一种用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构的制作方法

本发明涉及一种用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构。

背景技术：

1、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”。

2、悬浮隧道可以穿越不同的水域，如河流、峡湾、海峡、湖泊等，对那些由于考虑深水或两岸距离太大而认为不可跨越的地方提供了可能和可以接受的固定跨越结构形式。悬浮隧道修建在水下一定深度，相比于水面敞开式通道和轮渡运输，恶劣的风浪、雾、雨、雪等天气不会对悬浮隧道的全天候运营带来影响。在保证相同通航能力的前提下，与桥梁相比悬浮隧道的坡度较为平缓而且总长度也减小，悬浮隧道在修建过程和投入使用都不会对环境和自然景观造成影响；当超过一定的跨度和水深时，悬浮隧道的单位造价不会随着跨越通道长度或水道深度的增加有显著提高，而斜拉桥和悬索桥的单位造价则会随着跨度的增加明显地增加。

3、虽然悬浮隧道与沉管隧道、深埋隧道、桥梁等跨海通道相比具有一定的优势，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、锚固系统的结构型式、隧道的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。

5、目前，国内外对锚固式悬浮隧道结构进行了长期的研究，它由水下悬浮隧道管体、接岸结构、锚固系统、浮重比调节系统、隧道附属设施等组成。隧道管节上设拉索锚并通过锚固基础固定于海床上，管节两端与接岸结构相连，通过陆域斜坡隧道与地面道路连接。

6、由于悬浮隧道位于水下较深位置，三类型式的悬浮隧道在管节运输、水下定位以及水下或水上安装对接施工难度都很大，安全风险也很高，也没有成功实施的成熟施工技术。悬浮隧道安装施工目前可借鉴的技术是沉管隧道水上浮运、水上沉放、驳沉放安装，该工艺受风、浪、流及船行波等影响很大，例如港珠澳大桥的沉管浮运安装一个月只有一个窗口期，且管节浮运期间需要对航道进行封闭，对水上交通影响很大，施工成本较高，安全风险也较大。

7、为了填补悬浮隧道管节水下逐节安装技术的空白，特提出一种锚固式悬浮隧道水下逐节安装的施工方法，而该施工方法的实施大多需要在接岸结构内进行，因此要研制一种适应该施工方法的接岸结构。

技术实现思路

1、本发明的目的在于填补现有技术的空白，特提出一种用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，能实现锚固式悬浮隧道管节运输、舾装等功能，为悬浮隧道的安装提供一种更为安全、高效、经济的配套结构。

2、本发明的目的是这样实现的：一种用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，包括室内部分和室外部分、顶升装置、一对轨道、一对轨道槽密封装置和给排水系统；其中，

3、所述室内部分自陆域至海域依次设有顶升室、隔墙和舾装室；所述顶升室的后端为室内部分的背水侧墙，该背水侧墙的下部开设与陆域斜坡段隧道连通的洞口；所述舾装室的前端为室内部分的迎水侧墙，该舾装室的下部设有连接段隧道，该连接段隧道的后端口与所述顶升室连通；所述隔墙在所述连接段隧道的后端口的正上方开设舾装室进口，该舾装室进口采用进口端密封门封堵；所述迎水侧墙在所述连接段隧道的前端口的正上方开设舾装室出口，该舾装室出口采用出口端密封门封堵；

4、所述室外部分包括依次连接在所述连接段隧道的前端口的起步段隧道和护坡；所述起步段隧道的前端与悬浮隧道管节的后端对接，所述起步段隧道与连接段隧道的接头处以及起步段隧道与悬浮隧道管节的接头处均设置钢封门；

5、所述顶升装置安装在所述顶升室的底部；

6、一对轨道安装在所述连接段隧道的顶面上和起步段隧道的顶面上，该一对轨道与所述悬浮隧道管节的顶面上设置的一对轨道一一对应；

7、一对轨道槽密封装置与一对轨道一一对应地设在所述舾装室出口的底部；

8、所述给排水系统设在所述舾装室与外部水体之间。

9、上述的用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，其中，所述室内部分的背水侧墙、迎水侧墙和左右外墙均为地连墙结构；所述隔墙、所述顶升室的左右侧墙、舾装室的左右侧墙以及室内部分的顶板和底板均采用现浇钢筋混凝土结构。

10、上述的用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，其中，所述隔墙上的舾装室进口和所述迎水侧墙上的舾装室出口均设置钢门框及橡胶止水条；所述进口端密封门为钢板门结构；所述出口端密封门为多隔舱的钢筋混凝土沉箱结构。

11、上述的用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，其中，所述出口端密封门由底板和四周侧墙构成沉箱外壳，沉箱外壳内通过若干横隔墙和若干纵隔墙分隔成多个隔舱，横隔墙和纵隔墙上沿高度方向间隔地开设若干通孔，每个通孔中均安装连通阀；该出口端密封门的顶标高高于外部水体的最高水位+波浪高+富余高度2～3m，出口端密封门的宽度为所述舾装室出口的宽度+至少8m，出口端密封门的厚度要满足安装、移除及座底的稳定性要求。

12、上述的用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，其中，所述轨道槽密封装置包括容纳所述轨道的钢外壳、一对液压千斤顶和一对钢活塞头；所述钢外壳嵌固在所述迎水侧墙内；一对液压千斤顶水平向地且对称地安装在钢外壳的两侧；一对钢活塞头对称地安装在一对液压千斤顶的活塞杆上，一对钢活塞头的前端面上均设置与所述轨道的侧面形状相吻合的型腔，并在型腔的表面设置橡胶止水条。

13、上述的用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，其中，所述轨道槽密封装置的钢外壳的四周外表面和底面上均焊接若干插入所述迎水侧墙内的锚筋。

14、上述的用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，其中，所述陆域斜坡段隧道采用矿山法施工，现浇衬砌结构。

15、上述的用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，其中，所述连接段隧道的内径与所述悬浮隧道管节的内径相同，该连接段隧道采用现浇钢筋混凝土结构且壁厚要满足所述舾装室的荷载要求，该连接段隧道的底部与所述室内部分的底板锚固，该连接段隧道的左右侧与舾装室的左右侧墙锚固。

16、上述的用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，其中，所述起步段隧道的内径与所述悬浮隧道管节的内径相同，该起步段隧道采用钢筋混凝土结构，并采用预制后安装。

17、上述的用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构，其中，所述护坡为抛石结构，采用水下抛石、理坡、夯实整平工艺修筑。

18、本发明的用于锚固式悬浮隧道水下逐节安装的接岸结构具有以下特点：

19、(1)本发明所述的接岸结构可以实现锚固式悬浮隧道管节运输、舾装等功能，是锚固式悬浮隧道水下逐节安装重要的配套结构，填补了悬浮隧道水下逐节安装的技术空白；

20、(2)大大降低了风、浪、流对悬浮隧道管节运输的影响，大大增加了悬浮隧道管节运输的窗口期，提搞了运输效率和安全性；

21、(3)显著降低了风、浪、流对悬浮隧道管节沉放与对接的影响，能有效避免钟摆效应，大大增加了悬浮隧道管节沉放与安装的窗口期，提搞了悬浮隧道管节的安装效率、安全性和精确性；

22、(4)在悬浮隧道管节安装施工中使用施工船舶的频率较低，且基本不需要大型船机，因此对水面船舶的通行影响很小，同时也能大大降低海上交通安全风险，并能大大缩短工期，有效降低施工成本。