專利名稱：沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于沉管隧道施工領(lǐng)域，具體地說，涉及一種沉管隧道施工過程中沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
沉管法是在水底建筑隧道的一種施工方法。沉管隧道就是將若干個(gè)預(yù)制段分別浮運(yùn)到海面(河面)現(xiàn)場，并一個(gè)接一個(gè)地沉放安裝在已疏浚好的基槽內(nèi)，以此方法修建的水下隧道。目前，沉管隧道施工過程中，為了提高溝槽底面的平整性，絕大多數(shù)建成的水底隧道均采用墊平的方法。其中，早期大多采用的墊平方法為一種在管段沉放之前先鋪砂石作為墊層的先鋪法，它是在作業(yè)船上通過卷揚(yáng)機(jī)和鋼索操縱特制的刮鋪機(jī)或鋼犁，沿著溝槽底面兩側(cè)設(shè)置的、具有規(guī)定標(biāo)高和坡度的導(dǎo)軌，將放下的墊料往復(fù)刮平，該法缺點(diǎn)較多 ’另一種墊平的方法為后填法，即先將管段沉放在溝槽底上的臨時(shí)支座上，并使管底形成一定的空間(管段底板內(nèi)預(yù)設(shè)液壓千斤頂，在定位時(shí)可以頂向支座，調(diào)節(jié)管段高程)，隨后用墊層材料充填密實(shí)。上述兩種方法中，處理沉放管段基礎(chǔ)的目的是使溝槽底面平整，而不是為了提高地基的承載力，在水下開挖的溝槽，其底面凹凸不平，如不加以整平，管段沉放后會(huì)因地基受力不均勻而導(dǎo)致局部破壞，或因不均勻沉陷而開裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有沉管隧道施工過程中沉管安裝時(shí)受波浪、水流、風(fēng)等自然條件影響存在的推力大、控制困難、費(fèi)時(shí)費(fèi)力等上述問題，提供了一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)及方法。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制單元和受其控制的調(diào)整支座，所述的調(diào)整支座底部為箱型結(jié)構(gòu)，箱型結(jié)構(gòu)的頂部兩側(cè)各有一根立柱，在每根立柱上安裝有千斤頂。進(jìn)一步的，所述的箱型結(jié)構(gòu)四周用鋼板密封，鋼板內(nèi)部為桁架結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述的千斤頂通過支座安裝在立柱上。進(jìn)一步的，所述的立柱為鋼制圓筒結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的，所述千斤頂?shù)妮S向移動(dòng)、縱向移動(dòng)最大距離均為0.5m。進(jìn)一步的，在支座上還設(shè)置有壓水和排水裝置。進(jìn)一步的，控制單元和受其控制的調(diào)整支座之間通過有線或者無線方式連接。一種沉管頂端三維精調(diào)方法，包括如下步驟:
(1)基礎(chǔ)要求:沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座和控制單元都位于潛水起重船上，待安沉管底部有碎石墊層，沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座底部也有墊層便于調(diào)整支座就位；
(2)軸線復(fù)測:沉管水力壓接完成后，打開鋼封門測量孔進(jìn)行貫通測量；
(3)沉放、就位:沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座沉放通過鋼絲繩導(dǎo)向，在距離待安裝沉管端部0.5m處進(jìn)行沉放，沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座底部箱型結(jié)構(gòu)首先著床，然后再起吊30cm，通過預(yù)設(shè)在沉管端部的鋼絲繩拉動(dòng)沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座至貼緊沉管端部，然后再落下著地，為了減少偏心距，調(diào)整支座上的千斤頂按照移動(dòng)的相反方向事先偏移0.5m ；
(4)沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)精調(diào):待沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座就位后，通過控制單元觀測沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座就位情況，滿足要求后，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)千斤頂通過沉管頂端兩側(cè)的定位導(dǎo)梁對沉管施加500t縱向頂升力，縱向鎖定千斤頂后，再啟動(dòng)千斤頂軸向推動(dòng)沉管頂端定位導(dǎo)梁進(jìn)行沉管軸向精調(diào)；
(5)實(shí)時(shí)監(jiān)測:精調(diào)操作期間利用全站儀通過測量孔觀測沉管頂端精調(diào)情況；
(6)設(shè)備移出:精調(diào)完成后，加壓載水帶載溢流卸壓，沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座離開沉管端部，利用起重設(shè)備將沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座吊至指定位置。本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明所公開的沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，將該系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)定的位置沉入水中，在待安裝沉管旁邊定位，然后利用設(shè)置在立柱上的兩個(gè)千斤頂橫縱向拉動(dòng)頂升位于沉管兩側(cè)頂部的導(dǎo)梁，從而起到調(diào)整沉管位置的效果，且該系統(tǒng)配備有控制單元，整個(gè)過程自動(dòng)完成，省時(shí)省力，控制方便，安裝精度更高，受波浪、水流、風(fēng)等自然條件影響小；在精調(diào)完成后，可直接卸載該沉管頂端二維精調(diào)系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)調(diào)整支座的主視 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)調(diào)整支座的俯視 圖3是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)精調(diào)待安裝沉管側(cè)面示意圖； 圖4是本發(fā)明實(shí)施例1所公開的沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)精調(diào)待安裝沉管正面示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實(shí)施例1，請參見圖1-3，本實(shí)施例公開了一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制單元和受其控制的調(diào)整支座，控制單元和受其控制的調(diào)整支座之間通過有線或者無線方式連接，所述的調(diào)整支座底部I為箱型結(jié)構(gòu)，該箱型結(jié)構(gòu)的外形尺寸為長*寬*高=41.95m*7m*5m，箱型結(jié)構(gòu)四周用鋼板密封，鋼板內(nèi)部為桁架結(jié)構(gòu)。在箱型結(jié)構(gòu)的頂部兩側(cè)各有一根立柱2，該立柱為鋼制圓筒結(jié)構(gòu)，在每根立柱上安裝有千斤頂3，千斤頂3通過支座4安裝在立柱上，所述千斤頂3的軸向移動(dòng)、縱向移動(dòng)最大距離均為0.5m，另外，在調(diào)整支座上還設(shè)置有壓水和排水裝置。沉管前端左右兩側(cè)設(shè)定位導(dǎo)梁6，導(dǎo)梁6內(nèi)側(cè)設(shè)200t拉合千斤頂。定位導(dǎo)梁6采用長10.Sm，外徑1.5m的鋼管，導(dǎo)梁6底部焊接鋼板7，便于千斤頂頂升。請參見圖3-4，本實(shí)施例還公開了一種沉管頂端三維精調(diào)方法，包括如下步驟:
(I)基礎(chǔ)要求:沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座和控制單元都位于潛水起重船上，待安沉管底部有碎石墊層，沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座底部也有墊層便于調(diào)整支座就位；
(2)軸線復(fù)測:沉管水力壓接完成后，打開鋼封門測量孔進(jìn)行貫通測量；
(3)沉放、就位:沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座沉放通過鋼絲繩導(dǎo)向，在距離待安裝沉管端部0.5m處進(jìn)行沉放，沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座底部箱型結(jié)構(gòu)首先著床，然后再起吊30cm，通過預(yù)設(shè)在沉管端部的鋼絲繩拉動(dòng)沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座至貼緊沉管端部，然后再落下著地，為了減少偏心距，調(diào)整支座上的千斤頂按照移動(dòng)的相反方向事先偏移0.5m ；
(4)沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)精調(diào):待沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座就位后，通過控制單元觀測沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座就位情況，滿足要求后，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)千斤頂3通過安裝在沉管頂端兩側(cè)的定位導(dǎo)梁6對待安裝沉管5施加500t縱向頂升力，縱向鎖定千斤頂后，再啟動(dòng)千斤頂3軸向推動(dòng)沉管頂端定位導(dǎo)梁6進(jìn)行待安裝沉管軸向精調(diào)；
(5)實(shí)時(shí)監(jiān)測:精調(diào)操作期間利用全站儀通過測量孔觀測沉管頂端精調(diào)情況；
(6)設(shè)備移出:精調(diào)完成后，加壓載水帶載溢流卸壓，沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座離開沉管端部，利用起重設(shè)備將沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座吊至指定位置。
權(quán)利要求
1.一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括控制單元和受其控制的調(diào)整支座，所述的調(diào)整支座底部為箱型結(jié)構(gòu)，箱型結(jié)構(gòu)的頂部兩側(cè)各有一根立柱，在每根立柱上安裝有千斤頂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述的箱型結(jié)構(gòu)四周用鋼板密封，鋼板內(nèi)部為桁架結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述的千斤頂通過支座安裝在立柱上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述的立柱為鋼制圓筒結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:所述千斤頂?shù)妮S向移動(dòng)、縱向移動(dòng)最大距離均為0.5m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:在支座上還設(shè)置有壓水和排水裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:控制單元和受其控制的調(diào)整支座之間通過有線或者無線方式連接。
8.一種沉管頂端三維精調(diào)方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)基礎(chǔ)要求:沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座和控制單元都位于潛水起重船上，待安沉管底部有碎石墊層，沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座底部也有墊層便于調(diào)整支座就位； (2)軸線復(fù)測:沉管水力壓接完成后，打開鋼封門測量孔進(jìn)行貫通測量； (3)沉放、就位:沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座沉放通過鋼絲繩導(dǎo)向，在距離待安裝沉管端部0.5m處進(jìn)行沉放，沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座底部箱型結(jié)構(gòu)首先著床，然后再起吊30cm，通過預(yù)設(shè)在沉管端部的鋼絲繩拉動(dòng)沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座至貼緊沉管端部，然后再落下著地，為了減少偏心距，調(diào)整支座上的千斤頂按照移動(dòng)的相反方向事先偏移0.5m ； (4)沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)精調(diào):待沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座就位后，通過控制單元觀測沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座就位情況，滿足要求后，同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)千斤頂通過沉管頂端兩側(cè)的定位導(dǎo)梁對沉管施加500t縱向頂升力，縱向鎖定千斤頂后，再啟動(dòng)千斤頂軸向推動(dòng)沉管頂端定位導(dǎo)梁進(jìn)行沉管軸向精調(diào)； (5)實(shí)時(shí)監(jiān)測:精調(diào)操作期間利用全站儀通過測量孔觀測沉管頂端精調(diào)情況； (6)設(shè)備移出:精調(diào)完成后，加壓載水帶載溢流卸壓，沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座離開沉管端部，利用起重設(shè)備將沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)的調(diào)整支座吊至指定位置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制單元和受其控制的調(diào)整支座，所述的調(diào)整支座底部為箱型結(jié)構(gòu)，箱型結(jié)構(gòu)的頂部兩側(cè)各有一根立柱，在每根立柱上安裝有千斤頂，本發(fā)明還公開了利用該系統(tǒng)精調(diào)待安沉管的方法。本發(fā)明所公開的沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，將該系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)定的位置沉入水中，在待安裝沉管旁邊定位，然后利用設(shè)置在立柱上的兩個(gè)千斤頂橫縱向拉動(dòng)頂升位于沉管兩側(cè)頂部的導(dǎo)梁，從而起到調(diào)整沉管位置的效果，且該系統(tǒng)配備有控制單元，整個(gè)過程自動(dòng)完成，省時(shí)省力，控制方便，安裝精度更高，受波浪、水流、風(fēng)等自然條件影響小；在精調(diào)完成后，可直接卸載該沉管頂端三維精調(diào)系統(tǒng)。
文檔編號E02D29/073GK103195091SQ20131012046
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者馮海暴, 劉德進(jìn), 曲俐俐, 徐善忠, 蘇長璽, 宿發(fā)強(qiáng), 張學(xué)俊, 王強(qiáng) 申請人:中交一航局第二工程有限公司