CN104652480B - 一种沉管轴线的调整方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及沉管隧道施工技术领域，公开了一种沉管轴线的调整方法。该沉管轴线的调整方法包括：沉管沉放作业、沉管对接作业、水力压接、排除所述压载水箱内的压载水以及调整沉管。本发明提供的沉管轴线的调整方法操作方便、对基床平整度要求低；在不增加体内和体外调整设备的前提下，利用沉管安装已有的锚缆系统、压载水控制系统、沉放测控系统，对管节轴线偏差进行调整的一种方法；具有结构简单、成本低及适用范围广的优点。

Description

一种沉管轴线的调整方法
技术领域
本发明涉及沉管隧道施工技术领域，特别是涉及一种沉管轴线的调整方法，具体的是一种工作量结构简单且操作方便的沉管轴线的调整方法。
背景技术
在桥梁建造中，受施工环境和技术条件等限制，管节对接完成后尾端轴线横向偏差很可能会超过设计要求，因此需要一种施工技术方法将管节尾端轴线横向偏差调整到设计要求范围内。目前比较常用的管节尾端调位方法有体内调整法和体外调整法两种。体内调整法是在已安管节和待安管节对接的接合腔内安装顶推千斤顶，通过顶推待安管节首端达到调整管节尾端偏差的目的；体内调整法需要在管节内部安装大量仪器、设备，工作量大、工作时间长，影响安装作业窗口，且在管内施工风险大。
体外调整法是在管节外侧靠近尾端位置设置调整机构，利用该机构调整管节尾端偏差，该方法已申请专利，名称：用于沉管隧道节段进行定位的设备，申请公布号CN101918644A。体外调整法的设备体积大，长时间置于水下设备保养工作量大，且在使用时易出故障。
鉴于上述现有技术的缺陷，需要提供一种工作量结构简单且操作方便的沉管轴线的调整方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是现有的体内调整法需要在管节内部安装大量仪器、设备，工作量大、工作时间长，影响安装作业窗口，且在管内施工风险大。体外调整法是在管节外侧靠近尾端位置设置调整机构，利用该机构调整管节尾端偏差。体外调整法的设备体积大，长时间置于水下设备保养工作量大，且在使用时易出故障的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种沉管轴线的调整方法，其中，包括安装船及沉管，所述安装船通过吊缆L与所述沉管连接，所述安装船通过系泊缆M连接至岸边，所述管节通过安装缆H连接至所述岸边，且通过吊缆L连接在所述安装船的底部，所述沉管内设置有压载水箱；具体步骤为：
S1、沉管沉放作业
沉管送缆完成后，沉放沉管直至落地；
S2、沉管对接作业
沉管着床前安装缆H对接调节，在沉管沉放着床前，通过所述安装缆H初步调节沉管位置，利用水下测控系统控制沉管尾端偏差控制在10cm内；
S3、水力压接
所述沉管包括待安管节(2)及已安管节(3)，将所述待安管节(2)首端GINA拉至与所述已安管节(3)尾端钢端壳接触后，排出接合腔内的水完成水力压接，精确测量管节尾端偏差；
S4、排除所述压载水箱内的压载水
使所述待安装管节内的第一压载水箱及第二压载水箱的压载水量大于安装船的吊力，第三压载水箱内的压载水量小于安装船的吊力，调整同一侧的安装缆H的缆力；
S5、若管节尾端移动并满足偏差设计要求，则完成调整作业；若不满足，则再次重复步骤S4。
其中，步骤S1中沉管沉放和对接作业选择在流速小于等于0.5m/s时进行。
其中，步骤S3中通过所述吊缆L提供吊力使所述管节对基床压力降低，从而减小相互之间的摩擦力。
其中，步骤S3中使用纠偏精调系统调整沉管尾端偏差。
其中，步骤S5沉管尾端偏差满足要求后，释放所述吊缆L的缆力，向所述压载水箱内加水至所述沉管稳定。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供的沉管轴线的调整方法包括：沉管沉放作业、沉管对接作业、水力压接、排除所述压载水箱内的压载水以及调整沉管。本发明提供的沉管轴线的调整方法操作方便、对基床平整度要求低；在不增加体内和体外调整设备的前提下，利用沉管安装已有的锚缆系统、压载水控制系统、沉放测控系统，对管节轴线偏差进行调整的一种方法；具有结构简单、成本低及适用范围广的优点。
附图说明
图1是本发明实施例的沉管轴线的调整方法的正视图；
图2是本发明实施例的沉管轴线的调整方法的俯视图；
图3是本发明实施例的沉管轴线的调整方法的侧视图。
图中：1：安装船；2：待安管节；3：已安管节；4：安装缆H；5：系泊缆M；6：系泊锚；7：安装锚；8：吊缆L；9：第一压载水箱；10：第二压载水箱；11：第三压载水箱。
具体实施方式
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1至图3所示，本发明实施例提供的沉管轴线的调整方法其中，包括安装船1及沉管，所述安装船1通过吊缆L8与所述沉管连接，所述安装船1通过系泊缆M5连接至岸边，所述管节通过安装缆H4连接至所述岸边，且通过吊缆L8连接在所述安装船1的底部，所述沉管内设置有压载水箱；具体步骤为：
S1、沉管沉放作业
沉管送缆完成后，沉放沉管直至落地；
S2、沉管对接作业
沉管着床前安装缆H4对接调节，在沉管沉放着床前，通过所述安装缆H4初步调节沉管位置，利用水下测控系统控制沉管尾端偏差控制在10cm；
S3、水力压接
所述沉管包括待安管节(2)及已安管节(3)，将所述待安管节(2)首端GINA拉至与所述已安管节(3)尾端钢端壳接触后，排出接合腔内的水完成水力压接，精确测量管节尾端偏差；
S4、排除所述压载水箱内的压载水
使所述待安装管节2内的第一压载水箱9及第二压载水箱10的压载水量大于安装船1的吊力，第三压载水箱11内的压载水量小于安装船1的吊力，调整同一侧的安装缆H4的缆力；增加一侧安装缆缆力，若需要向北侧调整，则增加H1及H3缆的缆力；若需要向南侧调整，则增加H2及H4缆的缆力。
S5、若管节尾端移动并满足偏差设计要求，则完成调整作业；若不满足，则再次重复步骤S4。
其中，步骤S1中沉管沉放和对接作业选择在流速小于等于0.5m/s时进行。
其中，步骤S3中通过所述吊缆L8提供吊力使所述管节对基床压力降低，从而减小相互之间的摩擦力。
其中，步骤S3中使用纠偏精调系统调整沉管尾端偏差。
其中，步骤S5沉管尾端偏差满足要求后，释放所述吊缆L8的缆力，向所述压载水箱内加水至所述沉管稳定。
本发明实施例的沉管轴线的调整方法调整时，贯通测量结果显示水力压接后沉管尾端偏南75.2mm，采用精调系统调整尾端偏差。精调时管节的抗浮系数：总压载量为7682t，消除干舷压载量为1920t，沉放前管节内残余水量为931t，提供负浮力压载量为9682-1920-931＝4831t，管节自重约为75000t，平均海水密度为1.016t/m，抗浮系数为4831÷75000＝6.4％，在管节不排水，安装船不提供吊力的工况下，管节精调后的偏差未达到设计要求方位。
采用以下方式：确定对管节进行排水，减小抗浮系数至3％～4％；再采用L缆提供向上吊力，减小管节对基床的压力，从而减小摩擦力；采用H3、H1向北侧牵引管节。
管节排水，排水量2000t，其中第一压载水箱9排水200t，第二压载水箱10排水300t，第三压载水箱11排水500t。同时检测海水密度为：1.016～1.019t/m3；管节抗浮系数：2831÷75000＝3.7％
封闭人孔门，管内作业人员撤离后，开始通过在安装船上操作吊缆L8和安装缆H调整管节位置。此时测量塔显示：管节尾端偏南约7cm。第一步：增加吊缆L3、L4的吊力，L3和L4单点吊力分级增加至200t、300t、400t，最终测量塔显示管节尾端偏南约5cm，与初始状态相比管节向北偏移了约2cm。(流速v＝0.4节流向14°潮位0.8m)
第二步：增加安装缆H4中安装缆H3的缆力，H3缆力分级增加至10t、20t、30t、40t、50t，并最终保持在50t左右。为防止出现缆力突然增大，在H3超过10t后启用寸动功能。
在此期间，H1缆力从0t提升至10t，最终保持在20t(时间1:22～1:26)。M6和M8缆绳缆力由47t和30t同时降低到了25t。
最终测量塔显示管节尾端偏南约4cm，与初始状态相比管节向北偏移了约3cm，与第一步相比管节向北偏移了1cm左右。(流速v＝0.6节，流向为8°，潮位0.9m)
第三步：同步增加L1～L4吊力
保持H3缆力不变，先减小L3和L4缆力至50t左右，再同步提升L1～L4缆力。L3和L4吊力降低至50t左右，同时保持H3缆力不变；H1和H3缆力降低至20t左右；
L1、L2吊力分级由100t、200t加载至300t并保持；L3、L4吊力同步分级由100t、200t、300t加载至400t并保持。
H3缆力分级增加至10t、20t、30t、40t、50t，并最终保持在50t左右。H1缆力分级增加至10t、20t、30t并保持在40t左右。
最终测量塔显示管节尾端偏南约3cm，与初始状态相比管节向北偏移了约4cm，与第一步相比管节向北偏移了1cm左右。(流速v＝1节，流向8.3°，潮位0.15m)
第四步：释放L1～L4吊力，再次贯通
L1～L4吊力减小至＜40t，H1保持40t缆力，H3保持50t缆力。通知管内进行贯通测量。人孔门开启，完成贯通，最终测量塔显示管节尾端偏南约36.9mm，通过这种调整方法，管节尾端向北偏移了约35.5mm。
综上所述，本发明具有以下优点：本发明提供的沉管轴线的调整方法包括：沉管沉放作业、沉管对接作业、水力压接、排除所述压载水箱内的压载水以及调整沉管。本发明提供的沉管轴线的调整方法操作方便、对基床平整度要求低；在不增加体内和体外调整设备的前提下，利用沉管安装已有的锚缆系统、压载水控制系统、沉放测控系统，对管节轴线偏差进行调整的一种方法；具有结构简单、成本低及适用范围广的优点。
进一步地，采用沉管尾端纠偏精调系统进行纠偏调节，即具备提前纠偏的功能。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种沉管轴线的调整方法，其特征在于：包括安装船(1)及沉管，所述安装船(1)通过吊缆L(8)与所述沉管连接，所述安装船(1)通过系泊缆M(5)连接至岸边，所述沉管通过安装缆H(4)连接至岸边，且通过吊缆L(8)连接在所述安装船(1)的底部，所述沉管内设置有压载水箱；具体步骤为：
S1、沉管沉放作业
沉管送缆完成后，沉放沉管直至落地；
S2、沉管对接作业
沉管着床前安装缆H(4)对接调节，在沉管沉放着床前，通过所述安装缆H(4)初步调节沉管位置，利用水下测控系统控制沉管尾端偏差在10cm内；
S3、水力压接
所述沉管包括待安管节(2)及已安管节(3)，将所述待安管节(2)首端GINA止水带拉至与所述已安管节(3)尾端钢端壳接触后，排出接合腔内的水完成水力压接，精确测量待安管节尾端偏差；
通过所述吊缆L(8)提供吊力使所述待安管节对基床压力降低，从而减小相互之间的摩擦力；
S4、排除所述压载水箱内的压载水
使所述待安管节(2)内的第一压载水箱(9)及第二压载水箱(10)的压载水量之和大于安装船(1)的吊力，所述待安管节(2)内的第三压载水箱(11)内的压载水量小于安装船(1)的吊力，调整同一侧的安装缆H(4)的缆力；
S5、若待安管节尾端移动并满足偏差设计要求，则完成调整作业；若不满足，则再次重复步骤S4。
2.如权利要求1所述的沉管轴线的调整方法，其特征在于：所述沉管沉放和对接作业选择在流速小于等于0.5m/s时进行。
3.如权利要求1所述的沉管轴线的调整方法，其特征在于：步骤S3中使用纠偏精调系统调整沉管尾端偏差。
4.如权利要求1所述的沉管轴线的调整方法，其特征在于：步骤S5沉管尾端偏差满足要求后，释放所述吊缆L(8)的缆力，向所述压载水箱内加水至所述沉管稳定。
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