本發(fā)明屬于沉管隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種沉管沉放的控制系統(tǒng)及沉管沉放方法。

背景技術(shù)：

目前，在沉管隧道施工中，沉管沉放的施工工藝通常采用安裝纜和沉放駁吊纜相配合的方式，即通過(guò)沉放駁上設(shè)置的吊纜進(jìn)行沉管的沉放，同時(shí)在沉管的四角設(shè)置安裝纜，安裝纜的另一端通過(guò)拋錨的方式固定在沉管基槽外，在沉管沉放過(guò)程中，以拋錨固定點(diǎn)為著力點(diǎn)，通過(guò)安裝纜拉動(dòng)沉管進(jìn)行定位。然而，這種施工工藝由于無(wú)法控制沉管在沉放過(guò)程中的擺動(dòng)，易導(dǎo)致沉管的沉放位置偏離預(yù)定位置。因此，在沉管沉放過(guò)程中，如何控制沉管的搖擺、保持沉管穩(wěn)定是當(dāng)前急需解決的一項(xiàng)技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述的沉管在沉放過(guò)程中易搖擺的技術(shù)問(wèn)題，提出一種沉管沉放的控制系統(tǒng)及沉管沉放方法，能夠控制沉管在沉放過(guò)程中的擺動(dòng)，使沉管保持穩(wěn)定，保證沉管沉放至預(yù)定位置。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

本發(fā)明的一方面提供了一種沉管沉放的控制系統(tǒng)，包括沉放駁和位于所述沉放駁下方的沉管，所述沉放駁的底部設(shè)置有多根用于控制沉管上下移動(dòng)的吊纜，多根所述吊纜均布于所述沉放駁的底部；所述沉管與多根所述吊纜相連接；所述沉放駁的底部與沉管之間設(shè)置有至少兩個(gè)用于控制沉管左右擺動(dòng)的第一控制單元，所述第一控制單元沿左右方向設(shè)置，多個(gè)所述第一控制單元均布于所述沉放駁與沉管之間；所述沉放駁的底部與沉管之間設(shè)置有用于控制沉管前后擺動(dòng)的第二控制單元，所述第二控制單元沿前后方向設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述沉放駁為一艘，所述沉放駁與沉管同向設(shè)置；所述第一控制單元包括相互交錯(cuò)并對(duì)稱設(shè)置的第一調(diào)節(jié)纜和第二調(diào)節(jié)纜，以及設(shè)置于所述沉放駁底部、用于調(diào)節(jié)所述第一調(diào)節(jié)纜和第二調(diào)節(jié)纜的第一纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述第一調(diào)節(jié)纜的一端連接于所述沉管頂面右側(cè)的邊沿上，另一端連接于所述沉放駁底部的左側(cè)；所述第二調(diào)節(jié)纜的一端連接于所述沉管頂面左側(cè)的邊沿上，另一端連接于所述沉放駁底部的右側(cè)；所述第二控制單元包括相互交錯(cuò)并對(duì)稱設(shè)置的第三調(diào)節(jié)纜和第四調(diào)節(jié)纜，以及設(shè)置于所述沉放駁底部、用于調(diào)節(jié)所述第三調(diào)節(jié)纜和第四調(diào)節(jié)纜的第二纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述第三調(diào)節(jié)纜的一端連接于所述沉管的前端，另一端連接于所述沉放駁的后端；所述第四調(diào)節(jié)纜的一端連接于所述沉管的后端，另一端連接于所述沉放駁的前端。

作為優(yōu)選，所述沉放駁包括沿所述沉管中心線呈鏡像設(shè)置的第一沉放駁和第二沉放駁，所述第一沉放駁靠近所述沉管的前端，所述第二沉放駁靠近所述沉管的后端，所述第一沉放駁和第二沉放駁沿垂直于所述沉管的方向設(shè)置；所述沉管與第一沉放駁之間以及所述沉管與第二沉放駁之間均設(shè)置有所述第一控制單元，所述第一控制單元包括相互交錯(cuò)并對(duì)稱設(shè)置的第一調(diào)節(jié)纜和第二調(diào)節(jié)纜，以及設(shè)置于所述第一沉放駁或第二沉放駁的底部、用于調(diào)節(jié)所述第一調(diào)節(jié)纜和第二調(diào)節(jié)纜的第一纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述第一調(diào)節(jié)纜的一端連接于所述沉管頂面右側(cè)的邊沿上，另一端連接于所述第一沉放駁或第二沉放駁的后端，所述第二調(diào)節(jié)纜的一端連接于所述沉管頂面左側(cè)的邊沿上，另一端連接于所述第一沉放駁或第二沉放駁的前端；所述第二控制單元包括相互交錯(cuò)并對(duì)稱設(shè)置的第三調(diào)節(jié)纜和第四調(diào)節(jié)纜，以及分別設(shè)置于所述第一沉放駁和第二沉放駁的底部、用于調(diào)節(jié)所述第三調(diào)節(jié)纜和第四調(diào)節(jié)纜的第二纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述第三調(diào)節(jié)纜的一端連接于所述沉管的前端，另一端連接于所述第二沉放駁底部的中心；所述第四調(diào)節(jié)纜的一端連接于所述沉管的后端，另一端連接于所述第一沉放駁底部的中心。

作為優(yōu)選，所述第一調(diào)節(jié)纜、第二調(diào)節(jié)纜、第三調(diào)節(jié)纜和第四調(diào)節(jié)纜分別通過(guò)兩根連接繩連接于所述沉管上，所述沉管的邊沿與兩根所述連接繩圍成三角形。

作為優(yōu)選，所述沉管內(nèi)設(shè)置有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉管姿態(tài)的姿態(tài)儀。

本發(fā)明的另一方面還提供了一種利用上述任一項(xiàng)技術(shù)方案所述的沉管沉放的控制系統(tǒng)的沉管沉放方法，包括以下步驟：

通過(guò)纜繩將所述沉放駁固定，向所述沉管內(nèi)加壓載水，當(dāng)所述沉管的重力大于浮力時(shí)，通過(guò)釋放所述吊纜向下沉放所述沉管；在所述沉管的沉放過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述沉管的姿態(tài)，當(dāng)所述沉管左右擺動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)所述第一控制單元使所述沉管恢復(fù)平衡，當(dāng)所述沉管前后擺動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)所述第二控制單元使所述沉管恢復(fù)平衡；所述沉管恢復(fù)平衡后，繼續(xù)沉放，直到所述沉管穩(wěn)定著床。

作為優(yōu)選，調(diào)節(jié)所述第一控制單元使所述沉管恢復(fù)平衡的具體步驟為：通過(guò)所述第一纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)拉緊或松放所述第一調(diào)節(jié)纜或第二調(diào)節(jié)纜，使所述沉管恢復(fù)平衡；調(diào)節(jié)所述第二控制單元使所述沉管恢復(fù)平衡的具體步驟為：通過(guò)所述第二纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)拉緊或松放所述第三調(diào)節(jié)纜或第四調(diào)節(jié)纜，使所述沉管恢復(fù)平衡。

作為優(yōu)選，通過(guò)設(shè)置于所述沉管內(nèi)的姿態(tài)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述沉管的姿態(tài)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：

1、本發(fā)明通過(guò)設(shè)置的第一控制單元和第二控制單位控制沉管的左右擺動(dòng)和前后擺動(dòng)，通過(guò)設(shè)置的吊纜控制沉管的上下移動(dòng)，使沉管在沉放過(guò)程中始終保持穩(wěn)定，保證沉管沉放至預(yù)定位置；

2、采用本發(fā)明提供的沉管沉放的控制系統(tǒng)及沉管沉放方法進(jìn)行沉管沉放施工，無(wú)需拋錨，操作簡(jiǎn)單，有助于沉管的精確沉放。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所提供的沉放駁為一艘時(shí)的沉管沉放的控制系統(tǒng)的主視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的沉放駁為一艘時(shí)的沉管沉放的控制系統(tǒng)的左視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的沉放駁為一艘時(shí)的沉管沉放的控制系統(tǒng)的俯視圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所提供的沉放駁為兩艘時(shí)的沉管沉放的控制系統(tǒng)的主視圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例所提供的沉放駁為兩艘時(shí)的沉管沉放的控制系統(tǒng)的后視圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例所提供的沉放駁為兩艘時(shí)的沉管沉放的控制系統(tǒng)的左視圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例所提供的沉放駁為兩艘時(shí)的沉管沉放的控制系統(tǒng)的俯視圖；

以上各圖中：1、沉放駁；101、第一沉放駁；102、第二沉放駁；2、沉管；3、吊纜；4、第一調(diào)節(jié)纜；5、第二調(diào)節(jié)纜；6、第一纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；7、姿態(tài)儀；8、第三調(diào)節(jié)纜；9、第四調(diào)節(jié)纜；10、第二纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；11、連接繩。

具體實(shí)施方式

下面，通過(guò)示例性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒(méi)有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖1和附圖4所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

如圖1或圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例的一方面提供了一種沉管沉放的控制系統(tǒng)，包括沉放駁1和位于沉放駁1下方的沉管2，沉放駁1的底部設(shè)置有多根用于控制沉管2上下移動(dòng)的吊纜3，本實(shí)施例中示例性為4根，如圖3或圖7所示，4根吊纜3均布于沉放駁1的底部，使沉放駁1和吊纜3受力更均勻；沉管2與4根吊纜3相連接；沉放駁1的底部與沉管2之間設(shè)置有至少兩個(gè)用于控制沉管2左右擺動(dòng)的第一控制單元，本實(shí)施例中示例性為2個(gè)，所述第一控制單元沿左右方向設(shè)置，2個(gè)所述第一控制單元均布于沉放駁1與沉管2之間；沉放駁1的底部與沉管2之間設(shè)置有用于控制沉管2前后擺動(dòng)的第二控制單元，所述第二控制單元沿前后方向設(shè)置。在本實(shí)施例中，需要說(shuō)明的是，設(shè)置至少兩個(gè)所述第一控制單元是考慮到沉管2的長(zhǎng)度較長(zhǎng)，設(shè)置至少兩個(gè)所述第一控制單元更有利于快速控制沉管2的左右擺動(dòng)，同時(shí)可避免沉管2在沉放過(guò)程中的旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例通過(guò)所述第一控制單元和第二控制單位控制沉管2的左右擺動(dòng)和前后擺動(dòng)，通過(guò)設(shè)置的吊纜3控制沉管2的上下移動(dòng)，使沉管2在沉放過(guò)程中始終保持穩(wěn)定，保證沉管2沉放至預(yù)定位置。

下面將以兩個(gè)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明中的所述第一控制單元和第二控制單元。

圖1、圖2及圖3顯示出本發(fā)明的第一種實(shí)施例，在本實(shí)施例中，沉放駁1為一艘，沉放駁1與沉管2同向設(shè)置；如圖1所示，所述第一控制單元包括相互交錯(cuò)并對(duì)稱設(shè)置的第一調(diào)節(jié)纜4和第二調(diào)節(jié)纜5，以及設(shè)置于沉放駁1底部、用于調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)纜4和第二調(diào)節(jié)纜5的第一纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6；第一調(diào)節(jié)纜4的一端連接于沉管2頂面右側(cè)的邊沿上，另一端連接于沉放駁1底部的左側(cè)；第二調(diào)節(jié)纜5的一端連接于沉管2頂面左側(cè)的邊沿上，另一端連接于沉放駁1底部的右側(cè)。如圖2所示，所述第二控制單元包括相互交錯(cuò)并對(duì)稱設(shè)置的第三調(diào)節(jié)纜8和第四調(diào)節(jié)纜9，以及設(shè)置于沉放駁1底部、用于調(diào)節(jié)第三調(diào)節(jié)纜8和第四調(diào)節(jié)纜9的第二纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10；第三調(diào)節(jié)纜8的一端連接于沉管2的前端，另一端連接于沉放駁1的后端；第四調(diào)節(jié)纜9的一端連接于沉管2的后端，另一端連接于沉放駁1的前端。在本實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置的第一纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6拉緊或松放對(duì)稱設(shè)置的第一調(diào)節(jié)纜4或第二調(diào)節(jié)纜5，實(shí)現(xiàn)對(duì)沉管2左右擺動(dòng)的控制，通過(guò)設(shè)置的第二纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10拉緊或松放對(duì)稱設(shè)置的第三調(diào)節(jié)纜8或第四調(diào)節(jié)纜9，實(shí)現(xiàn)對(duì)沉管2前后擺動(dòng)的控制。同時(shí)，第一調(diào)節(jié)纜4與第二調(diào)節(jié)纜5設(shè)置為相互交錯(cuò)，第三調(diào)節(jié)纜8與第四調(diào)節(jié)纜9設(shè)置為相互交錯(cuò)，使沉管2更穩(wěn)定，便于控制沉管2的擺動(dòng)，同時(shí)可避免沉管2在沉放過(guò)程中的旋轉(zhuǎn)。

當(dāng)沉管的長(zhǎng)度遠(yuǎn)長(zhǎng)于沉放駁的長(zhǎng)度時(shí)，為了使沉管更穩(wěn)定，便于控制沉管的擺動(dòng)，可采用兩艘沉放駁進(jìn)行沉管的沉放，參見(jiàn)圖4、圖5、圖6及圖7，顯示出本發(fā)明的第二種實(shí)施例。如圖7所示，在本實(shí)施例中，沉放駁1包括沿沉管2中心線呈鏡像設(shè)置的第一沉放駁101和第二沉放駁102，第一沉放駁101靠近沉管2的前端，第二沉放駁102靠近沉管2的后端，第一沉放駁101和第二沉放駁102沿垂直于沉管2的方向設(shè)置；沉管2與第一沉放駁101之間以及沉管2與第二沉放駁102之間均設(shè)置有所述第一控制單元。如圖4或圖5所示，所述第一控制單元包括相互交錯(cuò)并對(duì)稱設(shè)置的第一調(diào)節(jié)纜4和第二調(diào)節(jié)纜5，以及設(shè)置于所述第一沉放駁101或第二沉放駁102的底部、用于調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)纜4和第二調(diào)節(jié)纜5的第一纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6；第一調(diào)節(jié)纜4的一端連接于沉管2頂面右側(cè)的邊沿上，另一端連接于第一沉放駁101或第二沉放駁102的后端，第二調(diào)節(jié)纜5的一端連接于沉管2頂面左側(cè)的邊沿上，另一端連接于第一沉放駁101或第二沉放駁102的前端。如圖6所示，所述第二控制單元包括相互交錯(cuò)并對(duì)稱設(shè)置的第三調(diào)節(jié)纜8和第四調(diào)節(jié)纜9，以及分別設(shè)置于第一沉放駁101和第二沉放駁102的底部、用于調(diào)節(jié)第三調(diào)節(jié)纜8和第四調(diào)節(jié)纜9的第二纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10；第三調(diào)節(jié)纜8的一端連接于沉管2的前端，另一端連接于第二沉放駁102底部的中心；第四調(diào)節(jié)纜9的一端連接于沉管2的后端，另一端連接于第一沉放駁101底部的中心。

另外，如圖3或圖7所示，第一調(diào)節(jié)纜4、第二調(diào)節(jié)纜5、第三調(diào)節(jié)纜8和第四調(diào)節(jié)纜9分別通過(guò)兩根連接繩11連接于沉管2上，沉管2的邊沿與兩根連接繩11圍成三角形。在本實(shí)施例中，由于三角形具有良好的穩(wěn)定性，這種連接方式使第一調(diào)節(jié)纜4、第二調(diào)節(jié)纜5、第三調(diào)節(jié)纜8和第四調(diào)節(jié)纜9與沉管2的連接更穩(wěn)固，保證了沉管沉放施工的安全性。

另外，進(jìn)一步參見(jiàn)圖1或圖4，為了便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉管2的姿態(tài)，沉管2內(nèi)設(shè)置有用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉管姿態(tài)的姿態(tài)儀7。

本發(fā)明實(shí)施例的另一方面還提供了一種利用上述任一實(shí)施例所述的沉管沉放的控制系統(tǒng)的沉管沉放方法，包括以下步驟：

通過(guò)纜繩將沉放駁1固定，向沉管2內(nèi)加壓載水，當(dāng)沉管2的重力大于浮力時(shí)，通過(guò)釋放吊纜3向下沉放沉管2；在沉管2的沉放過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉管2的姿態(tài)，當(dāng)沉管2左右擺動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)所述第一控制單元使沉管2恢復(fù)平衡，當(dāng)沉管2前后擺動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)所述第二控制單元使沉管2恢復(fù)平衡；沉管2恢復(fù)平衡后，繼續(xù)沉放，直到沉管2穩(wěn)定著床。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，調(diào)節(jié)所述第一控制單元使沉管2恢復(fù)平衡的具體步驟為：通過(guò)第一纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6拉緊或松放第一調(diào)節(jié)纜4或第二調(diào)節(jié)纜5，使沉管2恢復(fù)平衡；調(diào)節(jié)所述第二控制單元使沉管2恢復(fù)平衡的具體步驟為：通過(guò)第二纜繩調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)10拉緊或松放第三調(diào)節(jié)纜8或第四調(diào)節(jié)纜9，使沉管2恢復(fù)平衡。

在一優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置于沉管2內(nèi)的姿態(tài)儀7實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉管2的姿態(tài)。