[发明专利]一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛结构

说明书

本发明公开了一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛结构，包括下部的岛基和上部的直立式岛体；岛基由多层回填砂构筑而成，每层回填砂采用在超大型混凝土浮箱下潜形成的围堰中构筑，且每层围堰的外围尺寸向上逐渐减小，使岛基的外形呈金字塔形；上部直立式岛体由岛壁和岛内体构成；岛壁由钢筒式格体及其内部的密实填料共同构成，钢筒式格体由钢质大圆筒主格与直腹式钢板桩副格相互连接而成，钢质大圆筒主格内和直腹式钢板桩副格内均要回填砂并加以密实，岛壁内距顶部1m范围内采用碎石垫层与块石垫层护面；岛内体由回填砂构成。本发明的人工岛结构，具有自身稳定、施工难度和工程量相对较小的特点，能用于悬浮隧道的接力延伸和拉索的海中锚碇。

技术领域

本发明涉及一种水下悬浮隧道,具体涉及一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛结构。

背景技术

水中悬浮隧道，英文名称为“Submerged Floating Tunnel”，简称“SFT”。在意大利又称“阿基米德桥”。水中悬浮隧道和传统的沉埋隧道或掘进隧道的区别是：悬浮隧道结构被水包围着，既不是位于地层上也不穿越地层，而是主要依靠其自身结构的重力、结构受到的浮力以及支撑系统的锚固力来保持在固定的位置上。悬浮隧道四周密封，这种结构具有普通隧道的所有特点，从使用的观点来看应被认为是“隧道”而不是“桥梁”。

虽然悬浮隧道与沉管隧道、深埋隧道、桥梁等跨海通道方案相比，具有一定优势，但悬浮隧道的设计、施工仍然是一个世界性的难题，至今尚无建成的悬浮隧道。目前世界上主要有7个国家(挪威、意大利、日本、中国、瑞士、巴西、美国)在研究，研究发现的诸多技术问题主要有：总体结构布置、隧道材料、锚固系统结构型式、隧道连接型式及接岸结构设计、隧道结构可实施性、施工与营运风险等。这些问题能否解决，决定了悬浮隧道能否从可行性方案走向实际工程。

迄今为止，悬浮隧道研究中，根据悬浮隧道自身重力与所受浮力之间的关系，提出的结构型式大致可分为三类：浮筒式、锚固式、墩柱式。浮筒式悬浮隧道是通过锚索或锚链把隧道悬挂于水面的浮筒上，隧道重力大于浮力，垂直方向受潮位涨落影响很大；锚固式悬浮隧道是通过张力腿或锚索把隧道锚固于海床以下的锚碇基础上，隧道重力小于浮力，隧道会在水动力作用下发生位移或晃动；墩柱式其实是支承在水下墩柱上的隧道桥，施工难度大且造价昂贵。由于隧道漂浮于水中，隧道安装施工受风、浪、流及船行波等影响，三种型式的隧道水下定位、水下或水上对接施工难度都很大，且水下营运期舒适度及安全风险均难以预估。

对于海底隧道，无论是沉管隧道、掘进隧道，还是悬浮隧道，如果隧道太长，则通风、逃生都是必须要解决的关键性问题，一般需要设置通风井等结构。由于隧道设在水深较大的水下，用于通风、逃生的结构在海床面以上都有很长的自由长度，在水流、波浪等作用下很难做到自身稳定，且施工难度极大，因此构筑人工岛是目前最佳的选择。另外，人工岛还可以作为隧道在海中延伸或隧桥转换的过渡岸基。由于水深较大，人工岛构造受到风浪流等恶劣海况影响，施工难度也很大。

发明内容

本发明的目的在于填补现有技术的空白而提供一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛结构，它具有自身稳定、施工难度和工程量相对较小的特点，既可用于悬浮隧道的接力延伸、隧桥转换、隧道通风，也可用作悬浮隧道的拉索的海中锚碇结构。

本发明的目的是这样实现的：一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛结构，包括下部的岛基和上部的直立式岛体；其中，

所述岛基的平面为圆形、椭圆形或顺水流的菱形，该岛基由多层回填砂构筑而成，每层回填砂采用在超大型混凝土浮箱下潜形成的围堰中构筑，且每层围堰的外围尺寸按1：1～1：1.5的坡度向上逐渐减小，使岛基的外形呈金字塔形；

所述岛体的平面呈圆形、椭圆形或顺水流的菱形；该岛体由岛壁和岛内体构成；所述岛壁由钢筒式格体和其内部的密实填料共同构成，钢筒式格体由钢质大圆筒主格与直腹式钢板桩副格相互连接而成，钢质大圆筒主格内和直腹式钢板桩副格内的密实填料为回填砂；钢质大圆筒主格和直腹式钢板桩副格内距顶部1m范围内采用碎石垫层与块石垫层护面；