一种具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道及其施工方法与流程

1.本发明涉及一种水下悬浮隧道,具体涉及一种具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道。


背景技术：

2.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”，简称“pda”桥。一般由浮在水中一定深度的管状结构(该结构的空间较大，足以适应道路和铁道交通的要求)、支撑系统 (锚固在海底基础上的锚缆、墩柱或水上的浮箱)及与两岸的构筑物组成。它是交通运输工具跨越被深水分隔的两岸之间的一种新型结构物，适用于所有需在水中穿行的交通运载工具，可通行火车、汽车、小型机动车和行人，还可以做成穿行各种管道和电缆的服务通道。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”。
3.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。
4.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锭基础上，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。
5.为了使悬浮隧道受力更为合理，减小施工期不利海况的影响，更有利于施工期控制、营运期维护与零部件更换，提出了一种新型的悬浮隧道结构设计—水下斜拉式悬浮隧道(zl202010063382.8)以及一种水下斜拉式悬浮隧道的顶推工艺(zl202010063396.x)。但对于水流速度相对比较大的水域，悬浮隧道将承受比较大的水平力，该种结构型式的隧道整跨水平向挠度也会比较大。虽然斜拉索可以抵抗部分水流力，但对于水流速度比较大的水域，悬浮隧道的悬臂挠度还是比较大。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道，它能减小水中悬浮隧道在施工期间以及运营维护期间由于水下水流的作用而产生的水平挠度，同时大大提高了水下悬浮隧道的结构稳定性。
7.实现本发明的目的一种技术方案是：一种具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道，包括隧道本体、顶推侧接岸结构、接收侧接岸结构和拉索锚碇系统；所述隧道本体包括水中悬浮隧道、顶推侧陆域斜坡隧道和接收侧陆域斜坡隧道；所述顶推侧接岸结构和接收侧接岸结构一一对应地设在顶推侧海岸和接收侧海岸上；所述顶推侧陆域斜坡隧道的临水端和接收侧陆域斜坡隧道的临水端一一对应地与顶推侧接岸结构和接收侧接岸结构的背水端连接；所述水中悬浮隧道由多段管节连接而成；水中悬浮隧道的第一段管节的头部和最后一段管节的尾部一一对应地固结在接收侧接岸结构的内腔和顶推侧接岸结构的内腔中；所述拉索锚碇系统包括四个拉索锚锭墩和多道斜拉索；四个拉索锚锭墩一一对应设在顶推侧接岸结构两侧的顶推侧海岸上和接收侧接岸结构两侧的接收侧海岸上；多道斜拉索的一端间隔地锚固在水中悬浮隧道的两侧面的锚具上，多道斜拉索的另一端从水中引伸至地面，再锚固于拉索锚锭墩上；
8.在海水表面流速s为0.5m/s≤s＜1.0m/s时，且为单向流的情况下，单跨隧道在水中悬浮隧道的逆流侧设置两座缆流墩，双向流的情况下，单跨隧道在水中悬浮隧道的两侧分别设置两座缆流墩；
9.在海水表面流速s为1.0m/s≤s＜1.5m/s时，且为单向流的情况下，单跨隧道在水中悬浮隧道的逆流侧设置四座缆流墩；双向流的情况下，单跨隧道在水中悬浮隧道的两侧分别设置四座缆流墩；
10.每座所述缆流墩包括深水导管架、永久缆流索与锚锭缆索；
11.所述深水导管架包括六根基础钢管桩、下部架体和上部架体；
12.六根基础钢管桩以连线呈正六边形的方式打设在海床上；
13.所述下部架体的顶标高位于水中悬浮隧道的水平中心线上，该下部架体的顶部设置转向牙口和缆流索锚锭器；所述上部架体的顶标高高于水面，该上部架体的顶部设置缆流索绞盘和辅助锚锭器；
14.所述永久缆流索的一端连接在水中悬浮隧道的跨中段管节上的斜拉索的连接断面上，永久缆流索的另一端锚固于所述深水导管架上的缆流索锚锭器上；
15.所述锚锭缆索的一端固定在所述深水导管架的下部架体的顶面上，锚锭缆索的另一端固定于抛设在海床上的锚块上。
16.上述的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道，其中，所述下部架体为六桩梯形导管架，并由若干下部架体节段可拆卸地拼接而成，最下部的下部架体节段的下端的六个角上各自设六根一根钢套管，六根钢套管的外壁上在同一高度均设置钢牛腿，该六根钢套管一一对应地插在六根基础钢管桩内并通过钢牛腿反向支承在基础钢管桩的顶面上，该六根钢套管的外壁一一对应地与六根基础钢管桩的内壁之间通过灌浆密实。
17.上述的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道，其中，所述上部架体为矩形桁架，并由若干上部架体节段拼接而成，每个节段的四个角部各自为一根导管，每根导管的下端各自连接一根钢套管，四根钢套管的顶部外壁上均设置钢牛腿，四根钢套管的底部封闭，每个上部架
体节段的四根钢套管一一对应地插在下部的上部架体节段的四根导管内并由钢牛腿反向支承在下部的上部架体节段的四根导管的顶面上，四根钢套管的外壁一一对应地与四根导管的内壁之间通过灌浆密实。
18.上述的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道，其中，所述永久缆流索采用超高分子量聚乙烯纤维缆。
19.上述的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道，其中，所述锚锭缆索采用钢锚链。
20.上述的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道，其中，所述转向牙口包括牙口底板、一对固定在牙口底板上的轮架和通过轮轴安装在一对轮架之间的转动盘。
21.上述的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道，其中，所述缆流索锚锭器包括锚锭器底板、固定在锚锭器底板上且开设缆流索孔道的锚锭块和安装在缆流索孔道内的夹片式锚具。
22.上述的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道，其中，所述深水导管架采用阴极防腐，即在所述上部架体的水位变动区安装电化学阴极保护块。
23.实现本发明的目的另一种技术方案是：一种具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道的施工方法，包括以下流程：
24.流程一，在海上设定位置分体安装深水导管架，并包括以下步骤：
25.步骤一，在钢结构加工厂进行基础钢管桩的制作以及深水导管架的各个下部架体节段和各个上部架体节段的制作，并做好防腐涂料或涂层的加工，接着将基础钢管桩及深水导管架的各个下部架体节段和各个上部架体节段拖运至海上施工现场，在海上施工现场将各个下部架体节段拼装成下部架体，再将锚碇缆索的一端采用卡环锚锭在下部架体下端的钢套管顶部的锚碇环中，锚碇缆索的另一端采用浮箱临时漂浮于水中；
26.步骤二，对称、逐根打入六根基础钢管桩；
27.步骤三，将一根第一牵引绳预先依次穿入下部架体顶面的缆流索锚锭器和转向牙口,并将第一牵引绳的两端引伸出水面，再吊装下部架体，另在深水导管架的左右侧各自设一个浮筒或浮箱，两个浮筒或浮箱上均连接钢丝绳挂钩；
28.步骤四，下放下部架体，将两个浮筒或浮箱上的钢丝绳挂钩一一对应地挂在下部架体的上部左右侧，使下部架体浮在水中，并使下部架体的顶面位于水面上方；
29.步骤五，吊装上部架体的最下部的上部架体节段，使之安装在下部架体的顶面上，并吊住下部架体，将浮筒或浮箱上的钢丝绳挂钩上移至上部架体的最下部的上部架体节段的上部；
30.步骤六，下放下部架体和上部架体的最下部的上部架体节段，使上部架体的最下部的上部架体节段的顶面位于水面上方；
31.步骤七，重复步骤五至步骤六，直至上部架体的所有的上部架体节段安装完成；
32.步骤八，解除浮筒或浮箱上的钢丝绳挂钩，下放下部架体和上部架体，将下部架体下端的六根钢套筒一一对应地插在六根基础钢管桩内，直至下部架体的钢套筒上的钢牛腿反向支承在基础钢管桩的顶面上，此时，下部架体的顶面与水中悬浮隧道的水平中心线处于同一水平位置；
33.步骤九，采用抛锚艇将锚碇缆索的另一端与锚块连接，然后将锚块抛设在海床上的设定位置，并保证远离水中悬浮隧道的锚碇缆索具有一定的拖地长度；
34.步骤十，下部架体的钢套筒的外壁与基础钢管桩的内壁之间灌浆密实；
35.步骤十一，在上部架体的最上部的上部架体节段的四根钢套管上均安装电化学阴极保护块；
36.流程二，采用顶推工艺安装水下悬浮隧道，并包括以下步骤：
37.步骤一，在顶推侧陆域斜坡隧道后方的预制厂内预制所有的管节并进行一次舾装；
38.步骤二，先通过运输平车将第一段管节从顶推侧陆域斜坡隧道运输至顶推侧接岸结构内，接着在顶推侧接岸结构内进行第一段管节的二次舾装，再在第一段管节的前端安装圆锥形的顶推导梁和两根牵引索，还在第一段管节的头部外壁内和尾部外壁内各自预埋一根或一对临时缆流索的一端，一根或一对临时缆流索的另一端通过第二牵引绳预先引出水面，并临时用浮筒固定；
39.步骤三，将第二段管节运输至顶推侧接岸结构内并与第一段管节对接，同时在第二段管节的前端安装第一道斜拉索；
40.步骤四，刚开始顶推时，第一段管节前端的顶推导梁先顶开顶推侧接岸结构的临时封门，接着采用起重船将两根牵引索牵引至接收侧接岸结构内，并连接在接收侧接岸结构内的牵引索的牵引装置上，顶推过程中，接收侧接岸结构内的牵引装置收紧两根牵引索；
41.步骤五，当顶推至第二段管节的尾部遗留在顶推侧接岸结构内，且第一段管节的尾部脱出顶推侧接岸结构后，将第一道斜拉索牵引至顶推侧海岸上的两个拉索锚碇墩上，并将连接在第一段管节头部的临时缆流索的第二牵引绳的自由端与靠近接受侧海岸的深水导管架上的第一牵引绳连接，通过第一牵引绳牵引至靠近接受侧海岸的深水导管架上，将第一段管节头部的临时缆流索的自由端依次穿过靠近接受侧海岸的深水导管架上的缆流索锚锭器的缆流索孔道和转向牙口的下方，再向上引伸绕过缆流索绞盘后从辅助锚锭器的缆流索孔道穿出，由缆流索绞盘收紧临时缆流索；同时将连接在第一段管节尾部的临时缆流索的第二牵引绳的自由端与靠近顶推侧海岸的深水导管架上的第一牵引绳连接，通过第一牵引绳牵引至靠近顶推侧海岸的深水导管架上，将第一段管节尾部的临时缆流索的自由端依次穿过靠近顶推侧海岸的深水导管架上的缆流索锚锭器的缆流索孔道和转向牙口的下方，再向上引伸绕过缆流索绞盘后从辅助锚锭器的缆流索孔道穿出，由缆流索绞盘收紧临时缆流索；
42.步骤六，依序对接并顶推第三段管节至跨中段管节前面的第一段管节，每顶推一段管节，就将已推出顶推侧接岸结构的管节上的斜拉索依序牵引至顶推侧海岸上的两个拉索锚碇墩上；
43.步骤七，通过运输平车将跨中段管节从顶推侧陆域斜坡隧道运输至顶推侧接岸结构内，接着在顶推侧接岸结构内进行跨中段管节的二次舾装，再在跨中段管节的头部外壁内和尾部外壁内各自预埋一根或一对永久缆流索的一端，然后在跨中段管节与跨中段管节前面的第一段管节对接后顶推跨中段管节；
44.步骤八，当顶推完跨中段管节后面的第一段管节后，也即跨中段管节的尾部脱出顶推侧接岸结构后，先抽出两根或两对临时缆流索的自由端，接着采用起重船依序将第一道斜拉索至跨中段管节上的斜拉索与两个顶推侧海岸上的拉索锚碇墩脱离并牵引至接收侧海岸上的两个拉索锚锭墩上，再将连接在跨中段管节头部的一根或一对永久缆流索的自由端与靠近接受侧海岸的深水导管架上的第一牵引绳连接，通过第一牵引绳牵引至靠近接
受侧海岸的深水导管架上，将一根或一对永久缆流索的自由端依次穿过靠近接受侧海岸的深水导管架上的缆流索锚锭器的缆流索孔道和转向牙口的下方，再向上绕过缆流索绞盘后穿过辅助锚锭器的缆流索孔道后引伸至水面上方，由缆流索绞盘收紧永久缆流索，同时将连接在跨中段管节尾部的一根或一对永久缆流索的自由端与靠近顶推侧海岸的深水导管架上的第一牵引绳连接，通过第一牵引绳牵引至靠近顶推侧海岸的深水导管架上，将一根或一对永久缆流索的自由端依次穿过靠近顶推侧海岸的深水导管架上的缆流索锚锭器的缆流索孔道和转向牙口的下方，再向上绕过缆流索绞盘后穿过辅助锚锭器的缆流索孔道后引伸至水面上方，由缆流索绞盘收紧永久缆流索；
45.步骤九，依序顶推跨中段管节后面的第二段管节至最后一段管节，每顶推一段管节，就将跨中段管节后面的第一段管节上的斜拉索至最后一段管节上的斜拉索依序牵引至顶推侧海岸上的两个拉索锚锭墩上，直至最后一段管节顶推完毕，使最后一段管节的尾部遗留在顶推侧接岸结构内，第一段管节的头部进到接收侧接岸结构内；
46.步骤十，先张紧跨中段管节头部的一根或一对永久缆流索和跨中段管节尾部的一根或一对永久缆流索，然后在顶推侧接岸结构内浇灌最后一段管节与顶推侧接岸结构之间的密封混凝土，并在接收侧接岸结构内浇灌第一段管节与接收侧接岸结构之间的密封混凝土，最后隧道内灌水调节浮重比，同时在拉索锚锭墩上进行斜拉索的索力调整并进行封锚。
47.上述的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道的施工方法，其中，进行所述流程一时，还能在海上设定位置整体安装深水导管架，并包括以下步骤：
48.步骤一，在钢结构加工厂先进行基础钢管桩的制作以及深水导管架的各个下部架体节段和各个上部架体节段的制作，其次将各个下部架体节段拼装成上部架体，将各个上部架体节拼装成下部架体，接着将下部架体和上部架体拼装成深水导管架整体，再做好防腐涂料或涂层的加工，然后利用驳船将基础钢管桩及拼装好的深水导管架拖运至施工现场，最后将锚碇缆索的一端采用卡环锚锭在下部架体的钢套管顶部的锚碇环中，锚碇缆索的另一端采用浮箱临时漂浮于水中；
49.步骤二，对称、逐根打入六根基础钢管桩；
50.步骤三，将一根预先牵引绳依次穿入下部架体顶面的缆流索锚锭器和转向牙口,并将牵引绳的两端引伸出水面，再吊装整个深水导管架，使下部架体下端的六根钢套筒一一对应地插在六根基础钢管桩内；此时，下部架体的顶面与水中悬浮隧道的水平中心线处于同一水平位置；
51.步骤四，采用抛锚艇将锚碇缆索的另一端与锚块连接，然后将锚块抛设在海床上的设定位置，并保证远离水中悬浮隧道的锚碇缆索具有一定的拖地长度；
52.步骤五，下部架体的钢套筒的外壁与基础钢管桩的内壁之间灌浆密实；
53.步骤六，在上部架体的最上部的上部架体节段的四根钢套管上均安装电化学阴极保护块。
54.本发明的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道及其施工方法具有以下特点：
55.1)本发明的缆流墩能有效减小水中悬浮隧道因波浪水流的作用而产生的水平挠度，同时大大提高了水下悬浮隧道的结构稳定性；
56.2)本发明的缆流墩采用全透空结构的深水导管架，能使阻水面积降到最低，能有效提高自身的稳定性；
57.3)本发明在缆流墩的上下游设置了拖地锚锭缆索，大大增加了其抵抗水流力的能力，有效保证了缆流墩的稳定性；
58.4)本发明的导管架式缆流墩采用分段整体式预制和安装工艺，导管架的基础桩为摩擦桩，与其他打桩工艺相比较为简单，在有波浪的深水环境，适用性比较强，可操作性高；
59.5)本发明中的永久缆流索和临时缆流索可利用牵引绳沿导管架的上部架体引伸至水面以上，大大提高了缆流索的可实施操作性；
60.6)本发明采用永久缆流索和临时缆流索相结合的方式，节省了成本。
附图说明
61.图1是本发明的一种具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道的平面图；
62.图2是本发明的一种具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道的立面图；
63.图3是图1中的a
‑
a向视图；
64.图4是本发明的另一种具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道的平面图；
65.图5是图4中的b
‑
b向视图；
66.图6是本发明的缆流墩的结构示意图；
67.图7a是本发明的转向牙口的结构示意图；
68.图7b是图7a中的c
‑
c向视图；
69.图7c是图7a中的d
‑
d向视图；
70.图8a是本发明的缆流索锚锭器的结构示意图；
71.图8b是图8a中的e
‑
e向视图；
72.图8c是图8a中的f
‑
f向视图；
73.图9是本发明的导管架的上部架体的节段之间的连接结构示意图；
74.图10是本发明的施工方法中进行流程二的步骤五的状态图；
75.图11是本发明的施工方法中进行流程二的步骤六的状态图；
76.图12是本发明的施工方法中进行流程二的步骤九的状态图；
77.图13是本发明的施工方法中进行流程二的步骤十的状态图。
具体实施方式
78.下面将结合附图对本发明作进一步说明。
[0079]“缆流”、“缆流索”、“缆流墩”均为本发明的新创词汇。所谓缆流，与空气中的“缆风”类似，即利用“缆流索”固定水下结构，使水下结构在水流作用下保持稳定。由于水下没有风，只有流，故称“缆流”。
[0080]“缆流索”与空气中的“缆风绳”类似。“缆流索”与船舶的缆绳不同，船舶缆绳位于水上，属于缆风绳；而缆流索完全位于水下。与船舶的锚索也不同，船舶锚索与船舶的连接点位于水上；而缆流索与水下结构的连接点完全位于水下。“缆流墩”与陆上“缆风墩”类似，是用于锚碇“缆流索”的结构。
[0081]
请参阅图1至图9，本发明的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道，包括隧道本体、顶推侧接岸结构2a、接收侧接岸结构2b和拉索锚碇系统。隧道本体包括水中悬浮隧道1、顶推侧陆域斜坡隧道3a和接收侧陆域斜坡隧道3b。顶推侧接岸结构2a和接收侧接岸结构2b一一对应
地设在顶推侧海岸和接收侧海岸上；顶推侧陆域斜坡隧道3a的临水端和接收侧陆域斜坡隧道3b的临水端一一对应地与顶推侧接岸结构2a的背水端和接收侧接岸结构2b的背水端连接。水中悬浮隧道1由多段管节连接而成；水中悬浮隧道1的第一段管节的头部和最后一段管节的尾部一一对应地固结在接收侧接岸结构2a的内腔和顶推侧接岸结构 2b的内腔中；拉索锚碇系统包括四个拉索锚锭墩4和多道斜拉索5；四个拉索锚锭墩4一一对应设在顶推侧接岸结构2a两侧的顶推侧海岸上和接收侧接岸结构2b两侧的接收侧海岸上；多道斜拉索5的一端间隔地锚固在水中悬浮隧道1的两侧面的锚具10上，多道斜拉索5的另一端从水中引伸至地面，再锚固于拉索锚锭墩4上。
[0082]
在海水表面流速s为0.5m/s≤s＜1.0m/s时，且为单向流的情况下，单跨隧道在水中悬浮隧道1的逆流侧设置两座缆流墩(见图1、图2和图3)，双向流的情况下，单跨隧道在水中悬浮隧道1的两侧分别设置两座缆流墩；每一侧的两座缆流墩并排间隔设置(见图4和图5)；
[0083]
在海水表面流速s为1.0m/s≤s＜1.5m/s时，且为单向流的情况下，单跨隧道在水中悬浮隧道1的逆流侧设置四座缆流墩；双向流的情况下，单跨隧道在水中悬浮隧道1的两侧分别设置四座缆流墩。每一侧的四座缆流墩并排间隔设置；
[0084]
缆流墩仅在水流速度较大时设置,一般情况下在表面流速s小于0.5m/s时，不必设置缆流墩；在表面流速s大于1.5m/s时，缆流墩慎用，可采用水下斜拉索与锚索式相结合的型式。
[0085]
每座缆流墩包括深水导管架6a、永久缆流索6b与锚锭缆索6c(见图6)。
[0086]
深水导管架6a包括六根基础钢管桩60、下部架体61和上部架体62；
[0087]
六根基础钢管桩60以连线呈正六边形的方式打设在海床上；
[0088]
由于悬浮隧道的建造一般为超深水环境，深水导管架6a采用整装预制件，其基础钢管桩60若采用嵌岩桩，施工难度极大，且受机械设备的限制，因此采用摩擦桩较为合理。当海床下土层为岩基或覆盖层较薄时，可事先采用人工岛式浮箱下潜并回填砂，构筑人造基床，以确保导管架钢管桩基础的稳定。
[0089]
下部架体61为六桩梯形导管架，立面呈梯形，水平呈正六边形，下部架体61的顶标高位于水中悬浮隧道1的水平中心线上，该下部架体61由若干下部架体节段拼接而成，最下部的下部架体节段的下端设六根钢套管，钢套管的外径小于基础钢管桩60的内径10cm，六根钢套管的外壁上在同一高度均设置钢牛腿，该六根钢套管一一对应地插在六根基础钢管桩60内并通过钢牛腿反向支承在基础钢管桩60的顶面上，该六根钢套管的外壁一一对应地与六根基础钢管桩60的内壁之间通过灌浆密实。该下部架体61的顶部设置转向牙口6d 和缆流索锚锭器6e；
[0090]
转向牙口6d包括牙口底板63、一对固定在牙口底板63上的轮架64和通过轮轴安装在一对轮架64之间的转动盘65(见图7a、图7b和图7c)。
[0091]
缆流索锚锭器6e包括锚锭器底板66、固定在锚锭器底板66上且开设缆流索孔道670的锚锭块67和安装在缆流索孔道67内的夹片式锚具68(见图8a、图8b和图8c)。
[0092]
上部架体62为矩形桁架，立面呈矩形，水平也呈矩形，上部架体62的顶标高高于水面，上部架体62也由若干上部架体节段拼接而成，每个上部架体节段的四个角部各自为一根导管621，每根导管621的下端各自连接一根钢套管622，钢套管622的外径小于导管621的
内径10cm，四根钢套管622的顶部外壁上均设置钢牛腿623，四根钢套管622的底部设置封闭装置620，每个节段的四根钢套管622一一对应地插在下部的上部架体节段的四根导管621内并由钢牛腿623反向支承在下部的上部架体节段的四根导管621的顶面上，四根钢套管622的外壁一一对应地与四根导管621的内壁之间也通过灌浆密实(见图9)。该上部架体62的顶部设置缆流索绞盘6f和辅助锚锭器6g。缆流索绞盘6f采用自动化液压绞盘。
[0093]
深水导管架6a采用阴极防腐，即在上部架体62的水位变动区安装电化学阴极保护块。
[0094]
永久缆流索6b采用超高分子量聚乙烯纤维缆，并且水中浮重比为1，永久缆流索6b的一端连接在水中悬浮隧道1的跨中段管节上的斜拉索5的连接断面上，永久缆流索6b的另一端锚固于深水导管架6a的下部架体61顶面上的缆流索锚锭器6e上。
[0095]
锚碇缆索6c用于深水导管架6a的稳定，并将永久缆流索6b上的水平拉力传递至海床上；锚锭缆索6c采用钢锚链，锚锭缆索6c的一端固定在深水导管架6a的下部架体61的顶面上，锚锭缆索6c的另一端固定于抛设在海床上的锚块6h上。远水中悬浮隧道1侧的锚锭缆索6c设置一定的拖地长度，以增大锚碇缆索6c的摩阻力，用以抵抗水流力。
[0096]
请参阅图10至图13，本发明的具有缆流墩的斜拉式悬浮隧道的施工方法，包括以下流程：
[0097]
流程一，在海上设定位置分体或整体安装深水导管架缆流墩，即在水中悬浮隧道1的一侧中部并排安装两座深水导管架6a，或在水中悬浮隧道1的两侧中部各自并排安装两座深水导管架6a，两座深水导管架6a一一对应地靠近顶推侧海岸和接受侧海岸；
[0098]
进行分体安装深水导管架缆流墩时包括以下步骤：
[0099]
步骤一，在钢结构加工厂制作进行基础钢管桩的制作以及深水导管架6a 的各个下部架体节段和各个上部架体节段的制作，并做好防腐涂料或涂层的加工，接着利用驳船将基础钢管桩60及深水导管架6a的各个下部架体节段和各个上部架体节段拖运至海上施工现场，在海上施工现场将各个下部架体节段拼装成下部架体61，再将锚碇缆索6c的一端采用卡环锚锭在下部架体61下端的钢套管顶部的锚碇环中，锚碇缆索6c的另一端采用浮箱临时漂浮于水中；
[0100]
步骤二，对称、逐根打入六根基础钢管桩60；
[0101]
步骤三，将一根第一牵引绳预先依次穿入下部架体61顶面的缆流索锚锭器6e和转向牙口6d,并将第一牵引绳的两端引伸出水面，再吊装下部架体，另在深水导管架的左右侧各自设一个浮筒或浮箱，两个浮筒或浮箱上均连接钢丝绳挂钩；
[0102]
步骤四，下放下部架体61，将两个浮筒或浮箱上的钢丝绳挂钩一一对应地挂在下部架体61的上部左右侧，使下部架体61浮在水中，并使下部架体61 的顶面位于水面上方；
[0103]
步骤五，吊装上部架体62的最下部的上部架体节段，使之安装在下部架体61的顶面上，并吊住下部架体61，将浮筒或浮箱上的钢丝绳挂钩上移至上部架体62的最下部的上部架体节段的上部；
[0104]
步骤六，下放下部架体61和上部架体62的最下部的上部架体节段，使上部架体62的最下部的上部架体节段的顶面位于水面上方；
[0105]
步骤七，重复步骤五至步骤六，直至上部架体62的所有的上部架体节段安装完成；
[0106]
步骤八，解除浮筒或浮箱上的钢丝绳挂钩，下放下部架体61和上部架体 62，将下
部架体下端的六根钢套筒一一对应地插在六根基础钢管桩60内，直至下部架体的钢套筒上的钢牛腿反向支承在基础钢管桩60的顶面上，此时，下部架体61的顶面与水中悬浮隧道的水平中心线处于同一水平位置；
[0107]
步骤九，采用抛锚艇将锚碇缆索6c的另一端与锚块6h连接，然后将锚块 6h抛设在海床上的设定位置，并保证远离水中悬浮隧道1侧的锚碇缆索6c具有一定的拖地长度；
[0108]
步骤十，下部架体61的钢套筒的外壁与基础钢管桩60的内壁之间灌浆密实；
[0109]
步骤十一，在上部架体62的最上部的上部架体节段的四根钢套管上均安装电化学阴极保护块；
[0110]
若在海上设定位置整体安装深水导管架时包括以下步骤：
[0111]
步骤一，在钢结构加工厂先进行基础钢管桩60的制作以及深水导管架6a 的各个下部架体节段和各个上部架体节段的制作，其次将各个下部架体节段拼装成上部架体62，将各个上部架体节拼装成下部架体61，接着将下部架体61 和上部架体62拼装成深水导管架6a整体，再做好防腐涂料或涂层的加工，然后利用驳船将基础钢管桩60及拼装好的深水导管架6a拖运至施工现场，最后将锚碇缆索6c的一端采用卡环锚锭在下部架体61的钢套管顶部的锚碇环中，锚碇缆索6c的另一端采用浮箱临时漂浮于水中；
[0112]
步骤二，对称、逐根打入六根基础钢管桩60；
[0113]
步骤三，将一根预先牵引绳依次穿入下部架体61顶面的缆流索锚锭器6e 和转向牙口6d,并将牵引绳的两端引伸出水面，再吊装整个深水导管架6a，使下部架体61下端的六根钢套筒一一对应地插在六根基础钢管桩60内；此时，下部架体61的顶面与水中悬浮隧道1的水平中心线处于同一水平位置；
[0114]
步骤四，采用抛锚艇将锚碇缆索6c的另一端与锚块6h连接，然后将锚块 6h抛设在海床上的设定位置，并保证远离水中悬浮隧道1的锚碇缆索6c具有一定的拖地长度；
[0115]
步骤五，下部架体61的钢套筒的外壁与基础钢管桩60的内壁之间灌浆密实；
[0116]
步骤六，在上部架体62的最上部的上部架体节段的四根钢套管上均安装电化学阴极保护块；
[0117]
流程二，采用顶推工艺安装水下悬浮隧道，并包括以下步骤：
[0118]
步骤一，在顶推侧陆域斜坡隧道3a后方的预制厂内预制所有的管节并进行一次舾装；
[0119]
步骤二，先通过运输平车将第一段管节从顶推侧陆域斜坡隧道3a运输至顶推侧接岸结构2a内，接着在顶推侧接岸结构2a内进行第一段管节的二次舾装，再在第一段管节的前端安装圆锥形的顶推导梁12和两根牵引索13，还在第一段管节的头部外壁内和尾部外壁内各自预埋一根或一对临时缆流索11的一端，一根或一对临时缆流索11的另一端通过第二牵引绳预先引出水面，并临时用浮筒固定；
[0120]
步骤三，将第二段管节运输至顶推侧接岸结构2a内并与第一段管节对接，同时在第二段管节的前端安装第一道斜拉索；
[0121]
步骤四，刚开始顶推时，第一段管节前端的顶推导梁先顶开顶推侧接岸结构2a的临时封门，接着采用起重船将两根牵引索13牵引至接收侧接岸结构2b 内，并连接在接收侧接岸结构2b内的牵引索13的牵引装置上，顶推过程中，接收侧接岸结构2b内的牵引装置收紧两根牵引索13；
[0122]
步骤五，当顶推至第二段管节的尾部遗留在顶推侧接岸结构2a内，且第一段管节的尾部脱出顶推侧接岸结构2a后，将第一道斜拉索牵引至顶推侧海岸上的两个拉索锚碇墩4上，并将连接在第一段管节头部的临时缆流索11的第二牵引绳的自由端与靠近接受侧海岸的深水导管架6a上的第一牵引绳连接，通过第一牵引绳牵引至靠近接受侧海岸的深水导管架6a上，将第一段管节头部的临时缆流索11的自由端依次穿过靠近接受侧海岸的深水导管架6a上的缆流索锚锭器6e的缆流索孔道67和转向牙口6d的下方，再向上引伸绕过缆流索绞盘6f后从辅助锚锭器6g的缆流索孔道穿出，由缆流索绞盘6f收紧临时缆流索11；同时将连接在第一段管节尾部的临时缆流索11的第二牵引绳的自由端与靠近顶推侧海岸的深水导管架6a上的第一牵引绳连接，通过第一牵引绳牵引至靠近顶推侧海岸的深水导管架6a上，将第一段管节尾部的临时缆流索11的自由端依次穿过靠近顶推侧海岸的深水导管架6a上的缆流索锚锭器6e 的缆流索孔道67和转向牙口6d的下方，再向上引伸绕过缆流索绞盘6f后从辅助锚锭器6g的缆流索孔道穿出，由缆流索绞盘6f收紧临时缆流索11(见图 10)；
[0123]
步骤六，依序对接并顶推第三段管节至跨中段管节前面的第一段管节，每顶推一段管节，就将已推出顶推侧接岸结构2a的管节上的斜拉索5依序牵引至顶推侧海岸上的两个拉索锚碇墩4上(见图11)；
[0124]
步骤七，通过运输平车将跨中段管节从顶推侧陆域斜坡隧道3a运输至顶推侧接岸结构2a内，接着在顶推侧接岸结构2a内进行跨中段管节的二次舾装，再在跨中段管节的头部外壁内和尾部外壁内各自预埋一根或一对永久缆流索 6b的一端，然后在跨中段管节与跨中段管节前面的第一段管节对接后顶推跨中段管节；
[0125]
步骤八，当顶推完跨中段管节后面的第一段管节后，也即跨中段管节的尾部脱出顶推侧接岸结构后，先抽出两根或两对临时缆流索11的自由端，接着采用起重船依序将第一道斜拉索5至跨中段管节上的斜拉索5与两个顶推侧海岸上的拉索锚碇墩4脱离并牵引至接收侧海岸上的两个拉索锚锭墩4上，再将连接在跨中段管节头部的一根或一对永久缆流索的自由端与靠近接受侧海岸的深水导管架6a上的第一牵引绳连接，通过第一牵引绳牵引至靠近接受侧海岸的深水导管架6a上，将一根或一对永久缆流索6b的自由端依次穿过靠近接受侧海岸的深水导管架6a上的缆流索锚锭器6e的缆流索孔道67和转向牙口 6d的下方，再向上绕过缆流索绞盘6f后穿过辅助锚锭器6g的缆流索孔道后引伸至水面上方，由缆流索绞盘6f收紧永久缆流索6b，同时将连接在跨中段管节尾部的一根或一对永久缆流索6b的自由端与靠近顶推侧海岸的深水导管架 6a上的第一牵引绳连接，通过第一牵引绳牵引至靠近顶推侧海岸的深水导管架 6a上，将一根或一对永久缆流索6b的自由端依次穿过靠近顶推侧海岸的深水导管架6a上的缆流索锚锭器6e的缆流索孔道67和转向牙口6d的下方，再向上绕过缆流索绞盘6f后穿过辅助锚锭器6g的缆流索孔道后引伸至水面上方，由缆流索绞盘6f收紧永久缆流索6b；
[0126]
步骤九，依序顶推跨中段管节后面的第二段管节至最后一段管节，每顶推一段管节，就将跨中段管节后面的第一段管节上的斜拉索5至最后一段管节上的斜拉索5依序牵引至顶推侧海岸上的两个拉索锚锭墩4上，直至最后一段管节顶推完毕，使最后一段管节的尾部遗留在顶推侧接岸结构2a内，第一段管节的头部进到接收侧接岸结构2b内(见图12)；
[0127]
步骤十，先张紧跨中段管节头部的一根或一对永久缆流索6b和跨中段管节尾部的一根或一对永久缆流索6b，然后在顶推侧接岸结构2a内浇灌最后一段管节与顶推侧接岸结
构2a之间的密封混凝土，并在接收侧接岸结构2b内浇灌第一段管节与接收侧接岸结构2b之间的密封混凝土，最后隧道内灌水调节浮重比，同时在拉索锚锭墩4上进行斜拉索5的索力调整并进行封锚(见图13)。
[0128]
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。