无干坞水下浅埋明挖大型通道快速建造方法转让专利
申请号 : CN202110445900.7
文献号 : CN112982476B
文献日 : 2021-08-03
发明人 : 贺维国 , 范国刚 , 周华贵 , 费曼利 , 曹威
申请人 : 中铁第六勘察设计院集团有限公司 , 中铁隧道勘测设计院有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种无干坞水下浅埋明挖大型通道快速建造方法,其特征在于,所述大型通道包括多个基本结构单元,所述基本结构单元由顶板、底板以及两边侧墙一体浇筑而成,所述基本结构单元一端设置封门,另一端为敞口结构,所述封门的下端设置排水泄压阀,所述封门侧基本结构单元的端部环绕设置橡胶止水带;所述基本结构单元的内部设有可调节进、排水容量的起浮兼压重舱室;所述基本结构单元的底部设置至少四个轴线定位脚座,所述基本结构单元的顶板设置轴向拉锁或与轴向拉锁配套设置的固定块;
所述大型通道的建造方法包括如下步骤:S1,在通道水域堤岸线附近平地处直接预制第一至第N个所述的基本结构单元;
S2,在通道水域堤岸线下方通过围堰明挖法施工用于与步骤S1中预制的第一基本结构单元对接的现浇筑结构单元,在所述现浇筑结构单元的衔接端设置封门,封门的下端设置排水泄压阀,所述现浇筑结构单元的顶板上设置轴向拉锁或与轴向拉锁配套设置的固定块;
S3,在通道位置所在水域下方开挖水下基坑,水下基坑内安装调坡千斤顶,调坡千斤顶上固定连接纵坡定位钢板以定位通道纵坡,所述纵坡定位钢板上设有位置以及数量与基本结构单元底部轴线定位脚座相对应的轴线定位孔;
S4,在通道基本结构单元预制处水域堤岸修建滑道,所述滑道顶部与堤岸线平齐,底部伸入水域面以下;
S5,利用滑道将预制好的第一基本结构单元从陆域转移至水域,通过调节基本结构单元内部起浮兼压重舱室内的空气体积,平衡基本结构单元自重,使其在沉放水域中保持悬浮状态,并通过浮吊船将其牵引至沉放位置,整个牵引过程基本结构单元全部悬浮没入水中;
S6,将第一基本结构单元沉放至纵坡定位钢板上,所述第一基本结构单元底部轴线定位脚座完全嵌入纵坡定位钢板上的轴线定位孔内,完成第一基本结构单元的水平和纵向位置精准定位;
S7,水下压接:通过设置于第一基本结构单元顶板上和接头处现浇筑结构单元顶板上的轴向拉锁及固定块拉合,实现首个接头处橡胶止水带的初步压接;其次,开启现浇筑结构单元封门下方的排水泄压阀,橡胶止水带所封闭的空腔压力变低,第一基本结构单元的封门受外部水压作用下挤压接头,橡胶止水带实现二次压紧止水;
S8,重复步骤S6以及步骤S7依次完成第二基本结构单元与第一基本结构单元、第三基本结构单元与第二基本结构单元至第N基本结构单元与第N‑1基本结构单元的水下压接,完成水下通道的全部施工。
2.根据权利要求1所述的无干坞水下浅埋明挖大型通道快速建造方法,其特征在于,所述基本结构单元的纵向长度为22‑25m,重量小于等于6000吨。
3.根据权利要求2所述的无干坞水下浅埋明挖大型通道快速建造方法,其特征在于,所述轴线定位脚座的数量为4,两两平行设置,所述轴线定位脚座的长为0.6m、宽为0.4m、高为
0.5m。
4.根据权利要求3所述的无干坞水下浅埋明挖大型通道快速建造方法,其特征在于,所述轴线定位孔垂直于通道轴线方向的宽为0.405m,平行于通道轴线方向的长为1.5m。
说明书 :
无干坞水下浅埋明挖大型通道快速建造方法
技术领域
背景技术
候、不影响航运等突出优点,修建水下隧道是城市两岸突破江河湖海阻隔,连通城市路网,
发展区域经济的重要手段。
且对城市地块分割越明显。另一方面,受水作用影响,江河湖海下方一般地质条件较差,软
土较厚,而矿山法需要埋置岩石地层中,并对上部岩石覆盖层厚度有要求;盾构法可以埋置
在软土中,但要求不小于1倍洞径;沉管法埋深最浅,满足隧道抗浮要求即可。综上,三种工
法中,水下隧道占地面积大小依次为矿山法大于盾构法,盾构法大于沉管法。
临时场地作为干坞难度较大,且沉管隧道竣工后需要对临时干坞进行回填,导致整体工程
量较大、施工周期长,临时工程造价高;
成管节沉放前的转运;
横荡和纵荡,导致管节倾覆,引发事故;此外,管节沉放时,还必需配备专门的沉放船进行沉
放,导致施工难度大、周期长、造价高;
发明内容
沉放船实现基本结构单元浮运和沉放的水下浅埋明挖大型通道快速建造方法以及与该方
法配套使用的通道基本结构单元。
构单元一端设置封门,另一端为敞口结构,所述封门的下端设置排水泄压阀,所述封门侧基
本结构单元的端部环绕设置橡胶止水带;所述基本结构单元的内部固定有起浮兼压重舱
室;所述基本结构单元的底部设置至少四个轴线定位脚座 。
设置排水泄压阀,所述现浇筑结构单元的顶板上设置轴向拉锁或与轴向拉锁配套设置的固
定块;
基本结构单元底部轴线定位脚座相对应的轴线定位孔;其中,所述纵坡定位钢板的设置,可
以有效控制通道的底部标高;所述纵坡定位钢板上沿通道纵向设置的多个轴线定位孔,可
以有效控制通道的水平位置;
持悬浮状态,并通过浮吊船将其牵引至沉放位置,整个牵引过程基本结构单元全部悬浮没
入水中;
向位置精准定位;
浇筑结构单元封门下方的排水泄压阀,橡胶止水带所封闭的空腔压力变低,第一基本结构
单元的封门受外部水压作用挤压接头,橡胶止水带实现二次压紧止水;
接,完成水下通道的全部施工。
作为预制场地,只需在沉放水域堤岸附近平地处选址即可,且场地无需开挖基坑,无需通过
注水进行基本结构单元的浮运,后期也无需对场地进行修复维护,继而降低了预制基本结
构单元的选址难度以及避免了对沉放水域附近环境以及人文造成影响;另一方面,无干坞
管节预制,还可减少临时工程投入,节省水下通道的总体工程造价和施工工期。
及沉放过程中,无需使用专门的沉放设备,通过调节起浮兼压重舱室内的空气体积,平衡结
构自重,使基本结构单元在水中处于悬浮状态,继而在无需提供较大额外拉力控制竖向平
衡的情况下,在水域中通过1艘浮吊船,即可实现基本结构单元的高效浮运和精准沉放。与
现有两端封闭,内部空腔,依靠自身浮力起浮的基本结构单元相比,一方面减少了特殊装备
的使用,大大降低了水上施工难度,减少了管节浮运以及沉放所需投入的人力、物力以及财
力;另一方面,避免了基本结构单元在浮运过程中,受水流冲击力、波浪力、拖轮牵引力等不
同方向和角度的力综合作用下,出现横荡和纵荡,导致倾覆甚至引发事故的风险。
中,设置于结构单元底部的轴线定位脚座完全嵌入设置于纵坡定位钢板上的轴线定位孔
内,实现精准定位,继而有效确保了基本结构单元沉放时无轴线偏差,为不同结构单元之间
的精准水下压接提供了保障。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可
以根据这些附图获得其他的附图。
舱室;12、封门;13、排水泄压阀;14、橡胶止水带;15、轴线定位脚座;16、固定块;17、轴向拉
锁。
具体实施方式
另一端为敞口结构,所述封门12的下端设置排水泄压阀13,所述封门12侧基本结构单元的
端部环绕设置橡胶止水带14,所述基本结构单元1的内部设有可调节进、排水容量的起浮兼
压重舱室11,所述基本结构单元1的底部设置至少四个轴线定位脚座15,所述基本结构单元
1的顶板设置轴向拉锁17或与轴向拉锁17配套设置的固定块16。
0.6m、宽为0.4m、高为0.5m。
悬浮状态,整个过程无需提供额外的拉力控制竖向平衡,在水域中通过1艘浮吊船牵引基本
结构单元,采用沉浸式拖运至沉放位置。
地面积要求小,在沉放水域堤岸线附近平地处选址即可,基本结构单元适用性强、施工效率
高。
封门12,封门12的下端设置排水泄压阀13,所述封门12侧现浇筑结构单元7的端部平整光
滑,以便衔接端橡胶止水带压缩止水,所述现浇筑结构单元7的顶板上设置轴向拉锁17或与
轴向拉锁17配套设置的固定块16;
与基本结构单元底部轴线定位脚座15相对应的轴线定位孔91;其中,所述纵坡定位钢板9以
及轴线定位孔91的设置用于确保基本结构单元的四个轴线定位脚座15完全插入,实现精准
定位,无轴线偏差;
保持悬浮状态,并通过1艘浮吊船将其牵引至沉放位置,整个牵引过程基本结构单元完全悬
浮没入水中;
本结构单元平稳滑入水中,此时起浮兼压重舱室整体没入水中,浮力大于基本结构单元重
力,结构浮在水面上,受波浪和水流力作用,在水中拖运不便;往起浮兼压重舱室中注水,使
结构单元没入水中,并保持悬浮状态,用浮吊船将结构单元拖至沉放基槽位置,准备沉放;
平和纵向位置的精准定位;所述轴线定位孔91垂直于通道轴线方向的宽为0.405m,平行于
通道轴线方向的长为1.5m。
其次,开启现浇筑结构单元7封门下方的排水泄压阀13,橡胶止水带所封闭的空腔压力变
低,第一基本结构单元封门受外部水压作用挤压接头,橡胶止水带14实现二次压紧止水;最
后填充通道纵坡定位钢板9与水下基坑之间的基槽间隙10,对接完成;
接,完成水下通道的全部施工。
括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施
例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离本发明的结构或者超越本
权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。