CN111424719A - 一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，包括设在岛外部分的材料码头、防波堤和港池以及设在岛内部分的管节转运船坞、过渡通道和管节转向平台。材料码头位于岛外部分的内端并设在偏人工岛顶推侧接岸结构一侧；防波堤位于接力人工岛的逆流端；港池为防波堤后沿至材料码头前沿之间的水域，港池口门设在人工岛接收侧接岸结构的一侧；管节转运船坞包括坞口、坞室和坞尾；过渡通道设在坞尾与人工岛管节连接系统之间；管节转向平台设在人工岛管节连接系统的人工岛接收侧接岸结构和人工岛顶推侧接岸结构之间。本发明的人工岛管节外供系统，为悬浮隧道延伸段管节的安装提供了一种便捷的管节供应方式，并且成本较低。

Description

一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统

技术领域

本发明涉及一种水下悬浮隧道,具体涉及一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统。

背景技术

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”。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”。

虽然悬浮隧道与沉管隧道、深埋隧道、桥梁等跨海通道方案相比，具有一定优势，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、锚固系统结构型式、隧道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。

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。由于隧道漂浮于水中，隧道安装施工受风、浪、流及船行波等影响，三种型式的隧道水下定位、水下或水上对接施工难度都很大，且水下营运期舒适度及安全风险均难以预估。

悬浮隧道设在水深较大的水下，如果隧道太长，则通风、逃生的问题难以解决。悬浮隧道越长，隧道稳定性控制越困难，施工难度与风险也越大。为了给超长水下隧道提供更好地的通风条件、缩短逃生路径，降低超长隧道施工风险，更有利于施工期控制、营运期维护、零部件更换以及远程服务区的建设，采用人工岛进行悬浮隧道接力延伸是一种比较现实的选择。这种悬浮隧道利用接力人工岛作为过渡岸基的目的：一是为了悬浮隧道接力延伸；二是为了满足水下隧道的通风、逃生需求；三是为了满足海中结构自身稳定性要求；四是为了解决太长的悬浮隧道安装难以控制的问题；五是为了使得超长悬浮隧道能够多跨同时施工，或者多跨连续施工时的接力与控制，六是为了超长公路隧道建立中间服务区的需要。

由于悬浮隧道位于海上，必须考虑海况对施工的影响，而隧道的管节安装采用顶推工艺受海况影响相对较小。但悬浮隧道在穿越接力人工岛安装时，由于前续跨悬浮隧道必须锚碇的原因而不能连续顶推，后续延伸跨悬浮隧道的管节顶推必须在接力人工岛内重新始发，预制管节难以直接从接岸段陆域管节预制厂输送到接力人工岛内，必须采取其它管节供给方式，籍此，特提出一种悬浮隧道接力延伸人工岛内的管节外供系统。

发明内容

本发明的目的在于填补现有技术的空白而提供一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，它为悬浮隧道延伸段管节的顶推安装提供了一种便捷的管节供应方式，不仅提高了悬浮隧道管节的安装效率，还能节省成本。

本发明的目的是这样实现的：一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，适用的所述悬浮隧道包括陆域斜坡隧道、接岸结构、水中悬浮隧道、若干座接力人工岛、拉索锚碇系统和浮重比调节系统；所述陆域斜坡隧道包括顶推侧陆域斜坡隧道和接收侧陆域斜坡隧道；所述接岸结构包括一一对应地设在顶推侧海岸上和接收侧海岸上的顶推侧接岸结构和接收侧接岸结构；所述顶推侧陆域斜坡隧道的临水端和接收侧陆域斜坡隧道的临水端一一对应地与顶推侧接岸结构的背水端和接收侧接岸结构的背水端连接；所述水中悬浮隧道由多段管节连接而成；若干座接力人工岛沿所述水中悬浮隧道的轴线方向间隔设置，使整条水中悬浮隧道被分成若干跨悬浮隧道；每座接力人工岛呈带缺口的椭圆形并分为岛内部分与岛外部分；岛内部分包括岛基和由岛壁和岛内体构成的岛体；岛内部分设置人工岛管节连接系统，所述人工岛管节连接系统包括相对顶推侧海岸设置的人工岛接收侧接岸结构和相对接收侧海岸设置人工岛顶推侧接岸结构；

所述人工岛管节外供系统包括设在岛外部分的材料码头、防波堤和港池以及设在岛内部分的管节转运船坞、过渡通道和管节转向平台；

所述材料码头位于岛外部分的内端并设在偏所述人工岛顶推侧接岸结构一侧；所述防波堤位于接力人工岛的逆流端；所述港池为防波堤后沿至材料码头前沿之间的海域，所述港池口门为接力人工岛与防波堤之间的缺口并设在所述人工岛接收侧接岸结构的一侧；

所述管节转运船坞包括坞口、坞室与坞尾；

所述坞口开设在位于所述港池一端的岛壁上，所述岛壁由钢质大圆筒主格与直腹式钢板桩副格连接而成；所述坞口位于钢质大圆筒主格之间的副格位置，该位置的副格由上部直腹式钢板桩副格和下部直腹式钢板桩副格构成；所述坞口的内侧设置一道坞口门，该坞口门采用升降式坞口门或浮坞门；升降式坞口门包括口门框和钢质口门；所述口门框与所述岛壁相连，该口门框的顶部设置提升梁；所述钢质口门嵌置在口门框的滑槽内并连接在提升梁上，滑槽的内侧设置膨胀型止水橡胶条；所述口门框的两侧各设置一水泵房，该两个水泵房的下部分别设置与坞室相通的输水廊道；

所述坞室的平面呈与悬浮隧道的轴线垂直的长方形，坞室的净长度按两段管节的长度加上3～5m的间隔距离，坞室的宽度与坞口的宽度相同；坞室的两侧坞墙上每间隔20m竖向布设一道橡胶防撞护舷，两侧坞墙的顶部设置锚机；

所述坞尾位于坞室的内侧并设置一道升降式坞尾门，该坞尾门的结构与所述升降式坞口门的结构相同并包括尾门框和钢质尾门；

所述过渡通道设在所述管节转运船坞的坞尾与人工岛管节连接系统之间并与悬浮隧道的轴线垂直；该过渡通道为暗埋结构且长度至少为一段管节的长度；该过渡通道的头部与尾门框相接，该过渡通道的尾端设置第二道密封门，第二道密封门为升降式密封门且结构与所述升降式坞口门的结构相同；

所述管节转向平台设在所述人工岛管节连接系统的人工岛接收侧接岸结构和人工岛顶推侧接岸结构之间并为球铰式转向梁板结构。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其中，所述材料码头顺岸布设1～2个泊位，每个泊位的长度按照材料运输最大船舶的型长设定；该材料码头利用接力人工岛的筒式岛壁作为基础结构，上部浇筑钢筋混凝土胸墙，并配置码头附属设施；材料码头的宽度为接力人工岛的岛壁的最大宽度；材料码头的顶部高程按照历年最高潮位设计并加上波高及富裕高度；材料码头后沿与岛内的地坪之间设置若干斜坡式引桥。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其中，所述防波堤由下部的箱式堤基和上部的直立式堤身构成；

所述箱式堤基所述箱式堤基的断面结构与所述岛基的断面结构相同并由多层回填砂构筑而成，每层回填砂采用在超大型混凝土浮箱下潜形成的围堰中构筑，且每层围堰的外围尺寸按1：1～1：1.5的坡度向上逐渐减小，使堤基的外形呈金字塔形；浮箱的高度不低于一层回填砂的高度，浮箱内设置纵向隔墙和竖向隔墙，纵向隔墙设在浮箱宽度的一半位置；浮箱内填充砂性材料；

所述直立式堤身的结构与所述岛壁的结构相同并为筒式结构，筒式结构内回填砂；直立式堤身由钢质大圆筒主格与直腹式钢板桩副格连接而成；钢质大圆筒主格的直径为28m～30m，主格的净间距为14m～15m；副格采用横向无约束圆弧钢板，圆弧钢板的圆弧半径小于主格的半径；直立式堤身的顶标高为：最高潮位+波高+富裕高度。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其中，所述港池的平面尺寸应满足材料运输船舶的回旋半径要求。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其中，所述浮坞门采用钢筋混凝土箱式结构。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其中，所述管节转运船坞的顶标高与所述岛壁的顶标高相同；所述坞室的内底高程与人工岛管节连接系统的内地高程相同；所述坞口、坞室和坞尾的宽度均为管节的外径+2m；所述坞室的长度至少为两段管节的长度；所述口门框的底高程为历年最低潮位减去管节的外径；所述尾门框的尺寸与所述过渡通道的断面尺寸相同。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其中，所述过渡通道下设水泥搅拌桩加固，该过渡通道的断面为单层单室的箱型管廊结构。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其中，所述管节转向平台包括设有桩基的承台和铰接在承台上的转盘。

上述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其中，所述岛内部分还设置混凝土搅拌站、钢筋加工厂、试验室和化学库房。

本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统具有以下特点：

1)本发明采用接力人工岛进行水下悬浮隧道延伸，使得隧道长度大大提高，且有效解决了超长隧道通风、逃生等问题。

2)本发明的人工岛管节外供系统为悬浮隧道管节顶推安装提供了一种便捷的管节供应方式，无需再在接力人工岛内建造管节预制厂，占用接力人工岛的面积相对较小，成本相对较低。

3)本发明的人工岛管节外供系统中的管节转运船坞建在接力人工岛内，解决了海上难以建造船坞的难题。

4)本发明的人工岛管节外供系统中的管节转运船坞一次性可以容纳两段管节，提高了悬浮隧道管节的安装效率，可以节省施工工期。

5)本发明的人工岛管节外供系统中的过渡通道为悬浮隧道营运期提供了一条便捷的逃生途径。

6)本发明的人工岛管节外供系统中的港池为海上船舶提供了一个良好的防台避风港湾。

7)本发明的人工岛管节外供系统的结构采用永临结合的结构，大大节省了成本。

附图说明

图1是人工岛接力延伸的斜拉锚碇式悬浮隧道的平面图；

图2是人工岛接力延伸的斜拉锚碇式悬浮隧道的纵剖面图；

图3是人工岛接力延伸的斜拉锚碇式悬浮隧道的纵剖面图；

图4是本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统的平面布置图；

图5a是本发明的人工岛管节外供系统中的防波堤的断面图；

图5b是本发明的人工岛管节外供系统中的防波堤的平面图；

图6是本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统的平面图；

图7是本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统的纵剖面图；

图8是本发明的人工岛管节外供系统中的过渡通道的横断面图；

图9是本发明的人工岛管节外供系统中的管节转向平台的断面图；

图10是斜拉锚碇式悬浮隧道的接力人工岛在隧道运行时的平面布置图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

先请参阅图1至图3，本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节自供系统，适用的人工岛接力延伸的斜拉锚碇式悬浮隧道包括隧道本体、接岸结构、若干座接力人工岛7和拉索锚碇系统。接岸结构包括一一对应地设在顶推侧海岸上和接收侧海岸上的顶推侧接岸结构2和接收侧接岸结构；隧道本体包括水中悬浮隧道1、顶推侧陆域斜坡隧道6和接收侧陆域斜坡隧道；顶推侧陆域斜坡隧道6的临水端和接收侧陆域斜坡隧道的临水端一一对应地与顶推侧接岸结构2的背水端和接收侧接岸结构的背水端连接。水中悬浮隧道1由多段管节10连接而成；若干座接力人工岛7沿水中悬浮隧道1的轴线方向间隔设置，使整个水中悬浮隧道1被分成若干跨悬浮隧道；拉索锚碇系统包括若干对拉索锚碇人工岛4和多组斜拉索3；若干对拉索锚碇人工岛4均设在每跨悬浮隧道的两侧跨中位置；每组斜拉索3连接在每跨悬浮隧道与每对拉索锚碇人工岛4之间。

水中悬浮隧道1利用接力人工岛7作为过渡岸基的目的：一是为了悬浮隧道接力延伸；二是为了满足水下隧道的通风、逃生需求；三是为了满足海中结构自身稳定性要求；四是为了解决太长的悬浮隧道安装难以控制的问题；五是为了使得超长悬浮隧道能够多跨同时施工，或者多跨连续施工时的接力与控制，六是为了超长公路隧道建立中间服务区的需要。

再请参阅图4至图8，鉴于施工难度，接力人工岛7宜设在水深40～100m的海域。每座接力人工岛7呈带缺口的椭圆形，分为岛内部分与岛外部分，岛内部分包括岛基71和由岛壁72和岛内体构成的岛体；岛内部分设置人工岛管节连接系统；人工岛管节连接系统包括相对顶推侧海岸设置的人工岛接收侧接岸结构7A和相对接收侧海岸设置人工岛顶推侧接岸结构7B。

本发明的人工岛管节外供系统设在接力人工岛7上并包括设在岛外部分的材料码头81、防波堤82和港池83以及设在岛内部分的管节转运船坞9A、过渡通道9B和管节转向平台9C。

材料码头81位于岛外部分的内端并设在偏人工岛顶推侧接岸结构7B一侧；防波堤82位于接力人工岛7的逆流端；港池83为防波堤82后沿至材料码头81前沿之间的海域，港池口门为接力人工岛7与防波堤82之间的缺口并设在人工岛接收侧接岸结构7A一侧，以便材料码头81更好地受到防波堤82的掩护。

材料码头81顺岸布设1～2个泊位，每个泊位的长度按照材料运输船舶的型长设定，材料运输船舶按最大6000t驳船考虑。该材料码头81利用接力人工岛7的岛壁72作为基础结构，上部浇筑钢筋混凝土胸墙，并配置橡胶护舷、系船柱、爬梯等码头附属设施；材料码头81的宽度为接力人工岛7的岛壁72的最大宽度，即为28m～30m；材料码头81的顶部高程按照历年最高潮位设计，再加上波高及富裕高度；鉴于材料码头81与岛内体的地坪存在较大高差，在材料码头81后沿与岛内体的地坪之间设置若干斜坡式引桥。

防波堤82的断面呈倒T形结构，即由下部的箱式堤基和上部的直立式堤身构成；箱式堤基的断面结构与岛基71的断面结构相同并由多层回填砂822构筑而成，每层回填砂822采用在超大型混凝土浮箱下潜形成的围堰821中构筑，且每层围堰821的外围尺寸按1：1～1：1.5的坡度向上逐渐减小，使堤基的外形呈金字塔形；浮箱的高度不低于一层回填砂的高度，浮箱内设置一道纵向隔墙、一道纵断墙和两道竖向隔墙，纵断墙设在浮箱的宽度的一半位置；浮箱内也填充砂性材料；直立式堤身823的结构与岛壁72的结构相同并为筒式结构，筒式结构内也填筑回填砂822；直立式堤身823的顶部的海侧设置挡浪墙824；直立式堤身823由钢质大圆筒主格823a与直腹式钢板桩副格823b连接而成；钢质大圆筒主格823a的直径为28m～30m，主格的净间距为14m～15m；副格823b采用横向无约束圆弧钢板，副格的圆弧半径小于主格的半径，长度小于主格的长度；直立式堤身823的顶标高为：最高潮位+波高+富裕高度。主格的底部和副格的底部均需插入硬土层一定深度，应满足堤身稳定要求。

接力人工岛7的岛内体为填筑在岛壁72内的回填砂。

港池83的平面尺寸应满足材料运输船舶的回旋半径要求，材料运输船舶按最大6000t驳船考虑。

管节转运船坞9A包括坞口91、坞室92和坞尾93；其中，

坞口91开设在位于港池83一端的岛壁72上；坞口91位于钢质大圆筒主格之间的副格位置，该坞口91位置的副格由上部直腹式钢板桩副格和下部直腹式钢板桩副格构成；在接力人工岛7的岛内结构施工完成后，拔除上部直腹式钢板桩副格，形成坞口91，下部直腹式钢板桩副格内回填防护石料；

该坞口91的内侧设置一道坞口门910，坞口门910位于坞口91的上部，与岛壁72的坞口91对应；该坞口门910采用升降式坞口门或浮坞门；浮坞门采用钢筋混凝土箱式结构；升降式坞口门910包括口门框911和钢质口门912，口门框911与岛壁72相连，该口门框911的顶部设置提升梁913，用于提升钢质口门912；钢质口门912嵌置在口门框911的滑槽内并连接在提升梁上，滑槽的内侧设置膨胀型止水橡胶条91a，利用坞室92外的水压密封；口门框911的底高程为历年最低潮位减去管节的外径；口门框911的两侧各设置一水泵房91b，该两个水泵房91b的下部分别设置与坞室92相通的输水廊道；

坞室92的平面呈与悬浮隧道的轴线垂直的长方形，坞室92的净长度按两段管节10的长度加上3m～5m的间隔距离，坞室92的宽度与坞口91的宽度相同,坞室92的内底高程与人工岛管节连接系统的内地高程相同；坞室92的两侧坞墙上每间隔20m竖向布设一道橡胶防撞护舷92b，两侧坞墙的顶部设置锚机92a，用于牵引管节10浮运进入坞室92；

坞尾93位于坞室92的内侧并设置一道升降式坞尾门930，该坞尾门930的结构与升降式坞口门910的结构相同，坞尾门930包括尾门框和钢质尾门；坞尾93位于尾门框的下部，正对过渡通道9B；尾门框的顶部设置提升梁，用于提升钢质尾门；钢质尾门嵌置在尾门框的滑槽内并连接在提升梁上，滑槽的内侧设置膨胀型止水橡胶条93a，利用坞室92内的水压密封；尾门框的尺寸与过渡通道9B的断面尺寸相同。

管节转运船坞9A的顶标高与岛壁72的顶标高相同；坞室92的内底高程与人工岛管节连接系统的内地高程相同；坞口91、坞室92和坞尾93的宽度均为管节10的外径+2m。

为便于在岛壁上开设坞口91，考虑坞口91设置在岛壁的副格位置，该处副格采用上下连接的直腹式钢板桩，管节转运船坞9A竣工后，拔除上层副格，形成坞口91。受岛壁结构稳定性影响，管节转运船坞9A的宽度为管节的外径，管节转运船坞9A的长度方向为两段管节10的长度，即一次抽水转运两段管节10，以便提高管节转运船坞9A的使用效率。

过渡通道9B设在管节转运船坞9A的坞尾93与人工岛管节连接系统之间并与悬浮隧道的轴线垂直；该过渡通道9B为暗埋结构且长度至少为一段管节10的长度，该过渡通道9B的断面为单层单室的箱型管廊结构；过渡通道9B的头部与尾门框连接，过渡通道9B内设置牵引台座(图中未示)，该过渡通道9B的尾端设置第二道密封门90，第二道密封门90为升降式密封门且结构与升降式坞口门910的结构相同；考虑到沉降问题，过渡通道9B下设水泥搅拌桩加固。

管节转向平台9C设在人工岛管节连接系统的人工岛接收侧接岸结构7A和人工岛顶推侧接岸结构7B之间并为球铰式转向梁板结构，即包括设有桩基的承台95a和铰接在承台95a上的转盘95b。

另外，由于人工岛管节连接系统、管节外供系统中的管节转运船坞9A等均为钢筋混凝土结构，因此需向接力人工岛7输送结构原材料，在悬浮隧道安装施工期，接力人工岛7上需设置混凝土搅拌站94、钢筋加工厂95、试验室96和化学库房97。

本发明的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，对应的管节运输方法为水、陆转换方法。岛内结构竣工后，拔除管节转运船坞9A的坞口91处的岛壁72的上层副格，形成坞口91，使坞室92内进水，直至与船坞外的水面齐平。管节10在陆域船坞内进行预制，采用半潜驳将管节10运输至接力人工岛7的港池83内，半潜驳在坞口91的外侧垂直于悬浮隧道方向下潜，港池83内配一艘甲板驳上设锚机，牵引管节10横向出驳，并浮运迁移至坞口门910处，再通过坞室92内的锚机92a将管节10牵引进入坞室92内，坞口门910关闭，通过坞口门910两侧的水泵房91b抽干坞室92内的水，使管节10坐落于坞室92底板上的管节运输平车9上，再开启坞尾门930，管节运输平车通过过渡通道9B内的牵引台座上的锚机牵引至管节转向平台9C的固定位置，管节转向平台9C的转盘95b转动90°，使管节10与悬浮隧道的轴线一致，然后就能在人工岛顶推侧接岸结构7B内进行管节干连接、湿顶推。在两段管节10进入过渡通道9B后，关闭坞尾门930，开启坞口门910，管节转运船坞9A内进水使坞室92内的水位与外界水面齐平，进行下两段管节10的转运。

管节转运船坞9A用于将管节10从水运环境中转换到干环境中，同时将管节10从水面下放到悬浮隧道的安装高程。

管隧道管节安装完成后，拆除岛内的混凝土搅拌站94、钢筋加工厂95、试验室96和化学库房97等建筑，并根据营运期隧道功能重新规划布置管理综合楼75A、直升机停机坪74A、停车场73A、灯塔72A等悬浮隧道营运期结构。过渡通道9B是管节转运船坞9A与人工岛管节连接系统之间的连接通道，在隧道施工期可作为管节运输与堆存场地，在隧道营运期可作为逃生或救援通道71A。管节转向平台9C在悬浮隧道延伸段管节安装完成后拆除，管节转向平台9C的安装区域在隧道营运期作为车辆转向和避让区70A，并对应车辆转向和避让区70A设置通风井70。港池83在悬浮隧道施工期用于管节运输半潜驳下潜区域，在悬浮隧道营运期，则可用于海上船舶避风与补给。考虑到在无掩护海域材料运输安全风险较大，岛内混凝土结构材料供应也需设置防波堤形成有掩护的港池83，港池83内侧的岛壁72修建材料码头81用于岛内结构施工材料的运输装卸(见图10)。

本发明的管节外供系统的结构除材料码头81与防波堤82与接力人工岛7的岛壁同时施工外，所有岛内结构均必须在接力人工岛7的地基处理后固结沉降相对稳定后进行施工。管节预制厂的混凝土搅拌站94应首先施工，以便为岛内钢筋混凝土结构施工提供混凝土。管节转运船坞9A、过渡通道9B与人工岛管节连接系统一样属于深基坑工程，应采用围护结构内基坑开挖后现浇工艺。过渡通道9B与人工岛管节连接系统的围护结构可同时施工。鉴于接力人工岛内均为回填砂，围护结构宜采用钢管锁扣桩。

本发明的悬浮隧道管节外供系统结构实施步骤如下：

步骤一：接力人工岛7的筑岛施工及地基处理。

步骤二：混凝土搅拌站94、钢筋加工厂95等基础及结构施工。

步骤三：人工岛管节连接系统的围护结构施工。

步骤四：人工岛管节连接系统、管节转运船坞9A和过渡通道9B施工。

步骤五：拔除管节转运船坞9A的坞口91处的岛壁72的上层副格，形成坞口91，使坞室92内进水，直至与船坞外水面齐平。

步骤六：陆域预制管节，半潜驳运输至港池83内。

步骤七：牵引管节10进入管节转运船坞9A，坞口门910关闭，抽干坞室92内的水。

步骤八：牵引管节10经过渡通道9B转运至管节转向平台9C。

步骤九：在人工岛管节连接系统内坡底的管节转向平台9C上进行管节10转向，使管节10与悬浮隧道轴线一致，同时，关闭坞尾门930和过渡通道9B的第二道密封门90，坞口门910关闭，坞室92内灌水，与船坞外的水面齐平。

步骤十：在人工岛顶推侧接岸结构内进行管节10的干连接、湿顶推。

步骤十一：重复步骤六～步骤十，直至管节10顶推完成。

步骤十二：拆除混凝土搅拌站94、钢筋加工厂95、试验室96和化学库房97等建筑，同时悬浮隧道内后续附属设施施工。

步骤十三：管理综合楼75A、直升机停机坪74A、停车场73A、灯塔72A等施工。

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，所述悬浮隧道包括陆域斜坡隧道、接岸结构、水中悬浮隧道、若干座接力人工岛、拉索锚碇系统和浮重比调节系统；所述陆域斜坡隧道包括顶推侧陆域斜坡隧道和接收侧陆域斜坡隧道；所述接岸结构包括一一对应地设在顶推侧海岸上和接收侧海岸上的顶推侧接岸结构和接收侧接岸结构；所述顶推侧陆域斜坡隧道的临水端和接收侧陆域斜坡隧道的临水端一一对应地与顶推侧接岸结构的背水端和接收侧接岸结构的背水端连接；所述水中悬浮隧道由多段管节连接而成；若干座接力人工岛沿所述水中悬浮隧道的轴线方向间隔设置，使整条水中悬浮隧道被分成若干跨悬浮隧道；每座接力人工岛呈带缺口的椭圆形并分为岛内部分与岛外部分；岛内部分包括岛基和由岛壁和岛内体构成的岛体；岛内部分设置人工岛管节连接系统，所述人工岛管节连接系统包括相对顶推侧海岸设置的人工岛接收侧接岸结构和相对接收侧海岸设置人工岛顶推侧接岸结构；其特征在于，

所述人工岛管节外供系统包括设在岛外部分的材料码头、防波堤和港池以及设在岛内部分的管节转运船坞、过渡通道和管节转向平台；

所述材料码头位于岛外部分的内端并设在偏所述人工岛顶推侧接岸结构一侧；所述防波堤位于接力人工岛的逆流端；所述港池为防波堤后沿至材料码头前沿之间的海域，所述港池口门为接力人工岛与防波堤之间的缺口并设在所述人工岛接收侧接岸结构的一侧；

所述管节转运船坞包括坞口、坞室与坞尾；

所述坞口开设在位于所述港池一端的岛壁上，所述岛壁由钢质大圆筒主格与直腹式钢板桩副格连接而成；所述坞口位于钢质大圆筒主格之间的副格位置，该位置的副格由上部直腹式钢板桩副格和下部直腹式钢板桩副格构成；所述坞口的内侧设置一道坞口门，该坞口门采用升降式坞口门或浮坞门；升降式坞口门包括口门框和钢质口门；所述口门框与所述岛壁相连，该口门框的顶部设置提升梁；所述钢质口门嵌置在口门框的滑槽内并连接在提升梁上，滑槽的内侧设置膨胀型止水橡胶条；所述口门框的两侧各设置一水泵房，该两个水泵房的下部分别设置与坞室相通的输水廊道；

所述坞室的平面呈与悬浮隧道的轴线垂直的长方形，坞室的净长度按两段管节的长度加上3～5m的间隔距离，坞室的宽度与坞口的宽度相同；坞室的两侧坞墙上每间隔20m竖向布设一道橡胶防撞护舷，两侧坞墙的顶部设置锚机；

所述坞尾位于坞室的内侧并设置一道升降式坞尾门，该坞尾门的结构与所述升降式坞口门的结构相同并包括尾门框和钢质尾门；

所述过渡通道设在所述管节转运船坞的坞尾与人工岛管节连接系统之间并与悬浮隧道的轴线垂直；该过渡通道为暗埋结构且长度至少为一段管节的长度；该过渡通道的头部与尾门框相接，该过渡通道的尾端设置第二道密封门，第二道密封门为升降式密封门且结构与所述升降式坞口门的结构相同；

所述管节转向平台设在所述人工岛管节连接系统的人工岛接收侧接岸结构和人工岛顶推侧接岸结构之间并为球铰式转向梁板结构。

2.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其特征在于，所述材料码头顺岸布设1～2个泊位，每个泊位的长度按照材料运输最大船舶的型长设定；该材料码头利用接力人工岛的筒式岛壁作为基础结构，上部浇筑钢筋混凝土胸墙，并配置码头附属设施；材料码头的宽度为接力人工岛的岛壁的最大宽度；材料码头的顶部高程按照历年最高潮位设计并加上波高及富裕高度；材料码头后沿与岛内的地坪之间设置若干斜坡式引桥。

3.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其特征在于，所述防波堤由下部的箱式堤基和上部的直立式堤身构成；

所述箱式堤基所述箱式堤基的断面结构与所述岛基的断面结构相同并由多层回填砂构筑而成，每层回填砂采用在超大型混凝土浮箱下潜形成的围堰中构筑，且每层围堰的外围尺寸按1：1～1：1.5的坡度向上逐渐减小，使堤基的外形呈金字塔形；浮箱的高度不低于一层回填砂的高度，浮箱内设置纵向隔墙和竖向隔墙，纵向隔墙设在浮箱宽度的一半位置；浮箱内填充砂性材料；

所述直立式堤身的结构与所述岛壁的结构相同并为筒式结构，筒式结构内回填砂；直立式堤身由钢质大圆筒主格与直腹式钢板桩副格连接而成；钢质大圆筒主格的直径为28m～30m，主格的净间距为14m～15m；副格采用横向无约束圆弧钢板，圆弧钢板的圆弧半径小于主格的半径；直立式堤身的顶标高为：最高潮位+波高+富裕高度。

4.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其特征在于，所述港池的平面尺寸应满足材料运输船舶的回旋半径要求。

5.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其特征在于，所述浮坞门采用钢筋混凝土箱式结构。

6.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其特征在于，所述管节转运船坞的顶标高与所述岛壁的顶标高相同；所述坞室的内底高程与人工岛管节连接系统的内地高程相同；所述坞口、坞室和坞尾的宽度均为管节的外径+2m；所述坞室的长度至少为两段管节的长度；所述口门框的底高程为历年最低潮位减去管节的外径；所述尾门框的尺寸与所述过渡通道的断面尺寸相同。

7.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其特征在于，所述过渡通道下设水泥搅拌桩加固，该过渡通道的断面为单层单室的箱型管廊结构。

8.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其特征在于，所述管节转向平台包括设有桩基的承台和铰接在承台上的转盘。

9.根据权利要求1所述的用于悬浮隧道接力延伸的人工岛管节外供系统，其特征在于，所述岛内部分还设置混凝土搅拌站、钢筋加工厂、试验室和化学库房。

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