[發明專利]一種適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施工法及結構

在審

• 申請號: 202110310738.8
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112878375A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 王建倉;李毅;陳娟娟;葉雅圖;劉遠釵;王秉昌;張俊;劉晗晗;王毅;夏悟民;童軍;何文欽;燕偉;董玉國;劉玲;陳曉磁
• 申請（專利權）人: 華能霞浦核電有限公司;中交第四航務工程勘察設計院有限公司;中交(廣州)鐵道設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D29/077
• 分類號: E02D29/077;E02D5/66;E02D3/00;E02D3/12;E21D9/06
• 代理公司: 廣州市智遠創達專利代理有限公司 44619
• 代理人: 李麗麗

1.一種適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施工法，其特征在于：按以下步驟進行，

第一步，搭建海上施工平臺，在施工平臺內打設護筒進入穩定地層內，并使護筒頂端露出于海水面之上；

第二步，在護筒保護下鉆孔置換立管頂升區的硬質地層；

第三步，將護筒上段與護筒下段分離，使護筒下段的頂端淹沒在海水面以下，并在護筒下段的頂端安裝臨時封蓋；

第四步，采用盾構法隧道修建海底主隧洞，主隧洞連通至護筒下段的下方；

第五步，在主隧洞內通過已經置換的地層逐段垂直頂升立管至海域，并使立管頂端淹沒在海水面以下；

第六步，將護筒下段與上部鋼結構擴散構筑物連接，將立管蓋在內部；

第七步，主隧洞充水，打開立管頂部的頂升封蓋，使主隧洞與海域連通實現取/排水功能。

2.根據權利要求1所述的適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施工法，其特征在于：護筒采用鋼材質制成，其包括有相互獨立的護筒上段和護筒下段，兩者之間通過連接法蘭連接固定，連接法蘭的位于原泥面上方0.8-1.2m；在第三步中，在水下打開連接法蘭，然后吊出護筒上段；護筒內徑比后期鉆孔直徑大0.4-0.6m，以預留鉆孔作業空間；護筒打設深度為嵌入穩定的硬質地層中，并且護筒下段的底端距離主隧洞的頂部不少1米。

3.根據權利要求2所述的適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施工法，其特征在于：在第二步置換硬質地層時，置換直徑較立管外徑大0.8-1.2m，以預留盾構主隧洞及頂升施工時的誤差；置換深度為進入主隧洞拱頂掘進范圍內0.8-1.2m，以實現完全與主隧洞咬合；置換時填充標貫擊數小于10的無毒無害材料形成置換層，置換材料包括細砂、軟土。

4.根據權利要求3所述的適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施工法，其特征在于：在第二步置換硬質地層時在護筒內靠近護筒下段內壁的位置預埋若干沖水管，以在后期立管頂升過程中遇阻力過大時進行沖水減阻；置換層外壁緊貼護筒下段的內壁，沖水管沿圓周在置換層內等間距埋設6-10根；沖水管采用PVC管，管徑為40-60mm，在沖水管插入置換層的部位沿徑向以0.8-1.2m的間隔設置有梅花型沖水孔。

5.根據權利要求1所述的適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施工法，其特征在于：臨時封蓋采用鋼結構制作，其通過連接法蘭與護筒下段連接固定，以防止水下主隧洞施工期間出現擊穿及泄壓風險。

6.根據權利要求1所述的適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施工法，其特征在于：所述上部鋼結構擴散構筑物為頭部封蓋，其外徑較護筒的內徑小20mm，采用圓形鋼板制成并配合肋板密封，在側面開有進出水窗口；在頭部封蓋上根據使用環境及壽命做防腐處理。

7.根據權利要求6所述的適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施工法，其特征在于：頭部封蓋通過其上預留的限位卡初步與護筒下段連接，之后采用12根M30高強度螺栓與護筒下段鎖緊固定。

8.根據權利要求1所述的適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施工法，其特征在于：主隧洞修建完成后，在主隧洞的底面和穹頂對準護筒的位置安裝鋼管片；而在主隧洞底面的鋼管片下方通過注漿形成加固支撐部，對準加固支撐部搭設頂升反力架以支撐立管。

9.一種適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施結構，包括有主隧洞和立管，其特征在于：主隧洞修建在海底的硬質地層中，在主隧洞上方打設有護筒，護筒上端淹沒在海水面以下，護筒下端與主隧洞之間具有一段間隔；護筒內部為通過鉆孔填入標貫擊數小于10的無毒無害材料形成的置換層，通過從主隧洞內往上垂直頂升立管，使立管的上端從置換層穿出伸入在海水中；在護筒的上端固定有具有通孔的頭部封蓋，由頭部封蓋將立管蓋在護筒內部。

10.根據權利要求9所述的適用于硬質地層的水下隧道內垂直頂升實施結構，其特征在于：頭部封蓋采用圓形鋼板制成并配合肋板密封，在其側面開有通孔作為進出水窗口；在頭部封蓋上設置有防腐結構；頭部封蓋通過其上預留的限位卡初步與護筒連接，并采用若干根高強度螺栓與護筒鎖緊固定。