一种平地管段预制装置及方法与流程

1.本发明属于沉管隧道技术领域，特别涉及一种平地管段预制装置及方法。


背景技术：

2.沉管隧道管段原一般是在水域旁放坡开挖大型基坑，在基坑内完成管段预制后，再向干坞内注水，使管段起浮，然后水上拖运至隧道位置处沉放。
3.传统预制方案基坑开挖方量大，后期利用价值不高或还需回填，造价十分高昂，制约了沉管隧道的使用和推广。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种平地管段预制装置及方法，无需在水域旁开挖大型临时基坑作为沉管隧道管段预制场地，而是将单节沉管隧道管段主体结构在平地浇筑，然后通过滑移轨道、水平拉伸及控制装置作为管段陆域运输载体，采用水平拉伸结合自重滑移方式将管段入水并通过拖轮浮运至隧址，完成从陆域到水域的过渡，工程造价低，工期短，有利于沉管隧道的使用和推广。
5.为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
6.第一方面，本发明提供了一种平地管段预制装置，包括依次设置的平地管段预制场、入水平台和拖船；其中，平地管段预制场由近岸平地预制场和若干个陆域平地预制场连接组成；若干个陆域平地预制场设置于近岸平地预制场的内侧，且与近岸平地预制场平行；
7.近岸平地预制场与陆域平地预制场结构相同，均包括水平方向设置的滑移轨道梁、加劲梁、底钢板，多排滑移轨道梁和多根加劲梁垂直设置，滑移轨道梁和加劲梁位于同一水平面，底钢板设置于多排滑移轨道梁和多根加劲梁上方，管段在所述底钢板上预制；所述滑移轨道梁垂直岸线设置，陆域平地预制场、近岸平地预制场、入水平台通过滑移轨道梁依次连接；所述近岸平地预制场和若干陆域平地预制场组成矩形的平地管段预制场；
8.近岸平地预制场和内侧的陆域平地预制场的滑移轨道梁、加劲梁底部设置有支撑柱，所述底钢板下方设有若干个液压球形轴承支座，液压球形轴承支座的顶部球形活塞与底钢板相接触；靠近入水平台的近岸平地预制场端部两侧设置有卷扬机，卷扬机的缆绳与管段连接，卷扬机给管段提供垂直岸线的水平动力，管段与底钢板在液压球形轴承支座的配合下，在滑移轨道梁上水平移动；
9.入水平台由向下倾斜的滑移平台及设置于所述滑移平台下方的水域钢筋混凝土支撑桩组成，平地管段预制场的近岸平地预制场与滑移平台最高处一侧连接；管段在平地管段预制场上完成预制后与底钢板通过入水平台滑入水中，滑入水中的管段通过拖船浮运至隧址。
10.作为优选，液压球形轴承支座由底座、顶升支撑油缸、中部支撑场和顶部球形活塞依次连接组成，所述顶部球形活塞可实现各个方向的旋转；管段预制完成后，液压球形轴承支座通过顶升支撑油缸顶升，顶部球形活塞与底钢板接触，底钢板可在顶部球形活塞上方
滑动。
11.作为优选，滑移轨道梁、加劲梁分别与管段的侧墙和中隔墙相对应。
12.作为优选，入水平台和平地管段预制场的连接位置位于岸边，水域钢筋混凝土支撑桩设置于水域中。
13.作为优选，管段在平地管段预制场上完成预制后与底钢板滑移至入水平台后，管段与拖船的缆绳连接，管段与底钢板通过入水平台滑入水中，滑入水中的管段通过拖船浮运至隧址。
14.第二方面，本发明还提供了一种平地管段预制方法，所述方法包括如下步骤：
15.步骤s1，搭设平地管段预制场，无需开挖大型基坑形成干坞；
16.平地管段预制场由近岸平地预制场和若干个陆域平地预制场连接组成；陆域平地预制场位于近岸平地预制场的内侧，且与近岸平地预制场平行，一个预制场预制一节管段；
17.步骤s2，岸边的卷扬机给近岸平地预制场上的管段提供垂直岸线水平动力，在近岸平地预制场底部的液压球形轴承支座的配合下，在近岸平地预制场预制完成的管段沿设置于管段底部的近岸平地预制场垂直岸线的滑移轨道梁滑移至入水平台后，将拖船的缆绳与管段进行连接，通过拖船缆绳往前拉，卷扬机的缆绳在后面拉，同时利用管段自重，将管段和底钢板沿入水平台滑移入水，滑移入水过程中，卷扬机的缆绳在后可对管段姿态进行实时调整，管段和底钢板滑移入水后，滑入水中的管段通过拖船运输至隧址；
18.步骤s3，岸边的卷扬机给内侧陆域平地预制场上的管段提供垂直岸线水平动力，在陆域平地预制场底部的液压球形轴承支座的配合下，在陆域平地预制场预制完成的管段依次沿设置于管段底部的陆域平地预制场的滑移轨道梁滑移至近岸平地预制场；其中，依次滑移完毕后陆域平地预制场具有工作空间可进行后续管段预制，从而实现多管段循环预制；
19.步骤s4，管段滑移至近岸平地预制场后重复步骤s2，管段通过近岸平地预制场和入水平台滑移入水，最终通过拖轮浮运至隧址；陆域平地预制场完成下批管段预制，形成管段预制流水化作业。
20.本发明具有如下有益效果：
21.本发明所提供的一种平地管段预制装置及方法，无需在水域旁开挖大型临时基坑作为沉管隧道管段预制场地，而是将单节沉管隧道管段主体结构在平地浇筑，然后通过滑移轨道、水平拉伸及控制装置作为管段陆域运输载体，区别常规干坞开挖大型基坑后注水浮运管段，采用水平拉伸结合自重滑移方式将管段入水并通过拖轮浮运至隧址，完成从陆域到水域的过渡，本发明工程造价低，工期短，有利于沉管隧道的使用和推广。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例的一些实施例。
23.图1为本发明实施例的陆域运输和水域运输平面示意图；
24.图2为本发明实施例平地管段预制装置的纵断面结构示意图；
25.图3为本发明实施例的管段在入水平台下滑时纵断面示意图；
26.图4为本发明实施例的液压球形轴承支座横断面图。
27.附图标记说明：
28.11.滑移轨道梁；21.加劲梁；31.底钢板；4.管段；5.平地管段预制场；51.近岸平地预制场；52.陆域平地预制场；61.液压球形轴承支座；62.卷扬机；63.支撑柱；64.底座；65.顶升支撑油缸；66.中部支撑场；67.顶部球形活塞；7.拖船；8.入水平台；81.滑移平台；82.水域钢筋混凝土支撑桩。
具体实施方式
29.为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。
30.本实施例提供了一种平地管段预制装置，如图1至图4所示，包括依次设置的平地管段预制场5、入水平台8和拖船7；其中，平地管段预制场5由近岸平地预制场51和若干个陆域平地预制场52连接组成；若干个陆域平地预制场52设置于近岸平地预制场51的内侧，且与近岸平地预制场52平行，能够实现同时平行预制多节管段4；近岸平地预制场51与陆域平地预制场52结构相同，均包括水平方向设置的滑移轨道梁11、加劲梁21、底钢板31，多排滑移轨道梁11和多根加劲梁21垂直设置，滑移轨道梁11和加劲梁21位于同一水平面，底钢板31设置于多排滑移轨道梁11和多根加劲梁21上方，管段4在所述底钢板31上预制；所述滑移轨道梁11垂直岸线设置，陆域平地预制场52、近岸平地预制场51、入水平台8通过滑移轨道梁11依次连接；所述近岸平地预制场51和若干陆域平地预制场52组成矩形的平地管段预制场5。
31.近岸平地预制场51和内侧的陆域平地预制场52的滑移轨道梁11、加劲梁21底部设置有混凝土支撑柱63，所述底钢板31下方设有若干个液压球形轴承支座61，液压球形轴承支座61的顶部球形活塞67与底钢板31相接触，顶部球形活塞67与底钢板31之间的摩擦力很小；靠近入水平台8的近岸平地预制场51端部两侧设置有卷扬机62，卷扬机62的缆绳与管段4连接，卷扬机62给管段4提供垂直岸线的水平动力，管段4与底钢板31之间摩擦力很大，管段4与底钢板31在液压球形轴承支座61的配合下，在滑移轨道梁11上水平移动；入水平台8由向下倾斜的滑移平台81及设置于所述滑移平台81下方的水域钢筋混凝土支撑桩82组成，平地管段预制场5的近岸平地预制场51与滑移平台81最高处一侧连接；管段4在平地管段预制场5上完成预制后与底钢板31滑移至入水平台8后，管段4与拖船7的缆绳连接，管段4与底钢板31通过入水平台8滑入水中，滑入水中的管段4通过拖船7浮运至隧址；本实施例中由四个拖船7浮运一个管段4。
32.如图4所示，液压球形轴承支座61由底座64、顶升支撑油缸65、中部支撑场66和顶部球形活塞67依次连接组成，所述顶部球形活塞67可实现各个方向的旋转；管段4预制完成后，液压球形轴承支座61通过顶升支撑油缸65顶升，顶部球形活塞67与底钢板31接触，底钢板31可在顶部球形活塞67上方滑动。滑移轨道梁11、加劲梁21分别与管段4的侧墙和中隔墙相对应。入水平台8和平地管段预制场5的连接位置位于岸边，水域钢筋混凝土支撑桩82设置于水域中。
33.本实施例还提供了一种平地管段预制方法，所述方法包括如下步骤：
34.步骤s1，搭设平地预制场5，无需开挖大型基坑形成干坞。
35.平地预制场5可综合考虑场地大小、管段数量、工期、造价等因素分析研究设置若
干个分块预制场，一个预制场预制一节管段，实现多节管段同步预制；本实施例平地管段预制场5由近岸平地预制场51和若干个陆域平地预制场52连接组成；陆域平地预制场52位于近岸平地预制场51的内侧，且与近岸平地预制场(51)平行，如图1所示。
36.步骤s2，岸边的卷扬机62给近岸平地预制场51上的管段提供垂直岸线水平动力，在近岸平地预制场51底部的液压球形轴承支座61的配合下，在近岸平地预制场51预制完成的管段4沿设置于管段4底部的近岸平地预制场51垂直岸线的滑移轨道梁11滑移至入水平台8后，将拖船7的缆绳与管段4进行连接，通过拖船7缆绳往前拉，卷扬机62的缆绳在后面拉，同时利用管段4自重，将管段4和底钢板31沿入水平台滑移入水，滑移入水过程中，卷扬机62的缆绳在后可对管段4姿态进行实时调整，管段4和底钢板31滑移入水后，滑入水中的管段4通过拖船7运输至隧址，如图2、图3所示。
37.步骤s3，岸边的卷扬机62给内侧陆域平地预制场52上的管段4提供垂直岸线水平动力，在陆域平地预制场52底部的液压球形轴承支座61的配合下，在陆域平地预制场52预制完成的管段4依次沿设置于管段4底部的陆域平地预制场52的滑移轨道梁11滑移至近岸平地预制场51；其中，依次滑移完毕后陆域平地预制场52具有工作空间可进行后续管段4预制，从而实现多管段4循环预制。
38.步骤s4，管段4滑移至近岸平地预制场51后重复步骤s2，管段4通过近岸平地预制场51和入水平台8滑移入水，最终通过拖轮7浮运至隧址；陆域平地预制场52完成下批管段预制，形成管段4预制流水化作业。
39.由以上技术方案可以看出，本实施例提供的平地管段预制装置及方法，无需在水域旁开挖大型临时基坑作为沉管隧道管段预制场地，而是将单节沉管隧道管段主体结构在平地浇筑，然后通过滑移轨道、水平拉伸及控制装置作为管段陆域运输载体，区别常规干坞开挖大型基坑后注水浮运管段，采用水平拉伸结合自重滑移方式将管段入水并通过拖轮浮运至隧址，完成从陆域到水域的过渡，本实施例工程造价低，工期短，有利于沉管隧道的使用和推广。
40.以上通过实施例对本发明实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明实施例的示例性实施例，不能被认为用于限定本发明实施例的实施范围。本发明实施例的保护范围由权利要求书限定。凡利用本发明实施例所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明实施例技术方案的启发下，在本发明实施例的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明实施例的专利涵盖保护范围之内。