沉管隧道最终接头的安装方法与流程

本发明属于最终接头，尤其涉及一种沉管隧道最终接头的安装方法。

背景技术：

1、为了缩短施工周期，沉管隧道通常是从隧道长度方向的两端同时施工，最后用最终接头连接两端已安放好的管节，以实现隧道的最终合龙。管节安装顺序如图1所示：沉管隧道合龙口设计在n+1管节与n+2管节之间，其中，n+1管节尾端内设置顶进节段。在施工时，先安装n+2管节，后安装n+1管节及顶进节段，待n+1管节及顶进节段沉放后，再将顶进节段由n+1管节朝n+2管节方向推出，以使顶进节段与n+2管节完成对接，从而完成沉管隧道的合龙施工。

2、由于n+1管节与n+2管节是相互独立施工，因此，n+1管节与n+2管节的轴线可能会存在偏差，会影响最终接头的连接质量，从而造成严重后果。

技术实现思路

1、针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供了一种沉管隧道最终接头的安装方法，以增加最终接头的安装精度。

2、本发明提供一种沉管隧道最终接头的安装方法，包括以下步骤：

3、建立第一坐标系：在已经安装完成的n+3管节的尾端建立第一坐标系；

4、布设特征点：在n+1管节的首尾端分别布设贯通点n+1s、n+1w，在顶进节段布设贯通点ds、dw，在n+2管节的首尾端分别布设贯通点n+2s、n+2w；并分别计算贯通点ds、dw、n+1s、n+1w、n+2s、n+2w在第一坐标系的坐标；

5、安装n+2管节：利用贯通点n+2s、n+2w在第一坐标系的坐标计算n+2管节与n+3管节的偏差，以调节n+2管节的安装位置，使n+2管节的首端与n+3管节的尾端精准对接；

6、安装n+1管节：将n+1管节的首端与已经安装完成的n管节的尾端精准对接；利用贯通点n+1s、n+1w在第一坐标系的坐标计算n+1管节与n+2管节的偏差，以调节n+1管节的安装位置，使n+1管节的尾端靠近n+2管节的尾端设置；

7、推出顶进节段：利用贯通点ds和/或dw在第一坐标系的坐标计算顶进节段分别与n+1管节、n+2管节的偏差，以调节设置在n+1管节内部的顶进节段朝n+2管节的推出方向，使顶进节段与n+2管节的尾端精准对接。

8、本技术方案通过在n+3管节建立第一坐标系，并在n+2管节的首尾端分别布设贯通点n+2s、n+2w，利用贯通点n+2s、n+2w在第一坐标系的坐标，以计算n+2管节与n+3管节的偏差，从而指导n+2管节的安装；通过在n+1管节的首尾端分别布设贯通点n+1s、n+1w，利用贯通点n+1s、n+1w在第一坐标系的坐标，以计算n+1管节与n+2管节的偏差，从而指导n+1管节的安装；通过在顶进节段布设贯通点ds、dw，利用贯通点ds、dw在第一坐标系的坐标，以计算顶进节段与n+1管节的偏差、顶进节段与n+2管节的偏差，从而使顶进节段可以精准与n+2管节的尾端对接。

9、在其中一些实施例中，在n+3管节的尾端布设控制点n+3d，以控制点n+3d为基准点，分别测量贯通点ds、dw、n+1s、n+1w、n+2s、n+2w与控制点n+3d的相对位置，并换算成贯通点ds、dw、n+1s、n+1w、n+2s、n+2w在第一坐标系中的坐标；其中，控制点n+3d在第一坐标系的坐标为（x0,y0,z0）,贯通点dw在第一坐标系的坐标为（x1,y1,z1）、贯通点ds在第一坐标系的坐标为（x2,y2,z2）、贯通点n+1s在第一坐标系的坐标为（x3,y3,z3）、贯通点n+1w在第一坐标系的坐标为（x4,y4,z4）、贯通点n+2s在第一坐标系的坐标为（x5,y5,z5）、贯通点n+2w在第一坐标系的坐标为（x6,y6,z6）。

10、在其中一些实施例中，在安装n+2管节步骤中，n+2管节与n+3管节的偏差计算方法为：

11、;

12、;

13、；

14、其中，为n+2管节与n+3管节在x轴方向的偏差；为n+2管节与n+3管节在y轴方向的偏差；为n+2管节与n+3管节在z轴方向的偏差。

15、在其中一些实施例中，在安装n+1管节步骤中， n+1管节与n+2管节的偏差计算方法为：

16、;

17、;

18、；

19、其中，为n+1管节与n+2管节在x轴方向的偏差；为n+1管节与n+2管节在y轴方向的偏差；为n+1管节与n+2管节在z轴方向的偏差。

20、在其中一些实施例中，在推出顶进节段步骤中，顶进节段与n+2管节的偏差的计算方法为：

21、;

22、;

23、;

24、其中，为顶进节段与n+2管节在x轴方向的偏差；为顶进节段与n+2管节在y轴方向的偏差；为顶进节段与n+2管节在z轴方向的偏差；

25、顶进节段与n+1管节的偏差的计算方法为：

26、;

27、;

28、；

29、其中，为顶进节段与n+1管节在x轴方向的偏差；为顶进节段与n+1管节在y轴方向的偏差；为顶进节段与n+1管节在z轴方向的偏差。

30、在其中一些实施例中，在n管节的尾端布设控制点nd，并在n管节的尾端建立第二坐标系；以控制点nd为基准点，分别测量其与贯通点n+1s、n+1w位置，并换算成贯通点n+1s、n+1w在第二坐标系中的坐标，以计算n+1管节与n管节的偏差。

31、本技术方案通过在n管节的尾端建立第二坐标系，以计算n+1管节与n管节的偏差，从而指导n+1管节的安装。

32、在其中一些实施例中，分别测量贯通点n+2s、n+2w与控制点nd的相对位置，并换算成贯通点n+2s、n+2w在第二坐标系中的坐标，以利用第二坐标系计算n+1管节与n+2管节的偏差，并将n+1管节与n+2管节利用第一坐标系求得的偏差进行比较，以验证利用第一坐标系计算n+1管节与n+2管节偏差的精度。

33、在其中一些实施例中，在建立第一坐标系的步骤中，取位于n+3管节尾端的点o和位于n+3管节首端的点o1，以点o为第一坐标系的原点，以点o和点o1所在直线为第一坐标系的x轴，以经过点o且垂直于n+3管节顶面的直线为z轴，建立三维直角坐标系，作为第一坐标系。

34、在其中一些实施例中，在建立第一坐标系的步骤中，以n+3管节首端指向n+3管节尾端的方向为第一坐标系x轴正方向；根据第一坐标系原点o、x轴及x轴正方向，使用左手法则，左手拇指所在直线为第一坐标系的y轴，左手拇指指向的方向为第一坐标系的y轴正方向。

35、在其中一些实施例中，第二坐标系的构建步骤包括：取位于n管节尾端的点o2和位于n管节首端的点o2'，以点o2为第二坐标系的原点，以点o2和点o2'所在直线为第二坐标系的x轴，以经过点o2且垂直于n管节顶面的直线为z轴，建立三维直角坐标系，作为第二坐标系。

36、基于上述技术方案，本发明实施例中沉管隧道最终接头的安装方法能够实现最终接头的精准安装；并且安装步骤简单、易操作。通过在n+3管节建立第一坐标系，并在n+2管节的首尾端分别布设贯通点n+2s、n+2w，利用贯通点n+2s、n+2w在第一坐标系的坐标，以计算n+2管节与n+3管节的偏差，从而指导n+2管节的安装；通过在n+1管节的首尾端分别布设贯通点n+1s、n+1w，利用贯通点n+1s、n+1w在第一坐标系的坐标，以计算n+1管节与n+2管节的偏差，从而指导n+1管节的安装；通过在顶进节段布设贯通点ds、dw，利用贯通点ds、dw在第一坐标系的坐标，以计算顶进节段与n+1管节的偏差、顶进节段与n+2管节的偏差，从而使顶进节段可以精准与n+2管节的尾端对接。