[發明專利]一種用于懸浮隧道接力延伸的人工島結構

有效

• 申請號: 202010246095.0
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN111424718B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 徐立新;鄭榮平;孫洪春;孫旭;華敏;邱松;謝錦波;聶亞楠;魯進亮
• 申請（專利權）人: 中交第三航務工程局有限公司
• 主分類號: E02D29/067
• 分類號: E02D29/067;E02B3/18;E02B3/06;E02B3/10
• 代理公司: 上海灣谷知識產權代理事務所(普通合伙) 31289
• 代理人: 肖進

本發明公開了一種用于懸浮隧道接力延伸的人工島結構，包括下部的島基和上部的直立式島體；島基由多層回填砂構筑而成，每層回填砂采用在超大型混凝土浮箱下潛形成的圍堰中構筑，且每層圍堰的外圍尺寸向上逐漸減小，使島基的外形呈金字塔形；上部直立式島體由島壁和島內體構成；島壁由鋼筒式格體及其內部的密實填料共同構成，鋼筒式格體由鋼質大圓筒主格與直腹式鋼板樁副格相互連接而成，鋼質大圓筒主格內和直腹式鋼板樁副格內均要回填砂并加以密實，島壁內距頂部1m范圍內采用碎石墊層與塊石墊層護面；島內體由回填砂構成。本發明的人工島結構，具有自身穩定、施工難度和工程量相對較小的特點，能用于懸浮隧道的接力延伸和拉索的海中錨碇。

技術領域

本發明涉及一種水下懸浮隧道,具體涉及一種用于懸浮隧道接力延伸的人工島結構。

背景技術

水中懸浮隧道，英文名稱為“Submerged Floating Tunnel”，簡稱“SFT”。在意大利又稱“阿基米德橋”。水中懸浮隧道和傳統的沉埋隧道或掘進隧道的區別是：懸浮隧道結構被水包圍著，既不是位于地層上也不穿越地層，而是主要依靠其自身結構的重力、結構受到的浮力以及支撐系統的錨固力來保持在固定的位置上。懸浮隧道四周密封，這種結構具有普通隧道的所有特點，從使用的觀點來看應被認為是“隧道”而不是“橋梁”。

雖然懸浮隧道與沉管隧道、深埋隧道、橋梁等跨海通道方案相比，具有一定優勢，但懸浮隧道的設計、施工仍然是一個世界性的難題，至今尚無建成的懸浮隧道。目前世界上主要有7個國家(挪威、意大利、日本、中國、瑞士、巴西、美國)在研究，研究發現的諸多技術問題主要有：總體結構布置、隧道材料、錨固系統結構型式、隧道連接型式及接岸結構設計、隧道結構可實施性、施工與營運風險等。這些問題能否解決，決定了懸浮隧道能否從可行性方案走向實際工程。

迄今為止，懸浮隧道研究中，根據懸浮隧道自身重力與所受浮力之間的關系，提出的結構型式大致可分為三類：浮筒式、錨固式、墩柱式。浮筒式懸浮隧道是通過錨索或錨鏈把隧道懸掛于水面的浮筒上，隧道重力大于浮力，垂直方向受潮位漲落影響很大；錨固式懸浮隧道是通過張力腿或錨索把隧道錨固于海床以下的錨碇基礎上，隧道重力小于浮力，隧道會在水動力作用下發生位移或晃動；墩柱式其實是支承在水下墩柱上的隧道橋，施工難度大且造價昂貴。由于隧道漂浮于水中，隧道安裝施工受風、浪、流及船行波等影響，三種型式的隧道水下定位、水下或水上對接施工難度都很大，且水下營運期舒適度及安全風險均難以預估。

對于海底隧道，無論是沉管隧道、掘進隧道，還是懸浮隧道，如果隧道太長，則通風、逃生都是必須要解決的關鍵性問題，一般需要設置通風井等結構。由于隧道設在水深較大的水下，用于通風、逃生的結構在海床面以上都有很長的自由長度，在水流、波浪等作用下很難做到自身穩定，且施工難度極大，因此構筑人工島是目前最佳的選擇。另外，人工島還可以作為隧道在海中延伸或隧橋轉換的過渡岸基。由于水深較大，人工島構造受到風浪流等惡劣海況影響，施工難度也很大。

發明內容

本發明的目的在于填補現有技術的空白而提供一種用于懸浮隧道接力延伸的人工島結構，它具有自身穩定、施工難度和工程量相對較小的特點，既可用于懸浮隧道的接力延伸、隧橋轉換、隧道通風，也可用作懸浮隧道的拉索的海中錨碇結構。

本發明的目的是這樣實現的：一種用于懸浮隧道接力延伸的人工島結構，包括下部的島基和上部的直立式島體；其中，

所述島基的平面為圓形、橢圓形或順水流的菱形，該島基由多層回填砂構筑而成，每層回填砂采用在超大型混凝土浮箱下潛形成的圍堰中構筑，且每層圍堰的外圍尺寸按1：1～1：1.5的坡度向上逐漸減小，使島基的外形呈金字塔形；

所述島體的平面呈圓形、橢圓形或順水流的菱形；該島體由島壁和島內體構成；所述島壁由鋼筒式格體和其內部的密實填料共同構成，鋼筒式格體由鋼質大圓筒主格與直腹式鋼板樁副格相互連接而成，鋼質大圓筒主格內和直腹式鋼板樁副格內的密實填料為回填砂；鋼質大圓筒主格和直腹式鋼板樁副格內距頂部1m范圍內采用碎石墊層與塊石墊層護面；