Solution intelligente pour Fürst Leopold
Le Succès est au rdv pour cette Première expérience: Remplissage de puits avec un système de coffrage grimpant PASCHALFin 2018, la production de houille allemande a été arrêtée. Toutefois, le changement structurel est loin d'être achevé. Non seulement dans l'exploitation minière active, mais aussi bien au-delà, le pompage de l'eau de mine reste nécessaire et fait donc partie des tâches récurrentes de l'entreprise RAG Aktiengesellschaft. Le concept des eaux de mine RAG pour la région de la Ruhr comprend trois éléments essentiels pour maîtriser cette tâche : la montée partielle de l'eau de mine, la réduction des sites de pompage et la conversion des systèmes souterrains de rétention de l'eau de mine en exploitations de puits de surface. Pour transformer les puits en fontaines, on utilise pour la première fois une plate-forme de bétonnage suspendue au câble porteur installée dans le puits, avec un système de coffrage grimpant.
Contrairement à l'évacuation souterraine classique des eaux avec des chambres de pompage, la nouvelle technologie ne nécessite pas l'entretien d'une infrastructure souterraine.À l'avenir, l'eau sera acheminée par les voies de raccordement souterraines des anciennes mines vers les stations d'eau centrales (ZWH), et y sera remontée. Les puits sont équipés de tubes de gainage pour la rétention d'eau du puits, ce qui permet aux pompes submersibles d'atteindre le niveau d'eau par le haut.
Comme il est techniquement impossible d'utiliser des tubes de gainage dans certains puits destinés à contenir les eaux de puits, la RAG a chargé un bureau d'études de réaliser une étude de faisabilité pour une méthode alternative. L'étude a montré que la technique du coffrage grimpant est un moyen approprié pour remplir partiellement les puits et qu'elle peut être utilisée à la fois pour l'évacuation de l'eau courante et le maintien de la ventilation principale des mines.
Cependant, la technique de coffrage grimpant généralement utilisée dans la construction de bâtiments a posé un tout nouveau défi pour les ingénieurs en termes de profondeur et de dimensions. C'est pour-quoi la RAG et le bureau d'études ont développé, en collaboration avec les experts de PASCHAL-Werk G. Maier GmbH, le fabricant de coffrage spécialisé dans les coffrages spéciaux, un tout nouveau système de coffrage grimpant spécialement conçu pour les puits. (ill. 1)
Photo 1 : Système de coffrage grimpant de douze mètres de haut pour le remplissage de puits destinés à l'évacuation de l'eau.
Après un essai réussi de bétonnage en surface sur le site de la ZWH Haus Aden (ill. 2/3), la construction spéciale a été réalisée pour la première fois dans le puits « Fürst Leopold » prévu pour l'évacuation des eaux de puits. Là, le puits 1 d'une profondeur d'environ 900 mètres a été rempli d'environ 18 000 m³ de béton spécial à partir d'une profondeur de 670 mètres jusqu'à la limite supérieure du terrain.
Photo 2 : Test du bétonnage en surface sur le site du futur système central d'évacuation des eaux Haus Aden.
Photo 3 : Le système de coffrage grimpant fonctionne en sens inverse, c'est-à-dire que le bétonnage s'effectue entre le coffrage intérieur et la paroi du puits.
Le système de coffrage grimpant développé par PASCHAL se compose de trois éléments de coffrage en acier qui sont reliés entre eux de manière mobile par des cales de décoffrage et forment un tube de sept mètres de long. Le coffrage a un poids total de neuf tonnes et une absorption de pression admissible du béton frais de 100 kN/m². Contrairement au domaine d'application classique, ce coffrage fonctionne en sens inverse, c'est-à-dire que le bétonnage s'effectue entre le coffrage intérieur et la paroi du puits. Le point de départ des travaux de bétonnage dans le puits est une plate-forme de coffrage (ill. 4) constituée de poutres d'acier massives, qui a été assemblée sous terre et solidement ancrée dans la roche environnante. La plate-forme de coffrage est la condition de base pour que le béton durcisse en une colonne stable et autoportante. Les éléments de coffrage pour le coffrage du puits fini ont également été assemblés sur la plate-forme de coffrage souterraine.
Photo 4 : Le point de départ des travaux de bétonnage dans le puits est une console pignon constituée de poutres d'acier massives, solidement ancrée dans la roche environnante.
Source: RAG
La stabilité du système de coffrage grimpant est assurée par une plate-forme de bétonnage intérieure de douze mètres de haut (ill. 1). Les travailleurs accèdent à la plate-forme de bétonnage par une tour d'accès pouvant traverser la totalité de la plate-forme et servir de dispositif d'évacuation en cas d'urgence. Le mécanisme de décoffrage (ill. 5) est actionné à partir du niveau de travail supérieur de la plate-forme de bétonnage. Ce mécanisme est essentiel pour la fonctionnalité du système de coffrage grimpant et fonctionne grâce à un mécanisme conçu par PASCHAL pour ouvrir et fermer le coffrage. En raison du risque de rupture liée à la pression dans le puits, le mécanisme de décoffrage doit être actionné manuellement. Ici, le diamètre du coffrage des puits est réduit de 2,70 m à 2,66 m avec les cales de décoffrage par l'intermédiaire d'un système de tirants pouvant être actionné par des broches. Le décoffrage par le système de réglage mécanique ne prend que quelques minutes, de sorte que le coffrage est à nouveau prêt pour le bétonnage du cycle suivant après le repositionnement. Il est ainsi possible d'effectuer des cadences de bétonnage allant jusqu'à cinq mètres tous les 2‐jours. A partir de l'ancien puits d'un diamètre de 6,50 mètres, un tube de puits d'un diamètre de 2,70 mètres est créé, qui pourra par la suite recevoir deux pompes submersibles pour la rétention de l'eau de puits
Photo 5 : Le mécanisme de décoffrage manuel du coffrage grimpant peut être actionné par un mécanisme à broche conçu par PASCHAL.
Début 2019, le remplissage de puits au puits Fürst Leopold a été achevé avec succès après environ 160 cycles de bétonnage et l'unité grimpante avec le coffrage du puits a de nouveau « vu le jour ».
Après le bétonnage réussi de « Fürst Leopold » à Dorsten, les coffrages de puits PASCHAL seront désormais également utilisés sur d'autres sites de drainage.
