CN111764434A - 海底沉管对位的内部精调装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沉管隧道施工技术领域，尤其涉及一种海底沉管对位的内部精调装置及系统，包括第一沉管和第二沉管形成结合腔，设有垂直推动千斤顶总成和水平推动千斤顶总成，沉管内侧壁上设有垂直千斤顶限位组件，所述垂直推动千斤顶总成由多个垂直安装的一体式千斤顶组成，所述水平推动千斤顶总成由多个水平安装的一体式千斤顶组成，放置于结合腔内的轨道上，一体式千斤顶采用快速拼接的方式，且采用位置和力的双闭环控制，提高纠偏定位精度，该海底沉管对位的内部精调装置解决了现有的海底沉管对位偏差调整方法存在的所需推力较大、反力点难找、空间狭小、安装不方便等难题，还解决了施工难度大、施工效率低下、纠偏定位精度低等技术难题。

Description

海底沉管对位的内部精调装置及系统

技术领域

本发明涉及沉管隧道施工技术领域，尤其涉及一种海底沉管对位的内部精调装置及系统。

背景技术

海底隧道的沉管在初次水力压接安装完毕后，其轴线方向可能存在偏差，需要针对其偏差做调整，传统的方法有外调法和内调法，外调法即将调整设备至于沉管外侧，通过调整沉管的尾端进行纠偏，采用外调法需要在水下安装大型设备，其作业环境为水下40m，水下能见度差，并且整个施工设备造价很高；内调法是将大吨位的顶升千斤顶安装于2节沉管之间，通过顶升千斤顶的顶推使沉管产生摆尾动作，其优势在于可以在沉管内进行干式施工。

将大吨位的顶升千斤顶安装于2节沉管之间，通过顶升千斤顶的顶推使沉管产生摆尾动作的调整方法虽然可以在沉管内进行干式施工，但是存在所需推力较大、反力点难找、空间狭小、安装不方便等问题，同时还存在施工难度大，施工效率低下，纠偏定位精度低等问题。

发明内容

本发明针对现有的海底沉管对位偏差调整方法存在的上述不足，提供了一种海底沉管对位的内部精调装置及系统，该海底沉管对位的内部精调系统解决了现有的海底沉管对位偏差调整方法存在的所需推力较大、反力点难找、空间狭小、安装不方便等技术难题，同时还解决了其存在的施工难度大、施工效率低下、纠偏定位精度低等技术难题。

为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种海底沉管对位的内部精调装置，所述海底沉管包括第一沉管和第二沉管，所述第一沉管和第二沉管形成结合腔，所述内部精调装置包括：垂直推动千斤顶总成和水平推动千斤顶总成，所述第一沉管内侧壁上设有第一垂直千斤顶限位杆组件，所述第二沉管内侧壁上设有第二垂直千斤顶限位组件，所述垂直推动千斤顶总成由多个垂直安装的一体式千斤顶组成，所述垂直安装的一体式千斤顶两端可分别与第一垂直千斤顶限位杆组件和第二垂直千斤顶限位组件连接设置；所述水平推动千斤顶总成由多个水平安装的一体式千斤顶组成，放置于结合腔内的轨道上。

进一步地，所述垂直推动千斤顶总成包括五到七个一体式千斤顶，所述水平推动千斤顶总成包括三个一体式千斤顶，所述一体式千斤顶采用标准铝型材作为框架。

进一步地，所述内部精调装置还包括用于吊装一体式千斤顶的葫芦和提升葫芦安装组件。

进一步地，所述提升葫芦安装组件通过螺栓安装在所述第二沉管的剪力键预留螺栓孔处。

进一步地，所述第一沉管底部设有左斜坡水平接头组件，所述第二沉管底部设有右斜坡水平接头组件。

进一步地，所述第一沉管和所述第二沉管形成的结合腔壁上开设有用于运输垂直推动千斤顶总成和水平推动千斤顶总成的人孔门。

一种海底沉管对位的内部精调系统，包括如上述海底沉管对位的内部精调装置，所述海底沉管对位的内部精调系统还包括油泵、油管和信号线及分流块，所述垂直推动千斤顶总成和水平推动千斤顶总成与所述油泵之间通过油管和信号线及分流块进行串联。

进一步地，所述海底沉管对位的内部精调系统还设有位移传感器和压力传感器,与所述油泵还连接设有穿舱孔。

一种海底沉管对位的内部精调系统的工作方法，步骤如下：所述垂直推动千斤顶总成和水平推动千斤顶总成安装到位后，通过油泵对其供油，通过控制台对油泵进行控制，所述垂直推动千斤顶总成和水平推动千斤顶总成与所述油泵之间通过油管和信号线及分流块进行串联，所述位移传感器和压力传感器实现对所有一体式千斤顶的伸出位置控制及伸出力控制。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种海底沉管对位的内部精调系统，该海底沉管对位的内部精调系统整体设置于结合腔内，干式施工，有效地降低了水下施工的难度，同时采用位置和力进行双闭环控制，提高了纠偏定位精度。

2、本发明提供的海底沉管对位的内部精调装置考虑到沉管的受力特性，并根据现场安装的便利性，其中沉管精调油缸采用L型的布置方式，并且可以通过油缸行程来有效调整安装之后的结合腔间隙。

3、本发明提供的海底沉管对位的内部精调装置采用一体式千斤顶组成垂直推动千斤顶和水平推动千斤顶，一体式千斤顶采用铝制结构，使得在满足同等吨位的情况下重量可以降低约一半，采用一体式千斤顶实现了快速拼装，施工效率得到提高。

4、本发明提供的海底沉管对位的内部精调系统底部调整轨道采用标准铝型材结构制作而成，具有快速拼接功能，可轻松实现现场人工搬运和拼接，总体长度根据侧面到人孔门的距离来配置，在底部配置有标高调整支架，以适应沉管内部标高不同情况下使用，当调整高度不够时，还可通过底部垫钢板来进行大行程的调节，另外，该系统采用可折叠龙门吊，无需拆卸。

附图说明

图1为本发明实施例提供的海底沉管对位的内部精调系统的总体结构布置图；

图2为本发明实施例提供的海底沉管对位的内部精调装置的爆炸视图一；

图3为本发明实施例提供的海底沉管对位的内部精调装置的爆炸视图二；

图4为本发明实施例提供的海底沉管对位的内部精调装置的L型布置立面图；

图5为本发明实施例提供的海底沉管对位的内部精调装置的综合腔布置侧视图；

图6为本发明实施例提供的海底沉管对位的内部精调系统的控制过程原理图；

1-1-第一沉管、1-2-第二沉管、2-垂直推动千斤顶总成、3-水平推动千斤顶总成、4-1-第一垂直千斤顶限位杆组件、4-2-第二垂直千斤顶限位杆组件、5-提升葫芦安装组件、6-1-左斜坡水平接头组件、6-2-右斜坡水平接头组件、7-油泵、8-穿舱孔、9-油管和信号线、10-分流块、11-位移传感器、12-人孔门。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的海底沉管对位的内部精调装置及包含其的系统，下面将结合具体实施例进行描述。

实施例1

如图1-5所示，一种海底沉管对位的内部精调装置，所述海底沉管包括第一沉管1-1和第二沉管1-2，所述第一沉管1-1和第二沉管1-2形成结合腔，所述内部精调装置包括：垂直推动千斤顶总成2和水平推动千斤顶总成3，所述第一沉管1-1内侧壁上设有第一垂直千斤顶限位杆组件4-1，所述第二沉管1-2内侧壁上设有第二垂直千斤顶限位组件4-2，所述垂直推动千斤顶总成2由多个垂直安装的一体式千斤顶组成，所述垂直安装的一体式千斤顶两端可分别与第一垂直千斤顶限位杆组件4-1和第二垂直千斤顶限位组件4-2连接设置；所述水平推动千斤顶总成3由多个水平安装的一体式千斤顶组成，放置于结合腔内的轨道上；所述垂直推动千斤顶总成2包括五到七个一体式千斤顶，可以快速的进行竖向拼接，施工效率高，在竖向拼装过程中，每增加一套一体式千斤顶，则和第一垂直千斤顶限位杆组件4-1和第二垂直千斤顶限位组件4-2进行连接，进而和沉管进行连接，可以有效防止垂直推动千斤顶总成2倾倒，本实施例中整体的调整设备在结合腔内，干式施工，有效降低试下施工的难度。

所述水平推动千斤顶总成3包括三个一体式千斤顶，所述垂直推动千斤顶总成2和水平推动千斤顶总成3的组成数量根据实际顶推力来决定，所述一体式千斤顶采用标准铝型材作为框架，在满足同等吨位的情况下，重量降低约一半。

本实施例中所述内部精调装置还包括用于吊装一体式千斤顶的葫芦和提升葫芦安装组件5，所述提升葫芦安装组件5通过螺栓安装在所述第二沉管1-2的剪力键预留螺栓孔处；一体式千斤顶采用葫芦进行吊装，葫芦的上部吊点挂在提升葫芦安装组件5上，提升葫芦安装组件5通过螺栓和沉管进行连接，其安装位置为沉管的剪力键预留螺栓孔。

所述第一沉管1-1底部设有左斜坡水平接头组件6-1，所述第二沉管1-2底部设有右斜坡水平接头组件6-2；所述第一沉管1-1和所述第二沉管1-2形成的结合腔壁上开设有用于运输垂直推动千斤顶总成2和水平推动千斤顶总成3的人孔门12，所述垂直推动千斤顶总成2和水平推动千斤顶总成3是通过人孔门12由沉管内运输到结合腔之间，其运输采用便携式龙门吊进行穿舱门的转运。

本实施例同时提供了一种海底沉管对位的内部精调系统，包括上述海底沉管对位的内部精调装置，所述海底沉管对位的内部精调系统还包括油泵7、油管和信号线9及分流块10，所述垂直推动千斤顶总成2和水平推动千斤顶总成3与所述油泵7之间通过油管和信号线9及分流块10进行串联，所述海底沉管对位的内部精调系统还设有位移传感器11和压力传感器,与所述油泵7还连接设有穿舱孔8。

本实施例提供的海底沉管对位的内部精调系统整个包括一体式油缸、沉管内横向支架、沉管内运输车、便携式龙门吊、泵站和控制系统，一体式油缸采用快速拼接的设计结构，且采用L型布置方式；沉管内横向支架采用铝型材快拼方式，满足现场狭小空间的运输和快速拼接；所述的便携式龙门吊，采用铝制快拼方式，重量轻，搭接方便；所述油泵泵站采用超高压70Mpa系统压力，体积小，设备重量轻；所述的控制系统采用位移和力双反馈的闭环控制模式。

如图6，本实施例还提供了一种海底沉管对位的内部精调系统的工作方法，所述垂直推动千斤顶总成2和水平推动千斤顶总成3安装到位后，通过油泵7对其供油，通过控制台对油泵7进行控制，所述垂直推动千斤顶总成2和水平推动千斤顶总成3与所述油泵7之间通过油管和信号线9及分流块10进行串联，所述位移传感器11和压力传感器实现对所有一体式千斤顶的伸出位置控制及伸出力控制，采用位置和力的双闭环控制，提高了纠偏定位精度。

本实施例提供了一种海底沉管对位的内部精调系统，所述内部精调系统包括一体式油缸、沉管内横向支架、沉管内运输车、便携式龙门吊、泵站和控制系统，考虑到沉管的受力特性，并根据现场安装的便利性，沉管精调油缸采用L型的布置方式，由于沉管的结合腔尺寸为1300mm，考虑到其缝隙除了放置油缸之外还要填充，本实施例中将油缸行程设定为150mm，这样做使油缸的本体高度增加，可以有效填充一部分空间尺寸，同时，油缸具有更长的行程，可以通过油缸行程来有效调整安装之后的结合腔间隙；本实施例提供的海底沉管对位的内部精调系统中底部调整轨道擦用标准铝型材结构制作而成，具有快速拼接功能，可轻松实现现场人工搬运和拼接，总体长度可根据侧面到人孔门的距离来配置，并在底部配置有标高调整支脚，以适应沉管内部标高不同的情况下使用，当调整高度不够时，可通过底部垫钢板来进行大行程的调节，还设置有可折叠运输、无需拆卸的龙门吊，用于将检修孔内的液压千斤顶组件、轨道等跨越门运输至结合腔内。

Claims (9)

1.一种海底沉管对位的内部精调装置，所述海底沉管包括第一沉管(1-1)和第二沉管(1-2)，所述第一沉管(1-1)和第二沉管(1-2)形成结合腔，其特征在于：所述内部精调装置包括：垂直推动千斤顶总成(2)和水平推动千斤顶总成(3)，所述第一沉管(1-1)内侧壁上设有第一垂直千斤顶限位杆组件(4-1)，所述第二沉管(1-2)内侧壁上设有第二垂直千斤顶限位组件(4-2)，所述垂直推动千斤顶总成(2)由多个垂直安装的一体式千斤顶组成，所述垂直安装的一体式千斤顶两端可分别与第一垂直千斤顶限位杆组件(4-1)和第二垂直千斤顶限位组件(4-2)连接设置；所述水平推动千斤顶总成(3)由多个水平安装的一体式千斤顶组成，放置于结合腔内的轨道上。

2.根据权利要求1所述海底沉管对位的内部精调装置，其特征在于：所述垂直推动千斤顶总成(2)包括五到七个一体式千斤顶，所述水平推动千斤顶总成(3)包括三个一体式千斤顶，所述一体式千斤顶采用标准铝型材作为框架。

3.根据权利要求1所述海底沉管对位的内部精调装置，其特征在于：所述内部精调装置还包括用于吊装一体式千斤顶的葫芦和提升葫芦安装组件(5)。

4.根据权利要求3所述海底沉管对位的内部精调装置，其特征在于：所述提升葫芦安装组件(5)通过螺栓安装在所述第二沉管(1-2)的剪力键预留螺栓孔处。

5.根据权利要求1所述海底沉管对位的内部精调装置，其特征在于：所述第一沉管(1-1)底部设有左斜坡水平接头组件(6-1)，所述第二沉管(1-2)底部设有右斜坡水平接头组件(6-2)。

6.根据权利要求1所述海底沉管对位的内部精调装置，其特征在于：所述第一沉管(1-1)和所述第二沉管(1-2)形成的结合腔壁上开设有用于运输垂直推动千斤顶总成(2)和水平推动千斤顶总成(3)的人孔门(12)。

7.一种海底沉管对位的内部精调系统，其特征在于：包括如权利要求1-6所述的海底沉管对位的内部精调装置，所述海底沉管对位的内部精调系统还包括油泵(7)、油管和信号线(9)及分流块(10)，所述垂直推动千斤顶总成(2)和水平推动千斤顶总成(3)与所述油泵(7)之间通过油管和信号线(9)及分流块(10)进行串联。

8.根据权利要求7所述的海底沉管对位的内部精调系统，其特征在于：所述海底沉管对位的内部精调系统还设有位移传感器(11)和压力传感器,与所述油泵(7)还连接设有穿舱孔(8)。

9.一种海底沉管对位的内部精调系统的工作方法，其特征在于：步骤如下：所述垂直推动千斤顶总成(2)和水平推动千斤顶总成(3)安装到位后，通过油泵(7)对其供油，通过控制台对油泵(7)进行控制，所述垂直推动千斤顶总成(2)和水平推动千斤顶总成(3)与所述油泵(7)之间通过油管和信号线(9)及分流块(10)进行串联，所述位移传感器(11)和压力传感器实现对所有一体式千斤顶的伸出位置控制及伸出力控制。

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