CN1077765A - 水下通道和固定水下通道的固定装置 - Google Patents

Abstract

为了在短期内通过一种新颖的完全不同于普通 基础施工的建筑方法将陆地上建筑施工过程搬用于 水下通道施工，水下通道具有以下结构：一个固定于 水底的基底；设立在基底上的支架；与支架成一体的 通道体；固定水下通道的水下固定装置包括：一个张 力缆装置，多个绕在连于张力缆装置上的滑轮上的连 缆装置，该连缆装置的两端固定在要被固定的结构 上，当张紧的连缆装置断开时，其余的处于松弛状态 的连缆装置可接替其工作并约束住该结构。

Description

本发明涉及一种安装于水底或水中的大型水下通道及固定该通道的大型水下固定装置。

在建造沿海底铺设的水下通道时，已知的常用方法有将挡板或闸板设于海底，或在海底筑起石墙或土墙以便在水下建筑施工的地方隔出一块水域，排除该水域的水，而后按陆上的一般施工方法建造水下通道。另一种方法是利用挖掘机械在海底下掘出一条通道。

上述第一种方法具有不受水下通道尺寸限制以及能按要求尺寸建造水下通道而不受水影响的优点。然而，当水域被隔出，且其中的水被抽出以形成与陆地相同条件的情况下，该方法的使用仅限于浅水。此外，采用此方法耗时多，建造成本增加。采用上述第二种方法时，必须将超大型挖掘机运至工地，且通过挖掘建成通道，这使得排水和挖掘工作十分复杂，工期延长，成本增加。以上是两种常用方法的缺陷。

当在水中或海底固定诸如水下通道的大型建筑时，一般采用的方法是用缆绳一端系住锚，另一端系住要固定的建筑。

然而，采用这种缆绳固定的普通方法时，当建筑的一部分露出水面以便为人员和供应提供进出口时，或因某些建筑结构的要求该建筑必须保持在一定水深时，无法尽快处理因环境变化而引起的水面变化的情况。

一种解决这类问题的方法包括将缆绳的另一端与要固定的建筑上的缆绳收放设备相连，根据水面情况收放缆绳以便使建筑的某一部分露出水面或使建筑可在一定范围内浮动。

然而，当缆绳被拉进该建筑时，水也被带入该建筑内。这就需要有很复杂的防水技术，从而使维修复杂而且昂贵。

本发明着眼于克服已知技术的上述缺陷，其目的是提供一种新颖水下通道，该通道有多种用途，且可在短期内完成施工并大大降低成本，本发明亦可用于陆上施工，即通过采用一种全新的完全不同于需要地基工程的一般施工方法的方式进行陆上施工。

本发明的另一目的是提供一种水下固定装置，该装置可以消除一端连接着锚，另一端连接着要固定的水下通道上的缆绳收放设备的缆绳工作时，水进入水下通道的可能性。本发明的又一目的是提供一种水下固定装置，当缆绳断开时，该装置可通过其余缆绳确保水下通道的安全，且长期不用维修及更换缆绳。

本发明附图简要说明如下：

图1为本发明一个实施例所涉及的水下通道结构横截面剖视图;

图2为支撑水下通道的基底断开的放大前视图;

图3为该基底的局部断开的放大平面视图;

图4为在基底上侧建造支架的第一工序中放大的横截面示意图;

图5为基底上侧建造支架和通道体一部分的第二工序中放大的横截面示意图;

图6为在基底上侧建造支架和通道体的第三工序中放大的横截面示意图;

图7为在基底上侧建造支架和通道体的第四工序中放大的横截面示意图;

图8为在基底上侧建造支架和通道体的第五工序中放大的横截面示意图;

图9为涉及到水下固定装置的一个实施例的剖视图;

图10为该水下固定装置主要部分的放大剖视图;

图11为该水下固定装置的张力缆装置的局部前视图。

为了达到上述目的，本发明的水下通道包括：一个固定在水底的基底;一个设立在基底上的支架;一个与支架成一体的通道体;这里通道体由内壳及外壳两层结构构成，以便使内壳里的空间和内外壳之间的空间能用于所需目的，支架横截而是等边三角形，且水箱设于该支架内侧底部。

本发明具有这样的特征：通道体和（或）支架被水下固定装置固定于水底或系住在水面。

在本发明中，通道体上部有一塔，该塔上部伸出水面。

本发明涉及的用于固定水下通道的水下固定装置包括：一个张力缆装置，其一端系住一个锚，另一端连接一可转动的滑轮;多个连缆装置绕在与张力缆装置相连的滑轮上，连缆装置的两端被固定在要固定的建筑上;其中的一个连缆装置与要固定的建筑和张力缆装置呈拉紧状态，其余的连缆装置通常处于松驰状态，以便在该第一个张紧的连缆装置断开时，其余的处于松驰状态的连缆装置可以代替断开的装置，约束住该建筑。

本发明所涉及的水下固定装置可包括：一个一端连着锚的连缆装置;一个装于要被固定的水下建筑内的气密装置;一个装于该水下建筑内的收放设备，其中连缆装置的另一端在通过该气密装置后与该水下建筑相连;这里气密装置由一个穿过水下建筑壁的导管，（该连缆装置通过该导管），和一个增压且提供粘性流体以便防止水通过该导管进入水下建筑内的装置组成。

该气密装置可根据装在要被固定的水下建筑外侧一个水压检测器提供的压力信号，可控地向粘性流体施加特定的压力。

下面结合附图详细说明本发明的实施例：

如图1所示，本实施例中的水下通道A由固定于水底B上的基底1，设立于基底1上的支架2，以及与支架2连成一体的通道体3组成。

在支架2被装上以前，基底1浮在水面W上。请参见图2和图3，基底1由诸如胎管一类的许多飘浮元件，一个位于诸飘浮元件10上表面的将诸飘浮元件10联在一起的联结架11以及一个与联结架11上表面连成一体的支架12组成。大量的飘浮元件10产生巨大的浮力。

飘浮元件也可由具有巨大浮力的聚苯乙烯泡沫塑料制作以代替胎管。

基底1的构成应能提供尽可能大的浮力。基底1应具有这样的浮力：只有基底1可以浮在水面W上，且在其上表面加上用于建造通道体1的材料时或通道2的“第一层部分”放于其上时，基底1不会沉入水底。

具有上述结构的基底1被船拖到水下通道A的安装处或在此处建造。

在所说的安装处，在水面W飘浮时，基底1与固定在海底上的锚相连，以防被水冲走。

图1中所示支架2是圆筒管制成，其横截面大体上为等边三角形。

下面进行更为具体的叙述：支架2由一个水平底板20，一对由水平底板20的两端出发并汇交于顶点的斜壁21和22，一个与水平底板20有一段间隔且水平安置于其上并与其形成一个水箱T的“第一层板”23，以及安置在水平底板20上的垂直壁24组成。通过向水箱T注入水，使支架2也即通道A沉入水中。

一个泵25被装于“第一层板”23上以便对水箱T注排水。

通道体3与支架2连成一体且具有一个由外壳30和内壳31组成的双层结构，以便为某种用途而在外壳30和内壳31之间形成空间R1以及在内壳31中形成空间R2。

空间R1和R2按需要被底板和壁分割开，以便形成“第二层板”32，“第三层板”33，“第四层板”34，顶板35，垂直壁36，作为进出口或通气孔的塔部37以及升降轴38。

固定装置上的收放设备装于外壳30和内壳31之间的空间R1中，后面还要对其作详细说明。

此种水下通道A将按下述程序建造：

首先，如图4所示，水平底板20装在基底1的上侧，水平底板20的两端设立一层斜壁21和22。其结果是在基底1上侧形成一个横截面为U形的空间，这使得以下的施工能在没有风浪干扰下进行。

在设立好斜壁21和22后，在斜壁内建造“第一层板”23，垂直壁24及部分外壳30。斜壁21和22延伸至另一层，此后，将泵25及相应管道安装在“第一层板”23上（参见图5）。

参见图6，下一步在延伸的斜壁21和22内建造部分延伸的外壳30和部分内壳31。同时，建造“第二层板”32和垂直壁36。斜壁21和22继续延伸至另一层。

参见图7和8，而后外壳30，内壳31，斜壁21和22同时被延伸至“第三层板”33，“第四层板”34以及顶板35，并依次安装垂直壁36。在上述步骤中，通道体3的最高部分处，外壳30被封闭并与塔部37成一体。

“第四层板”34的处于外壳30和内壳31之间的部分装有固定装置的收放设备4。升降轴38在建造内壳31时安装。

构成通道体3的支架2，外壳30和内壳31是由具有优秀防水性能和抗压性能的增强混凝土或增强钢筋混凝土筑成的，其建造应确保通道A不漏水。

在本说明书中，施于水下通道A上的压力为作用在处于水面W下的通道A被浸泡部分外壁整个表面上的静水压和水流感应压力。施于塔部37的压力为塔部37在水面W以上部分整个表面上的风浪压力。

参见图9和图10：用于固定具有上述结构的水下通道A的水下固定装置包括：

一个张力缆装置40，其下端与锚U连接;一个连缆装置43，该装置一端通过一个滑轮41与张力缆装置40相连，另一端绕在鼓轮42上;一个气密装置44，该装置用于防止连缆装置43通过的水下通道处漏水。

张力缆装置40具有特定的张力强度，为了尽可能减少其重量，该装置由多个气密管40a和可容纳气密管40a的大直径容器管4b组成，参见图11。

气密管40a和大直径容器管40b均由弹性材料制成。气密管40a中填充高张性材料及高张性粘合剂，容器管40b中填充高张力粘合剂以使诸气密管40a粘合成一体。

连缆装置43通过张力缆装置40张紧地与水下通道40连接。连缆装置43的两端均与收放该装置的鼓轮42连接。连缆装置43的中间部分绕在装于张力缆装置40上的滑轮41上。

鼓轮42装在水下通道A的外壳30和内壳31之间的空间R1内。连缆装置43由多根缆绳组成，其中的一根缆绳43a1通常张紧地与水下通道A和张力缆装置40连接。其余的两根缆绳43a2和43a3通常处于松驰状态，且作为备用，在第一根缆绳43a1断开时，接替其继续工作以约束住水下通道A。第三根备用缆绳43a3处于比43a2更松驰的状态，以便在缆绳43a2断开时，接替其继续工作以约束住水下通道A。

43b表示一个用于改变连缆装置43行进方向的滑轮。滑轮43b位于滑轮41与鼓轮42和外壳30的外侧之间。气密装置44由以下部分组成：一个穿过外壳30并能使连缆装置43通过的导管44a;一个内充诸如黄油类粘性流体的防水器44b;一个粘性流体容器44c;一个注放粘性流体的气压泵44d;以及一个固连于外壳30外壁的水压传感器45。

气压泵44d根据水压传感器45的信号可控地注压粘性流体以使得粘性流体的压力等于或略高于水压。

当水下通道A所处的水深因该通道的特定重力而改变时，水压传感器45自动地测定出水深的变化。为此目的，可采用具有优良水密封性能的已知压力传感器。

因为导管44a中充满来自防水器44b的粘性流体（该流体被增压使其压力与水压大致相等）且连缆装置43浸于该粘性流体之中，所以外壳30外侧的水不会灌入内部。以上的结构安排使得外壳30和内壳31之间形成的空间R1能被有效地利用。气密泵44d粘性流体压力控制也可以用手工操作。

由于采用本实施例所述的水下固定装置4，当水下通道A因连缆装置的一根缆绳43a1断开而与张力缆装置40脱离接触时，备用的缆绳43a2和43a3将代替43a1工作，安全地约束住水下通道。

本发明所涉及的水下固定装置并不限于水下通道A的固定，也可用于诸如水下建筑物和防波堤等其他结构。

本实施例中的水下通道A有水箱T，水箱T是由支架2内底部，外壳30与内壳31之间的空间R1和内壳31内部空间R2构成的。空间R1中的一个可用于设置自来水或气管，以及电话线，空间R2可用来作通道，车道，铁路，仓库或车库。当几层形成一大型空间时，可以在这里安装电梯。

因为通过泵25本实施例中的水下通道可以向水箱T注排水，所以有可能改变通道在水中的深度，使通道A在水下稳定。在暴风雨期间，塔部37上端可关闭且水下通道A完全浸入水中，以有效地避开风暴。此外，若水下通道A浮于海底之上，就不易受到地震影响。

在正常情况下，可以使作用在水面W下通道A的水压大于作用在塔部27出口处的压力，以便使水下通道A一直能处于稳定状态。

采用本发明使得在短期内通过一种新颖的建筑方法将陆地上建筑施工过程搬用于水下通道施工成为可能，所说的新颖的建筑方法完全不同于普通的基础施工方法。本发明仅需将建筑材料运至工位，而不需用船来拖运巨大的通道体。这将大大地降低施工成本。更进一步地，本发明使施工可在水上进行，而不会受到水或波浪的影响，这使得施工简化且安全。

本发明的另一优点是因为作用于通道体被水浸泡部分的水压大于作用于露出水面的塔部入口处的水压，所以通道能保持稳定。更进一步，水下通道内部可有许多种用途。

此外，本发明所涉及的水下通道具有由内外壳构成的双层结构，这使得无须对外壳采取严格的防水措施。即可采用小水泵和空调设备有效地防止水渗入内壳里，从而大大降低了建筑成本。另外，因不需将预制结构拖运至施工地，且可在工地组装结构件，从而大大降低了成本。

另外，因为通道体连于其横截面为等边三角形且其内底上有水箱的支架，所以使通道具有足够的抗水压强度，并能通过向水箱注排水改变水下通道的特定重量从而调整该通道在水中的深度。特定重力的调整也可通过诸如收放连接在重物或锚上的缆绳等其他方法实现。

本发明所涉及的固定装置通过把连缆装置的一端连接在水下结构上的收放设备上将诸如下水通道一类的大型结构保持在水中的特定深度，本发明还防止了水从连缆装置穿过的水下结构某部位中流入的问题。当连缆装置断开引起水下通道与张力缆装置脱离时，备用连缆装置将接替断缆工作并安全地约束住水下通道。此外，固定装置在长时期内无须维修检查或更换缆绳，这简化了维修工作量且大大降低了维修成本。

Claims (5)

1、一种水下通道包括：

一个固定于水底的基底；

一个设立于基底上的支架；

以及一个与支架制成一体的通道体；

其中通道体为横截面大致为圆形的，由内外壳构成的双层结构，内壳内及内外壳之间形成的空间可有多种用途，支架的横截面为等边三角形且在支架内底部形成一水箱，通道体和(或)支架由水下固定装置可浮动地约束于水底。

2、如权利要求1所述的水下通道，其特征在于通道体上部形成一个塔部，该塔部上部露出水面。

3、如权利要求1或2所述的水下通道，其特征在于其还包括：一个张力缆装置，其一端与锚连接，另一端与一个可转动的滑轮连接;

多个绕在与张力缆装置连接的滑轮上的连缆装置，该连缆装置的两端固定在要被固定的结构上;

其中的一个连缆装置通常张紧地与要被固定的结构相连，其余连缆装置通常处于松驰状态，当张紧的连缆装置断开时，其余的连缆装置能接替其工作约束住该结构。

4、如权利要求3所述的水下通道，其特征在于其还包括：

一个连缆装置，其一端系于锚上;

一个装于要被固定的水下结构内的气密装置;

一个装于水下结构内的缆绳的收放装置，其中连缆装置的另一端穿过气密装置并与收放装置相连;

其中气密装置包括一个穿过水下结构壁的导管，所说的连缆装置穿过该导管，还包括一个将粘性流体注入导管以防止水从导管进入水下结构的装置。

5、如权利要求4所述的水下通道，其特征在于所说的气密装置根据来自装在水下结构外侧的水压检测装置的水压信号可控地向粘性流体施加特定压力。

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