[发明专利]沉管尾端纠偏调节工艺

说明书

技术领域

本发明涉沉管隧道施工技术，具体地说，涉及一种沉管隧道施工过程中沉管尾端纠偏调节工艺。

背景技术

沉管法是在水底建筑隧道的一种施工方法。沉管隧道就是将若干个预制段分别浮运到海面(河面)现场，并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内，以此方法修建的水下隧道。目前，沉管隧道施工过程中，为了提高沟槽底面的平整性，绝大多数建成的水底隧道均采用垫平的方法。其中，早期大多采用的垫平方法为一种在管段沉放之前先铺砂石作为垫层的先铺法，它是在作业船上通过卷扬机和钢索操纵特制的刮铺机或钢犁，沿着沟槽底面两侧设置的、具有规定标高和坡度的导轨，将放下的垫料往复刮平，该法缺点较多；另一种垫平的方法为后填法，即先将管段沉放在沟槽底上的临时支座上，并使管底形成一定的空间(管段底板内预设液压千斤顶，在定位时可以顶向支座，调节管段高程)，随后用垫层材料充填密实。上述两种方法中，处理沉放管段基础的目的是使沟槽底面平整，而不是为了提高地基的承载力，在水下开挖的沟槽，其底面凹凸不平，如不加以整平，管段沉放后会因地基受力不均匀而导致局部破坏，或因不均匀沉陷而开裂。

适合于沉管法施工的主要条件是：水道河床稳定和水流并不过急。在水深大、沉管长宽比大时，需要明显增大千斤顶配置，通常采用沉放驳辅助提供向上吊力以减小沉管对基床摩擦力，通过沉放驳辅助安装对波高要求比较严格，一般作业波高要求≤0.4m。目前，采用沉放驳辅助安装的案例只有釜山-巨济沉管隧道和厄勒海峡沉管隧道，其中，釜山-巨济沉管隧道对作业波高要求≤0.4m；厄勒海峡沉管隧道施工中，从地图可以看出，施工现场四周形成了掩护，海况较好。而对于波高要求大于0.4m时，由于受波浪、水流、风等自然条件的影响，采用沉放驳辅助安装时，吊力变化幅度很大，对安装控制影响较大，千斤顶推力大，控制困难，且安装精度不准确，需要时间进行调整，费时费力。

发明内容

本发明针对现有沉管隧道施工过程中沉管安装时受波浪、水流、风等自然条件影响存在的推力大、控制困难、费时费力等上述问题，提供了一种沉管尾端纠偏调节工艺，该工艺通过沉管尾端纠偏调节系统进行纠偏，调节时，沉管尾端纠偏调节系统位于待安装沉管尾端，通过提前纠偏、事中控制、事后纠偏实现对沉管的尾端调节，适用于沉管隧道施工时的沉管纠偏。

本发明的技术方案是：一种沉管尾端纠偏调节工艺，采用沉管尾端纠偏精调系统进行调整，包括以下步骤：

(一)作业窗口测量

沉管浮运至施工现场，测量作业窗口。

(二)沉管沉放作业

沉管送缆完成后，沉放沉管直至落地。

(三)实测波浪浮托力

在沉管着床后，实测在波高Hs≤0.8m时的波浪浮托力，计算出不同水平调节千斤顶推力下沉放驳所需的吊力。

(四)沉管对接作业

(1)沉管着床前安装缆对接调节

在沉管沉放着床前，通过安装缆初步调节沉管位置，利用水下测控系统控制沉管尾端偏差控制在≤10cm。

(2)初次拉合

拉合千斤顶连接后，沉放驳提供吊力使沉管对基床最小压力降低到200t，启动拉合千斤顶，将待安沉管拉至已安沉管尾端，在待安沉管距离已安沉管5-10cm时，停止拉合，精确测量沉管两端偏差并使用沉管尾端纠偏精调系统调整沉管尾端偏差。

(3)初次拉合精调

A.沉管尾端纠偏精调系统就位：放松沉管尾端纠偏精调系统顶部吊索，使沉管尾端纠偏精调系统和沉管成为两个主体；打开阀门，压入压载水，达到要求后停止压水。

B.沉放驳起吊：沉放驳起吊保持沉管对基床压力≥200t。

C.沉管尾端纠偏精调系统水平顶推精调沉管：减小过压端拉合千斤顶过压量同步卸载拉力，保持欠压端拉合千斤顶拉力，辅助沉管尾端纠偏精调系统进行沉管纠偏；根据沉管尾端轴线偏差值设置沉管尾端纠偏精调系统的水平顶推距离，开始施加顶推力。

D.沉管横向调节：当水平顶推力克服水流力、摩擦力和止水材料压缩力差值共同作用时，沉管尾端开始横向移动纠偏，纠偏完成后，停止顶推。

E.实测海水密度：实测海水密度变化值，在沉管纠偏期间，控制沉管对基床压力不小于200t。

F.尾端限位、导向：沉管在外力作用下进行纵向移动时，通过导梁和沉管尾端纠偏精调系统限定沉管位置，克服横向水流力及其他外力使沉管沿隧道轴线移动，当沉管尾端纠偏完成后，利用沉管尾端纠偏精调系统进行导向完成初次拉合。