專利名稱：分節(jié)預(yù)制負(fù)壓密封式海底隧道預(yù)制件及海底隧道施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及海底隧道技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種分節(jié)預(yù)制負(fù)壓密封式海底隧道預(yù)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(tái)《環(huán)球45′》節(jié)目播放了一段關(guān)于“英吉利海峽海底隧道”錄相電視報(bào)道。其中描述了以大型的現(xiàn)代化掘進(jìn)機(jī)械，打通海底大陸架，形成海底隧道的情況。報(bào)道稱該項(xiàng)工程耗費(fèi)資金140億英磅，為世界之最。
本發(fā)明的目的是提供一種先將隧道預(yù)制件沉降至事先平整好的海底，后排空內(nèi)部海水的分節(jié)預(yù)制負(fù)壓密封式海底隧道的施工方法。以英吉利海峽工程費(fèi)用的3-5％完成同等規(guī)模的海底隧道工程。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種分節(jié)預(yù)制負(fù)壓密封式海底隧道預(yù)制件，其特征在于預(yù)制構(gòu)件是一種筒狀物，它的橫斷面為一個(gè)帶平底座的圓拱型，其底座外沿大于拱型直徑，預(yù)制件兩端設(shè)有預(yù)埋的供連接和吊裝用的連接環(huán)，分別位于構(gòu)件的頂部?jī)?nèi)外和兩側(cè)根部?jī)?nèi)外。預(yù)制件的厚度可根據(jù)施工區(qū)域的水深確定，但底座厚度要大于拱型頂部厚度，預(yù)制件的長(zhǎng)度根據(jù)施工者的吊裝能力確定，顯然預(yù)制件越長(zhǎng)，密封圈數(shù)量越少，施工速度越快。預(yù)制件的兩端分別留有凹凸槽榫，供連接時(shí)相互插扣，在凹端的內(nèi)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(zhì)環(huán)狀物，其內(nèi)徑與預(yù)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(jié)預(yù)制件凹端的30°斜口作緊密配合。密封圈與預(yù)制件凸端的凸處外徑作緊密過渡配合的內(nèi)平面的寬度需小于預(yù)制件凸端凸出部分的長(zhǎng)度，凸出部分套上密封圈后仍留有一段平臺(tái)，以保證插接后重力不會(huì)壓在密封圈上。
一種分節(jié)預(yù)制負(fù)壓密封式海底隧道的施工方法，其特征在于，將預(yù)鋪隧道的海底進(jìn)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(chǔ)，再用碎石鋪平。海底平整完成后即可進(jìn)行預(yù)制隧道的鋪設(shè)，首先將第一節(jié)隧道沉放于整個(gè)隧道長(zhǎng)度的中間部位，以便有兩個(gè)施工方向。密封圈應(yīng)在沉放前裝好，第一節(jié)沉放平穩(wěn)后，再開始裝第二節(jié)、第三節(jié)，兩節(jié)隧道相接時(shí)，應(yīng)保證不損壞隧道的接口部位，兩節(jié)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(yù)制件安裝完畢后，先以大石沿隧道兩側(cè)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(shí)，石堆的底角剛好壓住隧道的根部為準(zhǔn)，再用沙子把隧道埋住，在海流較強(qiáng)處應(yīng)進(jìn)行打樁處理；填埋完成后，進(jìn)行內(nèi)部排水。這時(shí)隧道內(nèi)充滿海水，其內(nèi)外壓力一致，將隧道內(nèi)部海水抽出，會(huì)使隧道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，至使密封圈被向內(nèi)壓移，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)制件接口的密封。造成負(fù)壓有兩個(gè)條件；1.在隧道連接安裝時(shí)密封圈就已初步壓緊，以避免抽水時(shí)滲入水量大于抽出水量形不成負(fù)壓；2.排水能力需盡量大，以保證負(fù)壓的盡快產(chǎn)生；排水完成后即可進(jìn)行隧道的內(nèi)部施工。
本發(fā)明的特點(diǎn)是變傳統(tǒng)的挖掘隧道為在海底鋪設(shè)隧道，從而不但使施工速度加快，還節(jié)省了占傳統(tǒng)隧道工程95％以上的用于挖掘的資金。


圖1為分節(jié)預(yù)制負(fù)壓密封式海底隧道結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為海底隧道鋼骨混凝土預(yù)制件主視圖。
圖3為海底隧道鋼骨混凝土預(yù)制件后視圖。
圖4為海底隧道鋼骨混凝土預(yù)制件接口剖面圖。
圖5為海底隧道鋼骨混凝土預(yù)制件側(cè)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(yù)制構(gòu)件1是一種筒狀物，它的橫斷面2為一個(gè)帶平底座的圓拱型，其底座3的外沿4大于拱型直徑，預(yù)制件兩端設(shè)有預(yù)埋的供連接和吊裝用的連接環(huán)5，分別位于構(gòu)件的頂部?jī)?nèi)外和兩側(cè)根部?jī)?nèi)外。預(yù)制件的厚度可根據(jù)施工區(qū)域的水深確定，但底座厚度要大于拱型頂部厚度，預(yù)制件的長(zhǎng)度根據(jù)施工者的吊裝能力確定，顯然預(yù)制件越長(zhǎng)，密封圈7數(shù)量越少，施工速度越快。預(yù)制件的兩端分別留有凹凸槽榫，供連接時(shí)相互插扣，在凹端13的內(nèi)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(zhì)環(huán)狀物，其內(nèi)徑8與預(yù)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(jié)預(yù)制件凹端13的30°斜口6作緊密配合。密封圈7與預(yù)制件凸端11的凸處外徑10作緊密過渡配合的內(nèi)平面8的寬度需小于預(yù)制件凸端11的凸出部分的長(zhǎng)度，凸出部分套上密封圈后仍留有一段平臺(tái)12，以保證插接后重力不會(huì)壓在密封圈上。將預(yù)鋪隧道的海底進(jìn)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(chǔ)，再用碎石鋪平。海底平整完成后即可進(jìn)行預(yù)制隧道的鋪設(shè)，首先將第一節(jié)隧道沉放于整個(gè)隧道長(zhǎng)度的中間部位，以便有兩個(gè)施工方向。密封圈應(yīng)在沉放前裝好，第一節(jié)沉放平穩(wěn)后，再開始裝第二節(jié)、第三節(jié)，兩節(jié)隧道相接時(shí)，應(yīng)保證不損壞隧道的接口部位，兩節(jié)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(yù)制件安裝完畢后，先以大石沿隧道兩側(cè)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(shí)，石堆的底角剛好壓住隧道的根部為準(zhǔn)，再用沙子把隧道埋住，這道工序的目的1.使隧道穩(wěn)固；2.盡量使隧道與海水隔開。另外在海流較強(qiáng)處應(yīng)進(jìn)行打樁處理。
填埋完成后，進(jìn)行內(nèi)部排水。這時(shí)隧道內(nèi)充滿海水，其內(nèi)外壓力一致，將隧道內(nèi)部海水抽出，會(huì)使隧道內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，至使密封圈被向內(nèi)壓移，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)制件接口的密封。造成負(fù)壓有兩個(gè)條件；1.在隧道連接安裝時(shí)密封圈就已初步壓緊，以避免抽水時(shí)滲入水量大于抽出水量形不成負(fù)壓；2.排水能力需盡量大，以保證負(fù)壓的盡快產(chǎn)生。
排水完成后即可進(jìn)行隧道的內(nèi)部施工。
權(quán)利要求
1.一種分節(jié)預(yù)制負(fù)壓密封式海底隧道預(yù)制件，其特征在于預(yù)制構(gòu)件是一種筒狀物，它的橫斷面為一個(gè)帶平底座的圓拱型，其底座外沿大于拱型直徑，預(yù)制件兩端設(shè)有預(yù)埋的供連接和吊裝用的連接環(huán)，分別位于構(gòu)件的頂部?jī)?nèi)外和兩側(cè)根部?jī)?nèi)外；預(yù)制件的兩端分別留有凹凸槽榫，供連接時(shí)相互插扣，在凹端的內(nèi)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(zhì)環(huán)狀物，其內(nèi)徑與預(yù)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(jié)預(yù)制件凹端的30°斜口作緊密配合；密封圈與預(yù)制件凸端的凸處外徑作緊密過渡配合的內(nèi)平面的寬度需小于預(yù)制件凸端凸出部分的長(zhǎng)度，凸出部分套上密封圈后仍留有一段平臺(tái)，以保證插接后重力不會(huì)壓在密封圈上。
2.一種分節(jié)預(yù)制負(fù)壓密封式海底隧道的施工方法，其特征在于將預(yù)鋪隧道的海底進(jìn)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(chǔ)，再用碎石鋪平；海底平整完成后即可進(jìn)行預(yù)制隧道的鋪設(shè)，首先將第一節(jié)隧道沉放于整個(gè)隧道長(zhǎng)度的中間部位，以便有兩個(gè)施工方向；密封圈應(yīng)在沉放前裝好，第一節(jié)沉放平穩(wěn)后，再開始裝第二節(jié)、第三節(jié)，兩節(jié)隧道相接時(shí)，應(yīng)保證不損壞隧道的接口部位，兩節(jié)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(yù)制件安裝完畢，先以大石沿隧道兩側(cè)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(shí)，石堆的底角剛好壓住隧道的根部為準(zhǔn)，再用沙子把隧道埋住，這道工序的目的1).使隧道穩(wěn)固；2).盡量使隧道與海水隔開，另外在海流較強(qiáng)處應(yīng)進(jìn)行打樁處理；填埋完成后，進(jìn)行內(nèi)部排水；至使密封圈被向內(nèi)壓移，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)制件接口的密封；造成負(fù)壓有兩個(gè)條件1).在隧道連接安裝時(shí)密封圈就已初步壓緊，以避免抽水時(shí)滲入水量大于抽出水量形不成負(fù)壓；2).排水能力需盡量大，以保證負(fù)壓的盡快產(chǎn)生；排水完成后即可進(jìn)行隧道的內(nèi)部施工。
全文摘要
本發(fā)明涉及海底隧道技術(shù)領(lǐng)域，一種分節(jié)預(yù)制負(fù)壓密封式海底隧道預(yù)制件及海底隧道施工方法。預(yù)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(yù)制件兩端設(shè)有連接環(huán)，施工方法是將預(yù)鋪隧道的海底進(jìn)行平整，平整完成后即可進(jìn)行預(yù)制隧道的鋪設(shè)，密封圈應(yīng)在沉放前裝好，第一節(jié)安裝平穩(wěn)后，依次安裝其它各節(jié)，再進(jìn)行外部堆埋、內(nèi)部抽水、內(nèi)部施工。特點(diǎn)是在海底鋪設(shè)隧道，施工速度快，節(jié)省大量用于挖掘的資金。
文檔編號(hào)E02D29/073GK1145437SQ96115568
公開日1997年3月19日 申請(qǐng)日期1996年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月2日
發(fā)明者閆瑞明 申請(qǐng)人:閆瑞明