一种基于沉管隧道穿越江心洲的干坞布置方法

摘要

本发明提供了一种基于沉管隧道穿越江心洲的干坞布置方法，利用在江心洲上沿的隧道线路中线开挖的基槽作为干坞预制管节，通过基槽两端设置的坞门铰拖第一批管节出坞进行沉放对接，恢复坞门后预制后续批次管节，最后一批管节为基槽内管节，通过地锚铰拖进行沉放对接，最终接头采用水下接头形式浇筑，最终完成沉管隧道的建设。本发明无需单独建设干坞，避免了异地干坞选址难度大的问题，不需长距离浮运，避免了大范围航道疏浚，降低了管段浮运风险，大大降低了工程投资，同时，采用水下最终接头，避免了常规轴线干坞施工工期长的问题。

说明书

技术领域

本发明属于沉管隧道施工技术领域，特别涉及一种基于沉管隧道穿越江心洲的干坞布置方法。

背景技术

现有技术中的沉管隧道在世界各个国家已经有百余年的建筑历史，中国在90年代末期引入此技术，目前中国国内的沉管隧道仅有10余条，因此，对沉管隧道设计、施工的技术研究、再创新有着极大的价值和意义。

管节预制场地也叫干坞，根据与隧址的关系分为异地干坞和轴线干坞。异地干坞即远离隧址选择合适的岸域独立建造干坞。异地干坞最大的优点是岸上段结构、管节制作以及基槽开挖等关键工序可以平行作业，从而可以最大限度地节省工期，但增加了干坞建设及航道疏浚的费用。轴线干坞将管节预制场地与隧道岸上段相结合，减少了施工场地的占用，同时岸上段和干坞共用了一部分基坑开挖和支护，可减少部分工程费用，管节从坞内拖出后，直接沿隧道纵向浮运，减少了航道疏浚费用，受工艺影响，最终接头设置于陆域，导致工期较长。

综上所述，干坞方案的选择是沉管隧道建设的重中之重，而异地干坞与轴线干坞的优缺点均很突出，因此如何在降低工程费用的同时缩短建设工期是干坞布置的一大难题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于沉管隧道穿越江心洲的干坞布置方法，本方法无需在水域旁开挖大型临时基坑作为沉管隧道管节预制场地，而是将沉管隧道管节在江心洲隧道基槽内预制，然后通过设置在基槽两端的坞门铰拖至沉放位置，区别常规轴线干坞采用陆域最终接头，本方法采用水下最终接头，避免了最终接头完成后再进行陆域段明挖结构施工导致工期较长的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种基于沉管隧道穿越江心洲的干坞布置方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，在江心洲上预施工的基槽周围施工封闭的止水帷幕；

步骤S2，在江心洲上沿预施工的沉管隧道的隧道线路中线进行基槽开挖施工，在基槽底预埋垫块，并在基槽两侧设置地锚；

所述基槽呈凸字形，基槽中部向一侧外扩形成外扩段，所述外扩段的场地大小满足短管节临接管节、最终接头短管节的预制及拉合要求；

步骤S3，在基槽两端端头设置可多次打开及恢复的坞门；

步骤S4，在基槽内进行第一批管节预制；

步骤S5，打开基槽两端坞门，浮运并沉放第一批管节；

步骤S6，恢复坞门，清理基槽场地，预制第二批管节；

步骤S7，重复步骤S4至S6直至在基槽内最后一批管节预制完成；最后一批管节包括标准管节、短管节临接管节、最终接头长管节、最终接头短管节，其中所述短管节临接管节、最终接头短管节在基槽的外扩段内预制；

步骤S8，基槽内最后一批管节预制完成后，进行试浮检漏，打开两端坞门，使基槽内外水域连通；

步骤S9，通过地锚将基槽内最后一批管节铰拖到设计沉放位置进行沉放对接；具体为：通过地锚先将基槽内的标准管节、最终接头长管节铰拖到设计沉放位置进行沉放对接；然后在外扩段内进行短管节临接管节、最终接头短管节的拉合，最后将经拉合的短管节临接管节、最终接头短管节铰拖到设计沉放位置进行沉放对接；

步骤S10，在最终接头长管节、最终接头短管节之间水下浇筑最终接头，实现沉管隧道的贯通；

步骤S11，进行灌沙基础施工，并回填至设计标高。

作为优选，所述基槽两端靠近江心洲岛堤。

作为优选，所述基槽中除外扩段以外的区域较沉管隧道两侧各宽15m，两侧宽出的部分作为施工便道。

作为优选，步骤S2中，在基槽内设置满足防洪排涝的排水系统及应急降水井，排水沟及集水井容量根据基槽合围范围降水量计算设计。

作为优选，步骤S2中，在基槽外围设置基槽边坡。

作为优选，步骤S2中，所述基槽底标高按管节底板底面设计标高下0.5m设计，在基槽底干环境预埋垫块。

作为优选，最后一批管节的沉放位置为基槽所在位置。

本发明具有如下有益效果：

本发明所提供的一种基于沉管隧道穿越江心洲的干坞布置方法，利用隧道轴线上的基槽作为管段预制场地，避免了异地干坞选址难度大的问题，无需单独建设临时干坞，大大降低了工程投资。管段预制场地位于隧道轴线上，不需长距离浮运，避免了大范围航道疏浚，降低了管段浮运风险，降低了工程投资；本发明采用水下最终接头，避免了常规轴线干坞施工工期长的缺点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例。

图1为本发明实施例基于沉管隧道穿越江心洲的干坞布置示意图；

图2为本发明实施例在基于沉管隧道穿越江心洲的干坞中沉放对接最后一批管节示意图；

图3为穿越江心洲的沉管隧道平面示意图。

附图标记说明：

1.沉管隧道；2.隧道线路中线；3.江心洲岛堤；4.基槽；41.施工便道；42.基槽边坡；43.外扩段；44.坞门；5.标准管节；6.短管节临接管节；71.最终接头长管节；72.最终接头短管节；73.最终接头。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

本实施例提供了一种基于沉管隧道穿越江心洲的干坞布置方法，如图1至图3所示，所述方法包括如下步骤：

步骤S1，在江心洲上预施工的基槽4周围施工封闭的止水帷幕。

步骤S2，在江心洲上沿预施工的沉管隧道1的隧道线路中线2进行基槽4开挖施工，在基槽4底预埋垫块，并在基槽4两侧设置地锚。基槽4底标高按管节底板底面设计标高下0.5m设计，在基槽4底干环境预埋垫块，较常规水下开挖垫块坑及水下安装垫块具有精度高，施工安全性高，垫块沉降小等优点。

基槽4两端靠近江心洲岛堤3；基槽4呈凸字形，基槽4中部向一侧外扩形成外扩段43(为满足预制施工操作空间及材料运输，基槽4内管节间距存在一定距离要求，而管节沉放完成后隧道管节间无空隙，短管节临接管节6、最终接头短管节72需在外扩段43进行预制)，外扩段43的场地大小满足短管节临接管节6、最终接头短管节72的预制及拉合要求；基槽4中除外扩段43以外的区域较沉管隧道1两侧各宽15m，两侧宽出的部分作为施工便道41；在基槽4内设置满足防洪排涝的排水系统及应急降水井，排水沟及集水井容量根据基槽合围范围降水量计算设计。在基槽4外围设置基槽边坡42。

步骤S3，在基槽4两端端头设置可多次打开及恢复的坞门44。

步骤S4，在基槽4内进行第一批管节预制。

步骤S5，打开基槽4两端坞门44，浮运并沉放第一批管节。

步骤S6，恢复坞门44，清理基槽4场地，预制第二批管节。

步骤S7，重复步骤S4至S6直至在基槽4内最后一批管节预制完成；如图1所示，最后一批管节包括标准管节5、短管节临接管节6、最终接头长管节71、最终接头短管节72，其中短管节临接管节6、最终接头短管节72在基槽4的外扩段43预制。

步骤S8，基槽4内最后一批管节预制完成后，进行试浮检漏，打开两端坞门44，使基槽4内外水域连通。

步骤S9，如图2所示，通过地锚将基槽4内最后一批管节铰拖到设计沉放位置进行沉放对接；具体为：通过地锚先将基槽4内的标准管节5、最终接头长管节71铰拖到设计沉放位置进行沉放对接；然后在外扩段43内进行短管节临接管节6、最终接头短管节72的拉合，最后将经拉合的短管节临接管节6、最终接头短管节72铰拖到设计沉放位置进行沉放对接。最后一批管节的沉放位置为基槽4所在位置。

步骤S10，如图2所示，在最终接头长管节71、最终接头短管节72之间水下浇筑最终接头73，实现沉管隧道1的贯通。

步骤S11，进行灌沙基础施工，并回填至设计标高。

施工完成后，穿越江心洲的沉管隧道1如图3所示。

由以上技术方案可以看出，本实施例提供的基于沉管隧道穿越江心洲的干坞布置方法，利用隧道轴线上的基槽作为管段预制场地，避免了异地干坞选址难度大的问题，无需单独建设临时干坞，大大降低了工程投资。管段预制场地位于隧道轴线上，不需长距离浮运，避免了大范围航道疏浚，降低了管段浮运风险，降低了工程投资；本发明采用水下最终接头，避免了常规轴线干坞施工工期长的缺点。

以上通过实施例对本发明实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明实施例的实施范围。本发明实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明实施例技术方案的启发下，在本发明实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明实施例的专利涵盖保护范围之内。