專利名稱：沉管尾端糾偏精調系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉沉管隧道施工技術，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節系統。
背景技術：
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預制段分別浮運到海面(河面)現場，并一個接一個地沉放安裝在已疏浚好的基槽內，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，它是在作業船上通過卷揚機和鋼索操縱特制的刮鋪機或鋼犁，沿著溝槽底面兩側設置的、具有規定標高和坡度的導軌，將放下的墊料往復刮平，該法缺點較多 ’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支座上，并使管底形成一定的空間(管段底板內預設液壓千斤頂，在定位時可以頂向支座，調節管段高程)，隨后用墊層材料充填密實。上述兩種方法中，處理沉放管段基礎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，管段沉放后會因地基受力不均勻而導致局部破壞，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定和水流并不過急。在水深大、沉管長寬比大時，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基床摩擦力，通過沉放駁輔助安裝對波高要求比較嚴格，一般作業波高要求< O. 4m。目前，采用沉放駁輔助安裝的案例只有釜山-巨濟沉管隧道和厄勒海峽沉管隧道，其中，釜山-巨濟沉管隧道對作業波高要求< O. 4m;厄勒海峽沉管隧道施工中，從地圖可以看出，施工現場四周形成了掩護，海況較好。而對于波高要求大于O. 4m時，由于受波浪、水流、風等自然條件的影響，采用沉放駁輔助安裝時，吊力變化幅度很大，對安裝控制影響較大，千斤頂推力大，控制困難，且安裝精度不準確，需要時間進行調整，費時費力。
實用新型內容本實用新型針對現有沉管隧道施工過程中沉管安裝時受波浪、水流、風等自然條件影響存在的推力大、控制困難、費時費力等上述問題，提供了一種沉管尾端糾偏精調系統，調節時，沉管尾端糾偏調節系統位于待安裝沉管尾端，通過提前糾偏、事中控制、事后糾偏實現對沉管的尾端調節，適用于沉管隧道施工時的沉管糾偏。本實用新型的技術方案是一種沉管尾端糾偏精調系統，該系統包括控制系統和機械系統，機械系統包括液壓泵站、壓載體和多個均勻設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壓載單元，壓載體的兩端各設置有一個頂推千斤頂。優選的是，壓載水箱設置有八個，壓載水箱將壓載體均勻分成九個壓載單元。優選的是，壓載水箱設置有六個、或十個，壓載水箱將壓載體均勻分成七個、或十一個壓載單元。[0008]本實用新型的有益效果是本實用新型結構簡單、操作方便，對基床平整度要求低，具備沉管水力壓接前調節功能、沉管水力壓接過程中的方向導向功能、以及沉管水力壓接完成后的糾偏功能，即具備提前 糾偏、事中控制、事后糾偏的功能；不需要在沉管上預留預埋件，且自身重力穩定，不需要豎向頂力輔助穩定。
附圖I為本實用新型具體實施例沉管對接作業的流程圖。附圖2為本實用新型具體實施例千斤頂拉合后沉管位置偏差示意圖。附圖3為本實用新型具體實施例初次拉合精調操作流程圖。附圖4為本實用新型具體實施例水力壓接精調操作流程圖。附圖5為本實用新型具體實施例沉管尾端糾偏精調系統的機械系統結構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。一種沉管尾端糾偏精調系統，該系統包括控制系統和機械系統，機械系統包括液壓泵站、壓載體I和多個均勻設置在壓載體I上的壓載水箱，壓載水箱將壓載體I均勻分成多個壓載單元2，壓載體I的兩端各設置有一個頂推千斤頂3。壓載水箱設置有八個，壓載水箱將壓載體I均勻分成九個壓載單元2。其糾偏調節工藝步驟為(一)作業窗口測量沉管浮運至施工現場，測量作業窗口，沉管沉放和對接作業選擇在速度VS0. Sm/s時進行；其中，速度V指作用在沉管上設計吃水11. Im范圍內垂線平均流速。(二)沉管沉放作業(I)沉管送纜完成后，移動至距離已安裝沉管尾端IOm位置定位，等待沉放窗口 ；(2)沉放窗口出現前，完成沉管注水，控制總吊力在800t_1200t之間，即I % -I. 5%的負浮力，通過沉放駁上的吊放卷揚機控制沉管沉放速度< O. 5m/min,至沉管距離碎石基床頂最小距離為4m時停止；(3)通過沉放駁上的吊放卷揚機，調整沉管坡度與基床坡度相同；同時，利用安裝纜調整沉管橫向偏移；(4)利用前抽芯纜和安裝纜，向前移動沉管至已安沉管尾端I. 0±0. 2m,同時進一步調整沉管的橫向偏移量；(5)沉管繼續沉放，至距離基床2. 05m時，導梁滑入導向支座，潛水員水下攝像確認無誤后沉管繼續下沉，直至沉管落地。(三)實測波浪浮托力在沉管著床后，實測在波高Hs ( O. Sm時的波浪浮托力，計算出不同水平調節千斤頂推力下沉放駁所需的吊力；其操作方法為沉放駁對沉管增加800噸吊力，此時，最接近尾端調節系統實際操作時的吊力，利用吊纜上的測力計測定波浪對沉放駁作用的浮托力，以便控制沉管初次拉合精調對基床的最小壓力為200噸、水力壓接后精調對基床的最小壓力為400噸。[0027](四)沉管對接作業(I)沉管著床前安裝纜對接調節在沉管沉放著床前，此時，待安沉管止水材料距離已安沉管lm，通過安裝纜初步調節沉管位置，利用水下測控系統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基床最小壓力降低到200t，啟動拉合千斤頂，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，停止拉合，精確測量沉管兩端偏差并使用沉管尾端糾偏精調系統調整沉管尾端偏差；如圖2所示，通過LI、L2磁致位移傳感器測點處距離，由此可計算出沉管尾端偏差L3，由于導梁位于沉管中部，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A.沉管尾端糾偏精調系統就位放松沉管尾端糾偏精調系統頂部吊索，使沉管尾端糾偏精調系統和沉管成為兩個主體；然后打開閥門，壓入壓載水，達到要求后停止壓水。B.沉放駁起吊沉放駁起吊保持沉管對基床壓力> 200t。C.沉管尾端糾偏精調系統水平頂推精調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，輔助沉管尾端精調系統進行沉管糾偏，過壓端拉合千斤頂過壓量可根據沉管尾端偏差計算；根據沉管尾端軸線偏差值L3設置精調系統的水平頂推距離，開始施加頂推力。D.沉管橫向調節當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，沉管尾端開始橫向移動糾偏；糾偏完成后，停止頂推。E.實測海水密度實測海水密度變化值，在沉管糾偏期間，控制沉管對基床壓力不小于200t。F.尾端限位導向尾端限位指在沉管在外力作用下進行縱向移動時，通過導梁和沉管尾端糾偏精調系統限定沉管位置，克服橫向水流力及其他外力使沉管沿隧道軸線移動；沉管尾端精調系統頂推點施加頂推力=Fw/2，頂推點采用滑道形式，可以在頂推力作用下沿沉管縱向自由滑動，頂推點材料采用MGE滑板做滑道，取摩擦系數為O. 05，起到限定沉管橫向移動的作用；當沉管尾端糾偏完成后，利用沉管尾端糾偏精調系統進行導向完成初次拉合。G.完成初次拉合沉管尾端調整完畢后，再次啟動拉合千斤頂，在沉管尾端糾偏精調系統尾端限位的控制下拉動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系統限位和導向下，啟動拉合千斤頂并控制拉合速度，壓縮止水材料，達到初步止水要求；由于接合腔內的水無法壓縮，拉合時可能會出現拉合千斤頂無法使止水材料壓縮的情況，此時，已安沉管中的操作人員適當開啟接合腔排水管，少量、受控的排除結合腔內的水，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，進行水力壓接。[0042](5)沉管水力壓接尾端限位、導向通過精調系統限位導向沉管水力壓接時的軸線位置，可以減少因橫向外力對沉管造成軸線偏移。(6)水力壓接精調A.軸線復測沉管水力壓接完成后，打開鋼封門測量孔進行貫通測量，管節水平與隧道軸線偏差< 35_時不做調整，管節水平與隧道軸線偏差> 3 5_時通過沉管尾端糾偏精調系統進行尾端橫向調節，直到沉管軸線偏差滿足要求。B.通過沉管尾端糾偏精調系統進行測量糾偏操作，重復初次拉合精調中步驟B-D的操作。C.復測沉管尾端糾偏精調系統停止頂推，完成糾偏后，打開鋼封門測量孔進行復測。D.卸載條件實測海水密度變化值，確保滿足沉管穩定性要求，如不滿足要求，采用加壓載水5 %負浮力，在此期間，鎖定千斤頂壓力。E.卸荷沉管尾端糾偏精調系統推力卸載條件滿足后,緩緩卸荷精調系統推力F至O。F.完成糾偏上述工作完成后，沉管尾端糾偏精調系統上浮，移出沉放駁，完成沉管糾偏調節。 根據待安裝沉管及沉管隧道的長、寬、高等不同，壓載水箱可設置有六個、或十個，壓載水箱將壓載體均勻分成七個、或十一個壓載單元。 以上具體實施方式
僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種沉管尾端糾偏精調系統，其特征在于該系統包括控制系統和機械系統，機械系統包括液壓泵站、壓載體和多個均勻設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壓載單元，壓載體的兩端各設置有一個頂推千斤頂。
2.如權利要求I所述的沉管尾端糾偏精調系統，其特征在于壓載水箱設置有八個，壓載水箱將壓載體均勻分成九個壓載單元。
3.如權利要求I所述的沉管尾端糾偏精調系統，其特征在于壓載水箱設置有六個、或十個，壓載水箱將壓載體均勻分成七個、或十一個壓載單元。
專利摘要本實用新型涉及一種沉管尾端糾偏精調系統，該系統包括控制系統和機械系統，機械系統包括液壓泵站、壓載體和多個均勻設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壓載單元，壓載體的兩端各設置有一個頂推千斤頂。本實用新型結構簡單、操作方便，對基床平整度要求低，具備沉管水力壓接前調節功能、沉管水力壓接過程中的方向導向功能、以及沉管水力壓接完成后的糾偏功能，即具備提前糾偏、事中控制、事后糾偏的功能；不需要在沉管上預留預埋件，且自身重力穩定，不需要豎向頂力輔助穩定。
文檔編號E02D29/073GK202787316SQ20122028054
公開日2013年3月13日 申請日期2012年6月15日 優先權日2012年6月15日
發明者林鳴, 劉德進, 馮海暴, 曲俐俐, 李增軍, 陸連洲, 付大偉, 徐善忠, 張學俊 申請人:中交一航局第二工程有限公司, 中交第一航務工程局有限公司