[发明专利]沉管隧道施工系统及施工工艺

说明书

本发明提出一种沉管隧道施工系统及施工工艺，属于水底隧道施工技术领域。该施工系统包括可对建造沉管隧道的沉管进行操作的一体船，所述一体船上设置有用于沉放沉管的沉放设备、用于控制沉放的控制设备，以及用于沉管锁定回填的回填设备，所述一体船上还设置有用于提供航行动力的推进器；还包括一基地，所述基地包括有可存放沉管的深坞区和与所述深坞区相连通、用于停靠所述一体船的坞外作业区，所述一体船在所述坞外作业区内与所述深坞区中存放的沉管进行连接作业和舾装作业，并将沉管从所述坞外作业区运输至预定沉放位置。本发明能够提高沉管隧道施工效率、缓解航运交通，同时可适用于空间较小地区的施工。

技术领域

本发明属于水底隧道施工技术领域，尤其涉及一种沉管隧道施工系统及施工工艺。

背景技术

水底隧道的主要施工方法为预制管段沉放法，采用此方法建筑的隧道为沉管隧道。目前，沉管隧道的施工方法为首先在沉管预制厂预进行沉管预制并完成舾装件安装工艺，然后通过拖运装备将沉管浮运至沉管施工基槽区域进行沉管沉放安装和锁定回填。这种施工工艺采用的预制厂包括预制车间、浅坞区和深坞区，其中，浅坞区为干坞，用于沉管的拼装，而深坞区的整个坞舱装满水，用于沉管的存放和舾装。

然而，现有沉管隧道施工技术仍存在一些不足：(1)沉管浮运时，需要配备多艘大功率拖轮拖拽沉管进行运输，运输途中需要对航道进行封航，禁止其他船舶通行，严重影响航运交通；(2)沉管的浮运、沉放安装和锁定回填需要分别通过拖轮、专用安装船和专用回填船进行操作，施工工艺复杂，船舶之间的调度安排复杂，施工周期长，作业效率低，施工成本高；(3)沉管的存放和舾装都在预制厂的同一个深坞区内进行，深坞区的建设需要较大的空间，不适用于空间较小地区的施工。

因此，如何改进现有沉管隧道施工装备和工艺，以缓解航运交通、提高施工效率，同时根据施工装备和工艺改造现有预制厂基地，减小深坞区建设空间以适用于空间较小地区施工，这是当前急需解决的一项技术难题。

发明内容

本发明针对上述的现有沉管隧道施工效率低、航运交通拥堵、且不适用于空间较小地区施工的技术问题，提出一种沉管隧道施工系统及施工工艺，能够提高施工效率、缓解航运交通，同时可适用于空间较小地区的施工。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明的一方面提供了一种沉管隧道施工系统，包括可对建造沉管隧道的沉管进行操作的一体船，所述一体船上设置有用于沉放沉管的沉放设备、用于控制沉放的控制设备，以及用于沉管锁定回填的回填设备，所述一体船上还设置有用于提供航行动力的推进器；还包括一基地，所述基地包括有可存放沉管的深坞区和与所述深坞区相连通、用于停靠所述一体船的坞外作业区，所述一体船在所述坞外作业区内与所述深坞区中存放的沉管进行连接作业和舾装作业，并将沉管从所述坞外作业区运输至预定沉放位置。

作为优选，所述一体船为双体船结构，包括平行设置的第一船体和第二船体，所述第一船体和第二船体的上部通过甲板桥相连接，所述甲板桥下方、所述第一船体和第二船体之间连接有所述沉管。

作为优选，所述沉放设备包括连接于所述甲板桥与沉管之间的吊缆，以及设置于所述甲板桥上、用于控制所述吊缆升降的升降机构。

作为优选，所述控制设备包括设置于所述甲板桥与沉管之间、用于控制沉管左右摆动的第一控制单元和设置于所述甲板桥与沉管之间、用于控制沉管前后摆动的第二控制单元。

作为优选，所述回填设备包括位于所述第一船体和第二船体之间、并位于所述沉管左右两侧的用于回填砂土的回填导管，所述回填导管竖直连接于所述甲板桥的底部，并穿过所述甲板桥。

作为优选，所述基地还包括用于预制沉管的预制车间和用于拼装沉管的浅坞区。

本发明的另一方面还提供了一种利用上述任一项技术方案所述的沉管隧道施工系统的沉管隧道施工工艺，包括如下步骤：