沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種海底隧道的施工時(shí)使用的系統(tǒng)和方法，尤其是沉管隧道基床防淤的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水底隧道經(jīng)常采用沉管法，整個(gè)隧道沉管由多節(jié)管節(jié)組成，一般標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長180m，寬37.95m，沉管基礎(chǔ)為帶壟溝的碎石基床，碎石基床寬度為42米，壟溝寬1.05m，碎石條帶寬1.8m，每節(jié)標(biāo)準(zhǔn)沉管的基床面積達(dá)到(42mX 180 m)7560 m2，碎石基床從開始整平到沉管安裝的暴露時(shí)間大約12天，由于一些海域的海水中平均含沙量較高，再加上基槽坡頂原泥面有2m左右的淤泥，受汛期含沙量變化、附近航道疏浚及采砂作業(yè)、大型運(yùn)輸船舶對底質(zhì)的擾動(dòng)及異常惡劣天氣等影響，會引起基槽回淤加大，甚至造成驟淤。這給沉管施工和管段本身受力帶來許多問題，如何防止和清除回淤沉積物對沉管隧道基礎(chǔ)來說是很關(guān)鍵的。
[0003]淤積對沉管隧道造成的不利影響主要有:改變碎石基床受力特性，影響基床結(jié)構(gòu)的傳力效果；基床面淤積，造成沉放管節(jié)無法著床；對沉積物的擾動(dòng)，改變海水容重，影響已沉管節(jié)的抗浮安全；如果在碎石墊層基礎(chǔ)中夾有淤泥層，則在隧道運(yùn)營后，會因淤泥的固結(jié)變形導(dǎo)致沉管工后沉降過大及不均勻沉降超標(biāo)，在管段中產(chǎn)生較大彎矩，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致管段開裂。淤泥沉積使基槽深處水的比重增加，這會降低管段沉放位置上抗浮力的安全限度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種沉管隧道基床開挖后防止基床表面回淤的防淤系統(tǒng)，以及施工方法，使得安裝沉管前實(shí)現(xiàn)淤泥和基床的完全隔離，保證了基床的完整性，保證基床上無異物的出現(xiàn)。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤系統(tǒng)，包括隔艙土工布清淤裝置和專用船舶，所述隔艙土工布清淤裝置包括隔艙、鋼絲繩、鋼管和土工布組成，所述鋼管設(shè)置在土工布兩端，兩條鋼管通過鋼絲繩連接，鋼絲繩上方設(shè)置土工布，土工布四周和中間通過鎖扣分別與鋼絲繩和鋼管連接；所述專用船舶包括兩艘鋪排船，所述鋪排船通過提拉鋼絲繩與淤泥清除裝置連接。
[0006]所述鋪排船一端設(shè)置滑板。
[0007]通過超短基線水下定位檢測系統(tǒng)定位，所述剛性框架式土工布覆蓋裝置的框架四角安裝4個(gè)應(yīng)答器。
[0008]所述鋪排船上設(shè)置卷筒。
[0009]本發(fā)明還涉及一種沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤方法，包括下列步驟，
A、隔艙土工布清淤裝置卷起安裝在鋪排船的卷筒上，其中一艘鋪排船定位后開始拉出隔艙土工布清淤裝置的排頭，另一艘鋪排船將鋼絲繩拉緊后開始移船，直到兩船移至預(yù)定位置后，開始啟動(dòng)卷筒緩緩落下沉放清淤裝置； B、基床全部整平完成之后安裝沉管之前，拉緊提拉鋼絲繩使得隔艙就位，啟動(dòng)卷筒緩緩拉起帶有淤泥的隔艙土工布清淤裝置，距離基床一定高度后開始移船至基槽外側(cè)，將隔艙土工布清淤裝置吊至泥駁上進(jìn)行淤泥清除。
[0010]在步驟A完成后，用浮標(biāo)將提拉鋼絲繩接頭固定在海面上。
[0011]采用沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤方案，可避免出現(xiàn)回淤量過大影響施工，徹底把回淤和基床隔絕開，同時(shí)確保清淤時(shí)不破壞已整平好的基床。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0013]圖1是隔艙土工布清淤裝置的平面布置示意圖。
[0014]圖2是隔艙土工布清淤裝置的剖面圖。
[0015]圖3是本發(fā)明的沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤系統(tǒng)的俯視圖。
[0016]圖4是隔艙土工布清淤裝置準(zhǔn)備下沉?xí)r的示意圖。
[0017]圖5是隔艙土工布清淤裝置下沉到基床時(shí)的示意圖。
[0018]圖6是隔艙土工布清淤裝置鋪設(shè)完成后的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1至圖3所述，本發(fā)明的沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤系統(tǒng)，包括隔艙土工布清淤裝置I和兩艘鋪排船2，鋪排船一端設(shè)置滑板9，隔艙土工布清淤裝置I尺寸為26mX42m，隔艙土工布清淤裝置I包括隔艙3、鋼絲繩4、鋼管5和土工布6組成，多個(gè)艙口朝上的隔艙土工布(每個(gè)隔艙2*2m)，隔艙土工布由2m*2m艙格組成，整幅尺寸為26mX 42m，提供存放淤泥及覆蓋基床的裝置，剛性支撐鋼管5設(shè)置在土工布6兩端，鋼管長26m，兩條鋼管5通過3道長42米的鋼絲繩4連接，鋼絲繩4上方設(shè)置土工布6，土工布6四周和中間通過鎖扣7分別與鋼絲繩4和鋼管5連接，通過拉起土工布實(shí)現(xiàn)隔艙豎立。當(dāng)拉緊鋼絲繩4時(shí)，土工布6可實(shí)現(xiàn)分艙固定淤泥，防止滑落，實(shí)現(xiàn)淤泥在隔艙土工布清淤裝I上均勻分布。土工布6選用800g厚度5.5mm的長絲土工布。
[0020]鋪排船2通過提拉鋼絲繩8與淤泥清除裝置I連接。鋪排船2 —端設(shè)置滑板9。鋪排船2上設(shè)置卷筒11。定位采用采用超短基線水下定位檢測系統(tǒng)，在四角安裝4個(gè)應(yīng)答器12，通過超短基線聲學(xué)換能器接收信號實(shí)現(xiàn)框架的精確定位。超短基線定位系統(tǒng)設(shè)備安裝簡單，檢校方便可行，精度一般可以達(dá)到20cm，能較好地滿足防淤泥裝置的沉放精度。
[0021]本發(fā)明還涉及一種沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤方法，隔艙土工布清淤裝置I卷起安裝在鋪排船2的卷筒11上，待鋪排船2在已安裝沉管14附近定位后開始拉出隔艙土工布清淤裝置I的排頭，另一艘鋪排船2將提拉鋼絲繩拉8緊后開始移船，如圖4所示，兩船的連線垂直于基床10的方向，直到兩船移至預(yù)定位置后，開始啟動(dòng)卷筒11緩緩落下沉放隔艙土工布清淤裝置1，如圖5和圖6所示，在完成鋪設(shè)后需要由浮標(biāo)13將接頭固定在海面上。施工時(shí)，整平一個(gè)船位覆蓋一個(gè)船位(保持鋪排船和整平船間隔10?30m)。
[0022]基床全部整平完成之后安裝沉管之前，拉緊提拉鋼絲繩使得隔艙就位，啟動(dòng)卷筒緩緩拉起帶有淤泥的隔艙土工布清淤裝置，距離基床一定高度后開始移船至基槽外側(cè)，將隔艙土工布清淤裝置吊至泥駁上進(jìn)行淤泥清除，然后去掉鋼管后將排布卷在專用船舶上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤系統(tǒng)，其特征在于:包括隔艙土工布清淤裝置和專用船舶，所述隔艙土工布清淤裝置包括隔艙、鋼絲繩、鋼管和土工布組成，所述鋼管設(shè)置在土工布兩端，兩條鋼管通過鋼絲繩連接，鋼絲繩上方設(shè)置土工布，土工布四周和中間通過鎖扣分別與鋼絲繩和鋼管連接；所述專用船舶包括兩艘鋪排船，所述鋪排船通過提拉鋼絲繩與淤泥清除裝置連接。2.按照權(quán)利要求1所述的沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤系統(tǒng)，其特征在于:所述鋪排船一端設(shè)置滑板。3.按照權(quán)利要求2所述的沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤系統(tǒng)，其特征在于:通過超短基線水下定位檢測系統(tǒng)定位，所述隔艙土工布清淤裝置的四角安裝4個(gè)應(yīng)答器。4.按照權(quán)利要求3所述的沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤系統(tǒng)，其特征在于:所述鋪排船上設(shè)置卷筒。5.一種沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤方法，其特征在于:包括下列步驟， A、隔艙土工布清淤裝置卷起安裝在鋪排船的卷筒上，其中一艘鋪排船定位后開始拉出隔艙土工布清淤裝置的排頭，另一艘鋪排船將鋼絲繩拉緊后開始移船，直到兩船移至預(yù)定位置后，開始啟動(dòng)卷筒緩緩落下沉放清淤裝置； B、基床全部整平完成之后安裝沉管之前，拉緊提拉鋼絲繩使得隔艙就位，啟動(dòng)卷筒緩緩拉起帶有淤泥的隔艙土工布清淤裝置，距離基床一定高度后開始移船至基槽外側(cè)，將隔艙土工布清淤裝置吊至泥駁上進(jìn)行淤泥清除。6.按照權(quán)利要求5所述的沉管隧道基床剛性框架式土工布覆蓋防淤方法，其特征在于:在步驟A完成后，用浮標(biāo)將提拉鋼絲繩接頭固定在海面上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤系統(tǒng)，包括隔艙土工布清淤裝置和專用船舶，所述隔艙土工布清淤裝置包括隔艙、鋼絲繩、鋼管和土工布組成，所述鋼管設(shè)置在土工布兩端，兩條鋼管通過鋼絲繩連接，鋼絲繩上方設(shè)置土工布，土工布四周和中間通過鎖扣分別與鋼絲繩和鋼管連接；所述專用船舶包括兩艘鋪排船，所述鋪排船通過提拉鋼絲繩與淤泥清除裝置連接。采用沉管隧道基床土工布隔艙分塊式覆蓋防淤方案，可避免出現(xiàn)回淤量過大影響施工，徹底把回淤和基床隔絕開，同時(shí)確保清淤時(shí)不破壞已整平好的基床。
【IPC分類】E02D29/073, E02F5/00, E02F1/00
【公開號】CN104912141
【申請?zhí)枴緾N201510282475
【發(fā)明人】曲俐俐, 馮海暴, 馬宗豪
【申請人】中交一航局第二工程有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月28日