[發(fā)明專利]一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711042785.9
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107653861B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張耀平
• 申請（專利權(quán)）人: 西京學(xué)院
• 主分類號: E02B17/00
• 分類號: E02B17/00;E02D29/067;E02D29/09
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔，包括塔體(1)，其特征在于：塔體(1)的底部海床設(shè)有島塔基礎(chǔ)(13)，塔體(1)的頂部海平面以上部分連接有塔頂(12)，塔體(1)的塔壁(11)上設(shè)有觀景窗(4)，塔體(1)的內(nèi)部設(shè)有升降電梯(5)、換氣管(6)和氣閘站(81)；塔體(1)下部塔壁(11)設(shè)置真空管道穿孔(2)，從下往上在塔體(1)的塔壁(11)間隔預(yù)埋外吊耳(31)，外吊耳(31)對應(yīng)的塔壁(11)內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)吊耳(32)，相鄰的內(nèi)吊耳(32)之間連接有吊裝桿(33)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔，其特征在于：所述的塔體(1)為圓柱形、橢圓柱形、棱柱形、圓錐形或棱錐形，當為棱形時，是四棱柱、六棱柱或八棱柱，或四棱錐、六棱錐或八棱錐。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔，其特征在于：所述的塔體(1)內(nèi)部每5～10m分隔成一層，供設(shè)置觀景平臺或工作間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔，其特征在于：所述的真空管道穿孔(2)中心線跟海底真空管道中心線重合；觀景窗(4)的位置和數(shù)量根據(jù)需要和設(shè)計確定，用鋼化玻璃制作。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔，其特征在于：所述的升降電梯(5)包括電梯井(51)，電梯井(51)內(nèi)部的電梯轎廂(52)設(shè)置成氣密性的，內(nèi)部設(shè)置生命保障系統(tǒng)，采用牽引式電梯轎廂。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔，其特征在于：所述的換氣管(6)通過壓縮氣泵(61)往塔體(1)底部充入空氣，使塔體(1)內(nèi)部氣流循環(huán)，或通過換氣管(6)給塔體(1)內(nèi)補充氧氣；或在換氣管(6)上部安裝吸氣泵，使塔體(1)內(nèi)部氣流循環(huán)；根據(jù)設(shè)計需要，供換氣用的壓縮氣泵(61)或吸氣泵也能能夠安裝在塔體(1)底部；換氣管(6)間隔設(shè)置有通氣閥(62)，通氣閥(62)根據(jù)各層觀景平臺或工作間換氣需要打開或關(guān)閉。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔，其特征在于：所述的塔頂(12)上設(shè)置瞭望臺、海洋觀測、導(dǎo)航燈塔、信號接收與發(fā)射裝置。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔，其特征在于：所述的島塔基礎(chǔ)(13)包括基礎(chǔ)裙壁(131)和基礎(chǔ)頂部(133)，基礎(chǔ)裙壁(131)底部設(shè)有楔形底圈(132)；楔形底圈(132)由硬質(zhì)高強度金屬材料制作。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔，其特征在于：所述的島塔基礎(chǔ)(13)為圓形，高度要能保證在到達海底巖層后，或嵌入泥沙深度能夠提供足夠穩(wěn)定性條件下，島塔基礎(chǔ)頂部(133)高于海床，但低于真空管道底部限界。

10.一種用于支撐連接海底真空管道的多功能空心人工島塔施工方法，包括以下步驟：

步驟一：在岸邊干塢中焊接制作楔形底圈(132)，澆鑄基礎(chǔ)裙壁(131)，當基礎(chǔ)裙壁(131)達到設(shè)計高度時，再開始連續(xù)澆鑄塔壁(11)，塔壁(11)預(yù)埋外吊耳(31)和內(nèi)吊耳(32)；塔壁(11)下部預(yù)留兩個真空管道穿孔(2)，真空管道穿孔(2)孔徑跟真空管道外徑一致，并設(shè)置密封層；在塔壁(11)上預(yù)留觀景窗(4)的窗口孔；

步驟二：當塔壁(11)澆鑄到超過船塢深度2～5m時，停止?jié)茶T，待基礎(chǔ)裙壁(131)和塔壁(11)養(yǎng)護成型；在預(yù)留真空管道穿孔(2)處安裝臨時封堵塞和緊固裝置，同時安裝觀景窗(4)，真空管道穿孔(2)的臨時封堵塞和觀景窗(4)或在澆鑄塔壁(11)過程中一并安裝到位；船塢開閘注水，至與海平面平齊；

步驟三：用拖船把已經(jīng)澆鑄完成的部分塔體拖至預(yù)定的位置；

步驟四：繼續(xù)往上澆鑄塔壁(11)，直至超過澆鑄施工平臺5～10m，然后進行新澆鑄部分塔壁(11)硬化和養(yǎng)護成型，同時進行新澆鑄部分塔壁(11)的外吊耳(31)、內(nèi)吊耳(32)、觀景窗(4)施工安裝；

步驟五：把已經(jīng)完成的部分塔體往海中下放，使?jié)茶T施工平面以上露出1～2m；

步驟六：重復(fù)步驟四和步驟五，直至島塔基礎(chǔ)(13)底部接觸到海床；

步驟七：在聲納、GPS、潛水員或水下機器人協(xié)助下，對島塔基礎(chǔ)(13)進行定位，并在重力及水下機器人、潛水器設(shè)備協(xié)助下使島塔基礎(chǔ)(13)嵌入海床，直至其底部不再漏水；

步驟八：抽出島塔內(nèi)海水，挖出底部泥沙，使島塔基礎(chǔ)(13)連同塔壁(11)繼續(xù)下沉，直至到達巖層或能保證島塔長期穩(wěn)定的嵌入深度，再用混凝土澆鑄塔體(1)內(nèi)部基礎(chǔ)，并通過拉索(7)將塔體(1)和海床固定；

步驟九：島塔基礎(chǔ)(13)和塔體(1)完全穩(wěn)固后，進行海面以上塔頂(12)施工，各隔層底板施工，安裝升降電梯(5)和換氣管(6)，在預(yù)留的各層建造海下觀景平臺或工作間；

步驟十：當海底真空管道線路鋪設(shè)到塔體(1)時，管端進入預(yù)留的真空管道穿孔(2)，推動臨時封堵塞，直到管端進入島塔內(nèi)部設(shè)計位置，該過程為密封操作，要求確保海水不會進入；

當另一方向的海底真空管道進入塔體(1)另一方向上的真空管道穿孔(2)后，打開兩管端密封塞，安裝法蘭(82)及氣閘站(81)；安裝抽真空機組，建設(shè)真空泵站(83)。