CN109537632B - 一种海底隧道建设方法 - Google Patents

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Abstract

一种海底隧道建设方法。其特征在于:隧道本体的底座上预设有若干水平设置的排水管道以及竖直设置的连接桩,隧道本体的前后两端设有浮动环,浮动环的端部形成有密封圈,密封圈外圈设有外连接环,密封圈内圈设有内连接环,外连接环与内连接环上均形成有若干均布的螺栓孔,隧道本体两端还设有密封隧道本体的密封墙,密封墙与隧道本体可拆卸连接。其优点在于通过密封墙的密封作用,在铺设隧道的过程中,避免海水灌入隧道内部,每铺一节隧道预制件,便可直接进入到隧道内部进行隧道内部施工,铺设施工同步进行,部分也可提前预设,再进行沉入铺设,大大提高施工工作效率。

Description

一种海底隧道建设方法
技术领域
本发明涉及海底隧道工程领域,具体涉及一种海底隧道建设方法。
背景技术
海底隧道是为了解决横跨海峡、海湾之间的交通,而又不妨碍船舶航运的条件下,建造在海底之下供人员及车辆通行的海底下的海洋建筑物。
目前海底隧道的建设方法通常包括钻爆法、沉管法、掘进机法、盾构法共4中方法。
其中,沉管法的隧道建设方法是将预制好的隧道预制构件浮运到海面(河面)现场,并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内。香港就有多条海底隧道采用沉管法进行施工。
但是,现有沉管法的隧道建设方便,都是先向所有隧道预制构件沉入海底连接以后,再通过排水管将隧道内水全部排出,最后再进入到隧道内部,进行隧道内部施工,施工困难、效率低。
发明内容
为了克服背景技术的不足,本发明提供一种海底隧道建设方法。
本发明所采用的技术方案: 一种海底隧道建设方法,涉及一种隧道预制件,所述隧道预制件包括呈拱状结构的隧道本体,隧道本体的底座上预设有若干水平设置的排水管道以及竖直设置的连接桩,所述隧道本体的前后两端设有浮动环,所述浮动环的端部形成有密封圈,所述密封圈外圈设有外连接环,所述密封圈内圈设有内连接环,所述外连接环与内连接环上均形成有若干均布的螺栓孔,所述隧道本体两端还设有密封隧道本体的密封墙,所述密封墙与隧道本体可拆卸连接,所述隧道本体顶部还设有吊装用的连接件;
海底隧道的具体建设方法包括如下步骤:
1)通过疏浚工程,将预铺隧道的海底进行整平疏浚,形成能与隧道预制件相适配的基槽;
2)将首节隧道预制件沉放于整个海底隧道长度的其中一端端部,首节隧道预制件的前端与地面隧道相连,并通过前端的外连接环、内连接环与地面隧道固定连接,通过前端的密封圈与地面隧道密封;
3)拆除首节隧道预制件前端的密封墙,工人及设备能够进入到首节隧道预制件内部,通过预设在座底内的连接桩,将首节隧道预制件与底部基槽固定连接;
4)将第二节隧道预制件沉放于首节隧道预制件的后端,首节隧道预制件后端的外连接环与第二节隧道预制件前端的外连接环通过螺栓紧固连接,同时密封圈相互接触,保证密封;
5)拆除首节隧道预制件后端的密封墙,将首节隧道预制件后端的内连接环与第二节隧道预制件前端的内连接环通过螺栓紧固连接;
6)拆除第二节隧道预制件前端的密封墙,工人及设备能够进入到第二节隧道预制件内部,通过预设在座底内的连接桩,将第二节隧道预制件与底部基槽固定连接;
7)通过与步骤4-6相同的方法,依次铺设下一节的隧道预制件直到整个海底隧道长度的另一端;
8)末节隧道预制件的后端与地面隧道相连,并通过后端的外连接环、内连接环与地面隧道固定连接,通过后端的密封圈与地面隧道密封,最后拆除末节隧道预制件后端的密封墙。
还包括潜艇,所述潜艇底部形成有用于放置隧道预制件的安装空间,所述安装空间顶部设有与连接件相配合的吊装结构;
沉放隧道预制件时,潜艇通过吊装结构将隧道预制件固定于安装空间内,由潜艇带动隧道预制件沉入海底,并输送至指定基槽位置。
所述潜艇两侧设有若干螺旋式推进器。
所述安装空间顶部呈与隧道预制件拱状结构相适配的弧形面, 所述吊装结构包括位于安装空间顶部的凹槽,所述凹槽其中一侧的侧壁形成有弧形滑槽,且该侧壁中部下方形成有通向弧形滑槽的通槽,所述弧形滑槽的两端对应设置有推动缸,所述连接件包括两根连接杆,所述连接杆与凹槽相适配,所述连接杆一端与隧道本体铰接,另一端设有与弧形滑槽相适配的滑块。
还包括潜艇升降港口,所述潜艇升降港口沿岸建设,其包括对称设置的基座、设置在基座之间的升降平台、以及设置在基座上用于驱动升降平台升降的动力驱动机构;所述升降平台具有与沿岸陆地齐平衔接的第一位置以及沉入海底的第二位置。
两节隧道预制件连接后,通过前一节的排水管道将两节隧道预制件之间的水排出。
两节隧道预制件连接后,前后两节隧道预制件底座之间的间隙通过填埋连接。
本发明的有益效果是:采用以上方案,通过密封墙的密封作用,在铺设隧道的过程中,避免海水灌入隧道内部,每铺一节隧道预制件,便可直接进入到隧道内部进行隧道内部施工,铺设施工同步进行,部分也可提前预设,再进行沉入铺设,大大提高施工工作效率;同时通过潜艇实现隧道预制件沉入海底后的准确定位,进一步方便隧道连接施工,降低隧道施工难度,提高工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例隧道预制件的结构示意图。
图2为本发明实施例隧道预制件去除密封墙后的结构示意图。
图3为本发明实施例潜艇的结构示意图。
图4为图3中A处的放大示意图。
图5为本发明实施例潜艇升降港口的结构示意图。
图6为本发明实施例潜艇与隧道预制件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例作进一步说明:
如图1及图2所示,一种隧道预制件1,包括呈拱状结构的隧道本体11,隧道本体11的底座上预设有若干水平设置的排水管道12以及竖直设置的连接桩13,所述隧道本体11的前后两端设有浮动环14,所述浮动环14的端部形成有密封圈15,所述密封圈15外圈设有外连接环16,所述密封圈15内圈设有内连接环17,所述外连接环16与内连接环17上均形成有若干均布的螺栓孔,所述隧道本体11两端还设有密封隧道本体11的密封墙18,所述密封墙18与隧道本体11可拆卸连接,所述隧道本体11顶部还设有吊装用的连接件19。
所述连接件19包括两根连接杆191,所述连接杆191一端与隧道本体11铰接,另一端设有突出的滑块192。
如图3及图4所示,一种潜艇2,其底部形成有用于放置隧道预制件1的安装空间21,所述安装空间21顶部设有与连接件18相配合的吊装结构22。
所述安装空间21顶部呈与隧道预制件1拱状结构相适配的弧形面, 所述吊装结构22包括位于安装空间21顶部的凹槽221,所述凹槽221其中一侧的侧壁形成有弧形滑槽222,且该侧壁中部下方形成有通向弧形滑槽222的通槽223,所述弧形滑槽222的两端对应设置有推动缸,所述连接杆181与凹槽221相适配,所述弧形滑槽222与滑块182相适配。
所述潜艇2两侧还设有若干螺旋式推进器23。
如图5所示,一种潜艇升降港口3,所述潜艇升降港口3沿岸建设,其包括对称设置的基座31、设置在基座31之间的升降平台32、以及设置在基座31上用于驱动升降平台32升降的动力驱动机构33;所述升降平台32具有与沿岸陆地齐平衔接的第一位置以及沉入海底的第二位置。
海底隧道的具体建设方法包括如下步骤:
1)通过疏浚工程,将预铺隧道的海底进行整平疏浚,形成能与隧道预制件相适配的基槽;
2)将首节隧道预制件沉放于整个海底隧道长度的其中一端端部,首节隧道预制件的前端与地面隧道相连,并通过前端的外连接环、内连接环与地面隧道固定连接,通过前端的密封圈与地面隧道密封;
3)拆除首节隧道预制件前端的密封墙,工人及设备能够进入到首节隧道预制件内部,通过预设在座底内的连接桩,将首节隧道预制件与底部基槽固定连接;
4)将第二节隧道预制件沉放于首节隧道预制件的后端,首节隧道预制件后端的外连接环与第二节隧道预制件前端的外连接环通过螺栓紧固连接,同时密封圈相互接触,保证密封;
5)拆除首节隧道预制件后端的密封墙,将首节隧道预制件后端的内连接环与第二节隧道预制件前端的内连接环通过螺栓紧固连接;
6)拆除第二节隧道预制件前端的密封墙,工人及设备能够进入到第二节隧道预制件内部,通过预设在座底内的连接桩,将第二节隧道预制件与底部基槽固定连接;
7)通过与步骤4-6相同的方法,依次铺设下一节的隧道预制件直到整个海底隧道长度的另一端;
8)末节隧道预制件的后端与地面隧道相连,并通过后端的外连接环、内连接环与地面隧道固定连接,通过后端的密封圈与地面隧道密封,最后拆除末节隧道预制件后端的密封墙。
两节隧道预制件连接后,通过前一节的排水管道将两节隧道预制件之间的水排出。
两节隧道预制件连接后, 前后两节隧道预制件底座之间的间隙通过填埋连接。
采用上述方案,通过密封墙的密封作用,在铺设隧道的过程中,避免海水灌入隧道内部,每铺一节隧道预制件,便可直接进入到隧道内部进行隧道内部施工,铺设施工同步进行,部分也可提前预设,再进行沉入铺设,大大提高施工工作效率。
前后节隧道预制件同时通过密封圈外圈的外连接环和密封圈内圈的内连接环实现前后前些,保证连接稳定,确保密封效果。
每节隧道预制件的底座还可以通过预设的连接桩进一步与基槽连接,进一步保证隧道的稳定固定连接。
在沉放隧道预制件时,可以通过潜艇2的吊装结构22将隧道预制件固定于安装空间21内,由潜艇2带动隧道预制件沉入海底,并输送至指定基槽位置。
通过潜艇2运输,能够更加方便地将隧道预制件与其前一节一固定的隧道预制件相互连接,定位准确,大大降低施工难度,提高工作效率。
所述潜艇2两侧的螺旋式推进器23,通过螺旋式推进器23的螺旋旋转能够潜艇缓慢准确地移动,进一步方便位置定位。
潜艇2输送隧道预制件之前,需要先将隧道预制件安装到潜艇的安装空间,该项工作可在潜艇升降港口3上进行。
首先,潜艇升降港口3的升降平台32沉入海底,处于第二位置,然后潜艇2移动至升降平台32的上方,再之后升降平台32上升,同时带动潜艇2浮出水面,直到升降平台32上升至第一位置,与地面衔接,此时便可通过陆地上的施工作业,将隧道预制件安装在潜艇2上。
潜艇2将隧道预制件输送至指定位置后,隧道预制件通过外连接环进行初步固定,而潜艇2此时也就需要将隧道预制件彻底放下,使得隧道预制件能够脱离潜艇2,潜艇2也可返回,安装下一节的隧道预制件。
所述潜艇2的吊装结构22连接隧道预制件的连接件时,两个连接件19的滑块192分别卡在弧形滑槽222两端的最低处,保持在输送过程中不会滑脱。
所述潜艇2的吊装结构22放下隧道预制件的连接件时,通过两端的推动缸进行推动,将滑块192沿弧形滑槽222向中间位置移动,当推动至通槽223位置时,从通槽223处滑出。
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。
各位技术人员须知:虽然本发明已按照上述具体实施方式做了描述,但是本发明的发明思想并不仅限于此发明,任何运用本发明思想的改装,都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims (4)

1.一种海底隧道建设方法,涉及一种隧道预制件(1),其特征在于:
所述隧道预制件(1)包括呈拱状结构的隧道本体(11),隧道本体(11)的底座上预设有若干水平设置的排水管道(12)以及竖直设置的连接桩(13),所述隧道本体(11)的前后两端设有浮动环(14),所述浮动环(14)的端部形成有密封圈(15),所述密封圈(15)外圈设有外连接环(16),所述密封圈(15)内圈设有内连接环(17),所述外连接环(16)与内连接环(17)上均形成有若干均布的螺栓孔,所述隧道本体(11)两端还设有密封隧道本体(11)的密封墙(18),所述密封墙(18)与隧道本体(11)可拆卸连接,所述隧道本体(11)顶部还设有吊装用的连接件(19);
海底隧道的具体建设方法包括如下步骤:
1)通过疏浚工程,将预铺隧道的海底进行整平疏浚,形成能与隧道预制件相适配的基槽;
2)将首节隧道预制件沉放于整个海底隧道长度的其中一端端部,首节隧道预制件的前端与地面隧道相连,并通过前端的外连接环、内连接环与地面隧道固定连接,通过前端的密封圈与地面隧道密封;
3)拆除首节隧道预制件前端的密封墙,工人及设备能够进入到首节隧道预制件内部,通过预设在座底内的连接桩,将首节隧道预制件与底部基槽固定连接;
4)将第二节隧道预制件沉放于首节隧道预制件的后端,首节隧道预制件后端的外连接环与第二节隧道预制件前端的外连接环通过螺栓紧固连接,同时密封圈相互接触,保证密封;
5)拆除首节隧道预制件后端的密封墙,将首节隧道预制件后端的内连接环与第二节隧道预制件前端的内连接环通过螺栓紧固连接;
6)拆除第二节隧道预制件前端的密封墙,工人及设备能够进入到第二节隧道预制件内部,通过预设在座底内的连接桩,将第二节隧道预制件与底部基槽固定连接;
7)通过与步骤4-6相同的方法,依次铺设下一节的隧道预制件直到整个海底隧道长度的另一端;
8)末节隧道预制件的后端与地面隧道相连,并通过后端的外连接环、内连接环与地面隧道固定连接,通过后端的密封圈与地面隧道密封,最后拆除末节隧道预制件后端的密封墙;
还包括潜艇(2),所述潜艇(2)底部形成有用于放置隧道预制件(1)的安装空间(21),所述安装空间(21)顶部设有与连接件(19 )相配合的吊装结构(22);
沉放隧道预制件时,潜艇(2)通过吊装结构(22)将隧道预制件固定于安装空间(21)内,由潜艇(2)带动隧道预制件沉入海底,并输送至指定基槽位置;
所述潜艇(2)两侧设有若干螺旋式推进器(23);
所述安装空间(21)顶部呈与隧道预制件(1)拱状结构相适配的弧形面,所述吊装结构(22)包括位于安装空间(21)顶部的凹槽(221),所述凹槽(221)其中一侧的侧壁形成有弧形滑槽(222),且该侧壁中部下方形成有通向弧形滑槽(222)的通槽(223),所述弧形滑槽(222)的两端对应设置有推动缸,所述连接件(19)包括两根连接杆(191),所述连接杆(191)与凹槽(221)相适配,所述连接杆(191)一端与隧道本体(11)铰接,另一端设有与弧形滑槽(222)相适配的滑块(192)。
2.根据权利要求1所述的海底隧道建设方法,其特征在于:还包括潜艇升降港口(3),所述潜艇升降港口(3)沿岸建设,其包括对称设置的基座(31)、设置在基座(31)之间的升降平台(32)、以及设置在基座(31)上用于驱动升降平台(32)升降的动力驱动机构(33);所述升降平台(32)具有与沿岸陆地齐平衔接的第一位置以及沉入海底的第二位置。
3.根据权利要求1所述的海底隧道建设方法,其特征在于:两节隧道预制件连接后,通过前一节的排水管道将两节隧道预制件之间的水排出。
4.根据权利要求1所述的海底隧道建设方法,其特征在于:两节隧道预制件连接后,前后两节隧道预制件底座之间的间隙通过填埋连接。
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