CN216156493U - 一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构 - Google Patents

Abstract

一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构，是由若干个钢圆筒装置首尾连接共同形成的弧形护岸结构。钢圆筒装置下部结构插入海底不透水层或若透水层中，每个钢圆筒装置包括一个钢圆筒，以及在钢圆筒的左右两侧分别通过连接肋板焊接的开口均朝向外侧且横截面均为圆弧形、大小为四分之三圆形的第一弧形侧翼及第二弧形侧翼，其中第二弧形侧翼直径大于第一弧形侧翼直径，第一弧形侧翼、第二弧形侧翼以及钢圆筒顶面和底面沿竖直方向平齐设置。本实用新型中弧形护岸结构若安装完成后钢圆筒装置在岛内堆载和波浪荷载的共同作用下发生倾斜，则可以通过对高舱或高舱加中舱进行注水或回填砂石；或对低舱或低舱加中舱进行抽水或移除砂石实现纠偏。

Description

一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构

技术领域

本实用新型涉及一种水利工程中近海及离岸人工岛的围堤、岛壁结构。特别是涉及一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构。

背景技术

随着最近几年人类逐渐增大对海洋的开发利用进度，诸如油气开采平台、海上机场、深水港口、人工岛屿等工程项目逐渐兴起，成为国家基础设施建设中的重要一环。但是，海上工程面临诸多问题，如：大风大浪、超厚软基、施工作业窗口期短暂等，因此如何快速、高效地完成岛壁结构，营造干地作业环境成为海上工程建设中十分重要的环节。

目前有一种快速成岛技术——振沉式超大直径钢圆筒，相邻大圆筒之间采用副格相连，形成止水岛壁护岸结构，最后回填砂土形成陆地。例如港珠澳大桥人工岛工程采用高40.5m-50.5m、直径22m的钢圆筒进行岛壁建设，并配置8台液压振动锤进行振沉。然而，振沉技术需要根据钢圆筒的直径、重量配置多台特定型号的振动锤联动的锤组系统，造价高，锤组笨重，沉筒时间较长。此外，大直径圆筒在进行振沉过程中，周围土体因此会产生较大的扰动，灵敏性较高的海洋黏土的强度将会迅速降低且短期内很难重新恢复，而岛壁结构的稳定性主要依赖的就是周围地基抗力；在回填砂土后，其底部与海底软弱淤泥接触面出，会出现挤淤现象，影响钢圆筒的稳定性；相邻的大圆筒间以副格相连，虽然可以达到止水效果，但岛壁结构的整体性较差。

此外，大圆筒安装时的倾斜控制要求高，目前振沉方法只能通过调整不同方向的振锤振动来间接实现大圆筒的纠偏调平，属于被动纠偏或间接纠偏，在遇到较硬地层时难以达到设计的垂直度。

而且，大圆筒安装完成后，在岛内堆载和波浪共同作用下，会出现倾斜的现象，对这种情况目前的纠偏措施较少且较难实现。

因此，需要寻求新的护岸结构物形式，不仅要保证护岸结构的快速安装，而且要保证其整体稳定性。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种不仅能够在下沉过程中实现快速纠偏，而且在结构安装完成后还可实现快速纠偏的等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构。

本实用新型所采用的技术方案是：一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构，是由若干个钢圆筒装置首尾连接且下部插入海底不透水层或若弱透水层中共同形成的弧形护岸结构，所述的钢圆筒装置包括有钢圆筒，分别通过连接肋板连接在所述钢圆筒两侧的第一弧形侧翼和第二弧形侧翼，所述第一弧形侧翼和第二弧形侧翼上下端面与钢圆筒的上下端面对应平齐设置，且开口远离钢圆筒，其中，所述第二弧形侧翼的直径大于所述第一弧形侧翼的直径，从而能够通过将后一个钢圆筒装置的第一弧形侧翼嵌入在前一个钢圆筒装置的第二弧形侧翼内共同形成一个用于回填砂石的圆筒，所述的钢圆筒内通过水平设置的隔舱板被分为下隔舱和上隔舱两部分，其特征在于，所述下隔舱内通过等间隔垂直设置的N个下分格板分成有多个下分舱，所述的上隔舱内通过等间隔垂直设置的N个上分格板分成有多个上分舱，所述上分舱和下分舱为上下对应设置，所述隔舱板上对应每一对上分舱和下分舱均形成有一个上下贯通的抽水/气孔，每个抽水/气孔上连接一根与所对应的下分舱相连通的用于从该下分舱内抽水或抽气的软管，每个所述软管的另一端贯穿相应的上分舱后对应连接设置在钢圆筒装置外部的一个真空桶，每个所述的真空桶都连接一个真空泵。

本实用新型的一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构，采用负压下沉，两边的弧形侧翼能够提高结构整体性，上下隔舱通过分舱实现快速纠偏。与现有技术相比，本实用新型具有以下优势：

1.该结构通过对下部隔舱施加负压进行下沉，避免使用振锤，所需设备少，耗费时间短，能够降低成本，有效提高现场施工效率。

2.该结构底部直接作用于软土地基表面，阻止了地基土的隆起和流动，提高了结构承载力。

3.抽水(气)软管与设置在下舱顶面中心的抽气阀与下部舱体连接，外部的真空桶能够控制每根抽水(气)软管中的负压大小，抽气阀也能够按照需求进行开关，有效控制各个舱体负压，方便下沉纠偏。

4.大圆筒舱体的中心舱大小以及边舱的数量可根据工程需要灵活设置。

5.大小弧形侧翼增强了各钢圆筒的侧向支撑，显著提高了整体稳定性。

6.本结构在上下舱体分别进行分舱，能够实现下沉过程中的快速纠偏，而且相比于传统的振锤纠偏，不会对周边土体产生扰动，稳定性好。

7.本结构对上部舱体进行分舱，不仅能够在下沉过程中实现快速纠偏，而且在结构安装完成后可通过调节上部各个舱体中的水或砂石量实现快速纠偏。

8.该结构可以利用上下隔舱进行海上浮筒拖航。

附图说明

图1是本实用新型一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构的结构示意图；

图2a是本实用新型中上分舱的第一实施例的结构示意图；

图2b是本实用新型中下分舱的第一实施例的结构示意图；

图3a是本实用新型中上分舱的第二实施例的结构示意图；

图3b是本实用新型中下分舱的第二实施例的结构示意图；

图4a是本实用新型中上分舱的第三实施例的结构示意图；

图4b是本实用新型中下分舱的第三实施例的结构示意图；

图5a是本实用新型中上分舱的第四实施例的结构示意图；

图5b是本实用新型中下分舱的第四实施例的结构示意图；

图6是第一弧形侧翼与第二弧形侧翼的圆心与钢圆筒圆心的连线夹角为180度的图；

图7是第一弧形侧翼与第二弧形侧翼的圆心与钢圆筒圆心的连线夹角为小于180度的图；

图8是本实用新型在应用安装中下沉过程的示意图；

图9是本实用新型在应用安装中下沉纠偏过程的示意图；

图10是本实用新型在应用安装中调平措施示意图；

图11是本实用新型在服役中纠偏示意图；

图12是采用本实用新型形成人工岛或深水码头的示意图。

图中

1：钢圆筒 2：连接肋板

3：第一弧形侧翼 4：第二弧形侧翼

5：隔舱板 6：下隔舱

7：上隔舱 8：圆筒

9：下分格板 10：下分舱

11：上分格板 12：上分舱

13：抽水/气孔 14：软管

15：真空桶 16：真空泵

17：泄气阀 18：泄水阀

19：弧形加强柱 20：砂石

21：海平面 22：海底面

23：不透水层 24：人工岛或深水码头

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型的一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构做出详细说明。

如图1所示，本实用新型的一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构，是由若干个钢圆筒装置首尾连接且下部插入海底不透水层或若弱透水层中共同形成的弧形护岸结构，所述的钢圆筒装置包括有钢圆筒1，分别通过连接肋板2连接在所述钢圆筒1两侧的第一弧形侧翼3和第二弧形侧翼4，所述第一弧形侧翼3和第二弧形侧翼4上下端面与钢圆筒1 的上下端面对应平齐设置，且开口远离钢圆筒1，其中，所述第二弧形侧翼4的直径大于所述第一弧形侧翼3的直径，从而能够通过将后一个钢圆筒装置的第一弧形侧翼3嵌入在前一个钢圆筒装置的第二弧形侧翼4内共同形成一个用于回填砂石20的圆筒8。如图6、图7所示，本实用新型所述的第一弧形侧翼3和第二弧形侧翼4的圆心分别与所述钢圆筒1圆心的连线夹角小于等于180度。

所述的钢圆筒1内通过水平设置的隔舱板5被分为下隔舱6和上隔舱7两部分，所述下隔舱6内通过等间隔垂直设置的N个下分格板9分成有多个下分舱10，所述的上隔舱7内通过等间隔垂直设置的N个上分格板11分成有多个上分舱12，所述上分舱12和下分舱10为上下对应设置，所述隔舱板5上对应每一对上分舱12和下分舱10均形成有一个上下贯通的抽水/气孔13，每个抽水/气孔13上连接一根与所对应的下分舱10相连通的用于从该下分舱10内抽水或抽气的软管14，每个所述软管14的另一端贯穿相应的上分舱12后对应连接设置在钢圆筒装置外部的一个真空桶15，每个所述的真空桶15都连接一个真空泵16。所述真空桶15的上部设置有用于排出从分舱11内抽出的气体的泄气阀17，所述真空桶15的下部设置有用于排出从下分舱10内抽出的水的泄水阀18。

如图2a、图2b、图3a、图3b、图4a、图4b所示，本实用新型中所述的多个下分舱10 是将N个下分格板9的一侧边以钢圆筒1的中心轴为连接轴通过焊接相互固定连接在一起，并形成弧形加强柱19，将所述N个下分格板9的另一侧边等间隔的通过焊接固定连接在所述钢圆筒1的同侧壁上而形成的横截面为扇形的N个分舱；所述的多个上分舱12是将N个上分格板11的一侧边以钢圆筒1的中心轴为连接轴通过焊接相互固定连接在一起，将所述N 个上分格板11的另一侧边等间隔的通过焊接固定连接在所述钢圆筒1的同侧壁上而形成的横截面为扇形的N个分舱。其中，所述的N＝3～12。

如图5a、图5b所示，本实用新型中所述的多个下分舱10或多个上分舱12均是由通过等间隔垂直设置的多个下分格板9或由通过等间隔垂直设置的多个上分格板11分割为上下对称的9格结构。

本实用新型的一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构的应用实例如下：

1)将在工厂预制好的所需个数的设定尺寸的如图1所示的钢圆筒装置通过海上自浮式拖航的方式运送到指定地点，利用专业起吊设备起吊后准备沉贯；如图8中的步骤a就位。

2)开始沉贯，利用定位系统使钢圆筒装置在指定位置就位，首先在钢圆筒装置的上隔舱的各上分舱内注入一定量的水，使钢圆筒装置在水和自身重力的作用下进行自重下沉，直到下隔舱的各下分舱形成密闭条件；如图8中的步骤b加水重力下沉。

3)自重下沉结束后，将各用于抽水或抽气的软管的一端分别连接在隔舱板上的抽水/气孔上与对应的下分舱相连通，软管的的另一端连接真空桶，真空桶再连接真空泵，开启真空泵抽吸各下分舱内的水和空气，使钢圆筒装置在负压作用下下沉至设定深度；如图8中的步骤c吸力下沉。

4)下沉结束后根据设定要求在上隔舱的各上分舱内回填砂土或水；如图8中的步骤d回填砂土或水。

5)继续沉放下一个钢圆筒装置，并将下一个钢圆筒装置的第一弧形侧翼3嵌入在前一个沉放完毕的钢圆筒装置的第二弧形侧翼4内，共同形成一个用于回填砂石的圆筒；如图8中的步骤e第二个钢圆筒装置下沉。

6)在形成的用于回填砂石的圆筒圆筒内按照设计要求回填砂土；如图8中的步骤f回填砂土或水。

7)重复步骤2)～步骤6)，直至全部钢圆筒装置沉放完毕，形成人工岛或深水码头；如图12所示。在形成人工岛或深水码头的拐角位置的钢圆筒装置，是采用连接在钢圆筒1两侧的第一弧形侧翼3和第二弧形侧翼4的圆心分别与所述钢圆筒1圆心的连线夹角为小于180 度的设定角度的钢圆筒装置。如图7所示。

8)钢圆筒装置在下沉完成后，在岛内堆载和岛外波浪力共同作用下发生倾斜，通过对位于高侧的上分舱回填水或砂石，或对位于低侧的上分舱抽水或砂石，实现调平，如图11所示；

9)在人工岛或深水码头内侧回填并进行地基加固。

本实用新型的一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构的应用实例中，在钢圆筒装置下沉过程中，出现如图9中a所示的下沉发生倾斜，一侧高一侧低的情况，通过真空泵对高侧处的下分舱内施加更大的负压，打开与低侧处的分舱相连通的真空桶的泄气阀；或者不打开泄气阀，而是向低侧处的下分舱内充水或气，产生高侧处的下分舱下沉、低侧处的分舱上浮的效果，从而实现快速、主动纠偏，如图10所示；

或者，如图9中b所示，抽吸位于高侧的下分舱内的水或气，同时抽吸位于低侧的上分舱内的砂土或水，达到如图9中c所示的实现快速纠偏调平的目的。

Claims (5)

1.一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构，是由若干个钢圆筒装置首尾连接且下部插入海底不透水层或若弱透水层中共同形成的弧形护岸结构，所述的钢圆筒装置包括有钢圆筒（1），分别通过连接肋板（2）连接在所述钢圆筒（1）两侧的第一弧形侧翼（3）和第二弧形侧翼（4），所述第一弧形侧翼（3）和第二弧形侧翼（4）上下端面与钢圆筒（1）的上下端面对应平齐设置，且开口远离钢圆筒（1），其中，所述第二弧形侧翼（4）的直径大于所述第一弧形侧翼（3）的直径，从而能够通过将后一个钢圆筒装置的第一弧形侧翼（3）嵌入在前一个钢圆筒装置的第二弧形侧翼（4）内共同形成一个用于回填砂石的圆筒（8），所述的钢圆筒（1）内通过水平设置的隔舱板（5）被分为下隔舱（6）和上隔舱（7）两部分，其特征在于，所述下隔舱（6）内通过等间隔垂直设置的N个下分格板（9）分成有多个下分舱（10），所述的上隔舱（7）内通过等间隔垂直设置的N个上分格板（11）分成有多个上分舱（12），所述的N=3～12，所述上分舱（12）和下分舱（10）为上下对应设置，所述隔舱板（5）上对应每一对上分舱（12）和下分舱（10）均形成有一个上下贯通的抽水/气孔（13），每个抽水/气孔（13）上连接一根与所对应的下分舱（10）相连通的用于从该下分舱（10）内抽水或抽气的软管（14），每个所述软管（14）的另一端贯穿相应的上分舱（12）后对应连接设置在钢圆筒装置外部的一个真空桶（15），每个所述的真空桶（15）都连接一个真空泵（16）。

2.根据权利要求1所述的一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构，其特征在于，所述的多个下分舱（10）是将N个下分格板（9）的一侧边以钢圆筒（1）的中心轴为连接轴相互固定连接在一起，将所述N个下分格板（9）的另一侧边等间隔的固定连接在所述钢圆筒（1）的同侧壁上而形成的横截面为扇形的N个分舱；所述的多个上分舱（12）是将N个上分格板（11）的一侧边以钢圆筒（1）的中心轴为连接轴相互固定连接在一起，将所述N个上分格板（11）的另一侧边等间隔的固定连接在所述钢圆筒（1）的同侧壁上而形成的横截面为扇形的N个分舱，所述的N=3～12。

3.根据权利要求1所述的一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构，其特征在于，所述的多个下分舱（10）和多个上分舱（12）均为上下对称的9格结构。

4.根据权利要求1所述的一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构，其特征在于，所述真空桶（15）的上部设置有用于排出从分舱内抽出的气体的泄气阀（17），所述真空桶（15）的下部设置有用于排出从下分舱（10）内抽出的水的泄水阀（18）。

5.根据权利要求1所述的一种等边分舱的吸力式分舱隔舱钢圆筒岛壁护岸结构，其特征在于，所述第一弧形侧翼（3）和第二弧形侧翼（4）的圆心分别与所述钢圆筒（1）圆心的连线夹角小于等于180度。

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