CN111424717B - 一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，包括设在岛内部分的管节预制厂和管节运输通道以及设在岛外部分的材料供应区；材料供应区包括材料码头、防波堤和港池，接力人工岛的缺口为港池口门；材料码头位于岛外部分的内端并设在偏顶推始发结构一侧；防波堤位于接力人工岛的逆流端；港池为防波堤后沿至材料码头前沿之间的海域，港池口门设在顶推接收结构一侧；管节预制厂设在偏顶推始发结构一侧；管节运输通道包括坡顶转运平台、坡底转向平台和连接在坡顶转运平台与坡底转向平台之间并与水中悬浮隧道的轴线垂直的运输斜坡道。本发明的人工岛管节自供系统，能大大提高悬浮隧道的管节安装效率，还能节省施工工期，且成本相对较低。

Description

一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统

技术领域

本发明涉及一种水下悬浮隧道,具体涉及一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统。

背景技术

水中悬浮隧道，英文名称为“Submerged Floating Tunnel”，简称“SFT”。在意大利又称“阿基米德桥”。水中悬浮隧道和传统的沉埋隧道或掘进隧道的区别是：悬浮隧道结构被水包围着，既不是位于地层上也不穿越地层，而是主要依靠其自身结构的重力、结构受到的浮力以及支撑系统的锚固力来保持在固定的位置上。悬浮隧道四周密封，这种结构具有普通隧道的所有特点，从使用的观点来看应被认为是“隧道”而不是“桥梁”。

虽然悬浮隧道与沉管隧道、深埋隧道、桥梁等跨海通道方案相比，具有一定优势，但悬浮隧道的设计、施工仍然是一个世界性的难题，至今尚无建成的悬浮隧道。目前世界上主要有7个国家(挪威、意大利、日本、中国、瑞士、巴西、美国)在研究，研究发现的诸多技术问题主要有：总体结构布置、隧道材料、锚固系统结构型式、隧道连接型式及接岸结构设计、隧道结构可实施性、施工与营运风险等。这些问题能否解决，决定了悬浮隧道能否从可行性方案走向实际工程。

迄今为止，悬浮隧道研究中，根据悬浮隧道自身重力与所受浮力之间的关系，提出的结构型式大致可分为三类：浮筒式、锚固式、墩柱式。浮筒式悬浮隧道是通过锚索或锚链把隧道悬挂于水面的浮筒上，隧道重力大于浮力，垂直方向受潮位涨落影响很大；锚固式悬浮隧道是通过张力腿或锚索把隧道锚固于海床以下的锚碇基础上，隧道重力小于浮力，隧道会在水动力作用下发生位移或晃动；墩柱式其实是支承在水下墩柱上的隧道桥，施工难度大且造价昂贵。由于隧道漂浮于水中，隧道安装施工受风、浪、流及船行波等影响，三种型式的隧道水下定位、水下或水上对接施工难度都很大，且水下营运期舒适度及安全风险均难以预估。

悬浮隧道设在水深较大的水下，如果隧道太长，则通风、逃生的问题难以解决。悬浮隧道越长，隧道稳定性控制越困难，施工难度与风险也越大。为了给超长水下隧道提供更好地的通风条件、缩短逃生路径，降低超长隧道施工风险，更有利于施工期控制、营运期维护、零部件更换以及远程服务区的建设，采用人工岛进行悬浮隧道接力延伸是一种比较现实的选择。这种悬浮隧道利用接力人工岛作为过渡岸基的目的：一是为了悬浮隧道接力延伸；二是为了满足水下隧道的通风、逃生需求；三是为了满足海中结构自身稳定性要求；四是为了解决太长的悬浮隧道安装难以控制的问题；五是为了使得超长悬浮隧道能够多跨同时施工，或者多跨连续施工时的接力与控制，六是为了超长公路隧道建立中间服务区的需要。

由于悬浮隧道位于海上，必须考虑海况对施工的影响，而隧道的管节安装采用顶推工艺受海况影响相对较小。但悬浮隧道在穿越接力人工岛时，由于前序悬浮隧道需锚碇的原因而不能连续顶推，后续延伸跨的隧道管节顶推必须在接力人工岛内重新始发，因此需要设法将预制的隧道管节运送至人工岛内。籍此，特提出一种悬浮隧道接力延伸人工岛内的管节自供系统，即在人工岛内进行隧道管节预制，并运输至安装点为悬浮隧道延伸跨的安装提供管节。另外，随着悬浮隧道以多跨而延长，陆域一个预制厂产量仅适应单跨悬浮隧道的管节安装，难以实现多跨悬浮隧道同时施工而缩短工期的目的。

发明内容

本发明的目的在于填补现有技术的空白而提供一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，它能使悬浮隧道的管节安装效率得到最大化提高，可以大大节省施工工期，并且成本相对较省。

本发明的目的是这样实现的：一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，所述悬浮隧道包括陆域斜坡隧道、接岸结构、水中悬浮隧道、若干座接力人工岛、拉索锚碇系统和浮重比调节系统；所述陆域斜坡隧道包括顶推侧陆域斜坡隧道和接收侧陆域斜坡隧道；所述接岸结构包括一一对应地设在顶推侧海岸上和接收侧海岸上的顶推侧接岸结构和接收侧接岸结构；所述顶推侧陆域斜坡隧道的临水端和接收侧陆域斜坡隧道的临水端一一对应地与顶推侧接岸结构的背水端和接收侧接岸结构的背水端连接；所述水中悬浮隧道由多段管节连接而成；若干座接力人工岛沿所述水中悬浮隧道的轴线方向间隔设置，使整条水中悬浮隧道被分成若干跨悬浮隧道；每座接力人工岛呈带缺口的椭圆形，分为岛内部分与岛外部分，岛内部分包括岛基和由岛壁和岛内体构成的岛体；岛内部分设置人工岛管节连接系统；所述人工岛管节连接系统包括相对顶推侧海岸设置的人工岛接收侧接岸结构和相对接收侧海岸设置人工岛顶推侧接岸结构；

所述人工岛管节自供系统包括设在岛内部分的管节预制厂和管节运输通道以及设在岛外部分的材料供应区；

所述材料供应区包括材料码头、防波堤和港池，接力人工岛的缺口为港池口门；所述材料码头位于岛外部分的内端并设在偏所述人工岛顶推侧接岸结构一侧；所述防波堤位于接力人工岛的逆流端；所述港池为防波堤后沿至材料码头前沿之间的海域，所述港池口门设在所述人工岛接收侧接岸结构的一侧；

所述管节预制厂的地坪高程低于接力人工岛的筒式岛壁的顶标高，该管节预制厂设在偏所述人工岛顶推侧接岸结构的一侧并包括钢筋加工棚、混凝土搅拌站、管节预制车间、试验室和化学库房；

所述管节运输通道包括坡顶转运平台、坡底转向平台和连接在坡顶转运平台与坡底转向平台之间并与水中悬浮隧道的轴线垂直的运输斜坡道；

所述坡顶转运平台位于所述管节预制车间内并与所述管节预制厂的地坪处于同一标高；坡顶转运平台包括水平升降平台和坡顶竖向过渡翻板；所述水平升降平台与所述管节预制车间的内侧接壤并为井式升降梁板结构；所述坡顶竖向过渡翻板设在水平升降平台与运输斜坡道的顶端之间并为后端设有抬升梁的升降式翻板结构；

所述运输斜坡道至上而下依次为敞开段、光栅段和暗埋段；

所述坡底转向平台设在所述人工岛管节连接系统的人工岛接收侧接岸结构和人工岛顶推侧接岸结构之间并与所述运输斜坡道的下端相通；所述坡底转向平台包括坡底竖向过渡翻板与水平90°转向平台；所述坡底竖向过渡翻板的结构与坡顶竖向过渡翻板的结构相同并设在所述运输斜坡道的下端；所述水平90°转向平台为球铰式转向梁板。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其中，所述材料码头顺岸布设2～3个泊位，每个泊位的长度按照材料运输船舶的型长设定；该材料码头利用接力人工岛的岛壁作为基础结构，上部浇筑钢筋混凝土胸墙，并配置码头附属设施；材料码头的宽度为接力人工岛的岛壁的最大宽度；材料码头的顶部高程按照历年最高潮位设计并加上波高及富裕高度；材料码头后沿与管节预制厂的地坪之间设置若干斜坡式引桥。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其中，所述防波堤由下部的箱式堤基和上部的直立式堤身构成；

所述箱式堤基的断面结构与所述岛基的断面结构相同并由多层回填砂构筑而成，每层回填砂采用在超大型混凝土浮箱下潜形成的围堰中构筑，且每层围堰的外围尺寸按1：1～1：1.5的坡度向上逐渐减小，使堤基的外形呈金字塔形；浮箱的高度不低于一层回填砂的高度，浮箱内设置纵断墙和竖向隔墙，纵断墙设在浮箱宽度的一半位置；浮箱内填充砂性材料；

所述直立式堤身的结构与所述岛壁的结构相同并为筒式结构，筒式结构内回填砂；直立式堤身由钢质大圆筒主格与钢板副格连接而成；钢质大圆筒主格的直径为28m～30m，主格的净间距为14m～15m；副格采用横向无约束圆弧钢板，副格的圆弧半径小于主格的半径；直立式堤身的顶标高为：最高潮位+波高+富裕高度。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其中，所述港池的平面尺寸应满足材料运输船舶的回旋半径要求。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其中，所述水平升降平台包括升降井、若干设在升降井的底板上的千斤顶和设在千斤顶上用于承载管节专用运输车的升降梁板；通过千斤顶调节管节专用运输车的甲板面与管节预制厂的地坪处于同一标高以及升降梁板与管节预制厂的地坪处于同一标高。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其中，所述坡顶竖向过渡翻板包括前承台、后承台、安装在后承台上的千斤顶、铰接在前承台上的翻板和安装在翻板的底面后部并与千斤顶对应的抬升梁。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其中，所述运输斜坡道的敞开段和光栅段的断面为单室U型结构；所述暗埋段的断面为单层单室的箱型管廊结构。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其中，所述水平90°转向平台包括设有桩基的承台和铰接在承台上的转盘。

本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统具有以下特点：

1)本发明采用人工岛进行水下悬浮隧道接力延伸，使得隧道长度大大提高，且有效解决了超长隧道通风、逃生等问题。

2)本发明的悬浮隧道管节自供系统直接建在接力人工岛内，无需在隧道附近海岸上寻找具有海上航行条件的岸线建设预制厂及其出运船坞，解决了陆域预制厂选址的难题。

3)本发明的悬浮隧道管节自供系统直接建在接力人工岛内，使悬浮隧道的管节安装效率得到最大化提高，可以大大节省施工工期。

4)本发明的悬浮隧道管节自供系统中的管节预制厂及其配套的材料供应区，为接力人工岛内的悬浮隧道连接结构等施工提供了材料供应基地，成本相对较省。

5)本发明的悬浮隧道管节自供系统中的港池主要用于管节预制厂材料供应，所涉及的施工船舶尺度相对较小，使得港池尺寸相对较小，成本相对较小。

6)本发明的悬浮隧道管节自供系统中的管节运输通道为悬浮隧道营运期提供了一条便捷的逃生途径。

7)本发明的悬浮隧道管节自供系统中的港池为海上船舶提供了一个良好的防台避风港湾。

8)本发明的悬浮隧道接力人工岛内的管节自供系统结构采用永久结构和临时结构相结合，大大节省了成本。

9)本发明的悬浮隧道管节自供系统中的管节预制厂的地坪高程低于岛壁的顶标高，由此既便于接力人工岛内的混凝土结构施工，还可以缩短运输斜坡道的长度，即接力人工岛的横向长度可以减小，从而节省造价；同时，管节预制厂的建筑顶标高降低，可以受到岛壁更好的防风保护。

附图说明

图1是人工岛接力延伸的斜拉锚碇式悬浮隧道的平面图；

图2是人工岛接力延伸的斜拉锚碇式悬浮隧道的纵剖面图；

图3是人工岛接力延伸的斜拉锚碇式悬浮隧道的纵剖面图；

图4是本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统的平面布置图；

图5a是本发明的人工岛管节自供系统中的防波堤的断面图；

图5b是本发明的人工岛管节自供系统中的防波堤的平面图；

图6是本发明的人工岛管节自供系统中的管节运输通道的断面图；

图7是本发明的管节运输通道中的水平升降平台的断面图；

图8是本发明的管节运输通道中的坡顶竖向过渡翻板的断面图；

图9是本发明的运输斜坡道的敞开段的横断面图；

图10是本发明的运输斜坡道的暗埋段的横断面图；

图11是本发明的管节运输通道中的水平90°转向平台的断面图；

图12是斜拉锚碇式悬浮隧道的接力人工岛在隧道运行时的平面布置图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

先请参阅图1至图3，本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，适用的人工岛接力延伸的斜拉式悬浮隧道包括隧道本体、接岸结构、若干座接力人工岛7和拉索锚碇系统。接岸结构包括一一对应地设在顶推侧海岸上和接收侧海岸上的顶推侧接岸结构2和接收侧接岸结构；隧道本体包括水中悬浮隧道1、顶推侧陆域斜坡隧道6和接收侧陆域斜坡隧道；顶推侧陆域斜坡隧道6的临水端和接收侧陆域斜坡隧道的临水端一一对应地与顶推侧接岸结构2的背水端和接收侧接岸结构的背水端连接。水中悬浮隧道1由多段管节10连接而成；若干座接力人工岛7沿水中悬浮隧道1的轴线方向间隔设置，使整个水中悬浮隧道1被分成若干跨悬浮隧道；拉索锚碇系统包括若干对斜拉索锚碇人工岛4和多道斜拉索3；若干对斜拉索锚碇人工岛4均设在每跨悬浮隧道的两侧跨中位置。

水中悬浮隧道1利用接力人工岛7作为过渡岸基的目的：一是为了悬浮隧道接力延伸；二是为了满足水下隧道的通风、逃生需求；三是为了满足海中结构自身稳定性要求；四是为了解决太长的悬浮隧道安装难以控制的问题；五是为了使得超长悬浮隧道能够多跨同时施工，或者多跨连续施工时的接力与控制，六是为了超长公路隧道建立中间服务区的需要。

再请参阅图5至图11，鉴于施工难度，接力人工岛7宜设在水深40～100m的海域。每座接力人工岛7呈带缺口的椭圆形，分为岛内部分与岛外部分，岛内部分包括岛基和由岛壁和岛内体构成的岛体；岛内部分设置人工岛管节连接系统；人工岛管节连接系统包括相对顶推侧海岸设置的人工岛接收侧接岸结构7A和相对接收侧海岸设置人工岛顶推侧接岸结构7B。

本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，是直接在接力人工岛7内建设管节预制厂进行隧道管节预制，并运输至安装点为悬浮隧道延伸段管节顶推安装提供管节。人工岛管节自供系统包括设在岛内部分的管节预制厂区和管节运输通道以及设在岛外部分的材料供应区。

材料供应区包括材料码头81、防波堤82和港池83，接力人工岛7的缺口为港池口门；材料码头81位于岛外部分的内端并设在偏人工岛顶推侧接岸结构7B一侧；防波堤82位于接力人工岛7的逆流端；港池83为防波堤82后沿至材料码头81前沿之间的海域，港池口门设在人工岛接收侧接岸结构7A一侧，以便材料码头81更好地受到防波堤82的掩护；

材料码头81顺岸布设2～3个泊位，每个泊位的长度按照材料运输船舶的型长设定，材料运输船舶按最大6000t驳船考虑。该材料码头81利用接力人工岛7的岛壁作为基础结构，上部浇筑钢筋混凝土胸墙，并配置橡胶护舷、系船柱、爬梯等码头附属设施；材料码头81的宽度为接力人工岛7岛壁的最大宽度，即为28m～30m；材料码头81的顶部高程按照历年最高潮位设计，再加上波高及富裕高度；鉴于材料码头81与管节预制厂区的地坪存在较大高差，在材料码头81后沿与管节预制厂的地坪之间设置若干斜坡式引桥。

防波堤82为倒T形结构，即由下部的箱式堤基和上部的直立式堤身构成；箱式堤基的断面结构与岛基的断面结构相同并由多层回填砂822构筑而成，每层回填砂822采用在超大型混凝土浮箱下潜形成的围堰821中构筑，且每层围堰821的外围尺寸按1：1～1：1.5的坡度向上逐渐减小，使堤基的外形呈金字塔形；浮箱的高度不低于一层回填砂的高度，浮箱内设置一道纵断墙和两道竖向隔墙，纵断墙设在浮箱的宽度的一半位置；浮箱内也填充砂性材料；直立式堤身823的结构与岛壁的结构相同并为筒式结构，筒式结构内也填筑回填砂822；直立式堤身823的顶部的海侧设置挡浪墙824；直立式堤身823由钢质大圆筒主格823a与钢板副格823b连接而成；钢质大圆筒主格823a的直径为28m～30m，主格的净间距为14m～15m；副格823b采用横向无约束圆弧钢板，副格的圆弧半径小于主格的半径，长度小于主格的长度；直立式堤身823的顶标高为：最高潮位+波高+富裕高度。主格的底部和副格的底部均需插入硬土层一定深度，应满足堤身稳定要求。

接力人工岛7的岛内体为填筑在岛壁内的回填砂。

港池83的平面尺寸应满足材料运输船舶的回旋半径要求，材料运输船舶按最大6000t驳船考虑。

管节预制厂的地坪高程低于接力人工岛7的筒式岛壁的顶标高，管节预制厂的地坪高程按照筒式岛壁内的主动土压力与筒式岛壁外的水压力平衡而定；管节预制厂设在偏人工岛顶推侧接岸结构7B一侧并包括钢筋加工棚71、混凝土搅拌站72、管节预制车间73、试验室74、化学库房75、堆存台座、砂石料堆场和施工便道等；管节预制厂的钢筋加工棚71、混凝土搅拌站72、试验室74和化学库房75靠近人工岛顶推侧接岸结构7B设置；管节预制车间73靠近材料码头81设置。

管节运输通道包括坡顶转运平台、坡底转向平台95和连接在坡顶转运平台91与坡底转向平台之间与水中悬浮隧道1的轴线垂直的运输斜坡道93；

坡顶转运平台位于管节预制车间73内并与管节预制厂的地坪处于同一标高；坡顶转运平台包括水平升降平台91和坡顶竖向过渡翻板92；其中，

水平升降平台91与管节预制车间73的内侧接壤并为井式升降梁板结构，即包括升降井91a、若干设在升降井91a的底板91b上的千斤顶91c和设在千斤顶91c上用于承载管节专用运输车90的升降梁板91d；升降井91a的底板91b设有桩基910；通过千斤顶91c相继调节管节专用运输车90的甲板面与管节预制厂的地坪处于同一标高用于管节10装车以及升降梁板91d与管节预制厂的地坪处于同一标高用于运输管节10；

坡顶竖向过渡翻板92设在水平升降平台91与运输斜坡道93的顶端之间并为后端设有抬升梁的升降式翻板结构，即包括前承台92a、后承台92b、安装在后承台92b上的千斤顶92c、铰接在前承台92a上的翻板92d和安装在翻板92d的底面后部并与千斤顶92c对应的抬升梁92e；

运输斜坡道93为接力人工岛7内的人工岛管体连接系统内底至管节预制厂之间的联络通道，使管节专用运输车90由管节预制厂区进入人工岛管节连接系统的内坡底；运输斜坡道93至上而下依次为敞开段93a、光栅段93b和暗埋段93c；敞开段93a和光栅段93b的断面为单室U型结构；暗埋段93c的断面为单层单室的箱型管廊结构；考虑到沉降问题，运输斜坡道93下设水泥搅拌桩加固；

坡底转向平台设在人工岛管节连接系统的人工岛接收侧接岸结构7A和人工岛顶推侧接岸结构7B之间并与运输斜坡道93的下端相通；坡底转向平台包括坡底竖向过渡翻板94与水平90°转向平台95；其中，坡底竖向过渡翻板94的结构与坡顶竖向过渡翻板92的结构相同并设在运输斜坡道93的下端；水平90°转向平台95为球铰式转向梁板，即包括设有桩基的承台95a和铰接在承台95a上的转盘95b。

本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，由管节预制车间73预制好的管节10堆放在管节预制车间的存储区。当管节10在顶推安装施工期内，管节专用运输车90位于水平升降平台91的升降井91a内，通过千斤顶91c将管节专用运输车90的甲板面调节到与管节预制厂的地坪标高一致；采用气囊搬运的方法将管节10平移至管节专用运输车90的甲板面上的固定位置，然后通过千斤顶91c抬升升降梁板91d，使升降梁板91d的顶面与管节预制厂的地坪标高一致，使管节专用运输车90驶出水平升降平台91进入坡顶竖向过渡翻板92上，接着通过坡顶竖向过渡翻板92上的千斤顶92C将抬升梁92e顶起，使翻板92d的坡度与运输斜坡道93的坡度一致，从而便于管节专用运输车90由水平向转变为下行斜向。然后沿运输斜坡道93上的轨道下行，管节专用运输车90的后部采用锚机逐步牵引下放。当管节专用运输车90下行至坡底竖向过渡翻板94上后，坡底竖向过渡翻板94的抬升梁下降，使坡底竖向过渡翻板94的翻板呈水平状态，从而便于管节专用运输车90在运输斜坡道90的底端下行过渡为水平状态，管节专用运输车90继续前行至水平90°转向平台95上的固定位置，水平90°转向平台95的转盘95b转动90°，使管节10与悬浮隧道的轴线一致，然后就能在接力人工岛7的人工岛顶推侧接岸结构7B内进行管节干连接、湿顶推。

本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，管节预制厂在悬浮隧道延伸段管节安装完成后拆除，水平升降平台91和坡顶竖向过渡翻板92也拆除；在原管节预制车间73的位置布置停车场73A；原混凝土搅拌站72、试验室74和化学库房75也拆除并布置直升机停机坪74和管理综合楼75A；在靠近接力人工岛7的顺流端布置灯塔72A；原运输斜坡道93作为逃生通道或救援车辆通道71A；坡底竖向过渡翻板94和水平90°转向平台95和也拆除，水平90°转向平台95的安装区域在隧道营运期作为车辆转向和避让区70A，并对应车辆转向和避让区70A设置通风井70；原材料码头81作为船舶补给和救援码头(见图12)。

与本发明的管节自供系统相对应，接力人工岛7的平面布置除考虑悬浮隧道管节连接与延伸安装工艺的要求外，还必须考虑满足悬浮隧道施工期隧道管节预制、运输的结构设置需求，同时兼顾营运期隧道监控、通风、逃生与救援等功能。

由于悬浮隧道施工期管节预制厂的生产区布置需要较大面积，且考虑到在无掩护海域材料运输安全风险较大，管节预制厂的材料供应区还需设置防波堤形成有掩护的港池，因此，与本发明的管节自供系统对应的接力人工岛7总平面布置原则是根据施工期隧道管节的预制、运输与安装因素进行布置，隧道管节安装完成后，拆除岛内预制用的建筑，并根据营运期隧道功能重新规划布置。

本发明的管节自供系统的结构除材料码头81与防波堤82与接力人工岛7的岛壁同时施工外，所有岛内结构均必须在接力人工岛7的地基处理后固结沉降相对稳定后进行施工。管节预制厂的混凝土搅拌站72应首先施工，以便为岛内钢筋混凝土结构施工提供混凝土。混凝土搅拌站72与厂房基础桩基采用陆上工艺进行施工。

运输斜坡道93与悬浮隧道管节连接系统都属于深基坑工程，应采用围护结构内基坑开挖后现浇工艺。运输斜坡道93与悬浮隧道管节连接系统的围护结构可同时施工。鉴于接力人工岛7的岛内体均为回填砂，运输斜坡道93的暗埋段3c与光栅段93b的围护结构宜采用钢管锁扣桩，敞开段93a的围护结构宜采用钢板桩。

本发明的管节自供系统的施工步骤如下：

步骤一：接力人工岛7的筑岛施工及地基处理。

步骤二：管节预制厂的混凝土搅拌站72与厂房基础及结构施工。

步骤三：人工岛管节连接系统与运输斜坡道的围护结构施工。

步骤四：人工岛管节连接系统的结构施工，同时，管节预制厂的附属设施施工。

步骤五：运输斜坡道93的暗埋段3c、光栅段93b和敞开段93a施工，同时，人工岛管节连接系统的内坡底转向平台施工。

步骤六：在管节预制厂内进行管节10预制。

步骤七：管节10由坡顶转运平台经运输斜坡道93转运至坡底转向平台。

步骤八：在人工岛管节连接系统的内坡底的水平90°转向平台95上进行管节10转向，使其与悬浮隧道的轴线一致。

步骤九：在人工岛顶推侧接岸结构7B内进行管节10的干连接、湿顶推。

步骤十：重复步骤六至步骤九，直至管节10顶推完成。

步骤十一：拆除管节预制厂的混凝土搅拌站72及其它厂房附属设施，同时悬浮隧道内后续附属设施施工。

步骤十二：管理综合楼75A、直升机停机坪74A、停车场73A、灯塔72A等施工。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (8)

1.一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，所述悬浮隧道包括陆域斜坡隧道、接岸结构、水中悬浮隧道、若干座接力人工岛、拉索锚碇系统和浮重比调节系统；所述陆域斜坡隧道包括顶推侧陆域斜坡隧道和接收侧陆域斜坡隧道；所述接岸结构包括一一对应地设在顶推侧海岸上和接收侧海岸上的顶推侧接岸结构和接收侧接岸结构；所述顶推侧陆域斜坡隧道的临水端和接收侧陆域斜坡隧道的临水端一一对应地与顶推侧接岸结构的背水端和接收侧接岸结构的背水端连接；所述水中悬浮隧道由多段管节连接而成；若干座接力人工岛沿所述水中悬浮隧道的轴线方向间隔设置，使整条水中悬浮隧道被分成若干跨悬浮隧道；每座接力人工岛呈带缺口的椭圆形，分为岛内部分与岛外部分，岛内部分包括岛基和由岛壁和岛内体构成的岛体；岛内部分设置人工岛管节连接系统；所述人工岛管节连接系统包括相对顶推侧海岸设置的人工岛接收侧接岸结构和相对接收侧海岸设置人工岛顶推侧接岸结构；其特征在于，

所述人工岛管节自供系统包括设在岛内部分的管节预制厂和管节运输通道以及设在岛外部分的材料供应区；

所述材料供应区包括材料码头、防波堤和港池，接力人工岛的缺口为港池口门；所述材料码头位于岛外部分的内端并设在偏所述人工岛顶推侧接岸结构一侧；所述防波堤位于接力人工岛的逆流端；所述港池为防波堤后沿至材料码头前沿之间的海域，所述港池口门设在所述人工岛接收侧接岸结构的一侧；

所述管节预制厂的地坪高程低于接力人工岛的筒式岛壁的顶标高，该管节预制厂设在偏所述人工岛顶推侧接岸结构的一侧并包括钢筋加工棚、混凝土搅拌站、管节预制车间、试验室和化学库房；

所述管节运输通道包括坡顶转运平台、坡底转向平台和连接在坡顶转运平台与坡底转向平台之间并与水中悬浮隧道的轴线垂直的运输斜坡道；

所述坡顶转运平台位于所述管节预制车间内并与所述管节预制厂的地坪处于同一标高；坡顶转运平台包括水平升降平台和坡顶竖向过渡翻板；所述水平升降平台与所述管节预制车间的内侧接壤并为井式升降梁板结构；所述坡顶竖向过渡翻板设在水平升降平台与运输斜坡道的顶端之间并为后端设有抬升梁的升降式翻板结构；

所述运输斜坡道至上而下依次为敞开段、光栅段和暗埋段；

所述坡底转向平台设在所述人工岛管节连接系统的人工岛接收侧接岸结构和人工岛顶推侧接岸结构之间并与所述运输斜坡道的下端相通；所述坡底转向平台包括坡底竖向过渡翻板与水平90°转向平台；所述坡底竖向过渡翻板的结构与坡顶竖向过渡翻板的结构相同并设在所述运输斜坡道的下端；所述水平90°转向平台为球铰式转向梁板。

2.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其特征在于，所述材料码头顺岸布设2～3个泊位，每个泊位的长度按照材料运输船舶的型长设定；该材料码头利用接力人工岛的岛壁作为基础结构，上部浇筑钢筋混凝土胸墙，并配置码头附属设施；材料码头的宽度为接力人工岛的岛壁的最大宽度；材料码头的顶部高程按照历年最高潮位设计并加上波高及富裕高度；材料码头后沿与管节预制厂的地坪之间设置若干斜坡式引桥。

3.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其特征在于，所述防波堤由下部的箱式堤基和上部的直立式堤身构成；

所述箱式堤基的断面结构与所述岛基的断面结构相同并由多层回填砂构筑而成，每层回填砂采用在超大型混凝土浮箱下潜形成的围堰中构筑，且每层围堰的外围尺寸按1：1～1：1.5的坡度向上逐渐减小，使堤基的外形呈金字塔形；浮箱的高度不低于一层回填砂的高度，浮箱内设置纵断墙和竖向隔墙，纵断墙设在浮箱宽度的一半位置；浮箱内填充砂性材料；

所述直立式堤身的结构与所述岛壁的结构相同并为筒式结构，筒式结构内回填砂；直立式堤身由钢质大圆筒主格与钢板副格连接而成；钢质大圆筒主格的直径为28m～30m，主格的净间距为14m～15m；副格采用横向无约束圆弧钢板，副格的圆弧半径小于主格的半径；直立式堤身的顶标高为：最高潮位+波高+富裕高度。

4.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其特征在于，所述港池的平面尺寸应满足材料运输船舶的回旋半径要求。

5.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其特征在于，所述水平升降平台包括升降井、若干设在升降井的底板上的千斤顶和设在千斤顶上用于承载管节专用运输车的升降梁板；通过千斤顶调节管节专用运输车的甲板面与管节预制厂的地坪处于同一标高以及升降梁板与管节预制厂的地坪处于同一标高。

6.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其特征在于，所述坡顶竖向过渡翻板包括前承台、后承台、安装在后承台上的千斤顶、铰接在前承台上的翻板和安装在翻板的底面后部并与千斤顶对应的抬升梁。

7.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其特征在于，所述运输斜坡道的敞开段和光栅段的断面为单室U型结构；所述暗埋段的断面为单层单室的箱型管廊结构。

8.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，其特征在于，所述水平90°转向平台包括设有桩基的承台和铰接在承台上的转盘。

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