[发明专利]无干坞水下浅埋明挖大型通道快速建造方法

说明书

本发明涉及一种无干坞水下浅埋明挖大型通道快速建造方法，该方法所用基本结构单元具有如下特点：每节基本结构单元长度在20‑25m，一端设置封门，另一端为敞口结构，封门的下端设置排水泄压阀；基本结构单元的端部环绕设置橡胶止水带，内部固定有可调节进、排水容量的起浮兼压重舱室；所述基本结构单元的底部设置至少四个轴线定位脚座。本发明所述的通道基本结构单元可直接在平地上预制，无需修建大型临时干坞，减少了临时工程投入，节省了水下通道的造价和工期；基本结构单元可通过滑道由陆域滑入水域，通过调节起浮兼压重舱室内的空气体积，在水中保持悬浮状态，并由浮吊船牵引并沉放，提高了施工效率，降低了水上施工难度。

技术领域

本发明涉及水下工程领域，具体涉及一种无干坞水下浅埋明挖大型通道基本结构单元及其快速建造方法。

背景技术

我国绝大部分人口过百万的城市都依江河湖海而建，江河湖海在给城市带来发展同时，也将城市两岸分割，一定程度上阻碍了两岸城市整体交通路网的形成。隧道具有全天候、不影响航运等突出优点，修建水下隧道是城市两岸突破江河湖海阻隔，连通城市路网，发展区域经济的重要手段。

常规的水下通道建造方法有矿山法、盾构法和沉管法。其中，不同工法修建的隧道，埋深要求不同，埋深越深，同样纵坡下，与两岸接线越长，占地面积越大，接线要求越高，且对城市地块分割越明显。另一方面，受水作用影响，江河湖海下方一般地质条件较差，软土较厚，而矿山法需要埋置岩石地层中，并对上部岩石覆盖层厚度有要求；盾构法可以埋置在软土中，但要求不小于1倍洞径；沉管法埋深最浅，满足隧道抗浮要求即可。综上，三种工法中，水下隧道占地面积大小依次为矿山法大于盾构法，盾构法大于沉管法。

为节约土地，沉管法是较理想的水下通道工法，但是，总结目前我国大陆已建和在建的20座沉管法的施工方法与工程经验，发现如下以下问题与不足：

（1）管节制作时需要前提在沉放水域附近修建大面积的临时干坞作为管段预制场地。但是，一般情况下，由于城市两岸建筑密集，土地资源宝贵，在沉放水域附近寻找大面积临时场地作为干坞难度较大，且沉管隧道竣工后需要对临时干坞进行回填，导致整体工程量较大、施工周期长，临时工程造价高；

（2）基本结构单元长度一般达100m-120m，重量达40000-50000吨，导致管节由干坞转运至水域较为困难，必须通过在干坞内注水使管段起浮后，再由4-6艘拖轮托运，才能完成管节沉放前的转运；

（3）管节部为密封腔体，通过自身浮力起浮，管节浮运过程中顶板有10cm左右始终高出水面，在水流冲击力、波浪力、拖轮牵引力等不同方向和角度的力综合作用下容易出现横荡和纵荡，导致管节倾覆，引发事故；此外，管节沉放时，还必需配备专门的沉放船进行沉放，导致施工难度大、周期长、造价高；

（4）管节在水下压接时，通过接头处1个支点和尾部2个支点控制标高，支点少，长管节在水流力作用下，容易出现扭转现象，导致轴线偏差和竖向标高难以精准控制。

发明内容

为了应对上述缺陷和不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种无需建设大型临时干坞用来制作基本结构单元、无需在干坞内注水浮运基本结构单元以及无需配备专门沉放船实现基本结构单元浮运和沉放的水下浅埋明挖大型通道快速建造方法以及与该方法配套使用的通道基本结构单元。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种无干坞水下浅埋明挖大型通道基本结构单元，所述基本结构单元由顶板、底板以及两边侧墙一体浇筑而成，所述基本结构单元一端设置封门，另一端为敞口结构，所述封门的下端设置排水泄压阀，所述封门侧基本结构单元的端部环绕设置橡胶止水带；所述基本结构单元的内部固定有起浮兼压重舱室；所述基本结构单元的底部设置至少四个轴线定位脚座 。

上述方案中，所述基本结构单元纵向长度为22-25m，重量小于等于6000吨。

上述方案中，所述轴线定位脚座的数量为4，两两平行设置，所述轴线定位脚座的长为0.6m、宽为0.4m、高为0.5m。