專利名稱：分節預制負壓密封式海底隧道預制件及海底隧道施工方法
技術領域：
本發明涉及海底隧道技術領域，特別是一種分節預制負壓密封式海底隧道預制件及海底隧道的施工方法。
一九九四年十月二十六日，中央電視臺《環球45′》節目播放了一段關于“英吉利海峽海底隧道”錄相電視報道。其中描述了以大型的現代化掘進機械，打通海底大陸架，形成海底隧道的情況。報道稱該項工程耗費資金140億英磅，為世界之最。
本發明的目的是提供一種先將隧道預制件沉降至事先平整好的海底，后排空內部海水的分節預制負壓密封式海底隧道的施工方法。以英吉利海峽工程費用的3-5％完成同等規模的海底隧道工程。
本發明的技術方案是這樣實現的一種分節預制負壓密封式海底隧道預制件，其特征在于預制構件是一種筒狀物，它的橫斷面為一個帶平底座的圓拱型，其底座外沿大于拱型直徑，預制件兩端設有預埋的供連接和吊裝用的連接環，分別位于構件的頂部內外和兩側根部內外。預制件的厚度可根據施工區域的水深確定，但底座厚度要大于拱型頂部厚度，預制件的長度根據施工者的吊裝能力確定，顯然預制件越長，密封圈數量越少，施工速度越快。預制件的兩端分別留有凹凸槽榫，供連接時相互插扣，在凹端的內沿，留有一圈呈外放射狀的30°斜口。密封圈是一種帶有30°斜坡的軟質環狀物，其內徑與預制件凸端的凸處外徑作緊密過渡配合，其帶有30°斜坡的外沿與另一節預制件凹端的30°斜口作緊密配合。密封圈與預制件凸端的凸處外徑作緊密過渡配合的內平面的寬度需小于預制件凸端凸出部分的長度，凸出部分套上密封圈后仍留有一段平臺，以保證插接后重力不會壓在密封圈上。
一種分節預制負壓密封式海底隧道的施工方法，其特征在于，將預鋪隧道的海底進行平整，主要是回填和清障，凹處可用大石填平，凸處可用爆破等手段鏟除，形成大致平整后，先以大石鋪一層基礎，再用碎石鋪平。海底平整完成后即可進行預制隧道的鋪設，首先將第一節隧道沉放于整個隧道長度的中間部位，以便有兩個施工方向。密封圈應在沉放前裝好，第一節沉放平穩后，再開始裝第二節、第三節，兩節隧道相接時，應保證不損壞隧道的接口部位，兩節之間不能夾有任何雜物，最后把隧道連接螺栓擰緊；全部隧道預制件安裝完畢后，先以大石沿隧道兩側堆排，需與隧道保持一定的平行距離，其距離以石堆的高度堆至與隧道高度齊平時，石堆的底角剛好壓住隧道的根部為準，再用沙子把隧道埋住，在海流較強處應進行打樁處理；填埋完成后，進行內部排水。這時隧道內充滿海水，其內外壓力一致，將隧道內部海水抽出，會使隧道內產生負壓，至使密封圈被向內壓移，從而實現預制件接口的密封。造成負壓有兩個條件；1.在隧道連接安裝時密封圈就已初步壓緊，以避免抽水時滲入水量大于抽出水量形不成負壓；2.排水能力需盡量大，以保證負壓的盡快產生；排水完成后即可進行隧道的內部施工。
本發明的特點是變傳統的挖掘隧道為在海底鋪設隧道，從而不但使施工速度加快，還節省了占傳統隧道工程95％以上的用于挖掘的資金。
圖1為分節預制負壓密封式海底隧道結構示意圖。
圖2為海底隧道鋼骨混凝土預制件主視圖。
圖3為海底隧道鋼骨混凝土預制件后視圖。
圖4為海底隧道鋼骨混凝土預制件接口剖面圖。
圖5為海底隧道鋼骨混凝土預制件側視圖。
圖6為海底隧道密封圈。
圖7為海底隧道密封圈剖面圖。
(見圖1、2、3、4、5)預制構件1是一種筒狀物，它的橫斷面2為一個帶平底座的圓拱型，其底座3的外沿4大于拱型直徑，預制件兩端設有預埋的供連接和吊裝用的連接環5，分別位于構件的頂部內外和兩側根部內外。預制件的厚度可根據施工區域的水深確定，但底座厚度要大于拱型頂部厚度，預制件的長度根據施工者的吊裝能力確定，顯然預制件越長，密封圈7數量越少，施工速度越快。預制件的兩端分別留有凹凸槽榫，供連接時相互插扣，在凹端13的內沿，留有一圈呈外放射狀的30°斜口6。(見圖6、7)密封圈7是一種外沿帶有30°斜坡的軟質環狀物，其內徑8與預制件凸端11的凸處外徑10作緊密過渡配合，其帶有30°斜坡的外沿9與另一節預制件凹端13的30°斜口6作緊密配合。密封圈7與預制件凸端11的凸處外徑10作緊密過渡配合的內平面8的寬度需小于預制件凸端11的凸出部分的長度，凸出部分套上密封圈后仍留有一段平臺12，以保證插接后重力不會壓在密封圈上。將預鋪隧道的海底進行平整，主要是回填和清障，凹處可用大石填平，凸處可用爆破等手段鏟除，形成大致平整后，先以大石鋪一層基礎，再用碎石鋪平。海底平整完成后即可進行預制隧道的鋪設，首先將第一節隧道沉放于整個隧道長度的中間部位，以便有兩個施工方向。密封圈應在沉放前裝好，第一節沉放平穩后，再開始裝第二節、第三節，兩節隧道相接時，應保證不損壞隧道的接口部位，兩節之間不能夾有任何雜物，最后把隧道連接螺栓擰緊。
全部隧道預制件安裝完畢后，先以大石沿隧道兩側堆排，需與隧道保持一定的平行距離，其距離以石堆的高度堆至與隧道高度齊平時，石堆的底角剛好壓住隧道的根部為準，再用沙子把隧道埋住，這道工序的目的1.使隧道穩固；2.盡量使隧道與海水隔開。另外在海流較強處應進行打樁處理。
填埋完成后，進行內部排水。這時隧道內充滿海水，其內外壓力一致，將隧道內部海水抽出，會使隧道內產生負壓，至使密封圈被向內壓移，從而實現預制件接口的密封。造成負壓有兩個條件；1.在隧道連接安裝時密封圈就已初步壓緊，以避免抽水時滲入水量大于抽出水量形不成負壓；2.排水能力需盡量大，以保證負壓的盡快產生。
排水完成后即可進行隧道的內部施工。
權利要求
1.一種分節預制負壓密封式海底隧道預制件，其特征在于預制構件是一種筒狀物，它的橫斷面為一個帶平底座的圓拱型，其底座外沿大于拱型直徑，預制件兩端設有預埋的供連接和吊裝用的連接環，分別位于構件的頂部內外和兩側根部內外；預制件的兩端分別留有凹凸槽榫，供連接時相互插扣，在凹端的內沿，留有一圈呈外放射狀的30°斜口；密封圈是一種外沿帶有30°斜坡的軟質環狀物，其內徑與預制件凸端的凸處外徑作緊密過渡配合，其帶有30°斜坡的外沿與另一節預制件凹端的30°斜口作緊密配合；密封圈與預制件凸端的凸處外徑作緊密過渡配合的內平面的寬度需小于預制件凸端凸出部分的長度，凸出部分套上密封圈后仍留有一段平臺，以保證插接后重力不會壓在密封圈上。
2.一種分節預制負壓密封式海底隧道的施工方法，其特征在于將預鋪隧道的海底進行平整，主要是回填和清障，凹處可用大石填平，凸處可用爆破等手段鏟除，形成大致平整后，先以大石鋪一層基礎，再用碎石鋪平；海底平整完成后即可進行預制隧道的鋪設，首先將第一節隧道沉放于整個隧道長度的中間部位，以便有兩個施工方向；密封圈應在沉放前裝好，第一節沉放平穩后，再開始裝第二節、第三節，兩節隧道相接時，應保證不損壞隧道的接口部位，兩節之間不能夾有任何雜物，最后把隧道連接螺栓擰緊；全部隧道預制件安裝完畢，先以大石沿隧道兩側堆排，需與隧道保持一定的平行距離，其距離以石堆的高度堆至與隧道高度齊平時，石堆的底角剛好壓住隧道的根部為準，再用沙子把隧道埋住，這道工序的目的1).使隧道穩固；2).盡量使隧道與海水隔開，另外在海流較強處應進行打樁處理；填埋完成后，進行內部排水；至使密封圈被向內壓移，從而實現預制件接口的密封；造成負壓有兩個條件1).在隧道連接安裝時密封圈就已初步壓緊，以避免抽水時滲入水量大于抽出水量形不成負壓；2).排水能力需盡量大，以保證負壓的盡快產生；排水完成后即可進行隧道的內部施工。
全文摘要
本發明涉及海底隧道技術領域，一種分節預制負壓密封式海底隧道預制件及海底隧道施工方法。預制件為筒狀物，其斷面為平底圓拱型，平底外沿大于拱型直徑，預制件兩端設有連接環，施工方法是將預鋪隧道的海底進行平整，平整完成后即可進行預制隧道的鋪設，密封圈應在沉放前裝好，第一節安裝平穩后，依次安裝其它各節，再進行外部堆埋、內部抽水、內部施工。特點是在海底鋪設隧道，施工速度快，節省大量用于挖掘的資金。
文檔編號E02D29/073GK1145437SQ96115568
公開日1997年3月19日 申請日期1996年9月2日 優先權日1996年9月2日
發明者閆瑞明 申請人:閆瑞明