[发明专利]一种沉箱、隧道以及使用沉箱建造隧道的方法

说明书

本发明公开了一种沉箱、隧道以及使用沉箱建造隧道的方法，通过在陆地上预制沉箱，在水中固定和安装沉箱，铺设成隧道，大大缩减了隧道建设工期，降低了材料消耗量，大大节约了成本。本发明的隧道可以用于步行通道、铁路运输及汽车交通，还可用于运输气体或液体。

技术领域

本发明属于隧道的建造与铺设技术领域，具体是一种沉箱、隧道以及使用沉箱建造隧道的方法。

背景技术

隧道是一种常见的河水或海水下的建筑工程，已知大量的水体下隧道建造的工艺方法。比如，使用用于土地钻进的隧道掘进钻机，排出钻进获取的材料，随着隧道掘进钻机的前进逐步建造由连续部件组成的隧道（如同山洞隧道铺设时的情况）。水底下建造的隧道具有不妨碍水上交通的优势。而不足之处在于巨大的工作量、必须掘取上百万吨的土壤、较长的建筑工期以及巨大的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种沉箱及使用该沉箱建造隧道的方法，使用预制的沉箱铺设隧道，简化了隧道铺设过程、降低工作量、减少工期和成本。

为实现上述发明目的，本发明的一种沉箱，包括第一至第四侧壁围成的空腔，所述第一侧壁和第三侧壁相对，所述第二侧壁和第四侧壁相对；所述沉箱的第三侧壁的端部安装对向导轨；所述空腔两端采用衬垫覆盖；所述第一和第三侧壁上设置定位块，所述定位块上开设平行于空腔轴线的第一定位孔和垂直于空腔轴线的第二定位孔；所述第一定位孔内插入插销，所述插销用于固定柱桩；在所述沉箱的两端安装法兰，法兰上开设连接孔，所述法兰边缘突出在沉箱外，沿着法兰的边缘装配角形支架。

进一步的，所述沉箱可以采用钢筋混凝土、装甲陶瓷、聚合物复合材料（玻璃纤维和乙烯醚）以及其它坚固材料制成。聚合物复合材料的优势在于部件可以做成透明的。

进一步的，所述沉箱由若干沉箱组件拼接而成，所述沉箱组件的结构均相同。

一种隧道，包括若干所述沉箱，每两个沉箱之间通过卡钳连接，所述卡钳套装在所述对向导轨上，所述卡钳带有主销；所述第二侧壁上设置固定滑轨。

一种建造上述隧道的方法，包括以下步骤：

在所述固定导轨上安装移动平台。

在用于铺设隧道的壕沟底部放置带有移动平台的第一个沉箱，向所述第二定位孔插入柱桩，将所述第一个沉箱固定到壕沟底部，并通过所述插销固定；所述壕沟通过横堤与水区隔离。

在壕沟内远离水区的一侧建立防水墙，所述沉箱的主体在防水墙与水区之间，只有端面伸出防水墙。

在对岸的壕沟内距离堤岸边缘一定距离处建造临时水坝；之后，铲平横堤，壕沟彼此相对延长；每一条壕沟都延伸到海峡或河流底部开始低于壕沟底部的地方。

将第二个沉箱沉入水中，放在所述移动平台上，将载有第二个沉箱的移动平台拖向第一个沉箱靠近水区的一端，直至两个沉箱的卡钳结合在一起，之后卡钳用主销固定。

翻转第二个沉箱，第二个沉箱沉入水中，其一个端面与第一个沉箱靠近水区的端面对接；两个沉箱接近的角形支架利用螺栓连接拉紧；两个沉箱相邻的法兰通过衬垫的螺栓或者铆接固定在一起，然后切开衬垫，采用金属带材沿着内周边焊接两个沉箱的法兰，最后浇注混凝土。

第三个至第N个沉箱的安装方法与第二个沉箱相同。

完成施工后，用土填平壕沟。

进一步的，所述插销和柱桩的型面均是带有交替凹槽和凸起的，所述插销上的凹槽/凸起与所述柱桩上的凸起/凹槽相互配合。

进一步的，在将第二个沉箱沉入水中时，在第二个沉箱上加载定量载荷；在第一和第二沉箱的卡钳结合在一起后，去掉定量载荷；在翻转第二个沉箱时，当第二个沉箱超过竖直位置后，重新加载定量载荷。