[發明專利]一種海底掘進隧道的人工島式中間井結構

有效

• 申請號: 202010311953.5
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111502725B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 孫旭;徐立新;劉衛星;林雙自;孫洪春;謝錦波;鄒星;任敏
• 申請（專利權）人: 中交第三航務工程局有限公司
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00;E02B3/18;E02D19/04;E02B3/06;E02D27/40;E02D3/10
• 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

本發明公開了一種海底掘進隧道的人工島式中間井結構，設在沿海底掘進隧道的軸線方向間隔設置的中間井人工島上；每座中間井人工島的平面呈帶缺口的橢圓形，并分為島內部分與島外部分；島內部分的斷面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，島基的外形呈金字塔形；島體由島壁和島內體構成；島壁由鋼筒式格體和其內部的密實填料共同構成；島內體為填筑在島壁內的回填砂；島外部分位于中間井人工島的逆流端并布置材料碼頭、防波堤與港池；中間井設在島內部分并為井筒式鋼筋混凝土結構且設在深基坑圍護結構內。本發明能避免中間井直接承受深遠海風、浪、流的沖擊。

技術領域

本發明涉及一種海底掘進隧道的人工島式中間井結構。

背景技術

海底隧道是修建于海、洋下的供汽車和火車運輸行駛的通道，它為鐵路、公路、地下鐵道以及各種市政公用或專用管線提供穿越水域的通道。海底隧道一般分海底表層和海底地層之下兩種類型，建筑方法也不相同。位于海底表層的隧道一般為沉管隧道，位于海底地層之下的隧道一般為海底掘進隧道。顧名思義，海底掘進隧道是一種在海底地層中逐步開挖建造的隧道。根據開挖掘進方式的不同，一般有礦山法隧道和盾構法隧道。

海底掘進隧道可以穿越不同的水域，如河流、峽灣、海峽、湖泊等，對那些由于考慮深水或兩岸距離太大而認為不可跨越的地方提供了可能和可以接受的固定跨越結構形式。海底掘進隧道修建在海床下一定深度，相比于水面敞開式通道和輪渡運輸，惡劣的風浪、霧、雨、雪等天氣不會對海底掘進隧道的全天候運營帶來影響。海底掘進隧道的修建過程和投入使用對環境和自然景觀的影響相對很小。但由于掘進隧道相對很深，施工時承受很大的海水壓力和海床下土壓力，施工難度與安全風險很大，因而掘進隧道的單位造價相對較高。

一般長度大于3km的公路隧道、大于10km的鐵路隧道即稱為特長隧道，由于海洋的寬廣，海底掘進隧道長度通常遠大于10km，因此屬于特長隧道。建設特長海底掘進隧道面臨的最大問題是通風與救援。迄今為止唯一的解決方法是設置中間井，以滿足超遠距離密閉空間的通風與交通舒適度要求。對于深遠海海底掘進隧道而言，中間井佇立海床之上，海床下嵌固點以上孤懸的井壁長度很長，在海上風、浪、流的水平作用力下，中間井的穩定性受到很大影響，同時，因水流受阻產生的急振渦流與其造成的海床沖刷等也會對中間井的穩定性產生很大影響，因而如何保證深遠海中間井的結構穩定是必須考慮的首要問題。

同時，由于海底隧道很深，中間井的底部比隧道底部還要深，中間井必須在超深基坑圍護結構內進行干施工。在深遠海惡劣的風浪條件下，地連墻、咬合灌注樁等常用的基坑圍護結構無法直接在深水中施工，必須首先設置水中圍堰，在深遠海的施工條件下，按照當前的施工裝備能力，圍堰的形成也是很大的施工難題。因此，海底掘進隧道的中間井施工難度極大，安全風險也很大。

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海底掘進隧道的人工島式中間井結構，它能避免中間井直接承受深遠海風、浪、流的沖擊，并避免了中間井直接因為急振渦流產生海床沖刷使其水平穩定性減弱的風險。

本發明的目的是這樣實現的：一種海底掘進隧道的人工島式中間井結構，設在沿海底掘進隧道的軸線方向間隔設置的中間井人工島上；每座中間井人工島的平面呈帶缺口的橢圓形，并分為島內部分與島外部分；其中，

所述島內部分設置海底掘進隧道的中間井；

所述島內部分的斷面結構包括下部的島基和上部的直立式島體；

所述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；