沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤系统及方法.pdf

本发明涉及一种沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤系统，包括隔舱土工布清淤装置和专用船舶，所述隔舱土工布清淤装置包括隔舱、钢丝绳、钢管和土工布组成，所述钢管设置在土工布两端，两条钢管通过钢丝绳连接，钢丝绳上方设置土工布，土工布四周和中间通过锁扣分别与钢丝绳和钢管连接；所述专用船舶包括两艘铺排船，所述铺排船通过提拉钢丝绳与淤泥清除装置连接。采用沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤方案，可避免出现回淤量过大影响施工，彻底把回淤和基床隔绝开，同时确保清淤时不破坏已整平好的基床。

1.  一种沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤系统，其特征在于：包括隔舱土工布清淤装置和专用船舶，所述隔舱土工布清淤装置包括隔舱、钢丝绳、钢管和土工布组成，所述钢管设置在土工布两端，两条钢管通过钢丝绳连接，钢丝绳上方设置土工布，土工布四周和中间通过锁扣分别与钢丝绳和钢管连接；所述专用船舶包括两艘铺排船，所述铺排船通过提拉钢丝绳与淤泥清除装置连接。

2.  按照权利要求1所述的沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤系统，其特征在于：所述铺排船一端设置滑板。

3.  按照权利要求2所述的沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤系统，其特征在于：通过超短基线水下定位检测系统定位，所述隔舱土工布清淤装置的四角安装4个应答器。

4.  按照权利要求3所述的沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤系统，其特征在于：所述铺排船上设置卷筒。

5.  一种沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤方法，其特征在于：包括下列步骤，
A、隔舱土工布清淤装置卷起安装在铺排船的卷筒上，其中一艘铺排船定位后开始拉出隔舱土工布清淤装置的排头，另一艘铺排船将钢丝绳拉紧后开始移船，直到两船移至预定位置后，开始启动卷筒缓缓落下沉放清淤装置；
B、基床全部整平完成之后安装沉管之前，拉紧提拉钢丝绳使得隔舱就位，启动卷筒缓缓拉起带有淤泥的隔舱土工布清淤装置，距离基床一定高度后开始移船至基槽外侧，将隔舱土工布清淤装置吊至泥驳上进行淤泥清除。

6.  按照权利要求5所述的沉管隧道基床刚性框架式土工布覆盖防淤方法，其特征在于：在步骤A完成后，用浮标将提拉钢丝绳接头固定在海面上。

沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤系统及方法
技术领域
本发明涉及一种海底隧道的施工时使用的系统和方法，尤其是沉管隧道基床防淤的系统和方法。
背景技术
水底隧道经常采用沉管法，整个隧道沉管由多节管节组成，一般标准管节长180m，宽37.95m，沉管基础为带垄沟的碎石基床，碎石基床宽度为42米，垄沟宽1.05m，碎石条带宽1.8m，每节标准沉管的基床面积达到（42m×180 m）7560㎡，碎石基床从开始整平到沉管安装的暴露时间大约12天，由于一些海域的海水中平均含沙量较高，再加上基槽坡顶原泥面有2m左右的淤泥，受汛期含沙量变化、附近航道疏浚及采砂作业、大型运输船舶对底质的扰动及异常恶劣天气等影响，会引起基槽回淤加大，甚至造成骤淤。这给沉管施工和管段本身受力带来许多问题，如何防止和清除回淤沉积物对沉管隧道基础来说是很关键的。
淤积对沉管隧道造成的不利影响主要有：改变碎石基床受力特性，影响基床结构的传力效果；基床面淤积，造成沉放管节无法着床；对沉积物的扰动，改变海水容重，影响已沉管节的抗浮安全；如果在碎石垫层基础中夹有淤泥层，则在隧道运营后，会因淤泥的固结变形导致沉管工后沉降过大及不均匀沉降超标，在管段中产生较大弯矩，严重时导致管段开裂。淤泥沉积使基槽深处水的比重增加，这会降低管段沉放位置上抗浮力的安全限度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种沉管隧道基床开挖后防止基床表面回淤的防淤系统，以及施工方法，使得安装沉管前实现淤泥和基床的完全隔离，保证了基床的完整性，保证基床上无异物的出现。
为解决上述技术问题，本发明的沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤系统，包括隔舱土工布清淤装置和专用船舶，所述隔舱土工布清淤装置包括隔舱、钢丝绳、钢管和土工布组成，所述钢管设置在土工布两端，两条钢管通过钢丝绳连接，钢丝绳上方设置土工布，土工布四周和中间通过锁扣分别与钢丝绳和钢管连接；所述专用船舶包括两艘铺排船，所述铺排船通过提拉钢丝绳与淤泥清除装置连接。
所述铺排船一端设置滑板。
通过超短基线水下定位检测系统定位，所述刚性框架式土工布覆盖装置的框架四角安装4个应答器。
所述铺排船上设置卷筒。
本发明还涉及一种沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤方法，包括下列步骤，
A、隔舱土工布清淤装置卷起安装在铺排船的卷筒上，其中一艘铺排船定位后开始拉出隔舱土工布清淤装置的排头，另一艘铺排船将钢丝绳拉紧后开始移船，直到两船移至预定位置后，开始启动卷筒缓缓落下沉放清淤装置；
B、基床全部整平完成之后安装沉管之前，拉紧提拉钢丝绳使得隔舱就位，启动卷筒缓缓拉起带有淤泥的隔舱土工布清淤装置，距离基床一定高度后开始移船至基槽外侧，将隔舱土工布清淤装置吊至泥驳上进行淤泥清除。
在步骤A完成后，用浮标将提拉钢丝绳接头固定在海面上。
采用沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤方案，可避免出现回淤量过大影响施工，彻底把回淤和基床隔绝开，同时确保清淤时不破坏已整平好的基床。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是隔舱土工布清淤装置的平面布置示意图。
图2是隔舱土工布清淤装置的剖面图。
图3是本发明的沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤系统的俯视图。
图4是隔舱土工布清淤装置准备下沉时的示意图。
图5是隔舱土工布清淤装置下沉到基床时的示意图。
图6是隔舱土工布清淤装置铺设完成后的示意图。
具体实施方式
如图1至图3所述，本发明的沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤系统，包括隔舱土工布清淤装置1和两艘铺排船2，铺排船一端设置滑板9，隔舱土工布清淤装置1尺寸为26m×42m，隔舱土工布清淤装置1包括隔舱3、钢丝绳4、钢管5和土工布6组成，多个舱口朝上的隔舱土工布（每个隔舱2*2m），隔舱土工布由2m*2m舱格组成，整幅尺寸为26m×42m，提供存放淤泥及覆盖基床的装置，刚性支撑钢管5设置在土工布6两端，钢管长26m，两条钢管5通过3道长42米的钢丝绳4连接，钢丝绳4上方设置土工布6，土工布6四周和中间通过锁扣7分别与钢丝绳4和钢管5连接，通过拉起土工布实现隔舱竖立。当拉紧钢丝绳4时，土工布6可实现分舱固定淤泥，防止滑落，实现淤泥在隔舱土工布清淤装1上均匀分布。土工布6选用800g厚度5.5mm的长丝土工布。
铺排船2通过提拉钢丝绳8与淤泥清除装置1连接。铺排船2一端设置滑板9。铺排船2上设置卷筒11。定位采用采用超短基线水下定位检测系统，在四角安装4个应答器12，通过超短基线声学换能器接收信号实现框架的精确定位。超短基线定位系统设备安装简单，检校方便可行，精度一般可以达到20cm，能较好地满足防淤泥装置的沉放精度。
本发明还涉及一种沉管隧道基床土工布隔舱分块式覆盖防淤方法，隔舱土工布清淤装置1卷起安装在铺排船2的卷筒11上，待铺排船2在已安装沉管14附近定位后开始拉出隔舱土工布清淤装置1的排头，另一艘铺排船2将提拉钢丝绳拉8紧后开始移船，如图4所示，两船的连线垂直于基床10的方向，直到两船移至预定位置后，开始启动卷筒11缓缓落下沉放隔舱土工布清淤装置1，如图5和图6所示，在完成铺设后需要由浮标13将接头固定在海面上。施工时，整平一个船位覆盖一个船位（保持铺排船和整平船间隔10～30m）。
基床全部整平完成之后安装沉管之前，拉紧提拉钢丝绳使得隔舱就位，启动卷筒缓缓拉起带有淤泥的隔舱土工布清淤装置，距离基床一定高度后开始移船至基槽外侧，将隔舱土工布清淤装置吊至泥驳上进行淤泥清除，然后去掉钢管后将排布卷在专用船舶上。