CN207538837U - 一体化沉管管节 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种一体化沉管管节，包括标准沉管管节，标准沉管管节的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头。运用该一体化沉管管节，由于最终合龙的沉管管节仍然是标准沉管管节，使用与普通管节一样的地基，不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节大幅降低成本，节约各项资源。
Description
技术领域
本实用新型涉及海底隧道施工领域，特别涉及一种一体化沉管管节。
背景技术
沉管法隧道施工，就是把在半潜驳或者干坞内预制好的隧道沉管分别浮运到预定位置沉放对接，为使最后一节管段的沉放顺利必须留有长于该管段的距离空间，该余下距离空间所沉放对接的管段即视为最终接头，即隧道连接的两端均沉管施工，并在海中对接合龙，最后的合龙管段即为最终接头。现有的最终接头都为整体式主动止水最终接头，长度上契合两段沉管隧道之间的间距(长度一般在30米以内)，最终接头都是单独设计，不同于普通管节(长度大于100米)，用于沉放支撑最终接头和普通管节各自的地基存在刚度差异，可能在海底隧道运营期间出现不均匀沉降，危害海底隧道。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的现有最终接头都是单独设计，不同于普通管节，用于沉放支撑最终接头和普通管节各自的地基存在刚度差异，可能在海底隧道运营期间出现不均匀沉降，危害海底隧道的上述不足，提供一种一体化沉管管节及其安装方法、沉管管节的安装合龙方法。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
一种一体化沉管管节，包括标准沉管管节，所述标准沉管管节的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头。
此处需要说明的是，所述标准沉管管节的含义即海底沉管中作为最终接头的沉管管节，其长度等于其他普通沉管管节的长度。
每个沉管管节的两端分别设有端封门，防止海水进入所述沉管管节内部，在所述沉管管节与已安装的所述沉管管节对接后，相邻两个所述沉管管节相对设置的两个所述端封门之间形成接合腔，将所述接合腔中水排出后，取下所述端封门使相邻两个所述沉管管节连通，此处所述沉管管节包括先行铺设安装的标准沉管管节以及最终合龙的所述一体化沉管管节。
采用本实用新型所述的一体化沉管管节，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节大幅降低成本，节约各项资源。
优选地，所述标准沉管管节采用混凝土节段式结构、混凝土整体式结构、钢壳整体式结构或者三明治钢壳整体式结构。
优选地，所述标准沉管管节两端端部采用钢壳、钢帽或者三明治结构。
优选地，所述标准沉管管节的横断面采用两孔一管廊、两孔两管廊、三孔一管廊或者三孔两管廊等。
优选地，所述可伸缩止水接头包括封闭环状的框架梁、动力部件、封闭环状的第一止水部件和封闭环状的第二止水部件，所述动力部件一端连接于所述标准沉管管节的端部，另一端连接于所述框架梁并能够带动所述框架梁沿所述标准沉管管节轴向伸缩，所述第一止水部件连接于所述框架梁端部，所述第二止水部件一端连接于所述框架梁，另一端连接于所述标准沉管管节的端部。
在一体化沉管管节安装到位后，所述一体化沉管管节两端设置的所述动力部件顶推对应的所述框架梁移动，每个所述框架梁移动带动对应的所述第一止水部件紧密贴合于对应的沉管管节端面，使所述一体化沉管管节与相邻两个所述沉管管节对接，隔离管节内外海水，完成止水；所述第二止水部件为可伸缩延展的柔性结构，随着对应的所述框架梁移动而伸长，所述第二止水部件防止海水由所述框架梁和所述标准沉管管节的端部之间的空隙处进入所述一体化沉管管节内部。
优选地，所述第一止水部件为Gina止水带。
优选地，所述第二止水部件为M止水带。
优选地，所述标准沉管管节的端部设有环状的凹槽，所述框架梁适配所述凹槽，所述可伸缩止水接头能够在所述凹槽中滑动。
优选地，所述动力部件设于所述凹槽内。
优选地，所述可伸缩止水接头还包括反力部件，所述框架梁连接所述反力部件，所述反力部件连接所述动力部件，所述动力部件连接于所述标准沉管管节的端部。
优选地，所述反力部件包括若干个反力架。
优选地，所述标准沉管管节的端部设有端封门，所述框架梁连接所述反力部件，所述反力部件连接所述动力部件，所述动力部件连接于所述端封门。
优选地，所述动力部件包括若干个液压千斤顶。
优选地，所有所述液压千斤顶均匀分布于所述标准沉管管节的端部。
优选地，所述框架梁的环腔内侧连接有支撑部件。
采用这种结构设置，所述支撑部件使得所述框架梁保持一定的刚度，平稳移动，同时在后续所述接合腔排水所述框架梁内部压力小于外部压力，所述支撑部件对所述框架梁形成有效支撑防止所述框架梁由于所处环境压力变化发生形变从而丧失部分原有的功能作用，以达到设计使用的目的。
优选地，所述支撑部件包括若干个横向支撑钢管和若干个纵向支撑钢管，所有所述横向支撑钢管和所有所述纵向支撑钢管交错设置，每个所述横向支撑钢管和每个所述纵向支撑钢管之间刚性连接。
优选地，所述标准沉管管节包括至少一个柔性接头，使所述标准沉管管节在保持刚性的同时具有柔性，便于所述标准沉管管节内应力的释放。
优选地，所述标准沉管管节靠近两端设有两个所述柔性接头，两个所述柔性接头将所述标准沉管管节分为三段管节节段。
优选地，每个所述柔性接头包括一圈封闭环状的第一止水带，所述第一止水带由预应力部件预先压缩，所述第一止水带紧密贴合于相邻的两段所述管节节段的端面。
优选地，所述第一止水带为Gina止水带。
优选地，每个所述柔性接头还包括若干个顶撑部件，每个所述顶撑部件的长度可调，所述第一止水带的环内侧间隔设置所有所述顶撑部件，每个所述顶撑部件沿其调节方向顶撑于两段所述管节节段之间，所有所述顶撑部件用于防止在水压力作用下所述第一止水带进一步受压损坏。
优选地，每个所述柔性接头还包括一圈封闭环状的第二止水带，所述第二止水带位于所述第一止水带的环内侧，所述第二止水带用于二次防水。
优选地，所述第二止水带为Ω止水带，所述Ω止水带一个脚边连接于其中一个所述管节节段端部，另一个脚边连接于相邻的所述管节节段端部，所述Ω止水带凸向所述标准沉管管节内部。
优选地，所述标准沉管管节的顶面与每个端面的夹角均为60°-90°。
优选地，所述标准沉管管节的顶面与每个端面的夹角均为80°-90°。
优选地，所述标准沉管管节的顶面与每个端面的夹角相等。
优选地，所述标准沉管管节的两个端面上均设有若干个防撞块，防止该一体化沉管管节匹配两个沉管管节时所述标准沉管管节与两个所述沉管管节的碰撞造成该一体化沉管管节和/或所述沉管管节的位移或者结构破坏，导致所述可伸缩止水接头的结构破坏或者功能失效。
本实用新型还提供了一种一体化沉管管节的安装方法，包括以下步骤：
A、浮吊一体化沉管管节到沉管位置，所述一体化沉管管节包括标准沉管管节，所述标准沉管管节的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头；
B、沉放并调节所述一体化沉管管节位置，使所述一体化沉管管节放置到已安装的两个沉管管节之间；
C、两个所述可伸缩止水接头分别移动并顶撑于对应的所述沉管管节端面，形成两个接合腔，隔离管节内外海水，完成止水；
D、对两个所述接合腔排水；
E、在每个所述可伸缩止水接头内侧设置刚接头连接所述一体化沉管管节和相邻的两个所述沉管管节，并向所述刚接头内注浆，完成所述一体化沉管管节的安装。
每个沉管管节的两端分别设有端封门，防止海水进入所述沉管管节内部，在所述沉管管节与已安装的所述沉管管节对接后，相邻两个所述沉管管节相对设置的两个所述端封门之间形成接合腔，将所述接合腔中水排出后，取下所述端封门使相邻两个所述沉管管节连通，此处所述沉管管节包括先行铺设安装的标准沉管管节以及最终合龙的所述一体化沉管管节。
采用本实用新型所述的一体化沉管管节的安装方法，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节的安装方法大幅降低成本，节约各项资源，该方法原理清晰，步骤简单，能够准确将所述一体化沉管管节顺利安装到两个沉管管节之间，实现所述一体化沉管管节与两个沉管管节顺利对接及贯通。
优选地，执行所述步骤A之前，在海底铺设所述一体化沉管管节的基床，所述一体化沉管管节的基床与其余沉管管节的基床一致。
优选地，执行所述步骤A时，所述一体化沉管管节每下沉8-12m调节一次所述一体化沉管管节在该水平面内的位置，以匹配所述一体化沉管管节与两个所述沉管管节之间的位置。
优选地，执行所述步骤C后，潜水员确认每个所述可伸缩止水接头与对应所述沉管管节端部之间没有夹杂异物，再执行所述步骤D。
优选地，执行所述步骤D时，排水的同时调节所述接合腔内压力，使所述接合腔内压力由所处海底水压平稳下降至大气压。
优选地，所述步骤D包括以下步骤：
D1、调压排水，将所述接合腔中总水量1/5-1/2的水通过压差排出，使所述接合腔内压力值逐步降至大气压并连通大气；
D2、压载泵排水，将所述接合腔中剩余水由压载泵抽出。
优选地，完成所述步骤D2后，确认所述接合腔的水密情况符合设计要求，采用扫仓泵将所述接合腔内余水排出。
优选地，所述沉管管节中设有空压机，所述空压机用于所述步骤D1中向所述接合腔中输入气体调压。
优选地，所述端封门上设有第一压力表，所述第一压力表用于监测所述接合腔内的实时压力。
优选地，所述空压机上设有第二压力表，执行所述步骤D1前对所述第一压力表和所述第二压力表的初始压力均进行标定。
优选地，完成所述步骤E后，对相邻的两个所述沉管管节裸露部分和所述一体化沉管管节进行回填。
优选地，所述回填包括覆盖回填和压载回填，先对相邻的两个所述沉管管节裸露部分和所述一体化沉管管节进行所述覆盖回填，所述覆盖回填后再进行所述压载回填。
优选地，执行所述步骤D后，拆除所述一体化沉管管节和与其合龙的两个沉管管节中的端封门，实现海底隧道的贯通。
本实用新型还提供了一种沉管管节的安装合龙方法，包括以下步骤：
a、安装最终合龙段两侧的两个标准沉管管节，两个所述标准沉管管节上相对设置的两个端部分别设有封闭环状的可伸缩止水接头；
b、浮吊最终合龙段的所述标准沉管管节到沉管位置；
c、沉放并调节最终合龙段的所述标准沉管管节，使最终合龙段的所述标准沉管管节放置到已安装的两个所述标准沉管管节之间；
d、位于最终合龙段的所述标准沉管管节两侧的两个所述可伸缩止水接头分别移动并顶撑于最终合龙段的所述标准沉管管节的两个端面，形成两个接合腔，隔离管节内外海水，完成止水；
e、对两个所述接合腔排水；
f、在每个所述可伸缩止水接头内侧设置刚接头连接最终合龙段的所述标准沉管管节和相邻的两个所述标准沉管管节，并向所述刚接头内注浆，完成沉管管节的安装合龙。
采用本实用新型所述的沉管管节的安装合龙方法，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该沉管管节的安装合龙方法大幅降低成本，节约各项资源，该方法原理清晰，步骤简单，能够准确将所述标准沉管管节顺利安装到两个所述标准沉管管节之间，实现海底隧道的顺利对接及贯通。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、运用本实用新型所述的一体化沉管管节，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节大幅降低成本，节约各项资源；
2、运用本实用新型所述的一体化沉管管节，所述框架梁的环腔内侧连接有支撑部件，采用这种结构设置，所述支撑部件使得所述框架梁保持一定的刚度，平稳移动，同时在后续所述接合腔排水所述框架梁内部压力小于外部压力，所述支撑部件对所述框架梁形成有效支撑防止所述框架梁由于所处环境压力变化发生形变从而丧失部分原有的功能作用，以达到设计使用的目的；
3、运用本实用新型所述的一体化沉管管节的安装方法，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节的安装方法大幅降低成本，节约各项资源，该方法原理清晰，步骤简单，能够准确将所述一体化沉管管节顺利安装到两个沉管管节之间，实现所述一体化沉管管节与两个沉管管节顺利对接及贯通；
4、用本实用新型所述的沉管管节的安装合龙方法，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该沉管管节的安装合龙方法大幅降低成本，节约各项资源，该方法原理清晰，步骤简单，能够准确将所述标准沉管管节顺利安装到两个所述标准沉管管节之间，实现海底隧道的顺利对接及贯通。
附图说明
图1为本实用新型所述的一体化沉管管节的一种结构示意图；
图2为本实用新型所述的一体化沉管管节的另一种结构示意图；
图3为本实用新型所述的一体化沉管管节的另一种结构示意图；
图4为本实用新型所述的一体化沉管管节的一种端部结构示意图；
图5为图4的左视图；
图6为图5中A的放大图；
图7为本实用新型所述的一体化沉管管节的另一种端部结构示意图；
图8为图7的左视图；
图9为图8中B的放大图；
图10为本实用新型所述的一体化沉管管节的另一种端部结构示意图；
图11为图10的左视图；
图12为图11中C的放大图；
图13为本实用新型所述的一体化沉管管节的另一种端部结构示意图；
图14为图13的左视图；
图15为图14中D的放大图；
图16为本实用新型所述的一体化沉管管节的另一种端部结构示意图；
图17为图16的左视图；
图18为图17中E的放大图；
图19为本实用新型所述的一体化沉管管节的安装方法的流程示意图；
图20为本实用新型所述的沉管管节的安装合龙方法的流程示意图。
图中标记：1-标准沉管管节，11-凹槽，2-可伸缩止水接头，21-框架梁， 22-动力部件，23-反力部件，3-第一止水部件，4-第二止水部件，5-端封门，6- 支撑部件，7-柔性接头，8-接合腔，9-沉放对接接头。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
实施例1
如图1、4-6所示，本实用新型所述的一种一体化沉管管节，包括标准沉管管节1，所述标准沉管管节1的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头2。
每个沉管管节的两端分别设有端封门5，防止海水进入所述沉管管节内部，在所述沉管管节与已安装的所述沉管管节对接后，相邻两个所述沉管管节相对设置的两个所述端封门5之间形成接合腔8，其中如图1-3所示，非最终合龙处的其余普通所述沉管管节之间通过沉放对接接头9相连贯通，将所述接合腔 8中水排出后，取下所述端封门5使相邻两个所述沉管管节连通，此处所述沉管管节包括先行铺设安装的标准沉管管节1以及最终合龙的所述一体化沉管管节。
作为本实施例的一个优选方案，所述标准沉管管节1采用三明治钢壳整体式结构。所述标准沉管管节1两端端部采用钢帽结构。所述标准沉管管节1的横断面采用两孔一管廊。
作为本实施例的一个优选方案，所述可伸缩止水接头2包括封闭环状的框架梁21、动力部件22、封闭环状的第一止水部件3和封闭环状的第二止水部件4，所述动力部件22一端连接于所述标准沉管管节1的端部，另一端连接于所述框架梁21并能够带动所述框架梁21沿所述标准沉管管节1轴向伸缩，所述第一止水部件3连接于所述框架梁21端部，所述第二止水部件4一端连接于所述框架梁21，另一端连接于所述标准沉管管节1的端部。
在一体化沉管管节安装到位后，所述一体化沉管管节两端设置的所述动力部件22顶推对应的所述框架梁21移动，每个所述框架梁21移动带动对应的所述第一止水部件3紧密贴合于对应的沉管管节端面，使所述一体化沉管管节与相邻两个所述沉管管节对接，隔离管节内外海水，完成止水；所述第二止水部件4为可伸缩延展的柔性结构，随着对应的所述框架梁21移动而伸长，所述第二止水部件4防止海水由所述框架梁21和所述标准沉管管节1的端部之间的空隙处进入所述一体化沉管管节内部。
所述动力部件22包括若干个液压千斤顶，所有所述液压千斤顶均匀分布于所述标准沉管管节1的端部。所述第一止水部件3为Gina止水带。所述第二止水部件4为M止水带。所述标准沉管管节1的端部设有环状的凹槽11，所述框架梁21适配所述凹槽11，所述可伸缩止水接头2能够在所述凹槽11 中滑动。所述动力部件22设于所述凹槽11内。
作为本实施例的一个优选方案，所述标准沉管管节1的顶面与每个端面的夹角相等且均为84°。所述标准沉管管节1的两个端面上均设有若干个防撞块，防止该一体化沉管管节匹配两个沉管管节时所述标准沉管管节1与两个所述沉管管节的碰撞造成该一体化沉管管节和/或所述沉管管节的位移或者结构破坏，导致所述可伸缩止水接头2的结构破坏或者功能失效。
运用本实用新型所述的一体化沉管管节，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节1，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节大幅降低成本，节约各项资源。
实施例2
如图2所示，本实用新型所述的一种一体化沉管管节，包括标准沉管管节 1，所述标准沉管管节1的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头2。
与实施例1的不同之处在于，该一体化沉管管节包括的标准沉管管节1上设有两个柔性接头7，每个所述柔性接头7使所述标准沉管管节1在保持刚性的同时具有柔性，便于合龙后所述标准沉管管节1内应力的释放。
作为本实施例的一个优选方案，所述标准沉管管节1靠近两端设有两个所述柔性接头7，两个所述柔性接头7将所述标准沉管管节1分为三段管节节段。每个所述柔性接头7包括一圈封闭环状的第一止水带，所述第一止水带由预应力部件预先压缩，所述第一止水带紧密贴合于相邻的两段所述管节节段的端面。所述第一止水带为Gina止水带。每个所述柔性接头7还包括若干个顶撑部件，每个所述顶撑部件的长度可调，所述第一止水带的环内侧间隔设置所有所述顶撑部件，每个所述顶撑部件沿其调节方向顶撑于两段所述管节节段之间，所有所述顶撑部件用于防止在水压力作用下所述第一止水带进一步受压损坏。每个所述柔性接头7还包括一圈封闭环状的第二止水带，所述第二止水带位于所述第一止水带的环内侧，所述第二止水带用于二次防水，所述第二止水带为Ω止水带，所述Ω止水带一个脚边连接于其中一个所述管节节段端部，另一个脚边连接于相邻的所述管节节段端部，所述Ω止水带凸向所述标准沉管管节1内部。
运用本实用新型所述的一体化沉管管节，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节1，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节大幅降低成本，节约各项资源。
实施例3
如图3所示，本实用新型所述的一种一体化沉管管节，包括标准沉管管节 1，所述标准沉管管节1的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头2。
与实施例1的不同之处在于，与该一体化沉管管节合龙的两侧的标准沉管管节1上分别设有一个柔性接头7，每个所述柔性接头7使所述标准沉管管节 1在保持刚性的同时具有柔性，便于合龙后所述标准沉管管节1和该一体化沉管管节内应力的释放。
作为本实施例的一个优选方案，每个所述柔性接头7将对应的所述标准沉管管节1分为两段管节节段。每个所述柔性接头7包括一圈封闭环状的第一止水带，所述第一止水带由预应力部件预先压缩，所述第一止水带紧密贴合于相邻的两段所述管节节段的端面。所述第一止水带为Gina止水带。每个所述柔性接头7还包括若干个顶撑部件，每个所述顶撑部件的长度可调，所述第一止水带的环内侧间隔设置所有所述顶撑部件，每个所述顶撑部件沿其调节方向顶撑于两段所述管节节段之间，所有所述顶撑部件用于防止在水压力作用下所述第一止水带进一步受压损坏。每个所述柔性接头7还包括一圈封闭环状的第二止水带，所述第二止水带位于所述第一止水带的环内侧，所述第二止水带用于二次防水，所述第二止水带为Ω止水带，所述Ω止水带一个脚边连接于其中一个所述管节节段端部，另一个脚边连接于相邻的所述管节节段端部，所述Ω止水带凸向所述标准沉管管节1内部。
运用本实用新型所述的一体化沉管管节，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节1，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节大幅降低成本，节约各项资源。
实施例4
如图1、7-9所示，本实用新型所述的一种一体化沉管管节，包括标准沉管管节1，所述标准沉管管节1的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头2。
与实施例1的不同之处在于，所述可伸缩止水接头2还包括反力部件23，所述框架梁21连接所述反力部件23，所述反力部件23连接所述动力部件22，所述动力部件22连接于所述标准沉管管节1的端部。所述反力部件23包括若干个反力架，每个所述反力架对应连接一个所述液压千斤顶。
运用本实用新型所述的一体化沉管管节，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节1，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节大幅降低成本，节约各项资源。
实施例5
如图1、10-12所示，本实用新型所述的一种一体化沉管管节，包括标准沉管管节1，所述标准沉管管节1的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头2。
与实施例4的不同之处在于，所述框架梁21的环腔内侧连接有支撑部件6，采用这种结构设置，所述支撑部件6使得所述框架梁21保持一定的刚度，平稳移动，同时在后续所述接合腔8排水所述框架梁21内部压力小于外部压力，所述支撑部件6对所述框架梁21形成有效支撑防止所述框架梁21由于所处环境压力变化发生形变从而丧失部分原有的功能作用，以达到设计使用的目的。所述支撑部件6包括若干个横向支撑钢管和若干个纵向支撑钢管，所有所述横向支撑钢管和所有所述纵向支撑钢管交错设置，每个所述横向支撑钢管和每个所述纵向支撑钢管之间刚性连接。
运用本实用新型所述的一体化沉管管节，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节1，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节大幅降低成本，节约各项资源。
实施例6
如图1、13-15所示，本实用新型所述的一种一体化沉管管节，包括标准沉管管节1，所述标准沉管管节1的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头2。
与实施例1的不同之处在于，所述框架梁21连接反力部件23，所述反力部件23连接所述动力部件22，所述动力部件22连接于所述端封门5。
运用本实用新型所述的一体化沉管管节，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节1，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节大幅降低成本，节约各项资源。
实施例7
如图1、16-18所示，本实用新型所述的一种一体化沉管管节，包括标准沉管管节1，所述标准沉管管节1的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头2。
与实施例6的不同之处在于，所述框架梁21的环腔内侧连接有支撑部件6，采用这种结构设置，所述支撑部件6使得所述框架梁21保持一定的刚度，平稳移动，同时在后续所述接合腔8排水所述框架梁21内部压力小于外部压力，所述支撑部件6对所述框架梁21形成有效支撑防止所述框架梁21由于所处环境压力变化发生形变从而丧失部分原有的功能作用，以达到设计使用的目的。所述支撑部件6包括若干个横向支撑钢管和若干个纵向支撑钢管，所有所述横向支撑钢管和所有所述纵向支撑钢管交错设置，每个所述横向支撑钢管和每个所述纵向支撑钢管之间刚性连接。
运用本实用新型所述的一体化沉管管节，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节1，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节大幅降低成本，节约各项资源。
实施例8
如图1-19所示，本实用新型所述的一种一体化沉管管节的安装方法，包括以下步骤：
A、浮吊一体化沉管管节到沉管位置，所述一体化沉管管节包括标准沉管管节1，所述标准沉管管节1的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头2；
B、沉放并调节所述一体化沉管管节位置，使所述一体化沉管管节放置到已安装的两个沉管管节之间；
C、两个所述可伸缩止水接头2分别移动并顶撑于对应的所述沉管管节端面，形成两个接合腔8，隔离管节内外海水，完成止水；
D、调压排水，将所述接合腔8中总水量1/5-1/2的水通过压差排出，使所述接合腔8内压力值逐步降至大气压并连通大气；
E、压载泵排水，将所述接合腔8中剩余水由压载泵抽出；
F、在每个所述可伸缩止水接头2内侧设置刚接头连接所述一体化沉管管节和相邻的两个所述沉管管节，并向所述刚接头内注浆，完成所述一体化沉管管节的安装。
每个沉管管节的两端分别设有端封门5，防止海水进入所述沉管管节内部，在所述沉管管节与已安装的所述沉管管节对接后，相邻两个所述沉管管节相对设置的两个所述端封门5之间形成接合腔8，将所述接合腔8中水排出后，取下所述端封门5使相邻两个所述沉管管节连通，此处所述沉管管节包括先行铺设安装的标准沉管管节1以及最终合龙的所述一体化沉管管节。
作为本实施例的一个优选方案，执行所述步骤A之前，在海底铺设所述一体化沉管管节的基床，所述一体化沉管管节的基床与其余沉管管节的基床一致；执行所述步骤A时，所述一体化沉管管节每下沉10m调节一次所述一体化沉管管节在该水平面内的位置，以匹配所述一体化沉管管节与两个所述沉管管节之间的位置。执行所述步骤C后，潜水员确认每个所述可伸缩止水接头2 与对应所述沉管管节端部之间没有夹杂异物，再执行所述步骤D。执行所述步骤D时，排水的同时调节所述接合腔8内压力，使所述接合腔8内压力由所处海底水压平稳下降至大气压。完成所述步骤E后，确认所述接合腔8的水密情况符合设计要求，采用扫仓泵将所述接合腔8内余水排出。所述沉管管节中设有空压机，所述空压机用于所述步骤D中向所述接合腔8中输入气体调压。所述端封门5上设有第一压力表，所述第一压力表用于监测所述接合腔8内的实时压力。所述空压机上设有第二压力表，执行所述步骤D前对所述第一压力表和所述第二压力表的初始压力均进行标定。完成所述步骤F后，对相邻的两个所述沉管管节裸露部分和所述一体化沉管管节进行回填。所述回填包括覆盖回填和压载回填，先对相邻的两个所述沉管管节裸露部分和所述一体化沉管管节进行所述覆盖回填，所述覆盖回填后再进行所述压载回填。执行所述步骤E后，拆除所述一体化沉管管节和与其合龙的两个沉管管节中的端封门5。
运用本实用新型所述的一体化沉管管节的安装方法，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节1，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该一体化沉管管节的安装方法大幅降低成本，节约各项资源，该方法原理清晰，步骤简单，能够准确将所述一体化沉管管节顺利安装到两个沉管管节之间，实现所述一体化沉管管节与两个沉管管节顺利对接及贯通。
实施例9
如图1-3和20所示，本实用新型所述的一种沉管管节的安装合龙方法，包括以下步骤：
a、安装最终合龙段两侧的两个标准沉管管节1，两个所述标准沉管管节1 上相对设置的两个端部分别设有封闭环状的可伸缩止水接头2；
b、浮吊最终合龙段的所述标准沉管管节1到沉管位置；
c、沉放并调节最终合龙段的所述标准沉管管节1，使最终合龙段的所述标准沉管管节1放置到已安装的两个所述标准沉管管节1之间；
d、位于最终合龙段的所述标准沉管管节1两侧的两个所述可伸缩止水接头2分别移动并顶撑于最终合龙段的所述标准沉管管节1的两个端面，形成两个接合腔8，隔离管节内外海水，完成止水；
e、对两个所述接合腔8排水；
f、在每个所述可伸缩止水接头2内侧设置刚接头连接最终合龙段的所述标准沉管管节1和相邻的两个所述标准沉管管节1，并向所述刚接头内注浆，完成沉管管节的安装合龙。
运用本实用新型所述的沉管管节的安装合龙方法，由于最终合龙的沉管管节仍然是所述标准沉管管节1，使用与普通管节一样的地基，即最终合龙的沉管管节地基与其余沉管管节地基不存在刚度差异，能够有效降低海底隧道运营期间管节不均匀沉降的风险，同时最终合龙的沉管管节的安装与其余沉管管节的安装使用相同的安装设备，不需要额外配置浮吊等设备，相对现有方法减少了一个特制的最终接头的安装，简化了施工流程，降低了工程风险，由于海上特种施工设备船舶租金特别昂贵，使用该沉管管节的安装合龙方法大幅降低成本，节约各项资源，该方法原理清晰，步骤简单，能够准确将所述标准沉管管节1顺利安装到两个所述标准沉管管节1之间，实现海底隧道的顺利对接及贯通。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (19)
1.一种一体化沉管管节，其特征在于，包括标准沉管管节(1)，所述标准沉管管节(1)的两端均设有封闭环状的可伸缩止水接头(2)；
此处需要说明的是，所述标准沉管管节(1)的含义即海底沉管中作为最终接头的沉管管节，其长度等于其他普通沉管管节的长度。
2.根据权利要求1所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述可伸缩止水接头(2)包括封闭环状的框架梁(21)、动力部件(22)、封闭环状的第一止水部件(3)和封闭环状的第二止水部件(4)，所述动力部件(22)一端连接于所述标准沉管管节(1)的端部，另一端连接于所述框架梁(21)并能够带动所述框架梁(21)沿所述标准沉管管节(1)轴向伸缩，所述第一止水部件(3)连接于所述框架梁(21)端部，所述第二止水部件(4)一端连接于所述框架梁(21)，另一端连接于所述标准沉管管节(1)的端部。
3.根据权利要求2所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述标准沉管管节(1)的端部设有环状的凹槽(11)，所述框架梁(21)适配所述凹槽(11)，所述可伸缩止水接头(2)能够在所述凹槽(11)中滑动。
4.根据权利要求3所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述动力部件(22)设于所述凹槽(11)内。
5.根据权利要求3所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述可伸缩止水接头(2)还包括反力部件(23)，所述框架梁(21)连接所述反力部件(23)，所述反力部件(23)连接所述动力部件(22)，所述动力部件(22)连接于所述标准沉管管节(1)的端部。
6.根据权利要求5所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述反力部件(23)包括若干个反力架。
7.根据权利要求5所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述标准沉管管节(1)的端部设有端封门(5)，所述框架梁(21)连接所述反力部件(23)，所述反力部件(23)连接所述动力部件(22)，所述动力部件(22)连接于所述端封门(5)。
8.根据权利要求2所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述动力部件(22)包括若干个液压千斤顶。
9.根据权利要求8所述的一体化沉管管节，其特征在于，所有所述液压千斤顶均匀分布于所述标准沉管管节(1)的端部。
10.根据权利要求2所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述框架梁(21)的环腔内侧连接有支撑部件(6)。
11.根据权利要求10所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述支撑部件(6)包括若干个横向支撑钢管和若干个纵向支撑钢管，所有所述横向支撑钢管和所有所述纵向支撑钢管交错设置，每个所述横向支撑钢管和每个所述纵向支撑钢管之间刚性连接。
12.根据权利要求1所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述标准沉管管节(1)包括至少一个柔性接头(7)，使所述标准沉管管节(1)在保持刚性的同时具有柔性。
13.根据权利要求12所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述标准沉管管节(1)靠近两端设有两个所述柔性接头(7)，两个所述柔性接头(7)将所述标准沉管管节(1)分为三段管节节段。
14.根据权利要求13所述的一体化沉管管节，其特征在于，每个所述柔性接头(7)包括一圈封闭环状的第一止水带，所述第一止水带由预应力部件预先压缩，所述第一止水带紧密贴合于相邻的两段所述管节节段的端面。
15.根据权利要求14所述的一体化沉管管节，其特征在于，每个所述柔性接头(7)还包括若干个顶撑部件，每个所述顶撑部件的长度可调，所述第一止水带的环内侧间隔设置所有所述顶撑部件，每个所述顶撑部件沿其调节方向顶撑于两段所述管节节段之间。
16.根据权利要求14所述的一体化沉管管节，其特征在于，每个所述柔性接头(7)还包括一圈封闭环状的第二止水带，所述第二止水带位于所述第一止水带的环内侧。
17.根据权利要求1所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述标准沉管管节(1)的顶面与每个端面的夹角均为60°-90°。
18.根据权利要求17所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述标准沉管管节(1)的顶面与每个端面的夹角相等。
19.根据权利要求1-18任一项所述的一体化沉管管节，其特征在于，所述标准沉管管节(1)的两个端面上均设有若干个防撞块。
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