[發明專利]無干塢水下淺埋明挖大型通道快速建造方法

有效

• 申請號: 202110445900.7
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN112982476B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 賀維國;范國剛;周華貴;費曼利;曹威
• 申請（專利權）人: 中鐵第六勘察設計院集團有限公司;中鐵隧道勘測設計院有限公司
• 主分類號: E02D29/00
• 分類號: E02D29/00;E02D29/07;E02D23/12;E02D25/00
• 代理公司: 天津睿勤專利代理事務所(普通合伙) 12225
• 代理人: 孟福成

本發明涉及一種無干塢水下淺埋明挖大型通道快速建造方法，該方法所用基本結構單元具有如下特點：每節基本結構單元長度在20?25m，一端設置封門，另一端為敞口結構，封門的下端設置排水泄壓閥；基本結構單元的端部環繞設置橡膠止水帶，內部固定有可調節進、排水容量的起浮兼壓重艙室；所述基本結構單元的底部設置至少四個軸線定位腳座。本發明所述的通道基本結構單元可直接在平地上預制，無需修建大型臨時干塢，減少了臨時工程投入，節省了水下通道的造價和工期；基本結構單元可通過滑道由陸域滑入水域，通過調節起浮兼壓重艙室內的空氣體積，在水中保持懸浮狀態，并由浮吊船牽引并沉放，提高了施工效率，降低了水上施工難度。

技術領域

本發明涉及水下工程領域，具體涉及一種無干塢水下淺埋明挖大型通道基本結構單元及其快速建造方法。

背景技術

我國絕大部分人口過百萬的城市都依江河湖海而建，江河湖海在給城市帶來發展同時，也將城市兩岸分割，一定程度上阻礙了兩岸城市整體交通路網的形成。隧道具有全天候、不影響航運等突出優點，修建水下隧道是城市兩岸突破江河湖海阻隔，連通城市路網，發展區域經濟的重要手段。

常規的水下通道建造方法有礦山法、盾構法和沉管法。其中，不同工法修建的隧道，埋深要求不同，埋深越深，同樣縱坡下，與兩岸接線越長，占地面積越大，接線要求越高，且對城市地塊分割越明顯。另一方面，受水作用影響，江河湖海下方一般地質條件較差，軟土較厚，而礦山法需要埋置巖石地層中，并對上部巖石覆蓋層厚度有要求；盾構法可以埋置在軟土中，但要求不小于1倍洞徑；沉管法埋深最淺，滿足隧道抗浮要求即可。綜上，三種工法中，水下隧道占地面積大小依次為礦山法大于盾構法，盾構法大于沉管法。

為節約土地，沉管法是較理想的水下通道工法，但是，總結目前我國大陸已建和在建的20座沉管法的施工方法與工程經驗，發現如下以下問題與不足：

（1）管節制作時需要前提在沉放水域附近修建大面積的臨時干塢作為管段預制場地。但是，一般情況下，由于城市兩岸建筑密集，土地資源寶貴，在沉放水域附近尋找大面積臨時場地作為干塢難度較大，且沉管隧道竣工后需要對臨時干塢進行回填，導致整體工程量較大、施工周期長，臨時工程造價高；

（2）基本結構單元長度一般達100m-120m，重量達40000-50000噸，導致管節由干塢轉運至水域較為困難，必須通過在干塢內注水使管段起浮后，再由4-6艘拖輪托運，才能完成管節沉放前的轉運；

（3）管節部為密封腔體，通過自身浮力起浮，管節浮運過程中頂板有10cm左右始終高出水面，在水流沖擊力、波浪力、拖輪牽引力等不同方向和角度的力綜合作用下容易出現橫蕩和縱蕩，導致管節傾覆，引發事故；此外，管節沉放時，還必需配備專門的沉放船進行沉放，導致施工難度大、周期長、造價高；

（4）管節在水下壓接時，通過接頭處1個支點和尾部2個支點控制標高，支點少，長管節在水流力作用下，容易出現扭轉現象，導致軸線偏差和豎向標高難以精準控制。

發明內容

為了應對上述缺陷和不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種無需建設大型臨時干塢用來制作基本結構單元、無需在干塢內注水浮運基本結構單元以及無需配備專門沉放船實現基本結構單元浮運和沉放的水下淺埋明挖大型通道快速建造方法以及與該方法配套使用的通道基本結構單元。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種無干塢水下淺埋明挖大型通道基本結構單元，所述基本結構單元由頂板、底板以及兩邊側墻一體澆筑而成，所述基本結構單元一端設置封門，另一端為敞口結構，所述封門的下端設置排水泄壓閥，所述封門側基本結構單元的端部環繞設置橡膠止水帶；所述基本結構單元的內部固定有起浮兼壓重艙室；所述基本結構單元的底部設置至少四個軸線定位腳座 。

上述方案中，所述基本結構單元縱向長度為22-25m，重量小于等于6000噸。

上述方案中，所述軸線定位腳座的數量為4，兩兩平行設置，所述軸線定位腳座的長為0.6m、寬為0.4m、高為0.5m。