本實(shí)用新型屬于水底隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種沉管隧道施工系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

水底隧道的主要施工方法為預(yù)制管段沉放法，采用此方法建筑的隧道為沉管隧道。目前，沉管隧道的施工方法為首先在沉管預(yù)制廠預(yù)進(jìn)行沉管預(yù)制并完成舾裝件安裝工藝，然后通過拖運(yùn)裝備將沉管浮運(yùn)至沉管施工基槽區(qū)域進(jìn)行沉管沉放安裝和鎖定回填。這種施工工藝采用的預(yù)制廠包括預(yù)制車間、淺塢區(qū)和深塢區(qū)，其中，淺塢區(qū)為干塢，用于沉管的拼裝，而深塢區(qū)的整個(gè)塢艙裝滿水，用于沉管的存放和舾裝。

然而，現(xiàn)有沉管隧道施工技術(shù)仍存在一些不足：(1)沉管浮運(yùn)時(shí)，需要配備多艘大功率拖輪拖拽沉管進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸途中需要對(duì)航道進(jìn)行封航，禁止其他船舶通行，嚴(yán)重影響航運(yùn)交通；(2)沉管的浮運(yùn)、沉放安裝和鎖定回填需要分別通過拖輪、專用安裝船和專用回填船進(jìn)行操作，施工工藝復(fù)雜，船舶之間的調(diào)度安排復(fù)雜，施工周期長(zhǎng)，作業(yè)效率低，施工成本高；(3)沉管的存放和舾裝都在預(yù)制廠的同一個(gè)深塢區(qū)內(nèi)進(jìn)行，深塢區(qū)的建設(shè)需要較大的空間，不適用于空間較小地區(qū)的施工。

因此，如何改進(jìn)現(xiàn)有沉管隧道施工裝備，以緩解航運(yùn)交通、提高施工效率，同時(shí)根據(jù)施工裝備改造現(xiàn)有預(yù)制廠基地，減小深塢區(qū)建設(shè)空間以適用于空間較小地區(qū)施工，這是當(dāng)前急需解決的一項(xiàng)技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)上述的現(xiàn)有沉管隧道施工效率低、航運(yùn)交通擁堵、且不適用于空間較小地區(qū)施工的技術(shù)問題，提出一種沉管隧道施工系統(tǒng)，能夠提高施工效率、緩解航運(yùn)交通，同時(shí)可適用于空間較小地區(qū)的施工。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

本實(shí)用新型提供了一種沉管隧道施工系統(tǒng)，包括可對(duì)建造沉管隧道的沉管進(jìn)行操作的一體船，所述一體船上設(shè)置有用于沉放沉管的沉放設(shè)備、用于控制沉放的控制設(shè)備，以及用于沉管鎖定回填的回填設(shè)備，所述一體船上還設(shè)置有用于提供航行動(dòng)力的推進(jìn)器；還包括一基地，所述基地包括有可存放沉管的深塢區(qū)和與所述深塢區(qū)相連通、用于停靠所述一體船的塢外作業(yè)區(qū)，所述一體船在所述塢外作業(yè)區(qū)內(nèi)與所述深塢區(qū)中存放的沉管進(jìn)行連接作業(yè)和舾裝作業(yè)，并將沉管從所述塢外作業(yè)區(qū)運(yùn)輸至預(yù)定沉放位置。

作為優(yōu)選，所述一體船為雙體船結(jié)構(gòu)，包括平行設(shè)置的第一船體和第二船體，所述第一船體和第二船體的上部通過甲板橋相連接，所述甲板橋下方、所述第一船體和第二船體之間連接有所述沉管。

作為優(yōu)選，所述沉放設(shè)備包括連接于所述甲板橋與沉管之間的吊纜，以及設(shè)置于所述甲板橋上、用于控制所述吊纜升降的升降機(jī)構(gòu)。

作為優(yōu)選，所述控制設(shè)備包括設(shè)置于所述甲板橋與沉管之間、用于控制沉管左右擺動(dòng)的第一控制單元和設(shè)置于所述甲板橋與沉管之間、用于控制沉管前后擺動(dòng)的第二控制單元。

作為優(yōu)選，所述回填設(shè)備包括位于所述第一船體和第二船體之間、并位于所述沉管左右兩側(cè)的用于回填砂土的回填導(dǎo)管，所述回填導(dǎo)管豎直連接于所述甲板橋的底部，并穿過所述甲板橋。

作為優(yōu)選，所述基地還包括用于預(yù)制沉管的預(yù)制車間和用于拼裝沉管的淺塢區(qū)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：

1、本實(shí)用新型提供的沉管隧道施工系統(tǒng)集沉管的運(yùn)輸、沉放安裝和鎖定回填于一體，無需使用其他的安裝船或回填船，施工工藝簡(jiǎn)單，能夠提高施工效率，縮短施工周期，降低施工成本；

2、本實(shí)用新型提供的沉管隧道施工系統(tǒng)通過一體船上設(shè)置的推進(jìn)器，可自航運(yùn)輸沉管，無需大量拖輪輔助，無需封航，可緩解航運(yùn)交通；

3、本實(shí)用新型提供的沉管隧道施工系統(tǒng)通過設(shè)置塢外作業(yè)區(qū)，將沉管的存放與舾裝分區(qū)域作業(yè)，減小深塢區(qū)所需的建設(shè)空間，可適用于空間較小地區(qū)的施工。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的沉管隧道施工系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一體船的主視圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一體船的左視圖；

以上各圖中：1、一體船；101、第一船體；102、第二船體；103、甲板橋；2、深塢區(qū)；3、塢外作業(yè)區(qū)；4、淺塢區(qū)；5、預(yù)制車間；6、塢門；7、外塢門；8、沉管；9、推進(jìn)器；10、回填導(dǎo)管；11、吊纜；12、升降機(jī)構(gòu)；13、第一調(diào)節(jié)纜；14、第二調(diào)節(jié)纜；15、第三調(diào)節(jié)纜；16、第四調(diào)節(jié)纜。

具體實(shí)施方式

下面，通過示例性的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(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。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，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2所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(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)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種沉管隧道施工系統(tǒng)，如圖1、圖2所示，包括可對(duì)建造沉管隧道的沉管8進(jìn)行操作的一體船1，一體船1上設(shè)置有用于沉放沉管8的沉放設(shè)備、用于控制沉放的控制設(shè)備，以及用于沉管8鎖定回填的回填設(shè)備，一體船1上還設(shè)置有用于提供航行動(dòng)力的推進(jìn)器9；還包括一基地，所述基地包括有可存放沉管8的深塢區(qū)2和與深塢區(qū)2相連通、用于?？恳惑w船1的塢外作業(yè)區(qū)3，一體船1在塢外作業(yè)區(qū)3內(nèi)與深塢區(qū)2中存放的沉管8進(jìn)行連接作業(yè)和舾裝作業(yè)，并將沉管8從塢外作業(yè)區(qū)3運(yùn)輸至預(yù)定沉放位置。使用時(shí)，將一體船1移動(dòng)至塢外作業(yè)區(qū)3內(nèi)，將存放于深塢區(qū)2中的沉管8移動(dòng)至一體船1的下方，在塢外作業(yè)區(qū)3進(jìn)行一體船1與沉管8的連接作業(yè)，并對(duì)完成舾裝作業(yè)。舾裝完成后，開啟推進(jìn)器9將沉管8運(yùn)輸至預(yù)定沉放位置，預(yù)定沉放位置可以為隧道基槽的上方。通過所述沉放設(shè)備將沉管8沉放至基槽中，在沉放過程中，通過所述控制設(shè)備實(shí)時(shí)調(diào)整沉管8的姿態(tài)。沉放完成后，通過所述回填設(shè)備對(duì)沉管8進(jìn)行鎖定回填。

在本實(shí)施例中，需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以根據(jù)施工需要，在一體船1上設(shè)置用于舾裝作業(yè)的吊機(jī)、用于輔助定位的動(dòng)力定位系統(tǒng)、用于夜間施工照明的照明系統(tǒng)、用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉放的測(cè)控系統(tǒng)、用于一體船1系泊的恒張力絞車以及用于施工驗(yàn)收的測(cè)量塔和測(cè)量設(shè)備等其他施工所需設(shè)備，在一體船1的底部還可以設(shè)置橡膠板，用于緩沖連接作業(yè)時(shí)或沉管8運(yùn)輸過程中沉管8與一體船1的底部之間的撞擊和摩擦。此外，還需要說明的是，為了便于將一體船1與沉管8進(jìn)行連接，塢外作業(yè)區(qū)3與深塢區(qū)2的連接處還可設(shè)置有塢門6，沉管8可通過塢門6從深塢區(qū)2移動(dòng)至塢外作業(yè)區(qū)3。另外，為了避免在塢外作業(yè)區(qū)3內(nèi)進(jìn)行作業(yè)時(shí)受到風(fēng)浪的影響，塢外作業(yè)區(qū)3還可設(shè)置有與塢門6相對(duì)應(yīng)的外塢門7，進(jìn)行連接作業(yè)和舾裝作業(yè)時(shí)關(guān)閉外塢門7，使塢外作業(yè)區(qū)3內(nèi)水位保持穩(wěn)定，避免了一體船1的擺動(dòng)，便于進(jìn)行連接作業(yè)和舾裝作業(yè)。

由于用于建筑水底隧道的沉管8的體積通常較大，為了減小一體船1的制造成本，如圖2所示，一體船1采用雙體船結(jié)構(gòu)，包括平行設(shè)置的第一船體101和第二船體102，第一船體101和第二船體102的上部通過甲板橋103相連接，甲板橋103下方、第一船體101和第二船體102之間連接有沉管8。這種雙體船結(jié)構(gòu)使船體的體積更小，有利于降低船體制造成本，同時(shí)便于船體轉(zhuǎn)向。

如圖2所示，所述沉放設(shè)備包括連接于甲板橋103與沉管8之間的吊纜11，以及設(shè)置于甲板橋103上、用于控制吊纜11升降的升降機(jī)構(gòu)12。這種吊纜11與升降機(jī)構(gòu)12相配合的沉放設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小，而且操作簡(jiǎn)單?？梢岳斫獾氖?，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其他合理的沉放設(shè)備。

所述控制設(shè)備包括設(shè)置于甲板橋103與沉管8之間、用于控制沉管8左右擺動(dòng)的第一控制單元和設(shè)置于甲板橋103與沉管8之間、用于控制沉管8前后擺動(dòng)的第二控制單元。在本實(shí)施例中，需要說明的是，如圖2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13和第二調(diào)節(jié)纜14，第一調(diào)節(jié)纜13的一端連接于沉管8頂面右側(cè)的邊沿上，另一端連接于甲板橋103底部的左側(cè)，第二調(diào)節(jié)纜14的一端連接于沉管8頂面左側(cè)的邊沿上，另一端連接于甲板橋103底部的右側(cè)。如圖3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15和第四調(diào)節(jié)纜16，第三調(diào)節(jié)纜15的一端連接于沉管8的前端，另一端連接于甲板橋103底部的后端，第四調(diào)節(jié)纜16的一端連接于沉管8的后端，另一端連接于甲板橋103底部的前端。使用時(shí)，通過拉緊或松放對(duì)稱設(shè)置的第一調(diào)節(jié)纜13或第二調(diào)節(jié)纜14，實(shí)現(xiàn)對(duì)沉管8左右擺動(dòng)的控制，通過拉緊或松放對(duì)稱設(shè)置的第三調(diào)節(jié)纜15或第四調(diào)節(jié)纜16，實(shí)現(xiàn)對(duì)沉管8前后擺動(dòng)的控制。同時(shí)，第一調(diào)節(jié)纜13與第二調(diào)節(jié)纜14設(shè)置為相互交錯(cuò)，第三調(diào)節(jié)纜15與第四調(diào)節(jié)纜16設(shè)置為相互交錯(cuò)，使沉管8更穩(wěn)定，便于控制沉管8的擺動(dòng)，同時(shí)可避免沉管8在沉放過程中的旋轉(zhuǎn)。

如圖2所示，所述回填設(shè)備包括位于第一船體101和第二船體102之間、并位于沉管8左右兩側(cè)的用于回填砂土的回填導(dǎo)管10，回填導(dǎo)管10豎直連接于甲板橋103的底部，并穿過甲板橋103。在使用時(shí)，沉管8沉放完成后，位于沉管8左右兩側(cè)的回填導(dǎo)管10自然鎖定沉管8左右兩側(cè)的基槽，無需再次定位，通過回填導(dǎo)管10的引導(dǎo)可準(zhǔn)確將砂土填入沉管8左右兩側(cè)的基槽中，實(shí)現(xiàn)沉管8的鎖定回填。需要說明的是，回填導(dǎo)管10的長(zhǎng)度為可調(diào)節(jié)的，通過伸長(zhǎng)回填導(dǎo)管10使其管口深入水下直至基槽處，可避免砂土在下落時(shí)因水流沖擊而導(dǎo)致的落點(diǎn)偏移，同時(shí)，通過調(diào)節(jié)回填導(dǎo)管10的長(zhǎng)度，可適用于不同水深的施工。

為了減輕沉管8搬運(yùn)的工作量，如圖1所示，所述基地還包括用于預(yù)制沉管8的預(yù)制車間5和用于拼裝沉管8的淺塢區(qū)4。這樣的設(shè)置使得沉管8從預(yù)制、拼裝、存放到舾裝的全部作業(yè)都可以在基地內(nèi)完成，無需長(zhǎng)途搬運(yùn)，有利于減輕施工工作量、縮短施工后期、降低施工成本。