專利名稱：沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉沉管隧道施工技術(shù)，具體地說，涉及一種沉管隧道施工過程中中沉管尾端糾偏調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
沉管法是在水底建筑隧道的一種施工方法。沉管隧道就是將若干個(gè)預(yù)制段分別浮運(yùn)到海面(河面)現(xiàn)場(chǎng)，并一個(gè)接一個(gè)地沉放安裝在已疏浚好的基槽內(nèi)，以此方法修建的水下隧道。目前，沉管隧道施工過程中，為了提高溝槽底面的平整性，絕大多數(shù)建成的水底隧 道均采用墊平的方法。其中，早期大多采用的墊平方法為一種在管段沉放之前先鋪砂石作為墊層的先鋪法，它是在作業(yè)船上通過卷揚(yáng)機(jī)和鋼索操縱特制的刮鋪機(jī)或鋼犁，沿著溝槽底面兩側(cè)設(shè)置的、具有規(guī)定標(biāo)高和坡度的導(dǎo)軌，將放下的墊料往復(fù)刮平，該法缺點(diǎn)較多 ’另一種墊平的方法為后填法，即先將管段沉放在溝槽底上的臨時(shí)支座上，并使管底形成一定的空間(管段底板內(nèi)預(yù)設(shè)液壓千斤頂，在定位時(shí)可以頂向支座，調(diào)節(jié)管段高程)，隨后用墊層材料充填密實(shí)。上述兩種方法中，處理沉放管段基礎(chǔ)的目的是使溝槽底面平整，而不是為了提高地基的承載力，在水下開挖的溝槽，其底面凹凸不平，如不加以整平，管段沉放后會(huì)因地基受力不均勻而導(dǎo)致局部破壞，或因不均勻沉陷而開裂。適合于沉管法施工的主要條件是水道河床穩(wěn)定和水流并不過急。在水深大、沉管長(zhǎng)寬比大時(shí)，需要明顯增大千斤頂配置，通常采用沉放駁輔助提供向上吊力以減小沉管對(duì)基床摩擦力，通過沉放駁輔助安裝對(duì)波高要求比較嚴(yán)格，一般作業(yè)波高要求< O. 4m。目前，采用沉放駁輔助安裝的案例只有釜山-巨濟(jì)沉管隧道和厄勒海峽沉管隧道，其中，釜山-巨濟(jì)沉管隧道對(duì)作業(yè)波高要求< O. 4m;厄勒海峽沉管隧道施工中，從地圖可以看出，施工現(xiàn)場(chǎng)四周形成了掩護(hù)，海況較好。而對(duì)于波高要求大于O. 4m時(shí)，由于受波浪、水流、風(fēng)等自然條件的影響，采用沉放駁輔助安裝時(shí)，吊力變化幅度很大，對(duì)安裝控制影響較大，千斤頂推力大，控制困難，且安裝精度不準(zhǔn)確，需要時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有沉管隧道施工過程中沉管安裝時(shí)受波浪、水流、風(fēng)等自然條件影響存在的推力大、控制困難、費(fèi)時(shí)費(fèi)力等上述問題，提供了一種沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)時(shí)，沉管尾端糾偏調(diào)節(jié)系統(tǒng)位于待安裝沉管尾端，通過提前糾偏、事中控制、事后糾偏實(shí)現(xiàn)對(duì)沉管的尾端調(diào)節(jié)，適用于沉管隧道施工時(shí)的沉管糾偏。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)包括液壓泵站、壓載體和多個(gè)均勻設(shè)置在壓載體上的壓載水箱，壓載水箱將壓載體均勻分成多個(gè)壓載單元，壓載體的兩端各設(shè)置有一個(gè)頂推千斤頂。優(yōu)選的是，壓載水箱設(shè)置有八個(gè)，壓載水箱將壓載體均勻分成九個(gè)壓載單元。優(yōu)選的是，壓載水箱設(shè)置有六個(gè)、或十個(gè)，壓載水箱將壓載體均勻分成七個(gè)、或十一個(gè)壓載單元。[0008]本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，對(duì)基床平整度要求低，具備沉管水力壓接前調(diào)節(jié)功能、沉管水力壓接過程中的方向?qū)蚬δ堋⒁约俺凉芩航油瓿珊蟮募m偏功能，即具備提前 糾偏、事中控制、事后糾偏的功能；不需要在沉管上預(yù)留預(yù)埋件，且自身重力穩(wěn)定，不需要豎向頂力輔助穩(wěn)定。

附圖I為本實(shí)用新型具體實(shí)施例沉管對(duì)接作業(yè)的流程圖。附圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例千斤頂拉合后沉管位置偏差示意圖。附圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施例初次拉合精調(diào)操作流程圖。附圖4為本實(shí)用新型具體實(shí)施例水力壓接精調(diào)操作流程圖。附圖5為本實(shí)用新型具體實(shí)施例沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。一種沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)包括液壓泵站、壓載體I和多個(gè)均勻設(shè)置在壓載體I上的壓載水箱，壓載水箱將壓載體I均勻分成多個(gè)壓載單元2，壓載體I的兩端各設(shè)置有一個(gè)頂推千斤頂3。壓載水箱設(shè)置有八個(gè)，壓載水箱將壓載體I均勻分成九個(gè)壓載單元2。其糾偏調(diào)節(jié)工藝步驟為(一)作業(yè)窗口測(cè)量沉管浮運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，測(cè)量作業(yè)窗口，沉管沉放和對(duì)接作業(yè)選擇在速度VS0. Sm/s時(shí)進(jìn)行；其中，速度V指作用在沉管上設(shè)計(jì)吃水11. Im范圍內(nèi)垂線平均流速。(二)沉管沉放作業(yè)(I)沉管送纜完成后，移動(dòng)至距離已安裝沉管尾端IOm位置定位，等待沉放窗口 ；(2)沉放窗口出現(xiàn)前，完成沉管注水，控制總吊力在800t_1200t之間，即I % -I. 5%的負(fù)浮力，通過沉放駁上的吊放卷揚(yáng)機(jī)控制沉管沉放速度< O. 5m/min,至沉管距離碎石基床頂最小距離為4m時(shí)停止；(3)通過沉放駁上的吊放卷揚(yáng)機(jī)，調(diào)整沉管坡度與基床坡度相同；同時(shí)，利用安裝纜調(diào)整沉管橫向偏移；(4)利用前抽芯纜和安裝纜，向前移動(dòng)沉管至已安沉管尾端I. 0±0. 2m,同時(shí)進(jìn)一步調(diào)整沉管的橫向偏移量；(5)沉管繼續(xù)沉放，至距離基床2. 05m時(shí)，導(dǎo)梁滑入導(dǎo)向支座，潛水員水下攝像確認(rèn)無誤后沉管繼續(xù)下沉，直至沉管落地。(三)實(shí)測(cè)波浪浮托力在沉管著床后，實(shí)測(cè)在波高Hs ( O. Sm時(shí)的波浪浮托力，計(jì)算出不同水平調(diào)節(jié)千斤頂推力下沉放駁所需的吊力；其操作方法為沉放駁對(duì)沉管增加800噸吊力，此時(shí)，最接近尾端調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)際操作時(shí)的吊力，利用吊纜上的測(cè)力計(jì)測(cè)定波浪對(duì)沉放駁作用的浮托力，以便控制沉管初次拉合精調(diào)對(duì)基床的最小壓力為200噸、水力壓接后精調(diào)對(duì)基床的最小壓力為400噸。[0027](四)沉管對(duì)接作業(yè)(I)沉管著床前安裝纜對(duì)接調(diào)節(jié)在沉管沉放著床前，此時(shí)，待安沉管止水材料距離已安沉管lm，通過安裝纜初步調(diào)節(jié)沉管位置，利用水下測(cè)控系統(tǒng)控制沉管尾端偏差控制在< 10cm。(2)初次拉合拉合千斤頂連接后，沉放駁提供吊力使沉管對(duì)基床最小壓力降低到200t，啟動(dòng)拉合千斤頂，將待安沉管拉至已安沉管尾端，控制拉合速度，拉合過程中采用距離傳感器/磁致位移傳感器測(cè)量沉管左右兩端與已安沉管的距離，在待安沉管的止水材料距離已安沉管5 IOcm時(shí)，停止拉合，精確測(cè)量沉管兩端偏差并使用沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)調(diào)整沉管尾端偏差；如圖2所示，通過LI、L2磁致位移傳感器測(cè)點(diǎn)處距離，由此可計(jì)算出沉管尾端偏差L3，由于導(dǎo)梁位于沉管中部，在千斤頂拉合過程中，待安裝沉管尾端偏差計(jì)算式為，L3 = (Ll-L2)*180/X，X為磁致位移傳感器距離。(3)初次拉合精調(diào)A.沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)就位放松沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)頂部吊索，使沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)和沉管成為兩個(gè)主體；然后打開閥門，壓入壓載水，達(dá)到要求后停止壓水。B.沉放駁起吊沉放駁起吊保持沉管對(duì)基床壓力> 200t。C.沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)水平頂推精調(diào)沉管減小過壓端拉合千斤頂過壓量同步卸載拉力，保持欠壓端拉合千斤頂拉力，輔助沉管尾端精調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行沉管糾偏，過壓端拉合千斤頂過壓量可根據(jù)沉管尾端偏差計(jì)算；根據(jù)沉管尾端軸線偏差值L3設(shè)置精調(diào)系統(tǒng)的水平頂推距離，開始施加頂推力。D.沉管橫向調(diào)節(jié)當(dāng)水平頂推力克服水流力、摩擦力和止水材料壓縮力差值共同作用時(shí)，沉管尾端開始橫向移動(dòng)糾偏；糾偏完成后，停止頂推。E.實(shí)測(cè)海水密度實(shí)測(cè)海水密度變化值，在沉管糾偏期間，控制沉管對(duì)基床壓力不小于200t。F.尾端限位導(dǎo)向尾端限位指在沉管在外力作用下進(jìn)行縱向移動(dòng)時(shí)，通過導(dǎo)梁和沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)限定沉管位置，克服橫向水流力及其他外力使沉管沿隧道軸線移動(dòng)；沉管尾端精調(diào)系統(tǒng)頂推點(diǎn)施加頂推力=Fw/2，頂推點(diǎn)采用滑道形式，可以在頂推力作用下沿沉管縱向自由滑動(dòng)，頂推點(diǎn)材料采用MGE滑板做滑道，取摩擦系數(shù)為O. 05，起到限定沉管橫向移動(dòng)的作用；當(dāng)沉管尾端糾偏完成后，利用沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)向完成初次拉合。G.完成初次拉合沉管尾端調(diào)整完畢后，再次啟動(dòng)拉合千斤頂，在沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)尾端限位的控制下拉動(dòng)待安沉管使止水材料與已安沉管尾端鋼端殼接觸，完成初次拉合。(4) 二次拉合在沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)限位和導(dǎo)向下，啟動(dòng)拉合千斤頂并控制拉合速度，壓縮止水材料，達(dá)到初步止水要求；由于接合腔內(nèi)的水無法壓縮，拉合時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)拉合千斤頂無法使止水材料壓縮的情況，此時(shí)，已安沉管中的操作人員適當(dāng)開啟接合腔排水管，少量、受控的排除結(jié)合腔內(nèi)的水，幫助拉合千斤頂壓縮止水材料；二次拉合完成后，釋放沉放駁鋼絲繩吊力，進(jìn)行水力壓接。[0042](5)沉管水力壓接尾端限位、導(dǎo)向通過精調(diào)系統(tǒng)限位導(dǎo)向沉管水力壓接時(shí)的軸線位置，可以減少因橫向外力對(duì)沉管造成軸線偏移。(6)水力壓接精調(diào)A.軸線復(fù)測(cè)沉管水力壓接完成后，打開鋼封門測(cè)量孔進(jìn)行貫通測(cè)量，管節(jié)水平與隧道軸線偏差< 35_時(shí)不做調(diào)整，管節(jié)水平與隧道軸線偏差> 3 5_時(shí)通過沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行尾端橫向調(diào)節(jié)，直到沉管軸線偏差滿足要求。B.通過沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量糾偏操作，重復(fù)初次拉合精調(diào)中步驟B-D的操作。C.復(fù)測(cè)沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)停止頂推，完成糾偏后，打開鋼封門測(cè)量孔進(jìn)行復(fù)測(cè)。D.卸載條件實(shí)測(cè)海水密度變化值，確保滿足沉管穩(wěn)定性要求，如不滿足要求，采用加壓載水5 %負(fù)浮力，在此期間，鎖定千斤頂壓力。E.卸荷沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)推力卸載條件滿足后,緩緩卸荷精調(diào)系統(tǒng)推力F至O。F.完成糾偏上述工作完成后，沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)上浮，移出沉放駁，完成沉管糾偏調(diào)節(jié)。 根據(jù)待安裝沉管及沉管隧道的長(zhǎng)、寬、高等不同，壓載水箱可設(shè)置有六個(gè)、或十個(gè)，壓載水箱將壓載體均勻分成七個(gè)、或十一個(gè)壓載單元。 以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.一種沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)包括液壓泵站、壓載體和多個(gè)均勻設(shè)置在壓載體上的壓載水箱，壓載水箱將壓載體均勻分成多個(gè)壓載單元，壓載體的兩端各設(shè)置有一個(gè)頂推千斤頂。
2.如權(quán)利要求I所述的沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)，其特征在于壓載水箱設(shè)置有八個(gè)，壓載水箱將壓載體均勻分成九個(gè)壓載單元。
3.如權(quán)利要求I所述的沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)，其特征在于壓載水箱設(shè)置有六個(gè)、或十個(gè)，壓載水箱將壓載體均勻分成七個(gè)、或十一個(gè)壓載單元。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種沉管尾端糾偏精調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)械系統(tǒng)包括液壓泵站、壓載體和多個(gè)均勻設(shè)置在壓載體上的壓載水箱，壓載水箱將壓載體均勻分成多個(gè)壓載單元，壓載體的兩端各設(shè)置有一個(gè)頂推千斤頂。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，對(duì)基床平整度要求低，具備沉管水力壓接前調(diào)節(jié)功能、沉管水力壓接過程中的方向?qū)蚬δ堋⒁约俺凉芩航油瓿珊蟮募m偏功能，即具備提前糾偏、事中控制、事后糾偏的功能；不需要在沉管上預(yù)留預(yù)埋件，且自身重力穩(wěn)定，不需要豎向頂力輔助穩(wěn)定。
文檔編號(hào)E02D29/073GK202787316SQ20122028054
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者林鳴, 劉德進(jìn), 馮海暴, 曲俐俐, 李增軍, 陸連洲, 付大偉, 徐善忠, 張學(xué)俊 申請(qǐng)人:中交一航局第二工程有限公司, 中交第一航務(wù)工程局有限公司