CN104652482A - 一种用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海底沉管隧道安装技术领域，尤其涉及一种用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置。本发明提的用于海底沉管隧道的沉管管节分离装置，包括主动脱离单元和被动脱离单元，在主动脱离单元的一端设置有脱开千斤顶和拉合千斤顶，通过脱开千斤顶或拉合千斤顶对被动脱离单元的作用将两个沉管管节分开或者连接在一起，在操作过程中不会对沉管管节造成损坏，能够保证GINA止水带不发生侧翻，端钢壳及端封门不受影响，并且其结构简单，受力清晰，便于设计、制造，同时减少了沉管顶部安装的设备数量，提升了操作空间，沉管管节的拆装更加方便，另外将拉合与拆分功能集成到一套装置上，具有更强的使用性能。

Description

一种用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置

技术领域

本发明涉及海底沉管隧道安装技术领域，尤其涉及一种用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置。

背景技术

目前，底沉管隧道安装具有施工难度大、限制条件多，受恶劣气象条件影响多等难点和特点。其中，沉管隧道已经安装好的管节重新脱开是海底隧道安装过程中的重要步骤，现有技术中并没有专门用于管节分离的装置，在分离两个已经安装好的管节时通常将缆绳绑在后安装的管节上，然后使用大型机械强行拉伸，将两个配合在一起的管节拆分开，然而使用缆绳拆分时，会影响GINA止水带、端钢壳、端封门等管节结构的稳定，也可能会造成沉管管节的破损，在现有技术中沉管隧道的顶面已经设置有一套专用的用于拉合两个待连接管节的拉合系统。

因此，针对以上不足，需要提供一种既可以用于相邻沉管管节拉合又可以用于沉管管节分离的用于海底沉管隧道管节拆装装置。

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：有技术中并没有一种专门用于海底沉管隧道管节分离的装置，沉管隧道的顶面已经设置有一套专用的用于拉合两个待连接管节的拉合系统，如果再安装一套专用于专门用于海底沉管隧道管节分离的装置，会增加沉管上设备的数量，造成操作空间较少，影响沉管的安装。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置，包括与第一沉管管节连接的主动脱离单元和与第二沉管管节连接的被动脱离单元，待分离/连接的第一沉管管节和第二沉管管节的外表面上分别设置有第一限位柱和第二限位柱，所述第一限位柱和所述第二限位柱分别用于限制所述主动脱离单元和所述被动脱离单元在第一沉管管节和第二沉管管节的轴向上运动；所述主动脱离单元对着第二沉管管节的一端设置有脱开千斤顶和拉合千斤顶，所述脱开千斤顶用于对被动脱离单元施加沿轴向的推力，所述拉合千斤顶用于对被动脱离单元施加沿轴向的拉力。

其中，所述主动脱离单元还包括主动受力框架，所述脱开千斤顶和所述拉合千斤顶安装在主动受力框架上靠近第二沉管管节的一端，所述主动受力框架上设置有第一安装孔，所述主动脱离单元通过第一安装孔套接在第一限位柱上。

其中，所述主动受力框架上设置有第一调位千斤顶，用于调节第一限位柱与主动受力框架之间的距离。

其中，所述第一限位柱与所述主动受力框架之间还设置有调节垫块，所述调节垫块与主动受力框架的接触面为圆弧面，所述调节垫块与第一限位柱的接触面为平面。

其中，所述脱开千斤顶上设置有压力传感器和磁至位移传感器。

其中，所述被动脱离单元包括被动受力框架，所述被动受力框架上设置有用于与脱开千斤顶配合的连接部和第二安装孔，所述被动脱离单元通过第二安装孔套装在第二限位柱上。

其中，所述被动受力框架上设置有第二调位千斤顶，用于调节第二限位柱与被动受力框架之间的距离。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明提供了一种用于海底沉管隧道的沉管管节分离装置，包括主动脱离单元和被动脱离单元，在主动脱离单元的一端设置有脱开千斤顶和拉合千斤顶，通过脱开千斤顶或拉合千斤顶对被动脱离单元的作用将两个沉管管节分开或者连接在一起，在操作过程中不会对沉管管节造成损坏，能够保证GINA止水带不发生侧翻，端钢壳及端封门不受影响，并且其结构简单，受力清晰，便于设计、制造，同时减少了沉管顶部安装的设备数量，提升了操作空间，沉管管节的拆装更加方便，另外将拉合与拆分功能集成到一套装置上，具有更强的使用性能。

附图说明

本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例所述的用于海底沉管隧道的沉管管节分离装置的结构示意图。

图2是图1中主动脱离单元的结构示意图；

图3图1中被动脱离单元的结构示意图。

其中图1至图3中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、主动脱离单元，11、脱开千斤顶，12、主动受力框架，121、第一安装孔，122、第一调位千斤顶，13、拉合千斤顶，2、被动脱离单元，21、被动受力框架，211、连接部，212、第二安装孔，213、第二调位千斤顶，214、拉合机构，3、调节垫块，4、第一限位柱，5、第二限位柱。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“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装置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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，可以是两个元件内部的连通。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。此外，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

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置，包括与第一沉管管节相连的主动脱离单元1和与第二沉管管节连接的被动脱离单元2，待分离/连接的第一沉管管节和第二沉管管节的外表面上分别设置有第一限位柱4和第二限位柱5，所述第一限位柱4和所述第二限位柱5分别用于限制所述主动脱离单元1和所述被动脱离单元2在第一沉管管节和第二沉管管节的轴向上运动；所述主动脱离单元1对着第二沉管管节的一端设置有脱开千斤顶11和拉合千斤顶13，所述脱开千斤顶11用于对被动脱离单元2施加沿轴向的推力，所述拉合千斤顶13用于对被动脱离单元2施加沿轴向的拉力。所述脱开千斤顶11用于对被动脱离单元2施加沿轴向的推力，从而使得主动脱离单元1和被动脱离单元2之间出现相对运动，进而带动与主动脱离单元1和被动脱离单元2相连的两个相连的沉管管节分开，在分离过程中不会对沉管管节造成损坏，能够保证GINA止水带不发生侧翻，端钢壳及端封门不受影响，并尽量使两沉管管节间间距增大，为之后的重新起浮、绞移预留出足够的安全距离，并且其结构简单，受力清晰，便于设计、制造；并且，其上还设置有拉合千斤顶13，能够对被动脱离单元2施加轴向的拉力，将两个待连接的沉管管节连接起来，同时由于将拉合与拆分功能集成到一套装置上，减少了沉管顶部安装的设备数量，提升了操作空间，沉管管节的拆装更加方便，使装置具有更强的使用性能。

优选地，如图2所示，所述主动脱离单元1还包括主动受力框架12，所述脱开千斤顶11安装在主动受力框架12上靠近第二管节的一端，所述主动受力框架12上设置有第一安装孔121，所述第一限位柱4设置在第一沉管管节的顶部外表面上第一沉管管节前端两边，所述主动脱离单元1通过第一安装孔121套接在第一限位柱4上，第一限位柱4可对主动脱离单元1的安装位置进行定位，并且限制主动脱离单元1在第一沉管管节上轴向移动，并且第一限位柱4可作为主动脱离单元1工作时的主要承力部位。

优选地，所述调节垫块3位于第一限位柱4与主动受力框架12之间，且调节垫块3安装在第一限位柱4上的内凹槽处，所述调节垫块3的与主动受力框架12的接触面为圆弧面，所述调节垫块3与第一限位柱4的接触面为平面，可以使主动受力框架12根据受力情况进行一定角度的旋转，优化结构受力

所述主动受力框架12上设置有第一调位千斤顶122，用于调节第一限位柱4与主动受力框架12之间的距离，主动受力框架12安装在第一限位柱4处，通过钢结构框架的受力传导至第一限位柱4，调位千斤顶安装在主动受力框架12上，位于主动受力框架12及第一限位柱4之间，通过调整调位千斤顶长度，使主动脱离单元1与第一限位柱4紧密接触，脱开千斤顶11为整个脱开作业过程中主要作用部位，提供管节脱开过程中的作用力，拉合千斤顶13为拉合作业时的作用部位，提供拉合力。

优选地，脱开千斤顶11和拉合千斤顶13内置有压力传感器，可以精确显示千斤顶的受力情况，同时脱开千斤顶11和拉合千斤顶13内置有磁至位移传感器，可以精确显示千斤顶运动的距离，从而推算出两管节端面间间距。

其中，如图3所示，所述被动脱离单元2包括被动受力框架21，所述被动受力框架21上设置有用于与脱开千斤顶11配合的连接部211连接部211、第二安装孔212和与拉合千斤顶13连接的拉合机构214，所述被动脱离单元2通过第二安装孔212套装在第二限位柱5上。被动脱离单元2包括第二调位千斤顶213、第二限位柱5及调节垫块3，其中第二限位柱5浇筑在沉管隧道顶面，位于隧道管节尾端两边，为被动脱离单元2安装位置及主要程力部位，在被动脱离单元2上同样设置有用于调节第二限位柱5与被动受力框架21之间距离的调节垫块3，所述调节垫块3装第二限位柱5内凹槽处，与第二限位柱5接触面为平面，与被动受力框架21接触面为圆弧面，可以使被动受力框架21根据受力情况进行一定角度的旋转，优化结构受力方式，被动受力框架21安装在第二限位柱5处，通过钢结构框架的受力传导至第二限位柱5，调位千斤顶安装在被动受力框架21上，位于被动受力框架21及第二限位柱5之间，通过调整第二调位千斤顶213长度，使被动脱离单元2与第二限位柱5紧密接触，通过脱开千斤顶11、第一调位千斤顶122、第二调位千斤顶213及调节垫块3的共同作用，可以对脱开系统的受力方向进行调整，最终只存在沉管管节轴线方向的力，使脱开系统受力简单、清晰，不仅保护了沉管管节结构安全，也保护脱开系统各设备的安全。

使用时，通过潜水员水下辅助，将主动脱离单元1安装在待脱开第一沉管管节前端上的第一限位柱4上，将被动脱离单元2安装在第二沉管管节后端上的第二限位柱5上，安装完成后，伸出脱开千斤顶11与被动脱离单元2上的连接部211连接部211接触，同时通过潜水员辅助，调整第一调位千斤顶122和第二调位千斤顶213，使主主动脱离单元1和被动脱离单元2的轴线平行，优化脱开系统受力情况，待收到操作通知后，同时伸出两侧脱开千斤顶11，进行管节脱开操作；同时也可以使将拉伸千斤顶与与被动脱离单元2上的拉合机构214连接，实现两个待安装沉管管节的连接。

综上所述，本发明提供了一种用于海底沉管隧道的沉管管节分离装置，包括主动脱离单元和被动脱离单元，在主动脱离单元的一端设置有脱开千斤顶和拉合千斤顶，通过脱开千斤顶或拉合千斤顶对被动脱离单元的作用将两个沉管管节分开或者连接在一起，在操作过程中不会对沉管管节造成损坏，能够保证GINA止水带不发生侧翻，端钢壳及端封门不受影响，并且其结构简单，受力清晰，便于设计、制造，同时减少了沉管顶部安装的设备数量，提升了操作空间，沉管管节的拆装更加方便，另外将拉合与拆分功能集成到一套装置上，具有更强的使用性能，同时脱开千斤顶和拉合千斤顶上设置的压力传感器和磁至位移传感器可以精确显示千斤顶运动的距离，从而推算出两罐节段面间间距

最后应说明的是：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 (7)

1.一种用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置，其特征在于：包括与第一沉管管节连接的主动脱离单元(1)和与第二沉管管节连接的被动脱离单元(2)，待分离/连接的第一沉管管节和第二沉管管节的外表面上分别设置有第一限位柱(4)和第二限位柱(5)，所述第一限位柱(4)和所述第二限位柱(5)分别用于限制所述主动脱离单元(1)和所述被动脱离单元(2)在第一沉管管节和第二沉管管节的轴向上运动；所述主动脱离单元(1)对着第二沉管管节的一端设置有脱开千斤顶(11)和拉合千斤顶(13)，所述脱开千斤顶(11)用于对被动脱离单元(2)施加沿轴向的推力，所述拉合千斤顶(13)用于对被动脱离单元(2)施加沿轴向的拉力。

2.根据权利要求1所述的用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置，其特征在于：所述主动脱离单元(1)还包括主动受力框架(12)，所述脱开千斤顶(11)和所述拉合千斤顶13安装在主动受力框架(12)上靠近第二沉管管节的一端，所述主动受力框架(12)上设置有第一安装孔(121)，所述主动脱离单元(1)通过第一安装孔(121)套接在第一限位柱(4)上。

3.根据权利要求2所述的用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置，其特征在于：所述主动受力框架(12)上设置有第一调位千斤顶(122)，用于调节第一限位柱(4)与主动受力框架(12)之间的距离。

4.根据权利要求3所述的用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置，其特征在于：所述第一限位柱(4)与所述主动受力框架(12)之间还设置有调节垫块(3)，所述调节垫块(3)与主动受力框架(12)的接触面为圆弧面，所述调节垫块(3)与第一限位柱(4)的接触面为平面。

5.根据权利要求1所述的用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置，其特征在于：所述脱开千斤顶(11)上设置有压力传感器和磁至位移传感器。

6.根据权利要求1所述的用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置，其特征在于：所述被动脱离单元(2)包括被动受力框架(21)，所述被动受力框架(21)上设置有用于与脱开千斤顶(11)配合的连接部(211)和第二安装孔(212)，所述被动脱离单元(2)通过第二安装孔(212)套装在第二限位柱(5)上。

7.根据权利要求6所述的用于海底沉管隧道的沉管管节拆装装置，其特征在于：所述被动受力框架(21)上设置有第二调位千斤顶(213)，用于调节第二限位柱(5)与被动受力框架(21)之间的距离。