CN220008240U - 一种用于预制沉管隧道的干坞工厂系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及沉管隧道施工技术领域，具体涉及一种用于预制沉管隧道的干坞工厂系统，该干坞工厂系统包括二次舾装区和第一坞区，二次舾装区相对第一坞区位于坞外，第一坞区用于沉管一次舾装作业和起浮出运，第一坞区内设有舾装工位用于沉管一次舾装，舾装工位的两侧设有门吊轨道，门吊轨道延伸至第一坞区所在范围之外，门吊轨道能够供门吊设备完成舾装吊装作业后退回到第一坞区所在范围之外，从而便于对第一坞区进行灌水。通过将二次舾装区隔离于用于进行一次舾装的第一坞区设置，利于减小第一坞区的场地占用和围堰工程量，从而降低临建场地费用，更易于寻找满足条件的临建场地。

Description

一种用于预制沉管隧道的干坞工厂系统

技术领域

本实用新型涉及沉管隧道技术领域，特别是一种用于预制沉管隧道的干坞工厂系统。

背景技术

工厂法是一种采用分区域同步施工方式预制沉管的方法，具有预制速度快、质量好、风险管控好、工厂可重复利用等优点。现有的干坞工厂系统基于工厂法在布置生产线预制沉管时，要么通过建设工厂、浅坞和深坞生产沉管，需要的场地大，围堰工程量大，要么通过建造出运码头和坐底港池并配置半潜驳等才能满足沉管预制、下水和出运，但需要远离隧址找场地，运输距离远。因此，受场地和经济限制，现有干坞工厂系统采用工厂法生产沉管时存在满足条件的临建场地难找或运输距离远，临建费用和运输费用高的问题。

如现有技术申请号为CN201310633846.4所提供的生产出运大型预制构件的深浅坞组合体及流水线作业方法，该方案中的干坞工厂系统通过建造浅坞和深坞的方式将浇筑完成的沉管通过平地移送的方式转移到浅坞区进行一次舾装，舾装完成后关闭浅坞门、通过灌水浮运的方式将浅坞区的沉管牵引到深坞区，然后通过放水将水位降至深坞区内水位与外海海平面一致，使深坞区能够在水上进行二次舾装的同时浅坞区也能够干地施工。该干坞工厂系统虽然能够通过分区域同步施工使呈流水线预制沉管，预制周期短，但其将一次舾装和二次舾装集成设置在同一浅-深坞组合体内分区进行，使得坞室整体占用面积大，临建费用高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术干坞工厂系统基于工厂法预制沉管时所需场地大，存在满足条件的临建场地难找的问题，提供一种用于预制沉管隧道的干坞工厂系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于预制沉管隧道的干坞工厂系统，包括二次舾装区和第一坞区，二次舾装区相对第一坞区位于坞外，第一坞区用于进行一次舾装作业和起浮出运，第一坞区内设有舾装工位用于进行一次舾装，舾装工位的两侧设有门吊轨道，门吊轨道延伸至第一坞区所在范围之外，门吊轨道能够供门吊设备完成舾装吊装作业后退回到第一坞区所在范围之外，从而便于对第一坞区进行灌水。

上述干坞工厂系统通过将二次舾装区隔离于用于进行一次舾装的第一坞区设置，使一次舾装作业和二次舾装作业不在同一坞室内进行，待沉管在第一坞区进行一次舾装后即灌水起浮出坞，这样能够减小第一坞区的场地占用和围堰工程量，从而降低临建场地费用，更易于寻找满足条件的临建场地，而且也方便在第一坞区创造干地施工环境。其中第一坞区应当满足干地施工条件要求以及灌水浮运的要求，二次舾装为水上作业、可根据施工条件灵活选址。

优选地，上述干坞工厂系统还包括第二坞区，第二坞区和第一坞区之间设有内坞门，内坞门用于打开和关闭第二坞区，门吊轨道位于第一坞区内且经内坞门延伸至第二坞区内。

若场地条件允许，干坞工厂系统可设置成双坞，待在第一坞区内完成舾装工序后，舾装等不防水设备沿门吊轨道退回到第二坞区，然后关闭内坞门，向第一坞区灌水。

优选地，第二坞区内设有浇筑台座，舾装工位处设有舾装台座，舾装台座与浇筑台座沿线路运输方向同轴设置，浇筑台座所在工位处设有台车轨道，台车轨道延伸至舾装工位处。本方案将浇筑工位和舾装工位分别设置在第二坞区和第一坞区内，可分区同步施工浇筑作业和一次舾装作业，在流水预制时可沿着台车轨道通过可升降的台车机构将浇筑好的沉管移送到舾装台座上，将沉管支承在舾装台座上进行一次舾装作业，预制效率高，省时省力。其中浇筑台座/舾装台座的数量可根据场地条件设置为一个或并列设置二个及以上，浇筑台座处用于进行浇筑作业，浇筑台座对沉管浇筑起支承、底模和脱模的作用；舾装台座处用于进行一次舾装作业，舾装台座用于转换沉管支撑体系，起支撑作用。

进一步优选地，第二坞区内还设有钢筋绑扎台座，钢筋绑扎台座与浇筑台座同轴设置，钢筋绑扎台座所在工位处设有移位轨道，移位轨道延伸至浇筑台座所在工位处。若场地条件允许，可在第二坞区内同时设置钢筋绑扎台座和浇筑台座并使两者沿线路运输方向同轴设置，其中钢筋绑扎台座用于进行沉管钢筋笼绑扎，对沉管钢筋笼主要起支承和移动作用，生产时，直接通过移位轨道将钢筋笼移送到浇筑台座处，具体可通过顶推或台车等方式。

进一步优选地，钢筋绑扎台座包括底胎架，底胎架底部设有若干载重小车，载重小车沿移位轨道移动，利于减小滑移摩擦力从而达到省力的目的。

或者作为其它优选方案，第二坞区内设有钢筋绑扎台座，舾装工位处设有浇筑台座，浇筑台座和钢筋绑扎台座沿线路方向同轴设置。根据场地和经济条件选择，可将浇筑台座设置在第一坞区内，使浇筑作业和舾装作业同工位先后进行，这样可减小第二坞区的场地占用面积，同时减少了舾装台座的设置，节省临建费用。

可选地，作为其它优选方案，舾装工位处设有浇筑台座；干坞工厂系统还包括钢筋绑扎区，钢筋绑扎区位于第一坞区所在范围之外，门吊轨道位于第一坞区两侧的坞顶地面上。根据场地和经济条件选择，也可将干坞工厂系统设置成单坞模式，在第一坞区的舾装工位处设置浇筑台座，使浇筑作业和舾装作业在同一工位处进行，钢筋绑扎区可临近第一坞区设置，也可远离第一坞区灵活选址；钢筋笼预制到位后，可通过门吊移送方式沿门吊轨道将坞外的沉管钢筋笼吊装到第一坞区的浇筑台座上，待浇筑和舾装作业依次完成后，向第一坞区内灌水使沉管起浮出运。

优选地，对于双坞模式，钢筋绑扎台座所在工位的坞底地面高于浇筑台座所在工位的坞底地面，不需架空设置钢筋绑扎台座，便于在平地绑扎钢筋，同时也便于通过平地顶推方式将钢筋笼平移到浇筑台座上。

具体地，在上述方案中，浇筑台座的下方设有若干列轨道梁，轨道梁上设有若干个支墩，支墩上设有底模板。轨道梁平行生产轴线，且在垂直轴线方向间隔设置，保证平衡支撑沉管荷载和布置移运台车，便于沉管移位。

优选地，在上述干坞工厂系统中，还包括建设隧道的陆地暗埋段和邻接陆地暗埋段的水中基槽敞开段，二次舾装区位于水中基槽敞开段设置，第一坞区位于陆地暗埋段设置；第一坞区的临水侧设有外坞门，外坞门用于打开和关闭第一坞区，外坞门位于陆地暗埋段靠沉管对接端最终接头的位置处。本实用新型所提供的干坞工厂系统可基于隧址设置轴线干坞，充分利用轴线干坞的经济优势，利用水中沉管基槽做出运通道和二次舾装区，解决了沉管远距离浮运的问题和需要另设二次舾装区或回旋区的问题；同时充分利用最终接头的作业空间作为坞门的操作空间，解决了采用传统轴线干坞法，其末节沉管安装完后需要二次筑堰止水，且时间长的问题。

综上，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所提供的干坞工厂系统，相比传统浅-深坞工厂预制沉管，场地占用小、围堰工程量少，更易于寻找满足条件的临建场地。

2、本实用新型所提供的干坞工厂系统可基于隧址设置轴线干坞，可充分利用轴线干坞的经济优势，利用水中沉管基槽做出运通道和二次舾装区，解决了沉管远距离浮运的问题和需要另设二次舾装区或回旋区的问题。

3、本实用新型所提供的干坞工厂系统，充分利用最终接头的作业空间作为坞门的操作空间，解决了采用传统轴线干坞法时，其末节沉管安装完后需要二次筑堰止水且时间长的问题。

4、采用本实用新型所提供的干坞工厂系统生产沉管，临建费用低、运输费用低，且预制周期短，约为1~2个月。

附图说明

图1是实施例1中干坞工厂系统预制沉管隧道的结构示意图；

图2是图1中干坞工厂系统坞底的平面布置示意图；

图3是第二坞区中钢筋绑扎工位处坞底的平面布置图；

图4是第二坞区中浇筑工位处坞底的平面布置图；

图5是第一坞区的坞底平面布置图；

图6是图1中A1-A1纵剖视图（省略了门吊）；

图7是图6中C1处的放大图；

图8是图6中C2处的放大图；

图9是图1中A2-A2纵剖视图；

图10是图9中C3处的放大图；

图11是图1中B1-B1横剖视图（绑扎工位处的横截面图）；

图12是图11中C4处的放大图；

图13是载重小车沿移位轨道移动时的状态示意图；

图14是图1中B2-B2横剖视图（浇筑工位处的横截面图）；

图15是图14中C5处的放大图；

图16是图1中B3-B3横剖视图（舾装工位处的横截面图）；

图17是图16中C6处的放大图；

图18是实施例2中干坞工厂系统预制沉管时的结构示意图；

图19是图18中A3-A3纵剖视图；

图20是实施例3中干坞工厂系统预制沉管时的结构示意图；

图21是图20中A4-A4纵剖视图。

图标：1-二次舾装区；2-第一坞区；21-移位轨道；22-底胎架；23-载重小车；24-顶推装置；3-内坞门；31-内坞口底板：4-第二坞区；41-轨道梁一；42-轨道梁二；43-台车轨道；44-支墩；45-底模板；46-无源支撑；5-外坞门；51-外坞口底板；6-门吊轨道；7-沉管；8-台车机构；9-钢筋笼。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种用于预制沉管隧道的干坞工厂系统，如图1-图17所示，包括二次舾装区1、第一坞区2和第二坞区4。如图1、图2，第一坞区2临水设置且在临水侧设有外坞门5，外坞门5用于打开和关闭第一坞区2；第二坞区4设置在陆地端，第一坞区2和第二坞区4连通设置且在第一坞区2和第二坞区4之间设有内坞门3，内坞门3用于打开和关闭第二坞区4；二次舾装区1设置于坞外。其中第一坞区2用于进行一次舾装作业和起浮出运，如图5、图16，在第一坞区2内的舾装工位处设置舾装台座，舾装台座的两侧设有供舾装门吊移动的门吊轨道6，门吊轨道6经内坞门3延伸至第二坞区4内，门吊轨道6上设有舾装厂房，供舾装吊装作业，在舾装作业完成后可将门吊及相关舾装设备沿门吊轨道6退回到第二坞区4内，避免受第一坞区2中的水环境影响；如图2-图4、图11、图14，第二坞区4内设有钢筋绑扎台座和浇筑台座，钢筋绑扎台座、浇筑台座和第一坞区2内的舾装台座沿线路运输方向依次设置，钢筋绑扎台座上方设有绑扎厂房以用于钢筋吊装等工序作业，浇筑台座上方设有浇筑厂房以用于沉管浇筑等工序作业，钢筋绑扎台座所在工位的两侧也设有供绑扎厂房移动的门吊轨道6，浇筑台座所在工位的两侧相应设有供浇筑厂房移动的门吊轨道6，各门吊轨道6的路线可交叉共用，从而简化地面线路设置，应根据门吊规格大小合理规划。

进一步地，如图3、图8、图12-图13，本实施例中的钢筋绑扎台座所在工位处平行生产轴线设有若干条移位轨道21，移位轨道21从绑扎工位延伸至浇筑台座所在工位处，便于与浇筑台座承接；钢筋绑扎台座用于在其上进行沉管7钢筋笼9绑扎预制，对沉管7钢筋笼9预制和移动主要起支承作用，钢筋绑扎台座与移位轨道21滑动连接，在移位轨道21的首端，亦即钢筋绑扎台座的首端，设有用于顶推钢筋绑扎台座的顶推装置24。具体地，如图7、图12、图13，钢筋绑扎台座包括底胎架22和沿移位轨道21滚动的若干载重小车23，载重小车23连接于底胎架22底部，其中载重小车23可为滚筒结构或履带式结构，底胎架22由方钢组成，顶推装置24为现有技术在此不作赘述；当钢筋笼9在底胎架22上绑扎好后，通过顶推装置24推送钢筋绑扎台座，使其底部的载重小车23沿移位轨道21移动到浇筑工位处。

在本实施例中，如图8，第二坞区4内浇筑工位的坞底位置低于绑扎工位的坞底位置，第一坞区2内舾装工位的坞底位置与浇筑工位的坞底位置高度齐平，便于流水线承接沉管7，且浇筑工位所在坞底地面与舾装工位所在坞底地面之间通过设置内坞口底板31相承接，内坞口底板31为内坞门3所在坞区的坞底基础，即内坞口底板31的顶面高程与浇筑工位所在坞底地面及舾装工位所在坞底地面的高程相齐平。具体地，如图6、图14-图15，在浇筑工位处，坞底地面上平行生产线设有若干条轨道梁，包括四条轨道梁一41和四条轨道梁二42，轨道梁一41和轨道梁二42的底部均间隔设有多个基础桩，轨道梁一41的位置对应沉管7的墙体下方位置设置，轨道梁二42的位置对应沉管7过车孔的位置设置，便于荷载均匀受力和传力；其中浇筑工位处的轨道梁一41经过内坞门3延伸至第一坞区2贯通设置，也作为舾装台座的基础，如图16。在每条轨道梁一41上沿线路方向对应设有台车轨道43和两列支墩44，轨道梁二42上也设有支墩44，第一坞区2中的每列支墩44与第二坞区4中移位轨道21位置对应设置，便于承接。在浇筑工位处的支墩44上设置有底模板45，从而形成浇筑台座；当钢筋笼9沿移位轨道21推送到浇筑台座后，通过门吊抬高钢筋笼9使钢筋笼脱离底胎架，底胎架沿移位轨道21退回到钢筋绑扎的工位处，放下钢筋笼9到底模板45上进行浇筑作业。对应舾装工位处，在每条延伸的轨道梁一41上也间隔设有两列支墩44，支墩44上设有可调高度的无源支撑46用于转换支撑沉管7，从而形成舾装台座。初始状态时，底模板45高度调平，用于浇筑作业；待浇筑完成后，通过可升降的台车机构8将沉管7顶起，沉管7脱离底模，然后台车机构8同步沿台车轨道43将沉管7移送到舾装工位处，由舾装台座支撑沉管7，从而可撤回台车机构8，将沉管7进行一次舾装；舾装完成后，退回舾装门吊及相关设备到第二坞区4，关闭内坞门3，第一坞区2灌水、沉管7起浮；然后打开外坞门5将沉管7出坞。待沉管7出坞后，关闭外坞门5，对第一坞区2排水并清理，打开内坞门3，移下一个沉管7到舾装台座，舾装下一个沉管7，以此循环生产沉管7。

本实施例中的干坞工厂系统采用双坞模式，充分利用轴线干坞的经济优势，基于建设隧道的陆地暗埋段和敞开段的水中基槽做干坞，利用水中沉管7基槽做出运通道和二次舾装区1，避免沉管7远距离浮运和需要另设二次舾装区1或回旋区的问题，同时将外坞门5位于陆地暗埋段上沉管对接端最终接头的位置处设置，并将外坞口底板51（即外坞门5所在坞区的坞底基础）的顶面高程与最终接头底部基础面的高程齐平设置，充分利用了最终接头的作业空间作为坞门的操作空间，避免因采用轴线干坞法其末节沉管7安装完后需要二次筑堰止水，且时间长的问题。在本实施例中的干坞工厂系统中，将钢筋绑扎作业、浇筑作业和舾装作业分区同步进行，并将二次舾装区1隔离于用于进行一次舾装的第一坞区2设置，使一次舾装作业和二次舾装作业不在同一坞室内进行，待沉管7在第一坞区2进行一次舾装后即灌水起浮出坞，这样能够减小第一坞区2的场地占用和围堰工程量，坞区灌排水量少，从而降低临建场地费用，更易于寻找满足条件的临建场地，而且预制周期短，预制一批管节约1个月。

实施例2

本实施例提供一种用于预制沉管隧道的干坞工厂系统，相比实施例1，本实施例的区别主要在于采用单坞模式，如图18-图19所示，即：取消第二坞区4的设置和舾装台座的设置，第一坞区2采用直壁坞室，将浇筑台座设置于第一坞区2内的舾装工位处，在浇筑台座上完成浇筑作业后在该台座上继续进行一次舾装作业；相应地，为实现在第一坞区2内灌水起浮的方式出坞，将门吊轨道6位于第一坞区2两侧的坞顶地面上设置，坞内模板、舾装等设备由门吊吊装进出坞内，从而避免舾装设备受坞区内灌水影响；而钢筋绑扎区既可临近第一坞区2设置也可远离第一坞区2灵活选址，当钢筋笼9到位后，可通过门吊移送方式沿门吊轨道6将坞外的沉管7钢筋笼9吊装到第一坞区2的浇筑台座上，待浇筑和舾装作业依次完成后，直接向第一坞区2内灌水即可，无需等待门吊退回。该干坞工厂系统尤其适用于节段式管节预制（即多段短管节钢筋笼预制组合成长管节的工况）。

该干坞工厂系统的场地占用小，坞壁工程量少，临建场地费用低，预制周期短，预制一批管节约2个月。

实施例3

本实施例提供一种用于预制沉管隧道的干坞工厂系统，如图20-图21所示，相比实施例1，本实施例的区别主要在于：第二坞区4内只设钢筋绑扎台座，将浇筑台座设置于第一坞区2内，在浇筑台座上完成浇筑作业后在该台座上继续进行一次舾装作业。

在生产沉管7时，第二坞区4内的绑扎台座处进行钢筋笼绑扎作业，绑扎完成后，通过顶推装置24顶推钢筋绑扎台座，使其沿移位轨道21移动，将钢筋笼移送至浇筑台座上；在移送钢筋笼的过程中，由于钢筋绑扎台座所在工位的坞底高于浇筑台座所在工位的坞底，可在内坞口区搭接桁架移动轨道，将浇筑台座和第二坞区4中的移位轨道21进行承接。待钢筋笼移送到浇筑台座上后利用门吊抬高钢筋笼使脱离底胎架，底胎架退回到钢筋绑扎工位，再在浇筑工位处下放钢筋笼从而进行浇筑作业；浇筑作业完成后接着进行一次舾装，舾装完成后，将舾装门吊沿门吊轨道6退回到第二坞区4内，关闭内坞门3、向第一坞区2灌水，沉管7起浮、出坞。该干坞工厂系统场地占用小，预制周期短，预制一批管节约2个月。

需要说明的是，除上述实施例1-实施例3外，还可根据现场情况和需要独立选址建干坞工厂，干坞工厂可建成一条生产线两台座双坞工厂或一条生产线三台座双坞工厂，也可建成两条生产线四台座双坞工厂或两条生产线六台座双坞工厂；其中两条生产线四台座双坞工厂预制一批管节为2个月，每批2个管节；两条生产线六台座双坞工厂预制一批管节为1个月，每批2个管节。

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 (10)

1.一种用于预制沉管隧道的干坞工厂系统，其特征在于，包括二次舾装区（1）和第一坞区（2），所述二次舾装区（1）相对所述第一坞区（2）位于坞外， 所述第一坞区（2）用于沉管一次舾装作业和起浮出运，所述第一坞区（2）内设有舾装工位，所述舾装工位的两侧设有门吊轨道（6），所述门吊轨道（6）延伸至所述第一坞区（2）所在范围之外。

2.根据权利要求1所述的干坞工厂系统，其特征在于，还包括第二坞区（4），所述第二坞区（4）和所述第一坞区（2）之间设有内坞门（3），所述内坞门（3）用于打开和关闭所述第二坞区（4），所述门吊轨道（6）位于所述第一坞区（2）内且经所述内坞门（3）延伸至所述第二坞区（4）内。

3.根据权利要求2所述的干坞工厂系统，其特征在于，所述第二坞区（4）内设有浇筑台座，所述舾装工位处设有舾装台座，所述舾装台座与所述浇筑台座沿线路运输方向同轴设置，所述浇筑台座所在工位处设有台车轨道（43），所述台车轨道（43）延伸至所述舾装工位处。

4.根据权利要求3所述的干坞工厂系统，其特征在于，所述第二坞区（4）内还设有钢筋绑扎台座，所述钢筋绑扎台座与所述浇筑台座沿线路运输方向同轴设置，所述钢筋绑扎台座所在工位处设有若干列移位轨道（21），所述移位轨道（21）延伸至所述浇筑台座所在工位处。

5.根据权利要求4所述的干坞工厂系统，其特征在于，所述钢筋绑扎台座包括底胎架（22），所述底胎架（22）底部设有若干载重小车（23），所述载重小车（23）沿所述移位轨道（21）移动。

6.根据权利要求2所述的干坞工厂系统，其特征在于，所述第二坞区（4）内设有钢筋绑扎台座，所述舾装工位处设有浇筑台座，所述浇筑台座和所述钢筋绑扎台座沿线路运输方向同轴设置。

7.根据权利要求1所述的干坞工厂系统，其特征在于，所述舾装工位处设有浇筑台座；干坞工厂系统还包括钢筋绑扎区，所述钢筋绑扎区位于所述第一坞区（2）所在范围之外，所述门吊轨道（6）位于所述第一坞区（2）两侧的坞顶地面上。

8.根据权利要求4-6任一项所述的干坞工厂系统，其特征在于，所述钢筋绑扎台座所在工位的坞底高于所述浇筑台座所在工位的坞底。

9.根据权利要求3-7任一项所述的干坞工厂系统，其特征在于，所述浇筑台座的下方，设有若干列轨道梁，所述轨道梁上设有支墩（44），所述支墩（44）上设有底模板（45）。

10.根据权利要求1-7任一项所述的干坞工厂系统，其特征在于，还包括建设隧道的陆地暗埋段和邻接所述陆地暗埋段的水中基槽敞开段，所述二次舾装区（1）位于所述水中基槽敞开段设置，所述第一坞区（2）位于所述陆地暗埋段设置；所述第一坞区（2）的临水侧设有外坞门（5），所述外坞门（5）用于打开和关闭所述第一坞区（2），所述外坞门（5）位于所述陆地暗埋段沉管对接端最终接头的位置处，所述外坞门（5）所在坞区的坞底基础面高程与最终接头底部的基础面齐平。