本發(fā)明涉及沉管隧道技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種沉管隧道最終接頭，沉管隧道最終接頭的預(yù)制方法，以及沉管隧道最終接頭的安裝方法。

背景技術(shù)：

沉管法隧道施工，就是把在半潛駁或者干塢內(nèi)預(yù)制好的隧道沉箱分別浮運(yùn)到預(yù)定位置沉放對接，為使最后一節(jié)管段的沉放順利必須留有長于該管段的距離空間，該余下距離空間所沉放對接的管段即視為最終接頭。該沉管隧道最終接頭是沉管隧道建設(shè)的關(guān)鍵，特別是外海超長沉管隧道建設(shè)，施工現(xiàn)場作業(yè)條件困難，面臨著復(fù)雜的波浪和海流等海洋環(huán)境條件和氣象條件。

目前，世界上建成的大型海底沉管隧道主要分布在美國、歐洲和日本，國內(nèi)雖已建成幾條沉管隧道，但還沒有建成的大型海底沉管隧道，規(guī)劃或在建的有國內(nèi)深海或跨海的沉管隧道，對不同的地理環(huán)境、水文氣象條件、施工技術(shù)及工期要求對沉管隧道最終接頭的建設(shè)方案是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

世界上外海大型沉管隧道通用最終接頭方案主要有：傳統(tǒng)的圍堰法和止水板法，現(xiàn)代的端部塊法、v形塊法和key管節(jié)法。其中，圍堰法及端塊體法適用于最終接頭處于岸邊暗埋段處；v形塊法對測量精度及對接偏差的要求高；key管節(jié)法一般管節(jié)長100米，如果管節(jié)太長，安裝控制難以達(dá)到工法精度要求；止水板法主要依靠潛水完成水下工作，一般江河沉管工期3-4個(gè)月。對于外海大型沉管隧道，外海氣候和波流條件使得潛水作業(yè)受到限制，同時(shí)外?，F(xiàn)場作業(yè)時(shí)間的不確定和回淤環(huán)境相互影響，使得工程工期、質(zhì)量和工程風(fēng)險(xiǎn)都難以控制。

因此，針對以上問題，本發(fā)明急需一種新型的沉管隧道最終接頭方案，能夠?qū)崿F(xiàn)在施工現(xiàn)場遠(yuǎn)離陸地，外海作業(yè)條件困難，工期要求比較高的工程中，使得最終接頭的安裝施工相對更為快速和安全，從而縮短工程工期、降低質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的現(xiàn)有沉管隧道最終接頭的施工方法，控制較為麻煩，精度不高、工程工期較長的上述不足，提供一種沉管隧道最終接頭，該沉管隧道最終接頭的預(yù)制方法，以及還提供了一種沉管隧道最終接頭的安裝方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

一種沉管隧道最終接頭，包括與已安裝相鄰管節(jié)連接的兩個(gè)端面，兩個(gè)所述端面均為傾斜面，使所述最終接頭沿安裝方向的縱剖面形成為倒梯形結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所述一種沉管隧道最終接頭，采用了將該最終接頭的兩個(gè)端面設(shè)置成傾斜面，使整個(gè)最終接頭形成倒梯形結(jié)構(gòu)，能夠在最終管頭沉管安裝的時(shí)候，便于控制位置及姿態(tài)，降低與待連接的已安裝相鄰管節(jié)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，方便進(jìn)入安裝工位；該最終接頭形成的傾斜面能夠與已安裝相鄰管節(jié)相匹配連接，以實(shí)現(xiàn)最終的安裝施工，該沉管隧道最終接頭結(jié)構(gòu)簡單、安裝控制方便、精度較高，在安裝過程中還能減少大量外海潛水作業(yè)，降低了安裝質(zhì)量缺陷風(fēng)險(xiǎn)。

需要說明的是，最終接頭形成倒梯形結(jié)構(gòu)，是指最終接頭沿已安裝相鄰管節(jié)縱向的方向的剖面，形成上底長度大于下底長度的倒梯形結(jié)構(gòu)，那么最終接頭的兩個(gè)連接面則是傾斜朝向的，與該最終接頭的兩個(gè)連接面相配合的已安裝相鄰管節(jié)連接的兩個(gè)端面則是傾斜朝上的，便于最終接頭和已安裝相鄰管節(jié)的對接。

優(yōu)選地，該最終接頭包括相互連接的管節(jié)一和管節(jié)二，所述管節(jié)一和管節(jié)二分別與已安裝相鄰管節(jié)連接的連接面均為傾斜面，使所述管節(jié)一和管節(jié)二共同形成沿安裝方向的縱剖面為倒梯形結(jié)構(gòu)。

最終接頭還可以采用了管節(jié)一和管節(jié)二形成倒梯形結(jié)構(gòu)，能夠在最終管頭沉管安裝的時(shí)候，便于控制位置及姿態(tài)，降低與待連接的已安裝相鄰管節(jié)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，方便進(jìn)入安裝工位；該管節(jié)一和管節(jié)二形成的傾斜面與已安裝相鄰管節(jié)相匹配，再完成連接安裝施工；采用兩個(gè)管節(jié)進(jìn)行連接形成的最終接頭不僅方便加工，而且還在后續(xù)的兩個(gè)管節(jié)拼裝之后形成的管節(jié)之間空間，便于后續(xù)進(jìn)行封裝們的安裝施工。

優(yōu)選地，所述管節(jié)一和管節(jié)二之間通過止水結(jié)構(gòu)件和若干個(gè)剪力鍵連接，所述止水結(jié)構(gòu)件設(shè)于管節(jié)一和管節(jié)二的結(jié)合面四周，提高管節(jié)一和管節(jié)二的連接強(qiáng)度。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述剪力鍵包括設(shè)于所述管節(jié)一或管節(jié)二的結(jié)合面中部的中墻豎向鋼剪力鍵和結(jié)合面兩側(cè)的側(cè)墻豎向鋼剪力鍵，以及連接所述管節(jié)一和管節(jié)二內(nèi)壁之間的水平剪力鍵。

該剪力鍵設(shè)置在管節(jié)一和管節(jié)二之間，其中管節(jié)一和管節(jié)二的結(jié)合面上設(shè)有中墻豎向鋼剪力鍵和側(cè)墻豎向鋼剪力鍵，中墻豎向鋼剪力鍵位于管節(jié)一和管節(jié)二的結(jié)合面的中部隔離墻體位置，側(cè)墻豎向鋼剪力鍵位于管節(jié)一和管節(jié)二的結(jié)合面的兩側(cè)的側(cè)墻隔離墻體位置，所有中部豎向鋼剪力鍵和側(cè)墻豎向鋼剪力鍵均為一部分結(jié)構(gòu)位于管節(jié)一結(jié)合面對應(yīng)的凹槽位置內(nèi)，另一部分結(jié)構(gòu)位于管節(jié)二結(jié)合面對應(yīng)的凹槽位置內(nèi)，中部豎向鋼剪力鍵和側(cè)墻豎向鋼剪力鍵的數(shù)量不止包括一個(gè)；而水平剪力鍵的一部分結(jié)構(gòu)連接在管節(jié)一的通道內(nèi)壁，另一部分結(jié)構(gòu)連接在管節(jié)二的通道內(nèi)壁，管節(jié)一和管節(jié)二內(nèi)部相互對應(yīng)有幾個(gè)通道則設(shè)置幾個(gè)水平剪力鍵。該中部豎向鋼剪力鍵和側(cè)墻豎向鋼剪力鍵的作用在于防止管節(jié)一和管節(jié)二在結(jié)合面發(fā)生相互滑移和上下位移，水平剪力鍵的作用在于防止管節(jié)一和管節(jié)二在縱向發(fā)生相互分離。

優(yōu)選地，所述管節(jié)一和管節(jié)二的結(jié)構(gòu)相同，且縱剖面均為直角梯形結(jié)構(gòu)，便于加工預(yù)制，使管節(jié)一和管節(jié)二相互對接形成的最終接頭的剖面為等腰梯形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述管節(jié)一或/和管節(jié)二上傾斜端面相對豎直方向的傾角為5-15°，相應(yīng)于與之配合的已安裝相鄰管節(jié)連接的連接面相對豎直方向的傾角也為5-15°。

優(yōu)選地，所述最終接頭與已安裝相鄰管節(jié)連接的兩個(gè)端面上均設(shè)有止水系統(tǒng)。

優(yōu)選地，所述管節(jié)一和管節(jié)二的連接面上均設(shè)有用于與已安裝相鄰管節(jié)連接的止水系統(tǒng)，所述止水系統(tǒng)包括設(shè)于所述管節(jié)一或/和管節(jié)二連接面上的推送裝置，所述推送裝置外設(shè)有一圈止水該，該止水帶優(yōu)選用gina止水帶，止水效果更好。

該推送裝置用于在所述管節(jié)一和管節(jié)二與對應(yīng)的已安裝相鄰管節(jié)連接時(shí)，使gina止水帶接觸已安裝相鄰管節(jié)表面被充分壓縮后實(shí)現(xiàn)結(jié)合腔與外界的止水，便于之后的結(jié)合腔排水，形成干燥的施工環(huán)境。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述推送裝置包括設(shè)于所述管節(jié)一和管節(jié)二連接面上的千斤頂，所述千斤頂?shù)幕钊麠U上連接頂推小梁，所述頂推小梁通過小梁滑塊分別連接在所述管節(jié)一和管節(jié)二連接面上。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述管節(jié)一和管節(jié)二的外周設(shè)有若干個(gè)空腔，每個(gè)空腔內(nèi)設(shè)置有所述千斤頂和頂推小梁。

進(jìn)一步優(yōu)選地，每個(gè)所述頂推小梁的端部平行與所述管節(jié)一和管節(jié)二連接面，所述gina止水帶垂直設(shè)置在頂推小梁端面上。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述頂推小梁分別與所述管節(jié)一和管節(jié)二還設(shè)有m形止水帶。該m形止水帶材質(zhì)為丁苯橡膠，能滿足大于特定水壓力情況下適應(yīng)一定的變形能力。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述m形止水帶通過壓件系統(tǒng)固定連接在頂推小梁上，所述壓件系統(tǒng)包括連接m形止水帶兩個(gè)端部的壓板、壓條、螺釘和彈簧墊圈。

優(yōu)選地，所述管節(jié)一和管節(jié)二沿縱向設(shè)有貫穿二者的至少兩個(gè)備用管道，所述備用管道設(shè)有預(yù)應(yīng)力筋，用于將管節(jié)一和管節(jié)二之間的結(jié)合面貼合的更緊，使二者受預(yù)應(yīng)力筋相互壓縮而固定得更加牢固。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述管節(jié)一和管節(jié)二的頂部和底部分別設(shè)有兩個(gè)貫穿二者的備用管道，每個(gè)備用管道內(nèi)設(shè)有預(yù)應(yīng)力筋，其端部設(shè)有錨頭。

優(yōu)選地，所述管節(jié)一和管節(jié)二均為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔設(shè)有端封門，以阻擋在沉管時(shí)，水進(jìn)入管節(jié)一和管節(jié)二，影響后續(xù)的連接施工。

優(yōu)選地，所述管節(jié)一或/和管節(jié)二的包括金屬殼體本體，所述殼體本體內(nèi)設(shè)有若干橫隔板和縱隔板，所有所述橫隔板和縱隔板將所述管節(jié)一或/和管節(jié)二的殼體本體分隔為封閉的若干個(gè)隔艙；每個(gè)所述隔艙內(nèi)填充有混凝土，以及預(yù)留有混凝土澆筑孔和排氣孔。

管節(jié)一或/和管節(jié)二采用其本體鋼制材質(zhì)的殼體本體，以及設(shè)于其中的橫隔板和縱隔板，將鋼制殼體本體內(nèi)部分成若干個(gè)獨(dú)立腔體的隔艙，再對每個(gè)隔艙澆筑混凝土后對每個(gè)腔體的隔艙進(jìn)行密封，形成殼體本體混凝土組合結(jié)構(gòu)，能夠滿足管節(jié)一或/和管節(jié)二與已安裝相鄰管節(jié)的剛性連接強(qiáng)度。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述管節(jié)一或/和管節(jié)二的連接面設(shè)有若干個(gè)l型鋼加勁肋。

在管節(jié)一或/和管節(jié)二的連接面上設(shè)置若干個(gè)l型鋼加勁肋，并按一定間隔設(shè)置剪力傳遞l型鋼加勁肋，縱向一定間隔也設(shè)置橫向加勁板，能夠防止鋼板與混凝土的界面發(fā)生滑移，以保證殼體本體與填充混凝土共同變形。

本發(fā)明還提供了一種沉管隧道最終接頭的預(yù)制方法，包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)最終接頭所需要預(yù)制的形狀，成型最終接頭殼體本體；

步驟二、在所述最終接頭殼體本體內(nèi)安裝若干橫隔板和縱隔板，形成若干個(gè)隔艙，在每個(gè)所述隔艙均設(shè)置澆筑孔和排氣孔；

步驟三、在所述最終接頭殼體本體內(nèi)穿過預(yù)應(yīng)力筋，并進(jìn)行張拉；

步驟四、澆筑，分別通過所述最終接頭殼體本體上的澆筑孔進(jìn)行澆筑混凝土，完成沉管隧道最終接頭的預(yù)制。

本發(fā)明所述沉管隧道最終接頭的預(yù)制方法，通過預(yù)制最終接頭殼體本體，再設(shè)置若干橫隔板、縱隔板形成若干個(gè)隔艙，再將最終接頭進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉壓縮，最后澆筑混凝土、安裝止水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了沉管隧道最終結(jié)構(gòu)的預(yù)制，該沉管隧道最終接頭預(yù)制工序簡單，可以在地面工廠進(jìn)行預(yù)制再運(yùn)輸至現(xiàn)場，降低了氣候條件對施工的影響，同時(shí)也降低了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，提高了沉管隧道最終結(jié)構(gòu)的預(yù)制效率。

進(jìn)一步優(yōu)選地，當(dāng)最終接頭包括管節(jié)一和管節(jié)二時(shí)，其預(yù)制方法包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)管節(jié)一和管節(jié)二的形狀，分別成型管節(jié)一殼體本體和管節(jié)二殼體本體；

步驟二、分別在管節(jié)一殼體本體和管節(jié)二殼體本體內(nèi)安裝若干橫隔板和縱隔板形成若干個(gè)隔艙，在每個(gè)所述隔艙均設(shè)置澆筑孔和排氣孔；

步驟三、將所述管節(jié)一殼體本體和管節(jié)二殼體本體相互連接，并通過預(yù)應(yīng)力筋張拉壓縮；

步驟四、澆筑，分別通過所述管節(jié)一殼體本體和管節(jié)二殼體本體上的澆筑孔進(jìn)行澆筑混凝土，形成管節(jié)一和管節(jié)二；

步驟五、在所述管節(jié)一殼體本體和管節(jié)二分別與已安裝相鄰管節(jié)連接的連接面上，安裝止水系統(tǒng)，完成沉管隧道最終接頭的預(yù)制。

該沉管隧道最終接頭的預(yù)制方法，通過預(yù)制管節(jié)一殼體本體和管節(jié)二殼體本體，再設(shè)置若干橫隔板、縱隔板形成若干個(gè)隔艙，再將二者相互連接、預(yù)應(yīng)力筋張拉壓縮，最后澆筑混凝土、安裝止水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了沉管隧道最終結(jié)構(gòu)的預(yù)制，該沉管隧道最終接頭預(yù)制工序簡單，可以在地面工廠進(jìn)行預(yù)制再運(yùn)輸至現(xiàn)場，降低了氣候條件對施工的影響，同時(shí)也降低了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，提高了沉管隧道最終結(jié)構(gòu)的預(yù)制效率。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟三中將所述管節(jié)一殼體本體和管節(jié)二殼體本體相互連接的方法，是通過設(shè)置在所述管節(jié)一或管節(jié)二的結(jié)合面上的水平剪力鍵、中墻豎向鋼剪力鍵和側(cè)墻豎向鋼剪力鍵進(jìn)行連接的。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟三中預(yù)應(yīng)力筋張拉后的48個(gè)小時(shí)內(nèi)在預(yù)應(yīng)力筋管道內(nèi)采用真空壓漿，同時(shí)兩端進(jìn)行錨固。

另外，本發(fā)明還提供了一種沉管隧道最終接頭的安裝方法，包括以下步驟：

步驟一、預(yù)制最終接頭，采用如上所述的沉管隧道最終接頭的預(yù)制方法，成型沉管隧道最終接頭；

步驟二、在與所述最終接頭待連接的兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)端部設(shè)置傾斜的被安裝面，兩個(gè)所述被安裝面分別與所述最終接頭的連接面相適配，并在相對兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)的所述最終接頭兩端分別安裝端封門；

步驟三、將沉管隧道最終接頭拖運(yùn)至帶安裝工位上方，沉放，調(diào)整其姿態(tài)對準(zhǔn)兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)之間的安裝工位；

步驟四、分別啟動(dòng)所述最終接頭上的止水系統(tǒng)，兩個(gè)所述止水系統(tǒng)分別與兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)的被安裝面接觸，分別形成兩個(gè)結(jié)合腔；

步驟五、將每個(gè)結(jié)合腔內(nèi)進(jìn)行排水，形成干施工作環(huán)境；

步驟六、將所述最終接頭的兩的連接面分別與對應(yīng)的已安裝相鄰管節(jié)進(jìn)行臨時(shí)鎖定，拆除端封門，并將所述最終接頭兩端分別與對應(yīng)的已安裝相鄰管節(jié)進(jìn)行焊接；

步驟七、解除所述最終接頭內(nèi)的預(yù)應(yīng)力，并對預(yù)應(yīng)力筋管道進(jìn)行注漿，最終完成沉管隧道最終接頭的安裝。

該沉管隧道最終接頭的安裝方法，通過在在工廠內(nèi)預(yù)制完成最終接頭的本體結(jié)構(gòu)，其中止水系統(tǒng)也在工廠內(nèi)安裝，然后再整體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，大型浮吊安裝，通過止水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速止水，形成干施工環(huán)境，能降低氣候潮流條件對工程影響，同時(shí)降低工程工期和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)一步的，當(dāng)最終接頭包括管節(jié)一和管節(jié)二時(shí)，其沉管隧道最終接頭的安裝方法，包括以下步驟：

步驟一、預(yù)制管節(jié)一和管節(jié)二，采用如上述的沉管隧道最終接頭的預(yù)制方法，成型沉管隧道最終接頭；

步驟二、在與所述管節(jié)一和管節(jié)二待連接的兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)上設(shè)置傾斜的被安裝面，兩個(gè)所述被安裝面分別與所述管節(jié)一和管節(jié)二的連接面形狀適配，并在所述管節(jié)一、管節(jié)二和兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)內(nèi)分別安裝端封門；

步驟三、將沉管隧道最終接頭拖運(yùn)至帶安裝工位上方，沉放，調(diào)整其姿態(tài)對準(zhǔn)兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)之間的安裝工位；

步驟四、分別啟動(dòng)所述管節(jié)一和管節(jié)二上的止水系統(tǒng)，兩個(gè)所述止水系統(tǒng)分別與兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)的被安裝面接觸，分別形成兩個(gè)結(jié)合腔；

步驟五、將每個(gè)結(jié)合腔內(nèi)進(jìn)行排水，形成干施工作環(huán)境；

步驟六、將所述管節(jié)一和管節(jié)二分別與對應(yīng)的已安裝相鄰管節(jié)進(jìn)行臨時(shí)鎖定，拆除端封門，并在連接面進(jìn)行將管節(jié)一和管節(jié)二分別與對應(yīng)的已安裝相鄰管節(jié)進(jìn)行焊接；

步驟七、解除所述管節(jié)一和管節(jié)二內(nèi)的預(yù)應(yīng)力，并對預(yù)應(yīng)力筋管道進(jìn)行注漿，最終完成沉管隧道最終接頭的安裝。

該沉管隧道最終接頭的安裝方法，通過在在工廠內(nèi)預(yù)制完成管節(jié)一和管節(jié)二再形成最終接頭的本體結(jié)構(gòu)，其中止水系統(tǒng)也在工廠內(nèi)安裝，然后再整體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，大型浮吊安裝，通過止水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速止水，形成干施工環(huán)境，能降低氣候潮流條件對工程影響，同時(shí)降低工程工期和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟二中的兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)內(nèi)均設(shè)置端封門，在完成步驟五之后，將端封門拆除。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟三中沉管隧道最終接頭在沉放之前，在安裝工位底部基礎(chǔ)先鋪碎石基床，當(dāng)完成步驟六的沉管隧道最終接頭安裝后，通過預(yù)設(shè)注漿管在沉管隧道最終接頭周圍的注漿區(qū)進(jìn)行注漿。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明所述一種沉管隧道最終接頭，采用了將該最終接頭的兩個(gè)端面設(shè)置成傾斜面，使整個(gè)最終接頭形成倒梯形結(jié)構(gòu)，能夠在最終管頭沉管安裝的時(shí)候，便于控制位置及姿態(tài)，降低與待連接的已安裝相鄰管節(jié)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，方便進(jìn)入安裝工位；該最終接頭形成的傾斜面能夠與已安裝相鄰管節(jié)相匹配連接，以實(shí)現(xiàn)最終的安裝施工，該沉管隧道最終接頭結(jié)構(gòu)簡單、安裝控制方便、精度較高，在安裝過程中還能減少大量外海潛水作業(yè)，降低了安裝質(zhì)量缺陷風(fēng)險(xiǎn)；

2、本發(fā)明所述一種沉管隧道最終接頭，最終接頭還可以采用了管節(jié)一和管節(jié)二形成倒梯形結(jié)構(gòu)，能夠在最終管頭沉管安裝的時(shí)候，便于控制位置及姿態(tài)，降低與待連接的已安裝相鄰管節(jié)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，方便進(jìn)入安裝工位；該管節(jié)一和管節(jié)二形成的傾斜面與已安裝相鄰管節(jié)相匹配，再完成連接安裝施工；采用兩個(gè)管節(jié)進(jìn)行連接形成的最終接頭不僅方便加工，而且還在后續(xù)的兩個(gè)管節(jié)拼裝之后形成的管節(jié)之間空間，便于后續(xù)進(jìn)行封裝們的安裝施工；

3、本發(fā)明所述一種沉管隧道最終接頭，其中推送裝置用于在所述管節(jié)一和管節(jié)二與對應(yīng)的已安裝相鄰管節(jié)連接時(shí)，使gina止水帶接觸已安裝相鄰管節(jié)表面被充分壓縮后實(shí)現(xiàn)結(jié)合腔與外界的止水，便于之后的結(jié)合腔排水，形成干燥的施工環(huán)境；

4、本發(fā)明所述一種沉管隧道最終接頭，管節(jié)一或/和管節(jié)二采用其本體殼體本體，以及設(shè)于其中的橫隔板和縱隔板，將殼體本體分成若干個(gè)封閉的隔艙，再澆筑混凝土能夠形成殼體本體混凝土組合結(jié)構(gòu)，能夠滿足管節(jié)一或/和管節(jié)二與已安裝相鄰管節(jié)的剛性連接強(qiáng)度；同時(shí)在管節(jié)一或/和管節(jié)二的連接面上設(shè)置若干個(gè)l型鋼加勁肋，并按一定間隔設(shè)置剪力傳遞l型鋼加勁肋，縱向一定間隔也設(shè)置橫向加勁板，能夠防止鋼板與混凝土的界面發(fā)生滑移，以保證殼體本體與填充混凝土共同變形；

5、本發(fā)明所述沉管隧道最終接頭的預(yù)制方法，通過預(yù)制最終接頭殼體本體，再設(shè)置若干橫隔板、縱隔板形成若干個(gè)隔艙，再將最終接頭進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋張拉壓縮，最后澆筑混凝土、安裝止水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了沉管隧道最終結(jié)構(gòu)的預(yù)制，該沉管隧道最終接頭預(yù)制工序簡單，可以在地面工廠進(jìn)行預(yù)制再運(yùn)輸至現(xiàn)場，降低了氣候條件對施工的影響，同時(shí)也降低了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，提高了沉管隧道最終結(jié)構(gòu)的預(yù)制效率；

6、本發(fā)明所述沉管隧道最終接頭的安裝方法，通過在在工廠內(nèi)預(yù)制完成最終接頭的本體結(jié)構(gòu)，其中止水系統(tǒng)也在工廠內(nèi)安裝，然后再整體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，大型浮吊安裝，通過止水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速止水，形成干施工環(huán)境，能降低氣候潮流條件對工程影響，同時(shí)降低工程工期和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明所述一種沉管隧道最終接頭的立面示意圖；

圖2是沉管隧道最終接頭本體結(jié)構(gòu)的橫斷面圖；

圖3是沉管隧道最終接頭的剪力鍵位置示意圖；

圖4是沉管隧道最終接頭的預(yù)應(yīng)力布置圖；

圖5是大樣圖1中a處放大視圖；

圖6是沉管隧道最終接頭的安裝示意圖。

圖中標(biāo)記：

1、最終接頭；101、管節(jié)一；102、管節(jié)二；2、已安裝相鄰管節(jié)；3、止水結(jié)構(gòu)件；4、剪力鍵；5、止水系統(tǒng)；6、端封門；7、碎石基床；8、后注漿區(qū)；9、殼體本體混凝土組合結(jié)構(gòu)；10；縱隔板；11、l型鋼加勁肋；12、吊點(diǎn)；13、側(cè)墻豎向鋼剪力鍵；14、中墻豎向鋼剪力鍵；15、水平剪力鍵；16、無縫鋼管；17、錨頭；18、千斤頂；19、頂推小梁；20、小梁滑塊；21、止水帶；22、m形止水帶；23、測量塔；24、導(dǎo)向調(diào)節(jié)系統(tǒng)；25、導(dǎo)向架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合試驗(yàn)例及具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

如圖1-4所示，一種沉管隧道最終接頭1，包括相互連接的管節(jié)一101和管節(jié)二102，所述管節(jié)一101和管節(jié)二102分別與已安裝相鄰管節(jié)2連接的連接面均為傾斜面，使所述管節(jié)一101和管節(jié)二102共同形成沿安裝方向的縱剖面為倒梯形結(jié)構(gòu)，所述管節(jié)一101和管節(jié)二102的連接面上均設(shè)有用于與已安裝相鄰管節(jié)2連接的止水系統(tǒng)5。

如圖2所示，管節(jié)一101和管節(jié)二102的本體為殼體本體，殼體本體內(nèi)設(shè)有若干橫隔板和縱隔板10，所有所述橫隔板和縱隔板10將所述管節(jié)一101和管節(jié)二102的殼體本體本體分隔為封閉的若干個(gè)隔艙；每個(gè)所述隔艙內(nèi)填充有混凝土，以及預(yù)留有混凝土澆筑孔和排氣孔。管節(jié)一101和管節(jié)二102采用其本體殼體本體，以及設(shè)于其中的橫隔板和縱隔板10，將殼體本體分成若干個(gè)封閉的隔艙，再澆筑混凝土能夠形成殼體本體混凝土組合結(jié)構(gòu)9，能夠滿足管節(jié)一101和管節(jié)二102與已安裝相鄰管節(jié)2的剛性連接強(qiáng)度。

另外，在管節(jié)一101和管節(jié)二102的連接面設(shè)有若干個(gè)l型鋼加勁肋11，并按一定間隔設(shè)置剪力傳遞l型鋼加勁肋11，縱向一定間隔也設(shè)置橫向加勁板，同時(shí)，最終接頭1橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)考慮施工過程中的吊點(diǎn)12布置，能夠防止鋼板與混凝土的界面發(fā)生滑移，以保證殼體本體與填充混凝土共同變形。

管節(jié)一101和管節(jié)二102均為中空結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔設(shè)有端封門6，以阻擋在沉管時(shí)，水進(jìn)入管節(jié)一101和管節(jié)二102，影響后續(xù)的連接施工。

如圖3所示，上述管節(jié)一101和管節(jié)二102之間通過止水帶和若干個(gè)剪力鍵4連接，該止水結(jié)構(gòu)件3設(shè)于管節(jié)一101和管節(jié)二102的結(jié)合面四周，提高管節(jié)一101和管節(jié)二102的連接強(qiáng)度，該止水結(jié)構(gòu)件3選用常用的橡膠止水帶。

進(jìn)一步，該剪力鍵設(shè)置在管節(jié)一101和管節(jié)二102之間，其中管節(jié)一101和管節(jié)二102的結(jié)合面上設(shè)有中墻豎向鋼剪力鍵14和側(cè)墻豎向鋼剪力鍵13，中墻豎向鋼剪力鍵14位于管節(jié)一101和管節(jié)二102的結(jié)合面的中部隔離墻體位置，側(cè)墻豎向鋼剪力鍵13位于管節(jié)一101和管節(jié)二102的結(jié)合面的兩側(cè)的側(cè)墻隔離墻體位置，所有中部豎向鋼剪力鍵14和側(cè)墻豎向鋼剪力鍵13均為一部分結(jié)構(gòu)位于管節(jié)一101結(jié)合面對應(yīng)的凹槽位置內(nèi)，另一部分結(jié)構(gòu)位于管節(jié)二102結(jié)合面對應(yīng)的凹槽位置內(nèi)，中部豎向鋼剪力鍵14和側(cè)墻豎向鋼剪力鍵13的數(shù)量不止包括一個(gè)；而水平剪力鍵15的一部分結(jié)構(gòu)連接在管節(jié)一101的通道內(nèi)壁，另一部分結(jié)構(gòu)連接在管節(jié)二102的通道內(nèi)壁，管節(jié)一101和管節(jié)二102內(nèi)部相互對應(yīng)有幾個(gè)通道則設(shè)置幾個(gè)水平剪力鍵15。該中部豎向鋼剪力鍵14和側(cè)墻豎向鋼剪力鍵13的作用在于防止管節(jié)一101和管節(jié)二102在結(jié)合面發(fā)生相互滑移和上下位移，水平剪力鍵15的作用在于防止管節(jié)一101和管節(jié)二102在縱向發(fā)生相互分離。

為了便于預(yù)制加工，管節(jié)一101和管節(jié)二102均為相互對稱的直角梯形結(jié)構(gòu)；進(jìn)一步，采用管節(jié)一101和管節(jié)二102上分別與已安裝相鄰管節(jié)2連接的連接面相對于沉管隧道安裝面法向的夾角為5-15°，即如圖1中所述的沉管隧道安裝面即為安裝水平面。

如圖4所示，在管節(jié)一101和管節(jié)二102沿縱向設(shè)有貫穿二者的至少兩個(gè)備用管道，備用管道設(shè)有預(yù)應(yīng)力筋，用于將管節(jié)一101和管節(jié)二102之間的結(jié)合面貼合的更緊，使二者受預(yù)應(yīng)力筋相互壓縮而固定得更加牢固。在管節(jié)一101和管節(jié)二102的頂部和底部分別設(shè)有兩個(gè)貫穿二者的備用管道，每個(gè)備用管道內(nèi)設(shè)有預(yù)應(yīng)力筋，其端部設(shè)有錨頭17。

如圖5所示，上述的止水系統(tǒng)5包括設(shè)于管節(jié)一101和管節(jié)二102連接面上的推送裝置，該推送裝置外設(shè)有一圈gina止水帶21。具體的，推送裝置包括設(shè)于所述管節(jié)一101和管節(jié)二102連接面上的千斤頂18，千斤頂18的活塞桿上連接頂推小梁19，頂推小梁19通過小梁滑塊20分別連接在管節(jié)一101和管節(jié)二102連接面上。該推送裝置用于在所述管節(jié)一101和管節(jié)二102與對應(yīng)的已安裝相鄰管節(jié)2連接時(shí)，使gina止水帶21接觸已安裝相鄰管節(jié)2表面被充分壓縮后實(shí)現(xiàn)結(jié)合腔與外界的止水，便于之后的結(jié)合腔排水，形成干燥的施工環(huán)境。

實(shí)質(zhì)其管節(jié)一101和管節(jié)二102的外周設(shè)有若干個(gè)空腔，每個(gè)空腔內(nèi)設(shè)置有千斤頂18和頂推小梁19。千斤頂18的布置間距和數(shù)量、千斤頂18的行程、安裝長度和頂推力大小需通過受力計(jì)算確定。進(jìn)一步，每個(gè)頂推小梁19的端部平行與管節(jié)一101和管節(jié)二102連接面，gina止水帶21垂直設(shè)置在頂推小梁19端面上。該小梁前端gina止水帶2121的材質(zhì)為天然橡膠，通過壓件系統(tǒng)固定在小梁的端部斜面上，止水帶和壓件系統(tǒng)均垂直于小梁端部斜面。止水帶沿小梁端部斜面布置一圈，在拐角處均按固定半徑的圓弧過渡，圓心與小梁端部斜面共面；壓板、壓條應(yīng)采用防腐涂層，止水帶度尖部加入芳綸纖維加強(qiáng)物以提高強(qiáng)度。壓件系統(tǒng)包括壓板、壓條、內(nèi)六角圓柱頭螺釘和彈簧墊圈。壓板、壓條應(yīng)采用防腐涂層，止水結(jié)構(gòu)件3度尖部加入芳綸纖維加強(qiáng)物以提高強(qiáng)度。

另外，該頂推小梁19分別與管節(jié)一101和管節(jié)二102還設(shè)有m形止水帶22，用于封閉空腔間隙通海路徑，該m形止水帶22材質(zhì)為丁苯橡膠，能滿足大于特定水壓力情況下適應(yīng)一定的變形能力。該m形止水帶22通過壓件系統(tǒng)固定連接在頂推小梁19上，壓件系統(tǒng)包括連接m形止水帶22兩個(gè)端部的壓板、壓條、螺釘和彈簧墊圈。

本發(fā)明所述一種沉管隧道最終接頭1，采用了管節(jié)一101和管節(jié)二102形成倒梯形結(jié)構(gòu)，能夠在最終管頭沉管安裝的時(shí)候，便于控制位置及姿態(tài)，降低與待連接的已安裝相鄰管節(jié)2的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，方便進(jìn)入安裝工位；該管節(jié)一101和管節(jié)二102形成的傾斜面與已安裝相鄰管節(jié)2相匹配，再通過止水系統(tǒng)5完成二者的連接安裝施工，其中止水系統(tǒng)55的目的是實(shí)現(xiàn)最終接頭1與已安裝相鄰管節(jié)2間的密閉干環(huán)境，并在該環(huán)境下焊接剛接頭。

該沉管隧道最終接頭1結(jié)構(gòu)簡單、安裝控制方便、精度較高，在安裝過程中還能減少大量外海潛水作業(yè)，降低了安裝質(zhì)量缺陷風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)施例2

本發(fā)明還提供了一種沉管隧道最終接頭1的預(yù)制方法，包括以下步驟：

步驟一、根據(jù)管節(jié)一101和管節(jié)二102的形狀，分別成型管節(jié)一101殼體本體和管節(jié)二102殼體本體；

步驟二、分別在管節(jié)一101殼體本體和管節(jié)二102殼體本體內(nèi)安裝若干橫隔板和縱隔板10形成若干個(gè)隔艙，在每個(gè)所述隔艙均設(shè)置澆筑孔和排氣孔；

步驟三、將所述管節(jié)一101殼體本體和管節(jié)二102殼體本體相互連接，并通過預(yù)應(yīng)力筋張拉壓縮，其中最終接頭1的頂、底板各布置多束鋼絞線，頂板和底板分別預(yù)留兩個(gè)備用管道，預(yù)應(yīng)力筋管道采用結(jié)構(gòu)用無縫鋼管16；

步驟四、澆筑，分別通過所述管節(jié)一101殼體本體和管節(jié)二102殼體本體上的澆筑孔進(jìn)行澆筑混凝土，形成管節(jié)一101和管節(jié)二102；該最終接頭1在工場內(nèi)采用高流動(dòng)混凝土泵送工藝進(jìn)行澆筑，澆筑過程中混凝土自流平，免振搗；采用分倉澆筑方法，最大程度減少混凝土收縮及內(nèi)化熱對結(jié)構(gòu)的影響；每個(gè)隔艙均應(yīng)設(shè)置合適直徑及數(shù)量的澆筑孔、排氣孔，確保整體澆筑密實(shí)度；

步驟五、在所述管節(jié)一101殼體本體和管節(jié)二102分別與已安裝相鄰管節(jié)2連接的連接面上，安裝止水系統(tǒng)5，完成沉管隧道最終接頭1的預(yù)制。

進(jìn)一步，上述步驟三中將管節(jié)一101殼體本體和管節(jié)二102殼體本體相互連接的方法，是通過設(shè)置在管節(jié)一101或管節(jié)二102的結(jié)合面上的水平剪力鍵、中墻豎向鋼剪力鍵和側(cè)墻豎向鋼剪力鍵進(jìn)行連接的。

同時(shí)，步驟三中預(yù)應(yīng)力筋張拉后的48個(gè)小時(shí)內(nèi)在預(yù)應(yīng)力筋管道內(nèi)采用真空壓漿，同時(shí)兩端進(jìn)行錨固。

本發(fā)明所述沉管隧道最終接頭1的預(yù)制方法，通過預(yù)制管節(jié)一101殼體本體和管節(jié)二102殼體本體，再設(shè)置若干橫隔板、縱隔板10形成若干個(gè)隔艙，再將二者相互連接、預(yù)應(yīng)力筋張拉壓縮，最后澆筑混凝土、安裝止水系統(tǒng)5，實(shí)現(xiàn)了沉管隧道最終結(jié)構(gòu)的預(yù)制，該沉管隧道最終接頭1預(yù)制工序簡單，可以在地面工廠進(jìn)行預(yù)制再運(yùn)輸至現(xiàn)場，降低了氣候條件對施工的影響，同時(shí)也降低了質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，提高了沉管隧道最終結(jié)構(gòu)的預(yù)制效率。

實(shí)施例3

本發(fā)明還提供了一種沉管隧道最終接頭1的安裝方法，包括以下步驟：

步驟一、預(yù)制管節(jié)一101和管節(jié)二102，采用如實(shí)施例2中的沉管隧道最終接頭1的預(yù)制方法，成型沉管隧道最終接頭1；

步驟二、在與所述管節(jié)一101和管節(jié)二102待連接的兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)2上設(shè)置傾斜的被安裝面，兩個(gè)所述被安裝面分別與所述管節(jié)一101和管節(jié)二102的連接面形狀適配，并在所述管節(jié)一101、管節(jié)二102和兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)2內(nèi)分別安裝端封門6；該最終接頭1舾裝工作主要包括管內(nèi)舾裝件和管頂舾裝件，管頂舾裝件主要包括導(dǎo)向系統(tǒng)24、絞纜系統(tǒng)、測量塔23、長人孔等，管內(nèi)舾裝件包括注漿、檢測及安裝輔助設(shè)備，也在預(yù)制廠內(nèi)用塔吊配合完成；

步驟三、將沉管隧道最終接頭1拖運(yùn)至帶安裝工位上方，沉放，調(diào)整其姿態(tài)對準(zhǔn)兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)2之間的安裝工位；

步驟四、分別啟動(dòng)所述管節(jié)一101和管節(jié)二102上的止水系統(tǒng)5，兩個(gè)所述止水系統(tǒng)5分別與兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)2的被安裝面接觸，分別形成兩個(gè)結(jié)合腔；

步驟五、將每個(gè)結(jié)合腔內(nèi)進(jìn)行排水，形成干施工作環(huán)境；

步驟六、將所述管節(jié)一101和管節(jié)二102分別與對應(yīng)的已安裝相鄰管節(jié)2進(jìn)行臨時(shí)鎖定，拆除端封門6，并在連接面進(jìn)行將管節(jié)一101和管節(jié)二102分別與對應(yīng)的已安裝相鄰管節(jié)2進(jìn)行焊接；

步驟七、解除所述管節(jié)一101和管節(jié)二102內(nèi)的預(yù)應(yīng)力，并對預(yù)應(yīng)力筋管道進(jìn)行注漿，最終完成沉管隧道最終接頭1的安裝。

進(jìn)一步地，上述步驟二中的兩個(gè)已安裝相鄰管節(jié)2內(nèi)均設(shè)置端封門6，在完成步驟五之后，將端封門6拆除。另外，在管節(jié)一101和管節(jié)二102的管頂布置有測量塔23、長人孔、導(dǎo)向調(diào)節(jié)系統(tǒng)24和吊裝設(shè)施等，管內(nèi)布置有注漿設(shè)施等相關(guān)設(shè)備，結(jié)合部位設(shè)置臨時(shí)止水系統(tǒng)5，已安裝相鄰管節(jié)2頂部也相應(yīng)的布置導(dǎo)向架25。

進(jìn)一步，上述步驟三中沉管隧道最終接頭1在沉放之前，在安裝工位底部基礎(chǔ)先鋪碎石基床7，當(dāng)完成步驟六的沉管隧道最終接頭1安裝后，通過預(yù)設(shè)注漿管在沉管隧道最終接頭1周圍的注漿區(qū)進(jìn)行注漿。其中施工過程中在已安裝相鄰管節(jié)2和最終接頭1內(nèi)均布置端封門6；已安裝相鄰管節(jié)2和最終接頭1的底部基礎(chǔ)采用先鋪碎石基床7，先鋪碎石基床7采用壟溝相間的構(gòu)造，最終接頭1完成沉放并與已安裝相鄰管節(jié)2剛性連接后，管內(nèi)壓艙施工前通過底板的預(yù)設(shè)注漿管在后注漿區(qū)8實(shí)施后注漿，加強(qiáng)該區(qū)域基礎(chǔ)支撐。

該沉管隧道最終接頭1的安裝方法，通過在在工廠內(nèi)預(yù)制完成最終接頭1的本體結(jié)構(gòu)，其中止水系統(tǒng)5也在工廠內(nèi)安裝，然后再整體運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，大型浮吊安裝，通過止水系統(tǒng)5實(shí)現(xiàn)快速止水，形成干施工環(huán)境，能降低氣候潮流條件對工程影響，同時(shí)降低工程工期和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。