. de diamètre ménagées à cet effet. Les pistons avaient 152 mm. de diamètre.

Appui des vérins. — Ils prenaient appui sur des barres de fonte de 55 mm. de diamètre, longues de 862 mm., noyées dans la maçonnerie de briques de la voûte ; on assemblait les tiges successives bout à bout par des manchons lisses de 62 mm. de longueur; 4'effort des presses s'exerçait par l'intermédiaire de douilles en fonte.

Cette idée de réaliser une ligne continue de métal pour résister à la pression était due à M. Walton Aims, de New- York.

Machinerie. — L'engin pesait 22 tonnes; il avait été calculé pour résister à un effort de 640,000 livres (300 t.) correspondant à une hauteur de terrain de 4,10 m.

La tuyauterie se trouvait sous la queue de l'armature ; chaque vérin avait sa vanne de commande.

Les presses hydrauliques, pour ne pas encombrer la section, étaient placées à l'extrémité du tunnel ; des conduites de 25 mm.,

avec joints articulés, amenaient Teau sous pression. L'intérieur de Tengin était ainsi complètement libre, puisqu'il n'y avait pas même de plancher horizontal inférieur.

Exécution des piédroits. — La longueur totale de Touvrage était de 167,65 m. La construction des piédroits se fit par deux méthodes successives.

A l'origine, sur 40,35 m. le travail comprenait deux phases :

Fiiç. 217. — Exécution des piédroits, 1" phase.

on perçait d'abord deux galeries parallèles sur la moitié seulement de la hauteur des piédroits et on maçonnait cette partie

Fig. 218. — Exécution des piédroits, 2« et 3« phases.

inférieure ; au-dessus on creusait deux nouvelles galeries et on achevait la maçonnerie.

Sur le reste du tracé, soit 127,40 m., on exécuta les galeries sur toute leur hauteur, d'une seule fois (fig. 217 et 218).

Les galeries étaient boisées à la façon ordinaire ; dans les deux

cas, on retirait les poteaux et le coffrage latéraux et on appliquait directement contre le terrain une couche de béton intérieurement unduile d'un parement de ciment Portland et d'une couche d'asjjhalto. On substituait ainsi au boisage un revêtement étanche, onln^ ce revêtement et le gabarit on bourrait du béton jusqu'à iiaul*'ur des naissances.

Fonctionnement du bouclier. — Le bouclier fut monté sur place lianî? une excavation faite à une extrémité.

Les mineurs placés sur le front de taille excavaient une galerie

Fig. 219. — Coupe en long du chintier.

do !,82 m. de hauteur sur toute la largeur de Tarmature, '^en soutenant le toit par des cadras et des planches de blindage* ijiiund Tavancement de 0,88 m. était ainsi préparé, et il fallait 8 heures de travail pour cela, on mettait les vérins en pression;

Fig. 220. — Coupe transversale du chantier.

î^Mrs la course le blindage était reporté en avant pendant quà l'an i^re, à l'abri de la queue on montait un cintre et on exéciU;iit la maçonnerie de briques.

APPLICATIONS DE LA METHODE A L'ETRANGER 25i

On comblait le vide laissé par la tôle au moyen d'injections de ciment.

Les cintres étaient en bois et très légers.

La pression normale de Teau fut de 85 kg. par centimètre carré ; elle pouvait s'élever jusqu'à 210 kg. C'est par des communications électriques qu'on transmettait les ordres du front de taille à l'arrière.

On évacuait les déblais par une cunette centrale (fig. 219 et 220) ; l'approche des matériaux était faite par une plate-forme suspendue au cintre et à l'armature.

A l'arrière on enlevait le stross et on bétonnait le radier.

Terrains rencontrés. — Sur 137 m. de longueur on rencontra surtout du gravier et de l'argile dure où l'avancement était lent; sur 30 m. on chemina dans les sables mous : on y fit entrer la trousse coupante directement sans dégager l'avant, la hauteur de terre sur l'armature variait de 1,82 m. à 4 m.

Vitesse. — On pouvait faire trois courses par jour, soit 2,60 m. mais en moyenne l'avancement hebdomadaire était de 15,23 m. correspondant à une vitesse quotidienne de 2,18 m.

Chantier. — Le chantier fonctionnait jour et nuit ; il comprenait cent vingt-cinq hommes et huit chariots le jour ; quatrevingt-cinq hommes et huit chariots la nuit.

On travaillait à raison de trois postes de huit heures.

Conclusion. — Le prix de revient du bouclier fut de 6000 schellings soit 7 500 fr.

De ce travail plusieurs points intéressants sont à retenir :

l** La suppression du plancher inférieur ordinairement employé dans les boucliers du genre de celui-ci, ne donna lieu à aucun accident. On se trouva très bien au contraire d'avoir dégagé entièrement la section ; il est vrai que par suite des faibles épaisseurs de terrain traversées les arcs n'eurent jamais à supporter de grands efforts.

2* Les rails de glissement ancrés dans les piédroits assuraient

à rarmature un appui stable. Les mouvements de galop étaient donc très faibles ; mais le déplacement latéral de l'engin était encore possible, par ripement des sabots sur les fers en double T ; il y aurait eu grand avantage, semble-t-il, à pourvoir les patins d'un talon intérieur destiné à empêcher ce mouvement de lacet ; mais peut-être eut- il alors fallu ancrer plus solidement les glissières dans le béton des piédroits pour éviter leur arrachement sous Teffort de compression latérale.

3** Par suite de l'appui des vérins sur des tiges de fonte continues noyées dans la voûte, la maçonnerie n'éprouva jamais ni écrasement, ni dislocation. La présence du métal dans le revêtement influera- t-elle sur sa résistance? Il est vraisemblable que non, la fonte trop fragile se brisera aux moindres tassements, il n'y a pas là, à proprement parler une maçonnerie armée.

4* En ce qui concerne l'engin lui-même il faut remarquer qu'il avait une longueur extrêmement faible (3,637 m.), il élait très léger, supportait un poids relativement peu considérable de terrain, chargeait peu les appuis et pouvait décrire des courbes de très petit rayon; d'autre part, il étaitfort stable par ce fait que la distance des poutres maîtresses était de 33 p. 100 de la longueur totale.

Mais l'avant-bec et la queue étaient un peu courts ; d'une part le travail des mineurs eût été pénible et lent si l'attaque n'avait été faite en galerie en tête, d autre part la maçonnerie s'effectuait par anneau complet; n'étant pas échelonné sur deux ou trois gradins, le chantier n'aurait pas pu se prêter à un avancement rapide.