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lion.

Exécution des terrassements.

s Le motif qui porte les ingénieurs américains à économiser le

plus possible le lemps et l'argent dans le premier établissement

des chemins de fer, prévaut surlout dans l'exécution des terrasse-

ments, où le prix de la main-d'œuvre et des transports a une in- | fluence prépondérante. Le prix de la journée d’un terrassier variant

entre 1 et 2 dollars, soit de 5 à 10 francs, l’extraction des déblais r ordinaires, sauf dans ces dernières années, où la crise commer- ; d ciale a fini par abaisser les salaires presque au niveau de leur s taux en Europe, a généralement coùlé en Amérique deux fois plus £ que sur les chantiers européens ; quant aux transports en tombereau, qui auraient dû être proportionnellement moins chers, l’en- d à tretien d’un cheval ne coûlant pas sensiblement plus en Amérique [ qu'en Europe, on à élé forcé le plus souvent de les restreindre û le plus possible, faute de irouver des chevaux en nombre suffisant, et des chemins déjà pralicables pour amener le matériel de [ transport.

Les déblais des tranchées, limitées tout d’abord à la largeur F

nécessaire pour le passage des trains, sont habituellement déposés € à une très-faible distance du lieu d'extraction; on se préoccupe c plutôt de s’en débarrasser au plus vite et aux moindres frais pos- | sibles, que de les utiliser pour les remblais. Ceux-ci, qui n'ont or- ( dinairement qu'une faible hauteur, en dehors de quelques cas ] exceptionnels, se font le plus souvent au moyen d'emprunts latéraux effectués de chaque côté de la voie.

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Pour le travail d'extraction proprement dit, on a cherché à réduire le plus possible fa main d'œuvre par l'introduction de nouveaux oulils et de machines mues par la vapeur.

Scrapers, — Parmi ies outils les plus simples, nous signalerons l'excavateur de petite dimension, désigné sous le nom de scraper (fig. 26, pl. IV).

Le plus usilé est le scraper sans roues, qui consiste dans une caisse se Lerminant par une tranche acérée qu’un cheval traîne sur le sol, et qui est guidée dans son mouvement par un ouvrier au moyen de brancards. Pour opérer le chargement, on ajoute quelquefois un cheval de renfort, qui, dès que le scraper est rempli, le quilte pour être attelé à un autre scraper qui commence à son lour l'opération du chargement. Pour décharger le scraper, on soulève les deux brancards, el il reprend ensuite de lui-même sa posilion de charge. L'un des meilleurs scrapers, le scraper Doly a ordinairement une capacité de 15 à 25 cenlièmes « : mètre cube. Le fond de la caisse est en bois dur, en fer ou en acier.

Le scraper estemployé aussi bien pour les terrains résistants que pour les terrains meubles. Dans le premier cas, on commence par désagréger la roche par des coups de mince: le scraper vient ensuite ramasser et transporter les débris. Dans le second, on se contente de préparer le travail du scraper par un labour, à moins qu'il ne s'agisse de lerres excessivement meubles, comme du sable ou du gravier, qui dispensent de tout travail préparaloire.

On peut, à l'aide de cet instrument, suivant que le terrain est d’une atlaque plus ou moins difficile, et le remblai d’une haut:ur plus ou moins grande, déblayer et transporter à une distance maxima de 60 mètres, de 35 à 50 mèlres cubes, par journée de dix heures.

Il y a un charretier (driver) par scraper, el on ajoute en général un cheva! de renfort par cinq scrapers.

Le plus souvent, on emploie le scraper à effectuer des remblais au moyen d'emprunts latéraux. On le charge alors en le promenant en biais vers l'emprunt, puis on le fait passer sur l'emplacement du remblai, où on le décharge, et on passe de l’autre côté du remblai pour le charger de nouveau, en le poussant en sens contraire. On a remarqué que, grâce à l'espèce de pilonnage que produisait le passage du scraper, les remblais faits au moyen de cet instrument tassaient moins que les autres.

Le prix des terrassements effectués à l’aide du scraper a varié,

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dans ces dernières années, entre 50 centimes et 1 franc, par mètre cube transporté à une distance de 30 à 60 mètres,

Cet instrument est surtout avantageux dans les terrains meubles et de résistance uniforme; autrement, il éprouve des soubresauts qui en rendent la manœuvre difficile et le travail peu productif, malgré le perfectionnement consistant dans l'introduction de ressorts entre les brancards et la caisse pour amortir les chocs. Son emploi ne comporte d'ailleurs que de faibles distances de transports, ne dépassant guère celle des transports à la brouelle.

On construit aussi des scrapers à roues de plus grandes dimensions, comporlantune ou deux caisses pour le transport des déblais. L'excavaleur est alors tiré par deux ou trois chevaux pendant la charge; on supprime l’un de ces chevaux pour conduire le scraper à la décharge,

Dans l’excavateur Judd, représenté fig. 27, pl. IV, il y i deux caisses formant chacune un quart de cercle, dont le bord inférieur, armé de dents, laboure le sol, et que l'on relève successivement à mesure qu'elles sont remplies. Les deux caisses peuvent contenir ensemble de { à ? de mètre cube, et l’excavaleur peut extraire par

jour en moyenne, de 150 à 225 mèlres cubes, à un prix inférieur de

plus de moitié au prix des déblais à la pelle transportés au tombereau pour des distances variant entre 60 mètres et 250 mètres.

Le chargement des deux caisses se fait successivement. La caisse de devant étant abaissée, il suffit d'avancer pendant 4 à 1 minule pour la remplir. Quand on la relève, ce qui se fait au moyen d’une mauivelle, elle est maintenue dans celte posilion par un crochel d'embrayage. La seconde caisse élant ensuite remplie et relevée de la même facon, l'excavaleur se dirige vers l'endroit où doit se faire le dépôt des déblais. En tirant une corde qui dégage la caisse el lui permet de faire un mouvement de rotation, le charretier opère le déchargement successif des caisses.

On compte en général, pour cinq excavateurs, un ouvrier pour aider au chargement et un ouvrier pour régaler à la décharge. On ajoute, suivant la distance du transport, un nombre variable d’attelages de renfort pour les terrains difficiles.

Un autre excavateur à roues, l'excavateur Slusser, n’a qu'une seule caisse, où les déblais extraits au moyen d’une cuiller analogue à un godet de drague sans fond, sont montés par un tablier flexible muni de palettes. On vide la caisse en la faisant tourner autour

nètre d'un axe horizontal, de manière à en incliner le fond, puis on la relève au moyen d'un levier, ainsi que pour l'excavateur bles précédent.

sauts On compte qu'un excavateur de ce système avec deux chevaux, actif, un charretier et un homme à la décharge, peut faire le travail de res- trente lerrassiers el de dix tombereaux, au prix de 20 francs par Son jour. I paraît avoir été employé avec succès en Californie, au Ca- ‘ans- nada et dans les États de l'Ouest.

Toutclois, l'usage des excavateurs à roues faisant office de tommen- bereaux est jusqu’à présent loin d'être entré dans la pratique )lais. comme celui des petits excavaleurs, d'une construction et d’une nt la manœuvre beaucoup plus simples.

raper Dragues à see, — Les divers systèmes de scrapers servent égale-

ment à dresser le sol pour préparer l'emplacement de la voie. Pour deux élargir les tranchées et les remblais, une fois que l'exploitation ieur, est organisée, on se sert, surtout dans les terrains meubles et les ent à roches désagrégées, de la drague à cuiller montée sur un train de lenir wagon circulant sur une voie latérale.

e par La drague à sec employée à ces déblais ne diffère pas essentielir de lement de la drague à cuiller employée en Amérique pour les démbe- blais sous l’eau. Dans certains types de drague à sec, notamment k dans celui de Sage ct Alger, représenté fig. 25, pl. IV, on a touteaisse fois simplifié la manœuvre du manche de la cuiller, en rendant fixe inule l'extrémité supérieure de ce manche qui tourne autour d’un arbre l’une porté par la flèche de la drague, et on à relié par une armature bchel additionnelle le bord de la cuiller avec le manche, En abaissant la se de flèche, à mesure que l’on remonte la chaine de suspension de la faire cuiller, on peut dresser les talus d’une tranchée suivant une inse el clinaison donnée. Lorsqu'on rencontre trop de résistance, il suffit père : de faire la manœuvre inverse pour dégager le godet.

Des excavateurs à sec construits par M. Starbuck de Troy (État pour | de New-York) peuvent extraire chaque minute un cube de 05,75. . On La manœuvre de l’excavaleur occupe un mécanicien, deux drad’at- gueurs, un chauffeur et deux hommes pour le déplacement des wa-

gons, et elle coûte, avec les dépenses en huile et en combustible, ‘une environ 100 francs par jour pour un cube extrait de 300 à 400 mè- Dœue tres dans les lerrains peu résistants, ce qui fait revenir la dépense exi- par mètre de 0 fr. 30 à O fr. 25. Le poids de la machine est de 4 à

tour 5 tonnes.

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Dans les lerrains plus résistants, un système de griffes substitué à la cuiller permet d'obtenir la désagrégation préalable des déblais. ‘

MM. Jobn Souther et Ci, de Boston, construisent un excavaleur perfectionné, où le bois est complétement remplacé par du fer dans la construction de la grue. Cet excavaleur, mû par une machine à vapeur de vingt chevaux et pesant vingt-six Lonnes, exlrailles déblais de sable et de gravier avec une cuiller de 1"5,60 de capacilé; dans le tuf, cette capacilé est réduite à 0"5,90. Avec un personnel de deux mécaniciens, un chauffeur et cinq manœuvres, l'excavaleur peut extraire de 7565 à 900" par jour dans Île gravier, en lenant compte du temps perdu à l'approche des wagons, el de 2505 à 4505 dans les terrains plus résistants.

Sur le chemin de fer du Pacifique, une grande partie des déblais d'élargissement ont été ainsi efleclués, avec des excavateurs à sec, et ont été conduits à des distances plus ou moins considérables, pour remblayer les estacades provisoires en charpente, établies à la traversée des vallées.

I n'est pas rare de trouver un certain nombre de dragues à sec dans le matériel que les Compagnies possèdent pour l'entretien de la voie, dont l'élargissement, ainsi que nous l'avons dit, se poursuit le plus souvent encours d'exploitation.

Procédés d'extraction à la mine.

Emploi des machines perforatrices, — L'excavation à la mine, qui est très fréquente, les déblais étant souvent exécutés dans des roches très dures, appartenant aux formations géologiques les plus anciennes, à reçu. depuis une dizaine d'années de nolables perfectionnements, par suite de l'introduction de procédés mécaniques pour le forage des trous, et de l'usage de la dynamite.

Les perforalrices müûes par la vapeur ou l'air comprimé, ne sont pas seulement employées pour le forage des trous dans les souterrains; on les rencontre maintenant partout sur les grands chanliers de terrassements ‘. L'emploi des perforatrices a commencé à

1. Sur un chantier ouvert à Montréal (Canada) pour la construction d'un nouveau réservoir d'alimentation de la ville, on pouvait voir en 1836 une dizaine de perforatrices installées à la fois pour l'extraction des déblais dans la roche calcaire compacte. Les

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CHAP, IVe =— PROFILS EN TRAVERS ET TERRASSEMENTS. 109

prendre son essor en Amérique, à partir du moment où leur application au percement du Mont-Cenis en à démontré le caractère pratique et économique. Les résultats de cette application, portés à la connaissance des ingénieurs américains par le rapport de la Commission envoyée en Europe par l'Etat de Massachusetts pour éludier les procédés de M. Sommeiller, provoquèrent de nombreuses inventions, qui aboutirent finalement à des appareils résolvant d'une manière plus simple le problème de la perforation mécanique que les perforatrices européennes. La première perforatrice américaine, celle de Burleigh, a été employée tout d’abord au percement du grand souterrain de Hoosac (Massachusetts, en 1867. Elle a été suivie bientôt d'un grand nombre d’autres perforatrices, parmi lesquelles nous nous contenterons de citer celles d'Ingersoll, de Waring et de Wood.

Ces perforatrices peuvent se diviser en deux catégories : les machines à percussion, qui sont les plus répandues, et les machines à rotalion continue, où l’on à recours, pour la désagrégation de la roche, au simple frottement d'une matière plus dure qu'elle, le diamant. Ces dernières machines, connues sous le nom diamond drills, sont surtout employées dans les sondages et au percement des puils.

Machines à percussion. — Les machines à percussion américaines employées sur les chantiers de chemin de fer sont construites d'après les mêmes principes que les perforatrices employées au Mont-Cenis el au Saint-Gothard ; elles s’en distinguent surtout par la simplicité de leurs organes, la solidité de leur construction, le peu de volume qu’elles occupent, el la facilité avec laquelle elles se prêtent au percement des trous dans toutes les directions. La distribution de l'air comprimé ou de la vapeur y est en outre généralement commandée d’une manière directe par le piston, et tous les organes de la machine, placés intérieurement, se trouvent ainsi protégés contre toutes les chances de dégradation et d'accident.

Les perforatrices à percussion américaines battent en général un nombre de coups par minule notablement moindre que les perforatrices européennes : ce nombre de coups varie entre 90 el 110 pour les premières, tandis qu’il dépasse 200 pour Iles autres.

produits de l'extraction étaient sur le mème chantier convertis immédiatement en matériaux d’empierrement au moyen de quatre concasseurs mécaniques.

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Les compresseurs à air pour le travail en galerie sont aussi plus simples que ceux que l'on emploie en Europe; ils sont le plus souvent à simple effet, et l'échauffement produit par la compression y est combattu par une aspersion où une circulation d'eau extérieure, el non intérieure, comme dans les compresseurs européens les plus perfectionnés. Sur les petits chantiers, on a parfois installé, pour la compression de l'air, des béliers hydrauliques, lorsqu'on disposait de chutes d’eau.

Les conduites destinées à la transmission de l'air comprimé sont généralement en fer; elles sont assemblées avec des joints à vis, el aboutissent à des luyaux élastiques fixés sur les perforatrices, On eslime en moyenne, pour des conduites de 0,155 à 0,200 de diamètre, la perte de charge à ;, d'atmosphère par 100 mètres de longueur,

On aura une idée du travail accompli par les principales perforalrices américaines par les chiffres suivants :

Au souterrain de Hoosac, percé dans les gneiss et les micaschisles, chaque perloratrice Burleigh percait un trou de 0",05 de diamètre el de 3,50 de profondeur en moyenne en 1",55, soit un avancement de 1,84 par heure; sur certains points, l'avancement a alleint 2%,80 par heure.

Au dérochement souterrain de Hellgate, sous la rivière de l'Est aux abords de New-York, la même machine, travaillant dans un gneiss résistant, forait couramment des trous de 1",50 de profondeur en 16 minules sous une pression de 3, 5 à 4 atmosphères, ce qui correspond à un avancement de 5,62 par heure.

Dans la syénile extrèmement dure du souterrain de Musconetcong (New-Jersey), les perforatrices Ingersoll foraient des trous de 0,05 de diamètre et de 0,50 de longueur par heure, et elles ont élé souvent maintenues en activité pendant trois et quatre mois sans réparalion.

Perforatrices à diamant. — Quant à la perforatrice à diamant !, consistant essentiellement en une lige de sondage, terminée par une couronne où sont enchassés des diamants, el recevant d’une machine à vapeur, un mouvement de rotalion d’une vitesse de 200

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1. C’est à un inventeur français, Leschot, que l’on doit l’idée de la perforatrice à diamant. Parmi les ingénieurs qui en ont perfectionné la construction, nous citerons M. de la Roche Tolay, ingénieur en chef des ponts et chaussées.

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à 400 tours par minule, son usage s'est surtout répandu depuis qu'on l'a perfectionnée, en ÿ employant l'eau comprimée à produire sur la tèle de la lige une pression constante (perfectionnement d'Allison, Celle pression est ordinairement de 7 à 8 almosphères. Toutelois celle machine, peu portative et fort encombrante, ne vaul pas la machine à percussion pour le travail courant des tranchées et des souterrains; elle ne devient économique que pour les trous percés à une grande profondeur. Elle se prèle surlout au forage des puits; en percant, sur la section d'un puits, à la profondeur nécessaire pour alteindre la galerie horizontale d'un souterrain, un certain nombre de trous que l'on remplit de sable, et utilisant ensuile ces trous que l’on débouche progressivement comme trous de mine, on peut déterminer des abatages successifs el obtenir un approfondissement plus rapide que par les autres procédés !,

Dans une série d'expériences, on a oblenu par minule les percements suivants, avec des trous de 0",03 à 0",05 de diamètre :

0,025 dans le quartz,

0%,075 dans le granite,

0%,100 dans le grès quartzeux y compris le temps perdu pour installations.

Le forage au diamant, d'abord restreint aux travaux des mines, est appliqué maintenant avec succès aux extractions de roches sous-marines el au travail des carrières ?.

1. Ce procédé à été applique au charbonnage de l'East Norwegian Colliery (Pennsylvanic) à deux puits, ayant une section l'un de 4,80 sur # mètres, l’autre de 7",80 sur: 4",10, qui ont été descendus à 485 mètres de profondeur au moyen de trous de mines au nombre de 25 pour l'un, 33 pour l'autre, à travers une roche schisteuse, Les perforatrices à diamant, qui travaillaient ensemble au nombre de sept, perçaient chacune une longueur moyenne de trou de 10 mètres en vingt-quatre heures. L’approfondissement et l'élargissement de chaque puits marchait en moyenne à raison de ?#4 mètres d'avancement par mois.

Le forage des puits était divisé par étages de 90 mètres de hauteur environ; chaque fois que l'on avait atteint cette profondeur avec les trous, on reprenait l'extraction par sections en faisant d'abord sauter la partie centrale, puis le pourtour du puits ; on réin stallait ensuite au fond du puits ainsi approfondi les perforatrices qui, dans l'intervalle, avaient été transférées dans l'autre puits.

Le creusement de l’un des puits a demandé 4 ans et 3 mois, celui de l’autre 4 ans et 6 mois (Drinker).

2. Nous croyons devoir mentionner ici un progrès important réalisé en 1877 par M. Brandt, ancien ingénieur du tunnel du Saint-Gothard, sur les machines perforatrices à rotation, M. Brandt, au lieu de garnir la couronne de diamants, emploie un tube en acier, dentelé sur la face d'attaque.

Tandis que la perforatrice à diamants ne travaille que sous une faible pression, en

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1 12 PREMIÈRE PAUTIE, — INFRASTRECTURE,

Matières explosibles employées dans les travaux à ln mine,

La dynamile a commencé à être substituée à la poudre pour les extractions à la mine dans les souterrains, à partir de l'année 1866, où on l’a employée pour la première fois au tunnel du Hoosac. Son usage s'est ensuite généralisé très rapidement, les avantages que présente sa plus grande force explosive n'ayant pas tardé à ètre partout appréciés,

L'emploi de la poudre ordinaire est restreint aujourd'hui aux chantiers de faible importance el aux cas où l'action brisante de la dynamite peut présenter des inconvénients.

La nitro-glycérine est d'ailleurs associée dans des proportions lrès variables, soit à d'autres matières explosives, soil à des matières inertes, aussi bien dans un but d'économie que pour rendre son aclion moins instantanée.

Pour les premiers abatages dans les souterrains, on emploie généralement la dynamile contenant 75 pour 100 de nitro-glycérine et 25 pour 100 de terre à infusoires. C'est ce qu’on appelle le Giant's powder n°1.

Pour l'élargissement des galeries, on diminue dans le mélange explosif la proportion de nitro-glycérine. Les mélanges connus sous le nom de dynamite n° 2, lithofracteur, dualine, rendrock, contiennent, avec une proportion de nitro-glycérine qui varie de 40 à 52 pour 100, du nilrale de soude ou de polasse, et diverses autres malières, variant d'un mélange à l'autre : parafline, charbon, sciure de bois. Levulcan powder, qui est également employé, est un mélange

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faisant 400 tours et mème plus par minute, la perforatrice de M, Brandt ne fait que de 5 à 8 tours par minute, mais sous une pression considérable. Ainsi, sur un instrument de 80 millimètres de diamètre extérieur et muni de 5 dents, la pression est de 6000 kilogrammes.

Le diamond drill avance en quelque sorte en usant la roche par frottement, tandis que la perforatrice Brandt agit comme une scie,

Tont pour le moteur que pour la pression à exercer sur les dents, on se sert d'eau comprimée,

Le tunnel du Sonnenstein (Autriche), de 1430 mètres de longueur, a été terminé en 1877 à l'aide de la perforatrice Brandt. Pour le calcaire tendre, l'eau était comprimée à 80 et 60 atmosphères ; pour le calcaire dur, à 100 et 125 atmosphères. Les trous uvaient 80 millimètres de diamètre, et l'on avançait en moyenne par minute, dans le calcaire dur, de 30 millimètres; à la main, l'avancement des trous de 26 millimètres de diamètre n'était que de 15 millimètres en moyenne, (Extrait du journal Zeitschrift des Œsterr, Ingenieur u. Architecten Vereines, 1878. — Notice de M, de Grimburg.)

de poudre el de nilro-glveérine contenant de 16 à 4% pour 100 de celle dernière substance,

Des expériences failes par M, Drinker lendraient à prouver que l: es la présence de la nilro-glycérine dans ces mélanges communique LL. 6, aux autres malières du mélange une partie de ses propriétés. ju on On s'est servi dans certaines extractions à la mine du mica-pou- M ue der, qui est une dynamite contenant seulement 52 p. 100 de nilrore glycérine, où l'on a remplacé la terre à infusoires par du mica, On attribue à celle substitution la propriété de mieux se prèler à l'em- Lux ploi de la nilro-glycérine à faible dose dont l'absorption par la terre la à infusoires peut dans une certaine mesure contrarier l'action, ce qui n'a p'. lieu avec une malière non poreuse comme le mica, Le ons défaut de pouvoir absorbant de celle dernière malière ne permetna- {irait pas d'ailleurs de l'employer mélangée en faible proportion dre avec la glycérine, qu'elle laisserait en grande partie liquide. gérine ls nge OUS ienh 52 maure nge e de nent

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