一种管体用坞门装置、悬浮管体预制系统及其预制方法与流程

    专利2022-07-08  111


    本发明涉及一种悬浮隧道工程技术领域,特别涉及一种管体用坞门装置、悬浮管体预制系统及其预制方法。



    背景技术:

    水中悬浮隧道是一种悬浮在水下一定深度的新型交通连接方式,用于跨越当前工程技术跨越不了的更深、更宽的水域。研究认为,随着跨越江河湖海的距离的增加,悬浮隧道方案与桥梁方案相比更可持续、环保,具有明显的优势。悬浮隧道的设计长度短则50米、100米,长则达到1000、2000米,甚至更长。由于悬浮隧道结构和工况环境非常复杂,不同于传统的山区隧道和海底沉管的结构和工况,目前世界上并没有成功建成的先例,关于悬浮隧道的技术也还停留在技术构想和试验阶段,对于悬浮隧道的预制方法更是鲜有公开报道。



    技术实现要素:

    本发明的目的在于克服现有技术中所存在的现有技术中针对悬浮隧道的技术还停留在技术构想和试验阶段、对于悬浮隧道的预制方法更是鲜有公开的不足,提供一种管体用坞门装置、悬浮管体预制系统及其预制方法。

    为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:

    本发明提供了一种管体用坞门装置,包括坞墩,所述坞墩上设有闸门,所述闸门上设有大小可调且能够穿过管体的至少一个通孔区,每个所述通孔区内壁设有止水组件。

    本发明所述的管体用坞门装置,通过在坞墩上设有闸门,该闸门上设有大小可调且能够穿过管体的至少一个或多个通孔区,每个通孔区能够穿过预制管体的各个管节,由于每个通孔区内壁设有止水组件,当通孔区大小调节使止水组件与各管节相互配合时,那么能够实现各管节的两端分别位于闸门两侧,其能够起到的作用是,闸门两侧可以是干湿分工,即闸门一侧为干环境,能够对该管节的端部进行施工和拼接其他管节,而闸门另一侧为充满液体如水的浮态寄存区,能够将拼接完成的管体将其进行悬浮或漂浮;从而避免了所有的管节在拼接成型管体整体时,都只能在水上或水中进行各管节接头拼接的困境、复杂与高昂的成本。而坞门装置的闸门开启时,拼接好的管节可以向浮态寄存区进行浮运,从而形成管节的流水线作业,也减少了管体预制场地占地和建设成本。该坞门装置能够实现悬浮隧道或悬浮管体的预制,操作简便、可靠性高。

    优选地,当所述管体穿过所述通孔区时,调节所述通孔区的大小且能够使所述止水带贴附在所述管体周围,以实现分别位于闸门两侧的管体两端保持良好的相互隔离效果。

    优选地,所述通孔区的形状为圆形、椭圆形、矩形或多边形,以适配不同形状的管体。

    优选地,所述闸门包括上闸门和下闸门,所述上闸门和下闸门上下相对设置且能够相对运动,所述上闸门包括至少一个上半孔面,所述下闸门包括与所述上半孔面数量相同、位置也相对设置的至少一个下半孔面,使所述上半孔面和对应的下半孔面之间形成的所述通孔区大小可调。其中上半孔面和下半孔面的形状可以是半圆形、矩形、多边形,其大小可以是一样的也可以是大小不同的,其最终形成的通孔形状适配管体形状。

    进一步优选地,所述上闸门和下闸门均为u形构件,相对设置,通过上闸门和下闸门的相对运动,以实现通孔区大小的调节。

    优选地,所述上闸门和下闸门的形状和大小均相同,且相对设置。

    优选地,所述止水组件包括设于每个所述通孔区的若干个止水带一,所有所述止水带一沿通孔区轴向并排设置,当止水组件贴附紧压于管体四周表面时,能够贴附更加可靠,也以实现止水组件更好的止水效果。

    优选地,当所述闸门包括上闸门和下闸门时,所述上闸门和下闸门之间形成所述通孔区之外,所述上闸门和下闸门相对的两个上接合面、两个下接合面之间还形成两个接合区,两个所述接合区和所述通孔区均设置有止水带一。

    优选地,所述上闸门的上半孔面和两个上接合面均设置有若干所述止水带一,所述下闸门的下半孔面和两个下接合面均设置有若干所述止水带一。

    优选地,所述上闸门的两个上接合面或/和下闸门的两个下接合面内还设有凸出的限位块,该限位块用于当上闸门和下闸门上下开合,上闸门两个上接合面和下闸门的两个下接合面形成两个接合区时,限位块能够支撑上闸门,在接合区形成一定的间隙,避免上接合面直接接触下接合面时将止水带一压坏。

    优选地,所述上闸门或/和下闸门上设有能够使其上下升降的升降机构,所述升降机构可以为卷扬机配合系缆、导轮给上闸门提供提升力,或者所述升降机构采用电机带动伸缩杆驱动上闸门提升。

    优选地,所述上闸门或/和下闸门能够相对所述坞墩上下升降。

    优选地,所述坞墩为u型槽构件,包括有u型的安装面,所述上闸门或/和下闸门能够上下滑动设于所述安装面内,所述上闸门或/和下闸门与所述安装面之间设有至少一个止水带二,止水带用于上闸门或/和下闸门在坞墩的u型安装面上下滑动时的止水,其中止水带二一段连接在坞墩的u型安装面上,另一端连接在上闸门或/和下闸门上。

    优选地,所述上闸门或/和下闸门的两个外侧面与所述安装面对应的两个侧面内壁之间设置一个m形止水带,所述下闸门的底面与对应的所述安装面的底部也设置有一个m形止水带,该止水带二采用的是m型止水带,m型止水带能够有较大的横向和竖向的位移行程,能够适用于上闸门或/和下闸门在坞墩的u型安装面上下滑动时的止水。

    优选地,所述下闸门的底面包括有两个倒角面,其中一个侧面与底面形成一个倒角面,采用两个倒角面,该下闸门的两个侧面和底面可以采用一个止水带二则完成止水布置,止水效果更好;若下闸门的两个侧面和底面交汇处采用直角过渡,其需要采用若干个止水带二再进行拼接,止水带二的布置更加复杂些。

    优选地,所述上闸门或/和下闸门的两个外侧面分别设有若干个滑块,所述安装面对应的两个侧面内壁设有滑道,所有所述滑块与所述滑道适配且能够在滑道内滑动,同时通过滑道和滑块的配合,能够使上闸门或/和下闸门上下升降时,能够保持在同一竖直平面,而且进一步的,能够使上闸门和下闸门相对坞墩的u型安装面均保持一定的间隙,避免止水带二被压坏。

    优选地,所述上闸门和下闸门内均设有压载舱。

    由于该上闸门和下闸门是能够上下升降的构件,上闸门和下闸门可以采用钢壳构件,其内均设有压载舱,可以分别通过调节上闸门和下闸门内的压载舱内的水量,改变上闸门和下闸门的重量,能够实现上闸门和下闸门在水中的自动启闭。

    具体而言,坞门装置开启实现方式为:即坞门装置的上闸门和下闸门从压紧管体到二者打开的方式为,当拼接区内的两个管节拼接完成后,先将拼接区的坞内注入水到与坞外浮态寄存区同一水位,将上闸门的压载舱内进行排水,当上闸门的浮力大于重力时,则上闸门相对坞墩上浮,而向下闸门的压载舱内加水增加重量,时期重力大于浮力时,下闸门相对坞墩下沉,则实现了坞门装置开启状态。当坞门装置开启后,上闸门和下闸门不再约束管体,将管体整体朝外移至浮态寄存区,此时保留管体一端在坞内的拼接区,为下一个管节拼接做准备。

    坞门装置关闭的实现方式为:即坞门装置的上闸门和下闸门从打开接触压紧管体到二者合拢压紧管体的方式为,当完成管体的外移至浮态寄存区,保留管体一端在坞内的拼接区后,此时对上闸门内的压载舱进行加水增重,使得上闸门重量大于自身浮力,重力作用下上闸门相对坞墩向下移动并且使底部紧压在管体上部;同时对下闸门的压载舱进行排水减重,使得下闸门重量小于自身浮力,在净浮力作用下,下闸门相对坞墩上浮以使顶部紧压管体的下部,以实现坞门装置的关闭后。然后通过水泵排出坞内拼接区内的水,实现干环境下的再对管节之间的拼接工作。每拼接完一个管节,向外浮移一个管节的长度,为下个管节的预制、拼接腾出坞内拼接区空间。

    优选地,所述下闸门的底面设置有若干个凸起,能够使下闸门相对坞墩的u型安装面均保持一定的间隙,避免止水带二被压坏。

    优选地,所述坞墩的安装面的两个侧面内壁均设置有凸台,当所述上闸门或/和下闸门与所述安装面适配时,所述上闸门或/和下闸门的前面与所述凸台接触,或所述上闸门或/和下闸门的背面与所述凸台接触。该凸台能够在上闸门和下闸门在面对坞墩两侧不同干湿工况工作时,充满液体如水的浮态寄存区因为压强差会对上闸门和下闸门产生压力,提供反力支撑,使上闸门和下闸门保持稳定

    优选地,所述坞墩和闸门均为钢筋混凝土构件。

    优选地,所述闸门底部还设有弹性装置。

    考虑导致拼接完成各个管节所形成的管体在位于浮态寄存区时是漂浮或悬浮的,由于该管体的一端是被闸门约束,而另一端未约束,该管体因为水流或波浪的影响,可能会受力发生竖向弯折,同时考虑实际在湖中的水位的变化,通过在闸门底部设置弹性装置,如若干根弹性模量较大、行程较短的弹簧,那么坞门装置则能够与漂浮或悬浮的管体一起随着水位的变动而自适应上下运动,避免了在管体运动时对坞门装置的临水侧产生内力。

    优选地,所述坞门装置的高度h为2~50m,宽度w为2~70m,以适用于各种工况下大部分尺寸管体的预制。

    本发明还提供了一种悬浮管体预制系统,包括管体的预制区、拼接区和浮态寄存区,所述浮态寄存区为具有液体并且能够存放管体的区域,所述拼接区和浮态寄存区相互隔离,且二者之间设置有如上述的一种管体用坞门装置,通过调节通孔区的大小,能够实现所述浮态寄存区的液体从所述通孔区与管体之间间隙流入所述拼接区。

    本发明所述的一种悬浮管体预制系统,通过设置有管体的预制区、拼接区和浮态寄存区,其中管体的预制区用于管节的预制,拼接区用于预制完毕的管节进行拼接,浮态寄存区用于将已完成管节拼接的管体进行悬浮或漂浮寄存,由于浮态寄存区是能够存放管体的区域,该区域是具有液体(如水)属于湿环境,而预制区和拼接区分别进行管节的预制和拼接时,需要干环境,因此在拼接区与浮态寄存区之间设置有坞门装置相互隔离,同时坞门装置的坞墩上设有闸门,该闸门上设有大小可调且能够穿过管体的至少一个或多个通孔区,每个通孔区能够穿过预制管体的各个管节,能够将拼接完成的管节从拼接区穿过通孔区,送至浮态寄存区,由于浮态寄存区所寄存的是整个管体,当浮态寄存区选取的水域环境正好位于悬浮管体的待安装位置时,那么该悬浮管体就可以直接实现安装,从而解决悬浮管体的预制、拼接和下水问题,避免了所有的管节在拼接成型管体整体时,都只能在水上或水中进行各管节接头拼接情况,该悬浮管体预制系统,结构简单、操作方便、可靠性高,大大减少了预制、拼接和下水的工序,降低了施工成本。

    优选地,所述坞墩为u型槽构件,包括有u型的安装面,所述上闸门或/和下闸门能够上下滑动设于所述安装面内,所述安装面的两个侧面内壁均设置有凸台,所述凸台均位于朝向所述拼接区的一侧,该凸台能够在上闸门和下闸门在面对坞墩两侧不同干湿工况工作时,充满液体如水的浮态寄存区因为压强差会对上闸门和下闸门产生压力,提供反力支撑,使上闸门和下闸门保持稳定。

    优选地,所述预制区与拼接区相互隔离,二者之间设置有可启闭的止水闸。

    止水闸用于将预制区和拼接区进行相互隔离,因为拼接区在进行管节的对接时需要干环境,此时通过坞门装置将拼接区与浮态寄存区相互隔离;当对接完成的管节需要移动至浮态寄存区时,通过调节通孔区大小以开启坞门装置,同时关闭止水闸,浮态寄存区的液体则流入拼接区或者拼接区通过水泵连接水管的方式来注入液体后,使拼接区和浮态寄存区的液体一样高度,便于将管节移动至浮态寄存区,此时关闭止水闸,避免拼接区的液体流入预制区,保证预制区一直处于干环境下进行管节的预制。

    优选地,所述管体的预制区、拼接区和浮态寄存区依次顺序设置,且均设置在同一直线上,便于管节的预制、拼接和浮运的工序顺序施工。

    优选地,还包括墙体,所述墙体包括腔体一和腔体二,所述腔体一为所述预制区,所述腔体二为拼接区,所述腔体一和腔体二之间设置可启闭的止水闸;所述腔体二端面为所述坞门装置,所述坞门装置外侧为所述浮态寄存区。

    优选地,所述预制区和拼接区内设有用于运输所述管体的运输车或平板车或升降台车。

    优选地,所述浮态寄存区的液体为水。

    本发明还提供了一种悬浮管体预制方法,包括上述的一种悬浮管体预制系统,所述悬浮管体的预制方法包括以下步骤:

    步骤一、在预制区预制管节一;

    步骤二、所述管节一预制完成后将其运输到拼接区,此时所述拼接区和浮态寄存区通过所述坞门装置相互隔离;

    步骤三、在所述拼接区内进行注水,调节所述坞门装置的通孔区,打开所述坞门装置,继续运输所述管节一,将所述管节一的一端部穿过通孔区寄存于所述浮态寄存区,另一端部位于所述拼接区;

    步骤四、调节所述坞门装置的通孔区,并通过止水组件与所述管体一配合止水,使所述拼接区和浮态寄存区通过所述坞门装置相互隔离;

    步骤五、在所述预制区预制管节二;

    步骤六、所述管节二预制完成后将其运输到拼接区,此时所述拼接区和浮态寄存区通过所述坞门装置相互隔离;

    步骤七、对接,将所述管节二与位于拼接区的所述管节一另一端部进行对接;

    步骤八、在所述拼接区内进行注水,调节所述坞门装置的通孔区,打开所述坞门装置,解除所述止水组件与所述管体一配合,向前运输所管节二,将所述管节二的一端部穿过通孔区并寄存于所述浮态寄存区,所述管节二的另一端部位于所述拼接区,此时所述管节一整体位于所述浮态寄存区;

    步骤九、调节所述坞门装置的通孔区,并通过止水组件与所述管体二配合止水,使所述拼接区和浮态寄存区通过所述坞门装置相互隔离,并将所述拼接区进行排水;

    步骤十、重复所述步骤五~步骤九,分别完成所述管节三~所述管节n的预制和对接,直至完成整个管体的预制,其中n为管体预制所需要的所有管节数量。

    本发明所述的一种悬浮管体预制方法,采用了悬浮管体预制系统进行预制,由于该预制系统包括有管体的预制区、拼接区和浮态寄存区,其中管体的预制区用于管节的预制,拼接区用于预制完毕的管节进行拼接,浮态寄存区用于将已完成管节拼接的管体进行悬浮或漂浮寄存。当管节一在预制区预制完成后,运输至拼接区,通过拼接区和浮态寄存区的坞门装置后进入浮态寄存区,然后再在预制区预制管节二,预制完成的管节二被运输至拼接区,与位于拼接区的管节一一端部进行对接,当完成对接后的管节一穿过坞门装置,再送至浮态寄存区,依次类推,直至完成整个管体的预制、拼接和运输至浮态寄存区。由于浮态寄存区最后所寄存的是整个管体,当浮态寄存区选取的水域环境正好位于悬浮管体的待安装位置时,那么该悬浮管体就可以直接实现安装,从而解决悬浮管体的预制、拼接和下水问题,避免了所有的管节在拼接成型管体整体时,都只能在水上或水中进行各管节接头拼接情况,该悬浮管体预制方法,工序简单、操作简便、可靠性高,大大减少了预制、拼接和下水的工序,降低了施工成本,从而能够形成管节的流水线作业,也减少了管体预制场地占地和建设成本。

    优选地,寄存于所述浮态寄存区的所有管节均为漂浮或悬浮状态。

    优选地,在所述拼接区内进行注水,直到注入所述拼接区的液体液位与所述浮态寄存区的液体液位平齐,再调节所述坞门装置的通孔区,打开所述坞门装置。

    优选地,在所述步骤三和所述步骤八中打开所述坞门装置之前,将所述预制区与拼接区相互隔离。

    优选地,所述步骤三和所述步骤八中在所述拼接区内进行注水时,以及所述步骤四和所述步骤九中对所述拼接区内进行排水时,是通过水泵驱动水管对所述拼接区进行注水和排水操作的。

    优选地,所述步骤二和步骤六实施完成之后,所述预制区即可进行下一个管节的预制,以提高管节的预制效率。

    优选地,所述预制区预制的管节的长度l1为10~300m,该长度范围的管节适用于通用的悬浮管体的管节节段长度。

    优选地,所述预制区预制完成的管体收尾拼接为整体后的总长度为200~10000m。

    与现有技术相比,本发明的有益效果:

    1、本发明所述的管体用坞门装置,通过在坞墩上设有闸门,该闸门上设有大小可调且能够穿过管体的至少一个或多个通孔区,每个通孔区能够穿过预制管体的各个管节,由于每个通孔区内壁设有止水组件,当通孔区大小调节使止水组件与各管节相互配合时,那么能够实现各管节的两端分别位于闸门两侧,其能够起到的作用是,闸门两侧可以是干湿分工,即闸门一侧为干环境,能够对该管节的端部进行施工和拼接其他管节,而闸门另一侧为充满液体如水的浮态寄存区,能够将拼接完成的管体将其进行悬浮或漂浮;从而避免了所有的管节在拼接成型管体整体时,都只能在水上或水中进行各管节接头拼接的困境、复杂与高昂的成本。而坞门装置的闸门开启时,拼接好的管节可以向浮态寄存区进行浮运,从而形成管节的流水线作业,也减少了管体预制场地占地和建设成本。该坞门装置能够实现悬浮隧道或悬浮管体的预制,操作简便、可靠性高。

    2、本发明所述的一种悬浮管体预制系统,通过设置有管体的预制区、拼接区和浮态寄存区,其中管体的预制区用于管节的预制,拼接区用于预制完毕的管节进行拼接,浮态寄存区用于将已完成管节拼接的管体进行悬浮或漂浮寄存,由于浮态寄存区是能够存放管体的区域,该区域是具有液体(如水)属于湿环境,而预制区和拼接区分别进行管节的预制和拼接时,需要干环境,因此在拼接区与浮态寄存区之间设置有坞门装置相互隔离,同时坞门装置的坞墩上设有闸门,该闸门上设有大小可调且能够穿过管体的至少一个或多个通孔区,每个通孔区能够穿过预制管体的各个管节,能够将拼接完成的管节从拼接区穿过通孔区,送至浮态寄存区,由于浮态寄存区所寄存的是整个管体,当浮态寄存区选取的水域环境正好位于悬浮管体的待安装位置时,那么该悬浮管体就可以直接实现安装,从而解决悬浮管体的预制、拼接和下水问题,避免了所有的管节在拼接成型管体整体时,都只能在水上或水中进行各管节接头拼接情况,该悬浮管体预制系统,结构简单、操作方便、可靠性高,大大减少了预制、拼接和下水的工序,降低了施工成本。

    3、本发明所述的一种悬浮管体预制方法,采用了悬浮管体预制系统进行预制,由于该预制系统包括有管体的预制区、拼接区和浮态寄存区,其中管体的预制区用于管节的预制,拼接区用于预制完毕的管节进行拼接,浮态寄存区用于将已完成管节拼接的管体进行悬浮或漂浮寄存。当管节一在预制区预制完成后,运输至拼接区,通过拼接区和浮态寄存区的坞门装置后进入浮态寄存区,然后再在预制区预制管节二,预制完成的管节二被运输至拼接区,与位于拼接区的管节一一端部进行对接,当完成对接后的管节一穿过坞门装置,再送至浮态寄存区,依次类推,直至完成整个管体的预制、拼接和运输至浮态寄存区。由于浮态寄存区最后所寄存的是整个管体,当浮态寄存区选取的水域环境正好位于悬浮管体的待安装位置时,那么该悬浮管体就可以直接实现安装,从而解决悬浮管体的预制、拼接和下水问题,避免了所有的管节在拼接成型管体整体时,都只能在水上或水中进行各管节接头拼接情况,该悬浮管体预制方法,工序简单、操作简便、可靠性高,大大减少了预制、拼接和下水的工序,降低了施工成本,从而能够形成管节的流水线作业,也减少了管体预制场地占地和建设成本。

    附图说明:

    图1为本发明所述管体用坞门装置的结构示意图;

    图2为图1的主视图;

    图3为图1中坞墩的结构示意图;

    图4为图1中下闸门的结构示意图;

    图5为图1中上闸门的结构示意图;

    图6本发明所述管体用坞门装置与管体配合实现坞门闭合的结构示意图;

    图7为本发明所述管体用坞门装置与管体配合实现坞门打开的结构示意图;

    图8为图6的主视图;

    图9为本发明所述另一种管体用坞门装置结构形式与管体配合的结构示意图;

    图10为本所述管体用坞门装置与多边形管体配合的结构示意图;

    图11为本所述管体用坞门装置与两根管体配合的结构示意图;

    图12为上闸门与坞墩通过m型止水带相互连接的示意图;

    图13为下闸门转角为直角形状与止水带二的配合示意图;

    图14为下闸门转角为倒角面形状与止水带二的配合示意图;

    图15为本发明所述悬浮管体预制系统的结构平面图;

    图16为本发明所述悬浮管体预制系统的结构立面图。

    图中标记:

    101、管节一,102、管节二,103、管节三,104、管体,1、预制区,2、拼接区,3、浮态寄存区,4、止水闸,5、坞门装置,6、坞墩,61、安装面,62、滑道,63、凸台,7、上闸门,8、下闸门,9、止水带一,10、止水带二,11、限位块,12、通孔区,121、上半孔面,122、下半孔面,13、接合区,131、上接合面,132、下接合面,133、外侧面、134、倒角面,14、滑块,15、墙体。

    具体实施方式

    下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

    实施例1

    如图1-5所示,本实施例提供了一种管体用坞门装置5,包括坞墩6,坞墩6上设有闸门,闸门上设有大小可调且能够穿过管体的至少一个通孔区12,每个通孔区12内壁设有止水组件。

    如图6-7所示,当管体104穿过通孔区12时,调节通孔区12的大小且能够使止水带贴附在管体104周围,以实现分别位于闸门两侧的管体104两端保持良好的相互隔离效果。通孔区12的形状为圆形、椭圆形、矩形或多边形,以适配不同形状的管体104。闸门上的通孔区12可以为一个或两个或多个,根据实际工况所需要的管体104数量来确定,如该管体104设计两根双向的悬浮隧道管体104时,那么该闸门上则开设两个通孔区12,以分别适配两根悬浮隧道管体104,可以同步进行预制、拼接和浮运至浮态寄存区3。

    上述的闸门包括上闸门7和下闸门8,上闸门7和下闸门8上下相对设置且能够相对运动,其中上闸门7包括至少一个上半孔面121,下闸门8包括与上半孔面121数量相同、位置也相对设置的至少一个下半孔面122,使上半孔面121和对应的下半孔面122之间形成的通孔区12大小可调。其中上半孔面121和下半孔面122的形状可以是半圆形、矩形、多边形,其大小可以是一样的也可以是大小不同的,其最终形成的通孔形状适配管体104形状。如图10-11所示为举例了管体104为八边形横断面和管体104为双管圆形横断面时,该上闸门7和下闸门8与管体104配合的形式。

    上闸门7和下闸门8可以均为u形构件,相对设置,通过上闸门7和下闸门8的相对运动,以实现通孔区12大小的调节。如图1所示,上闸门7和下闸门8的形状和大小可以均相同,且相对设置。如图9所示,上闸门7和下闸门8的形状和大小可以完全不同,但是相对设置,其中上闸门7厚度薄于下闸门8,且上闸门7可以在下闸门8的u形槽内上下升降滑动,下闸门8与坞墩6配合且能够相对运动。

    上述的止水组件包括设于每个通孔区12的若干个止水带一9,所有止水带一9沿通孔区12轴向并排设置,当止水组件贴附紧压于管体104四周表面时,能够贴附更加可靠,也以实现止水组件更好的止水效果。当闸门包括上闸门7和下闸门8时,上闸门7和下闸门8之间形成通孔区12之外,上闸门7和下闸门8相对的两个上接合面131、两个下接合面132之间还形成两个接合区13,两个接合区13和通孔区12均设置有止水带一9。上闸门7的上半孔面121和两个上接合面131均设置有若干止水带一9,下闸门8的下半孔面122和两个下接合面132均设置有若干所述止水带一9。如图4-5所示,上闸门7的上半孔面121和两个上接合面131均设置有三个止水带一9,下闸门8的下半孔面122和两个下接合面132均设置有三个止水带一9,三个止水带一9均是大小相同、平行设置。

    上述的上闸门7和下闸门8内均设有压载舱。由于该上闸门7和下闸门8是能够上下升降的构件,上闸门7和下闸门8可以采用钢壳构件,其内均设有压载舱,可以分别通过调节上闸门7和下闸门8内的压载舱内的水量,改变上闸门7和下闸门8的重量,能够实现上闸门7和下闸门8在水中的自动启闭。

    具体而言,如图7所示,坞门装置5开启实现方式为:即坞门装置5的上闸门7和下闸门8从压紧管体104到二者打开的方式为,当拼接区2内的两个管节拼接完成后,先将拼接区2的坞内注入水到与坞外浮态寄存区3同一水位,将上闸门7的压载舱内进行排水,当上闸门7的浮力大于重力时,则上闸门7相对坞墩6上浮,而向下闸门8的压载舱内加水增加重量,时期重力大于浮力时,下闸门8相对坞墩6下沉,则实现了坞门装置5开启状态。当坞门装置5开启后,上闸门7和下闸门8不再约束管体104,将管体104整体朝外移至浮态寄存区3,此时保留管体104一端在坞内的拼接区2,为下一个管节拼接做准备。

    坞门装置5关闭的实现方式为:即坞门装置5的上闸门7和下闸门8从打开接触压紧管体104到二者合拢压紧管体104的方式为,当完成管体104的外移至浮态寄存区3,保留管体104一端在坞内的拼接区2后,此时对上闸门7内的压载舱进行加水增重,使得上闸门7重量大于自身浮力,重力作用下上闸门7相对坞墩6向下移动并且使底部紧压在管体104上部;同时对下闸门8的压载舱进行排水减重,使得下闸门8重量小于自身浮力,在净浮力作用下,下闸门8相对坞墩6上浮以使顶部紧压管体104的下部,以实现坞门装置5的关闭后。然后通过水泵排出坞内拼接区2内的水,实现干环境下的再对管节之间的拼接工作。每拼接完一个管节,向外浮移一个管节的长度,为下个管节的预制、拼接腾出坞内拼接区2空间。

    该上闸门7或/和下闸门8上设有能够使其上下升降的升降机构,升降机构可以为卷扬机配合系缆、导轮给上闸门7提供提升力,或者升降机构采用电机带动伸缩杆驱动上闸门7提升。

    上闸门7的两个上接合面131或/和下闸门8的两个下接合面132内还设有凸出的限位块11,该限位块11用于当上闸门7和下闸门8上下开合,上闸门7两个上接合面131和下闸门8的两个下接合面132形成两个接合区13时,限位块11能够支撑上闸门7,在接合区13形成一定的间隙,避免上接合面131直接接触下接合面132时将止水带一9压坏。

    上述的上闸门7或/和下闸门8能够相对坞墩6上下升降。该坞墩6为中间开设有槽的u型槽构件,包括有u型的安装面61,上闸门7或/和下闸门8能够上下滑动设于安装面61内,上闸门7或/和下闸门8与安装面61之间设有至少一个止水带二10,止水带用于上闸门7或/和下闸门8在坞墩6的u型安装面61上下滑动时的止水,其中止水带二10一段连接在坞墩6的u型安装面61上,另一端连接在上闸门7或/和下闸门8上。该上闸门7或/和下闸门8的两个外侧面133与所述安装面61对应的两个侧面内壁之间设置一个m形止水带,所述下闸门8的底面与对应的所述安装面61的底部也设置有一个m形止水带,该止水带二10采用的是m型止水带,m型止水带能够有较大的横向和竖向的位移行程,能够适用于上闸门7或/和下闸门8在坞墩6的u型安装面61上下滑动时的止水。如图12所示为设置在坞门装置5的上闸门7和下闸门8的两侧面以及底部的m型止水带布置,由于上闸门7、下闸门8主要是竖向位移,因此m型止水带允许一定的剪切和拉伸变形;其中设置在上闸门7、下闸门8底边的m止水带允许竖向拉伸范围至少±100cm,设置在上闸门7、下闸门8两侧面m型止水带允许的竖向剪切变形范围至少±100cm。同时,上闸门7、下闸门8两侧面和底部相应的设计的限位块11,保护m型止水带不被压坏。上闸门7、下闸门8两侧面的限位块11也可兼做滑块14,坞墩6上相应设计有钢制滑道62,辅助上闸门7、下闸门8的上下滑动启闭。

    另外,如图14所示,下闸门8的底面包括有两个倒角面134,其中一个侧面与底面形成一个倒角面134,采用两个倒角面134,该下闸门8的两个侧面和底面可以采用一个止水带二10则完成止水布置,止水效果更好;若下闸门8的两个侧面和底面交汇处采用直角过渡,如图13所示,其需要采用若干个止水带二10再进行拼接,止水带二10的布置会更加复杂些。

    在上闸门7或/和下闸门8的两个外侧面133分别设有若干个滑块14,坞墩6的u型安装面61对应的两个侧面内壁设有滑道62,所有滑块14与滑道62适配且能够在滑道62内滑动,同时通过滑道62和滑块14的配合,能够使上闸门7或/和下闸门8上下升降时,能够保持在同一竖直平面,而且进一步的,能够使上闸门7和下闸门8相对坞墩6的u型安装面61均保持一定的间隙,避免止水带二10被压坏。在下闸门8的底面设置还有若干个凸起,能够使下闸门8相对坞墩6的u型安装面61均保持一定的间隙,避免止水带二10被压坏。

    该坞墩6的安装面61的两个侧面内壁均设置有凸台63,当上闸门7或/和下闸门8与所述安装面61适配时,上闸门7或/和下闸门8的前面与所述凸台63接触,或上闸门7或/和下闸门8的背面与所述凸台63接触。该凸台63能够在上闸门7和下闸门8在面对坞墩6两侧不同干湿工况工作时,充满液体如水的浮态寄存区3因为压强差会对上闸门7和下闸门8产生压力,提供反力支撑,使上闸门7和下闸门8保持稳定。

    上述的坞墩6和闸门均为钢筋混凝土构件,或者钢壳构件。该坞门装置5的高度h为2~50m,宽度w为2~70m,以适用于各种工况下大部分尺寸管体104的预制。

    本实施例1所提供的一种管体104用坞门装置5,通过在坞墩6上设有闸门,该闸门上设有大小可调且能够穿过管体104的至少一个或多个通孔区12,每个通孔区12能够穿过预制管体104的各个管节,由于每个通孔区12内壁设有止水组件,当通孔区12大小调节使止水组件与各管节相互配合时,那么能够实现各管节的两端分别位于闸门两侧,其能够起到的作用是,闸门两侧可以是干湿分工,即闸门一侧为干环境,能够对该管节的端部进行施工和拼接其他管节,而闸门另一侧为充满液体如水的浮态寄存区3,能够将拼接完成的管体104将其进行悬浮或漂浮;从而避免了所有的管节在拼接成型管体104整体时,都只能在水上或水中进行各管节接头拼接的困境、复杂与高昂的成本。而坞门装置5的闸门开启时,拼接好的管节可以向浮态寄存区3进行浮运,从而形成管节的流水线作业,也减少了管体104预制场地占地和建设成本。该坞门装置5能够实现悬浮隧道或悬浮管体104的预制,操作简便、可靠性高。

    实施例2

    如图15-16所示,本实施例2提供了一种悬浮管体104预制系统,包括管体104的预制区1、拼接区2和浮态寄存区3,所述浮态寄存区3为具有液体并且能够存放管体104的区域,所述拼接区2和浮态寄存区3相互隔离,且二者之间设置有如上述的一种管体104用坞门装置5,通过调节通孔区12的大小,能够实现浮态寄存区3的液体从所述通孔区12与管体104之间间隙流入所述拼接区2。

    上述的坞墩6为u型槽构件,包括有u型的安装面61,上闸门7或/和下闸门8能够上下滑动设于安装面61内,安装面61的两个侧面内壁均设置有凸台63,凸台63均位于朝向所述拼接区2的一侧,该凸台63能够在上闸门7和下闸门8在面对坞墩6两侧不同干湿工况工作时,充满液体如水的浮态寄存区3因为压强差会对上闸门7和下闸门8产生压力,提供反力支撑,使上闸门7和下闸门8保持稳定。

    该预制区1与拼接区2相互隔离,二者之间设置有可启闭的止水闸4。止水闸4用于将预制区1和拼接区2进行相互隔离,因为拼接区2在进行管节的对接时需要干环境,此时通过坞门装置5将拼接区2与浮态寄存区3相互隔离;当对接完成的管节需要移动至浮态寄存区3时,通过调节通孔区12大小以开启坞门装置5,同时关闭止水闸4,浮态寄存区3的液体则流入拼接区2,使拼接区2和浮态寄存区3的液体一样高度,便于将管节移动至浮态寄存区3,此时关闭止水闸4,避免拼接区2的液体流入预制区1,保证预制区1一直处于干环境下进行管节的预制。

    上述的管体104的预制区1、拼接区2和浮态寄存区3依次顺序设置,且均设置在同一直线上,便于管节的预制、拼接和浮运的工序顺序施工。

    该悬浮管体104预制系统还包括墙体15,墙体15包括腔体一和腔体二,腔体一为所述预制区1,腔体二为拼接区2,腔体一和腔体二之间设置可启闭的止水闸4;腔体二端面为所述坞门装置5,坞门装置5外侧为浮态寄存区3。其中上述的浮态寄存区3为的液体为水。

    预制区1和拼接区2内设有用于运输所述管体104的运输车或者升降台车或平板车,方便将管节在预制区1和拼接区2进行转运。

    该一种悬浮管体104预制系统,通过设置有管体104的预制区1、拼接区2和浮态寄存区3,其中管体104的预制区1用于管节的预制,拼接区2用于预制完毕的管节进行拼接,浮态寄存区3用于将已完成管节拼接的管体104进行悬浮或漂浮寄存,由于浮态寄存区3是能够存放管体104的区域,该区域是具有液体(如水)属于湿环境,而预制区1和拼接区2分别进行管节的预制和拼接时,需要干环境,因此在拼接区2与浮态寄存区3之间设置有坞门装置5相互隔离,同时坞门装置5的坞墩6上设有闸门,该闸门上设有大小可调且能够穿过管体104的至少一个或多个通孔区12,每个通孔区12能够穿过预制管体104的各个管节,能够将拼接完成的管节从拼接区2穿过通孔区12,送至浮态寄存区3,由于浮态寄存区3所寄存的是整个管体104,当浮态寄存区3选取的水域环境正好位于悬浮管体104的待安装位置时,那么该悬浮管体104就可以直接实现安装,从而解决悬浮管体104的预制、拼接和下水问题,避免了所有的管节在拼接成型管体104整体时,都只能在水上或水中进行各管节接头拼接情况,该悬浮管体104预制系统,结构简单、操作方便、可靠性高,大大减少了预制、拼接和下水的工序,降低了施工成本。

    实施例3

    如图15-16所示,本实施例3本提供了一种悬浮管体104预制方法,包括上述的一种悬浮管体104预制系统,该悬浮管体104的预制方法包括以下步骤:

    步骤一、在预制区1预制管节一101;

    步骤二、所述管节一101预制完成后将其运输到拼接区2,此时所述拼接区2和浮态寄存区3通过所述坞门装置5相互隔离;

    步骤三、在所述拼接区2内进行注水,调节所述坞门装置5的通孔区,打开所述坞门装置5,继续运输所述管节一101,将所述管节一101的一端部穿过通孔区12寄存于所述浮态寄存区3,另一端部位于所述拼接区2;

    步骤四、调节所述坞门装置5的通孔区12,并通过止水组件与所述管体104一配合止水,使所述拼接区2和浮态寄存区3通过所述坞门装置5相互隔离;

    步骤五、在所述预制区1预制管节二102;

    步骤六、所述管节二102预制完成后将其运输到拼接区2,此时所述拼接区2和浮态寄存区3通过所述坞门装置5相互隔离;

    步骤七、对接,将所述管节二102与位于拼接区2的所述管节一101另一端部进行对接;

    步骤八、在所述拼接区2内进行注水,调节所述坞门装置5的通孔区12,打开所述坞门装置5,解除所述止水组件与所述管体104一配合,向前运输所管节二102,将所述管节二102的一端部穿过通孔区12并寄存于所述浮态寄存区3,所述管节二102的另一端部位于所述拼接区2,此时所述管节一101整体位于所述浮态寄存区3;

    步骤九、调节所述坞门装置5的通孔区12,并通过止水组件与所述管体104二配合止水,使所述拼接区2和浮态寄存区3通过所述坞门装置5相互隔离,并将所述拼接区2进行排水;

    步骤十、重复所述步骤五~步骤九,分别完成所述管节三~所述管节n的预制和对接,直至完成整个管体104的预制,其中n为管体104预制所需要的所有管节数量。

    上述步骤三和步骤八中,调节坞门装置5的通孔区12,便于管节一101或管节二102进行向前运输寄存于浮态寄存区3。其中,在对管节一101或管节二102进行向前运输寄存于浮态寄存区3时,可以由浮态寄存区3水域内的船舶向外牵引,也可以在船坞两侧陆地上布置绞缆机或其它动力设备,通过缆绳向外牵引,以使管节一101或管节二102进行顺利移动至浮态寄存区3水域进行寄存。上述坞门装置5的通孔区12,可以分别通过调节坞门装置5的上闸门7和下闸门8内的压载舱内的水量,改变上闸门7和下闸门8的重量,能够实现上闸门7和下闸门8在水中的自动启闭。具体调节方法可以参考上述具体实施例1中的内容。

    所述步骤三和所述步骤八中在拼接区2内进行注水时,以及所述步骤四和所述步骤九中对所述拼接区2内进行排水时,是通过水泵驱动水管对所述拼接区2进行注水和排水操作的,该水管是连接拼接区2与浮态寄存区3,直接通过水泵来抽水排水实现拼接区2中的注水和排水。在上述步骤二和步骤六实施完成之后,所述预制区1即可进行下一个管节的预制,以提高管节的预制效率。

    上述的预制区1预制的管节的长度l1为10~300m,该长度范围的管节适用于通用的悬浮管体104的管节节段长度。在预制区1预制完成的管体104收尾拼接为整体后的总长度为200~10000m,如图15所示。

    当浮态寄存区3选用的液体介质为水时,上述的管体104是悬浮或漂浮在浮态寄存区3的水面的,为了能够保证预制和对接完成的各个管节悬浮或漂浮时保持线性稳定,该悬浮隧道预制的场地选址时,可以选择水动力环境较弱的地方,不会因水流将一端悬空的管体104产生弯折;如果经过计算和分析认为有可能产生弯折,在管体104外侧一些存在弯折的地方或每隔一段布设一些缆绳,起到轴向约束作用。同时,为了避免波浪导致竖向弯折,能够采取的措施有:首先,选择水动力环境弱(风平浪静)地方预制;其次,考虑导致管体104竖向弯折的风险源头是水位变化;例如在内陆湖预制的时候,水位变化很有限、缓慢的,通过将坞门装置5设置为与漂浮或悬浮的管体104一起随着水位的变动上下运动的弹性装置如弹簧自适应结构,避免了在管体104运动时对坞门装置5的临水侧产生内力;再次,也可以从把握施工时机的角度进一步降低风险,管节之间的接头施工工作,主要涉及混凝土浇筑和焊接,通常接头的施工在几小时~十多个小时能完成的,因此可以预先通过天气水文预报,选择水文不变化的时段做施工计划,施工时也动态监测,如果变化,则坞门装置5根据管体104的位移而被动自适应调节,或者通过拼接区2的管节运输车或平板车或升降台车来上下主动调节。

    本发明所述的一种悬浮管体104预制方法,采用了悬浮管体104预制系统进行预制,由于该预制系统包括有管体104的预制区1、拼接区2和浮态寄存区3,其中管体104的预制区1用于管节的预制,拼接区2用于预制完毕的管节进行拼接,浮态寄存区3用于将已完成管节拼接的管体104进行悬浮或漂浮寄存。当管节一101在预制区1预制完成后,运输至拼接区2,通过拼接区2和浮态寄存区3的坞门装置5后进入浮态寄存区3,然后再在预制区1预制管节二102,预制完成的管节二102被运输至拼接区2,与位于拼接区2的管节一101一端部进行对接,当完成对接后的管节一101穿过坞门装置5,再送至浮态寄存区3,依次类推,直至完成整个管体104的预制、拼接和运输至浮态寄存区3。由于浮态寄存区3最后所寄存的是整个管体104,当浮态寄存区3选取的水域环境正好位于悬浮管体104的待安装位置时,那么该悬浮管体104就可以直接实现安装,从而解决悬浮管体104的预制、拼接和下水问题,避免了所有的管节在拼接成型管体104整体时,都只能在水上或水中进行各管节接头拼接情况。

    进一步地,考虑将来悬浮隧道的建设中,需考虑隧道的预制、拼接和下水问题,如果在岸上完成隧道整体预制,预制的施工难度和风险低,但需要足够长度的场地来进行管体104预制——随着世界各国沿湖岸线的区域发展,很难找到满足要求的建设场地,又或征地成本极高,难以实现——而且需解决隧道整体下水的难题。如果在岸上分段预制,分段下水,在水中拼接,接头的成本高,水中施工的难度和风险大。因此,本发明所述的悬浮管体104预制方法,其工序简单、操作简便、可靠性高,大大减少了预制、拼接和下水的工序,降低了施工成本,从而能够形成管节的流水线作业,也减少了管体104预制场地占地和建设成本。

    以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种管体用坞门装置,包括坞墩,其特征在于,所述坞墩上设有闸门,所述闸门上设有大小可调且能够穿过管体的至少一个通孔区,每个所述通孔区内壁设有止水组件。

    2.根据权利要求1所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,当所述管体穿过所述通孔区时,调节所述通孔区的大小且能够使所述止水带贴附在所述管体周围。

    3.根据权利要求1所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述通孔区的形状为圆形、椭圆形、矩形或多边形。

    4.根据权利要求1所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述闸门包括上闸门和下闸门,所述上闸门和下闸门上下相对设置且能够相对运动,所述上闸门包括至少一个上半孔面,所述下闸门包括与所述上半孔面数量相同、位置也相对设置的至少一个下半孔面,使所述上半孔面和对应的下半孔面之间形成的所述通孔区大小可调。

    5.根据权利要求4所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述上闸门和下闸门均为u形构件。

    6.根据权利要求4所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述上闸门和下闸门的形状和大小均相同。

    7.根据权利要求4所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述止水组件包括设于每个所述通孔区的若干个止水带一,所有所述止水带一沿通孔区轴向并排设置。

    8.根据权利要求7所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,当所述闸门包括上闸门和下闸门时,所述上闸门和下闸门之间形成所述通孔区之外,所述上闸门和下闸门相对的两个上接合面、两个下接合面之间还形成两个接合区,两个所述接合区和所述通孔区均设置有所述止水带一。

    9.根据权利要求8所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述上闸门的上半孔面和两个上接合面均设置有若干所述止水带一,所述下闸门的下半孔面和两个下接合面均设置有若干所述止水带一。

    10.根据权利要求8所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述上闸门的两个上接合面或/和下闸门的两个下接合面内还设有凸出的限位块。

    11.根据权利要求4所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述上闸门或/和下闸门上设有能够使其上下升降的升降机构。

    12.根据权利要求11所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述上闸门或/和下闸门能够相对所述坞墩上下升降。

    13.根据权利要求12所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述坞墩为u型槽构件,包括有u型的安装面,所述上闸门或/和下闸门能够上下滑动设于所述安装面内,所述上闸门或/和下闸门与所述安装面之间设有至少一个止水带二。

    14.根据权利要求13所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述上闸门或/和下闸门的两个外侧面与所述安装面对应的两个侧面内壁之间设置一个m形止水带,所述下闸门的底面与对应的所述安装面的底部也设置有一个m形止水带。

    15.根据权利要求4所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述下闸门的底面包括有两个倒角面。

    16.根据权利要求4所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述上闸门或/和下闸门的两个外侧面分别设有若干个滑块,所述安装面对应的两个侧面内壁设有滑道,所有所述滑块与所述滑道适配且能够在滑道内滑动。

    17.根据权利要求4-16任一所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述上闸门和下闸门内均设有压载舱。

    18.根据权利要求4-16任一所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述下闸门的底面设置有若干个凸起。

    19.根据权利要求4-16任一所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述坞墩的安装面的两个侧面内壁均设置有凸台,当所述上闸门或/和下闸门与所述安装面适配时,所述上闸门或/和下闸门的前面与所述凸台接触,或所述上闸门或/和下闸门的背面与所述凸台接触。

    20.根据权利要求4-16任一所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述闸门底部还设有弹性装置。

    21.根据权利要求4-16任一所述的一种管体用坞门装置,其特征在于,所述坞门装置的高度h为2~50m,宽度w为2~70m。

    22.一种悬浮管体预制系统,其特征在于,包括管体的预制区、拼接区和浮态寄存区,所述浮态寄存区为具有液体并且能够存放管体的区域,所述拼接区和浮态寄存区相互隔离,且二者之间设置有如权利要求1-21任一所述的一种管体用坞门装置,通过调节通孔区的大小,能够实现所述浮态寄存区的液体从所述通孔区与管体之间间隙流入所述拼接区。

    23.根据权利要求22所述的一种悬浮管体预制系统,其特征在于,所述坞墩为u型槽构件,包括有u型的安装面,所述上闸门或/和下闸门能够上下滑动设于所述安装面内,所述安装面的两个侧面内壁均设置有凸台,所述凸台均位于朝向所述拼接区的一侧。

    24.根据权利要求23所述的一种悬浮管体预制系统,其特征在于,所述预制区与拼接区相互隔离,二者之间设置有可启闭的止水闸。

    25.根据权利要求22所述的一种悬浮管体预制系统,其特征在于,所述管体的预制区、拼接区和浮态寄存区依次顺序设置,且均设置在同一直线上。

    26.根据权利要求22所述的一种悬浮管体预制系统,其特征在于,还包括墙体,所述墙体包括腔体一和腔体二,所述腔体一为所述预制区,所述腔体二为拼接区,所述腔体一和腔体二之间设置可启闭的止水闸;所述腔体二端面为所述坞门装置,所述坞门装置外侧为所述浮态寄存区。

    27.根据权利要求22-26任一所述的一种悬浮管体预制系统,其特征在于,所述预制区和拼接区内设有用于运输所述管体的运输车或平板车或升降台车。

    28.根据权利要求22-26任一所述的一种悬浮管体预制系统,其特征在于,所述浮态寄存区为的液体为水。

    29.一种悬浮管体预制方法,其特征在于,包括如权利要求书22-28任一所述的一种悬浮管体预制系统,所述悬浮管体的预制方法包括以下步骤:

    步骤一、在预制区预制管节一;

    步骤二、所述管节一预制完成后将其运输到拼接区,此时所述拼接区和浮态寄存区通过所述坞门装置相互隔离;

    步骤三、在所述拼接区内进行注水,调节所述坞门装置的通孔区,打开所述坞门装置,继续运输所述管节一,将所述管节一的一端部穿过通孔区寄存于所述浮态寄存区,另一端部位于所述拼接区;

    步骤四、调节所述坞门装置的通孔区,并通过止水组件与所述管体一配合止水,使所述拼接区和浮态寄存区通过所述坞门装置相互隔离,并将所述拼接区进行排水;

    步骤五、在所述预制区预制管节二;

    步骤六、所述管节二预制完成后将其运输到拼接区,此时所述拼接区和浮态寄存区通过所述坞门装置相互隔离;

    步骤七、对接,将所述管节二与位于拼接区的所述管节一另一端部进行对接;

    步骤八、在所述拼接区内进行注水,调节所述坞门装置的通孔区,打开所述坞门装置,解除所述止水组件与所述管体一配合,向前运输所管节二,将所述管节二的一端部穿过通孔区并寄存于所述浮态寄存区,所述管节二的另一端部位于所述拼接区,此时所述管节一整体位于所述浮态寄存区;

    步骤九、调节所述坞门装置的通孔区,并通过止水组件与所述管体二配合止水,使所述拼接区和浮态寄存区通过所述坞门装置相互隔离,并将所述拼接区进行排水;

    步骤十、重复所述步骤五~步骤九,分别完成所述管节三~所述管节n的预制和对接,直至完成整个管体的预制,其中n为管体预制所需要的所有管节数量。

    30.根据权利要求29所述的一种悬浮管体预制方法,其特征在于,寄存于所述浮态寄存区的所有管节均为漂浮或悬浮状态。

    31.根据权利要求29所述的一种悬浮管体预制方法,其特征在于,所述步骤三和所述步骤八中,在所述拼接区内进行注水,直到注入所述拼接区的液体液位与所述浮态寄存区的液体液位平齐,再调节所述坞门装置的通孔区,打开所述坞门装置。

    32.根据权利要求29所述的一种悬浮管体预制方法,其特征在于,所述步骤三和所述步骤八中在所述拼接区内进行注水时,以及所述步骤四和所述步骤九中对所述拼接区内进行排水时,是通过水泵驱动水管对所述拼接区进行注水和排水操作的。

    33.根据权利要求29所述的一种悬浮管体预制方法,其特征在于,在所述步骤三和所述步骤八中打开所述坞门装置之前,将所述预制区与拼接区相互隔离。

    34.根据权利要求29所述的一种悬浮管体预制方法,其特征在于,所述步骤二和步骤六实施完成之后,所述预制区即可进行下一个管节的预制。

    35.根据权利要求29-34任一所述的一种悬浮管体预制方法,其特征在于,所述预制区预制的管节的长度为10~300m。

    36.根据权利要求29-34任一所述的一种悬浮管体预制方法,其特征在于,所述预制区预制完成的管体收尾拼接为整体后的总长度为200~10000m。

    技术总结
    本发明公开了一种管体用坞门装置、悬浮管体预制系统及其预制方法,其中坞门装置包括坞墩,坞墩上设有闸门,闸门上设有大小可调且能够穿过管体的至少一个通孔区,每个通孔区内壁设有止水组件;预制系统包括预制区、拼接区和浮态寄存区,浮态寄存区为具有液体并且能够存放管体的区域,拼接区和浮态寄存区相互隔离且设有坞门装置,通过调节通孔区的大小,能够实现浮态寄存区的液体从通孔区与管体之间间隙流入拼接区。该坞门装置能够实现悬浮隧道或悬浮管体的预制,操作简便、可靠性高;采用预制系统预制悬浮管体,大大减少了预制、拼接和下水的工序,降低了施工成本,从而能够形成管节的流水线作业,也减少了管体预制场地占地和建设成本。

    技术研发人员:林巍;邹威;田英辉;尹海卿;刘凌锋;刘孟源
    受保护的技术使用者:中国交通建设股份有限公司
    技术研发日:2020.11.13
    技术公布日:2021.03.12

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