一種用于水下隧道的工程船及其施工法制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提出的是一種用于水下隧道的工程船及其施工法，其工程船由后段、中間段和前段組成，工程船的上部高于水面；后段既是工程船與隧道密封止水段也是混凝土灌注段，止水時(shí)防止水從隧道與后部接縫進(jìn)入中間段，使混凝土充滿隧道底板和兩側(cè)板與巖土間的空間，尾端開口的截面與隧道管節(jié)截面相同；中間段是隧道施工段，在中間段的后部艙室進(jìn)行管節(jié)施工，完成與原有已施工管節(jié)的連接，中間段的前部安裝有頂推裝置；前段是挖掘巖土段。優(yōu)點(diǎn)：土方開挖量小，由于工程船前段在半敞開式的U型艙內(nèi)挖掘巖土，施工方便，由于U型艙的兩側(cè)墻對基坑的支護(hù)作用，所以土方開挖量小；施工快捷、安全，所有施工操作都在工程船內(nèi)完成。

Engineering ship for underwater tunnel and construction method thereof

The present invention relates to a ship for underwater tunnel engineering and its construction method, the project by the ship after the section and the middle segment, the upper engineering ship above water; after both engineering ship and tunnel water sealing section is concrete, the water to prevent water from the tunnel and the rear section of the middle the joint into the concrete filled the tunnel bottom and side walls and rock the space between the end section and tunnel opening pipe sections of the same; the middle segment is tunnel construction section, construction of pipe section in the middle section of the rear cabin, and has completed the original construction of connecting pipe section, the middle section is provided with a top front push device; a mining geotechnical section. Advantages: small amount of earthwork excavation, the engineering ship in U type front cabin semi open in mining soil, construction is convenient, because both sides of wall type U module on the foundation pit supporting role, so a small amount of excavation; quick and safe construction, all construction operations are completed in ship engineering.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種用于水下隧道的工程船及其施工法
本專利技術(shù)涉及的是一種用于水下隧道的工程船及其施工法，屬于土木工程基礎(chǔ)施工

技術(shù)介紹
現(xiàn)有水下隧道的施工一般采用盾構(gòu)法和沉管法,盾構(gòu)法施工時(shí)對水面的影響小,但掘進(jìn)機(jī)造價(jià)高昂,施工周期長；沉管法對施工條件要求較高，適用于水道河床穩(wěn)定、水流不能過急的水域，而且土方開挖量大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提出的是一種用于水下隧道的工程船及其施工法，其目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，由于工程船前段在半敞開式的U型艙內(nèi)挖掘巖土，施工方便，由于U型艙的兩側(cè)墻對基坑的支護(hù)作用，土方開挖量小；中間段自帶推定裝置，工程船行走方便，挖掘巖土快捷。本專利技術(shù)的技術(shù)方案：工程船由后段、中間段和前段組成，工程船的上部高于水面；后段既是工程船與隧道密封止水段也是混凝土灌注段，止水時(shí)防止水從隧道與后部接縫進(jìn)入中間段，使混凝土充滿隧道底板和兩側(cè)板與巖土間的空間，尾端開口的截面與隧道管節(jié)截面相同；中間段是隧道施工段，在中間段的后部艙室進(jìn)行管節(jié)施工，完成與原有已施工管節(jié)的連接，中間段的前部安裝有頂推裝置；前段是挖掘巖土段。前段由U型艙和挖掘裝置組成，U型艙由兩側(cè)墻和底板組成，即U型艙的前部和上部均開口，U型艙的兩側(cè)墻和底板的前端均設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道，兩側(cè)墻和底板內(nèi)還設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道；挖掘裝置由傳動裝置和鏈刀組成，傳動裝置由驅(qū)動裝置和鏈輪組成，鏈刀由鏈條和固定于鏈條上的刀具組成；施工時(shí)驅(qū)動裝置驅(qū)動鏈刀，鏈刀沿著軌道運(yùn)行，U型艙前端軌道上的鏈刀僅挖掘兩側(cè)板和底板前方的巖土，兩側(cè)板前端挖掘巖土的鏈刀從下往上運(yùn)行時(shí)將已挖掘的巖土帶至上方，底板前端挖掘巖土的鏈刀從前往后運(yùn)行時(shí)將已挖掘的巖土帶至后方或經(jīng)巖土輸送機(jī)送出。前段由兩側(cè)板和位于兩側(cè)板前端的挖掘裝置組成，即前段的前部和上下均開口，兩側(cè)板的前端設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道，兩側(cè)板還設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道；挖掘裝置由傳動裝置和鏈刀組成，傳動裝置由驅(qū)動裝置和鏈輪組成，鏈刀由鏈條和固定于鏈條上的刀具組成；施工時(shí)驅(qū)動裝置驅(qū)動鏈刀，鏈刀沿著軌道運(yùn)行，前端軌道上的鏈刀僅挖掘兩側(cè)墻前方的巖土，鏈刀從下往上運(yùn)行時(shí)將已挖掘的巖土帶至上方；工程船設(shè)有若干行走軌道，行走軌道上運(yùn)行有起重機(jī)和挖掘機(jī)，挖掘機(jī)僅挖掘兩側(cè)板內(nèi)的巖土；前段的后部設(shè)有無底板的隧道基礎(chǔ)處理段；密封止水段僅在進(jìn)行管節(jié)施工時(shí)進(jìn)行密封止水；施工法包括如下步驟：1）在現(xiàn)場水中建工作井，處理好基礎(chǔ)；2）工程船至施工現(xiàn)場，在工作井中下沉至設(shè)定深度，工程船后段尾部開口處有一活動密封止水蓋，活動密封止水蓋的前端伸進(jìn)中間段的尾部；3）在中間段安裝第一管節(jié)，使第一管節(jié)的尾端與活動密封止水蓋的前端相連固連成一體；4）頂推裝置頂推第一管節(jié)的前端，活動密封止水蓋的尾端逐漸滑出工程船的尾部，工程船向前運(yùn)行；5）挖掘裝置挖掘前方的巖土，挖掘機(jī)挖掘兩側(cè)墻內(nèi)的巖土；6）工程船后部的灌注裝置將混凝土灌滿活動密封止蓋（含第一管節(jié)）兩側(cè)及底部與巖土之間的空間；7）第一管節(jié)的前端頂推至中間段尾部的設(shè)定距離后，頂進(jìn)裝置縮回，放下第二管節(jié)，將第二管節(jié)的尾端與第一管節(jié)的前端相連成一體；8）掘進(jìn)段繼續(xù)挖掘前方的巖土，頂推裝置頂推第二管節(jié)的前端，工程船繼續(xù)向前運(yùn)動；9）重復(fù)上述動作，完成全部管節(jié)的施工。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：土方開挖量小，由于工程船前段在半敞開式的U型艙內(nèi)挖掘巖土，施工方便，由于U型艙的兩側(cè)墻對基坑的支護(hù)作用，所以土方開挖量小；施工快捷、安全，所有施工操作都在工程船內(nèi)完成。附圖說明圖1是水下隧道工程船前段3的挖掘裝置4挖掘前部的巖土，中間段2的頂推裝置2-1推頂管節(jié)6，工程船向前運(yùn)行的結(jié)構(gòu)示意圖，也是由U型艙3-1和挖掘裝置4組成的前段3A的結(jié)構(gòu)示意圖，也是工程船的后段1，既是工程船與隧道密封止水段也是混凝土灌注段的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A向視圖，也是由驅(qū)動裝置4-1-1和鏈輪4-1-2組成的傳動裝置4-1的結(jié)構(gòu)式示意圖，也是前段3內(nèi)鏈刀6運(yùn)行的軌道3-3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1的B向視圖，也是傳動裝置4-1和鏈刀5組成的挖掘裝置4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖2的C-C視圖，也是在U型艙3-1的兩側(cè)墻的上方有軌道7-1，軌道7-1上有運(yùn)行的挖掘機(jī)7和起重機(jī)8的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是鏈刀5的結(jié)構(gòu)示意圖，也是鏈條5-1和刀具5-2的結(jié)構(gòu)示意圖，也是由A十字節(jié)5-1-1和B十字節(jié)5-1-2組成的鏈條5-1的十字節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；也是鏈條5-1實(shí)現(xiàn)空間彎曲的結(jié)構(gòu)示意圖是鏈刀5的結(jié)構(gòu)示意圖,（a）是鏈條5-1和刀具5-2的結(jié)構(gòu)示意圖，也是由A十字節(jié)5-1-1和B十字節(jié)5-1-2組成的鏈條5-1的十字節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；也是鏈條5-1實(shí)現(xiàn)空間彎曲的結(jié)構(gòu)示意圖。（b）是鏈刀5由柔性帶5-1B和刀具5-2B組成的結(jié)構(gòu)示意圖；也是柔性帶5-1B和刀具5-2B的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是隧道上部在水底之上的結(jié)構(gòu)示意圖，也是由兩側(cè)墻3-2和位于兩側(cè)墻前端的挖掘裝置4組成的前段3B的結(jié)構(gòu)示意圖，也是工程船后部的由噴嘴11-1組成的灌注裝置11的結(jié)構(gòu)示意圖，也是隧道基礎(chǔ)處理段9的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是工程船在工作井12中，工程船后段1尾部開口處有一活動密封止水蓋10的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是圖7的下一步工作示意圖，也是在中間段2安裝第一管節(jié)6，使第一管節(jié)6的尾端與活動密封止水蓋10的前端相連固連成一體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖8的下一步工作示意圖，也是頂推裝置2-1頂推第一管節(jié)6的前端，活動密封止水蓋10的尾端逐漸滑出工程船的尾部，工程船向前運(yùn)行的結(jié)構(gòu)示意圖，也是挖掘裝置4挖掘前方的巖土，挖掘機(jī)7挖掘兩側(cè)墻內(nèi)的巖土的結(jié)構(gòu)示意圖，也是工程船后部的灌注裝置11將混凝土灌滿活動密封止蓋（含第一管節(jié)）兩側(cè)及底部與巖土之間的空間的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是圖9的下一步工作示意圖，第一管節(jié)6的前端頂推到位后，頂進(jìn)裝置2-1縮回，放下第二管節(jié)6，將第二管節(jié)6的尾端與第一管節(jié)6的前端相連成一體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是圖10的下一步工作示意圖，也是頂推裝置2-1頂推第二管節(jié)10到位，工程船繼續(xù)向前運(yùn)動的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是切槽裝置的鏈刀軌道的結(jié)構(gòu)示意圖，軌道的類型包括A、B、C1、C2和D共5種，其中A是平面型，B是凸型，C1、C2是凹型；圖13是D為縱向多排軌道錯開成錐型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖14是切槽裝置的D型軌道和多排鏈刀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中的1是工程船的后段，既是工程船與隧道密封止水段也是混凝土灌注段；2是工程船的中間段；2-1是安裝在中間段2前部的頂推裝置；3是工程船的前段，有3A和3B兩種結(jié)構(gòu)形式；3A是由U型艙3-1和挖掘裝置4組成的前段；3B是由兩側(cè)墻3-2和位于兩側(cè)墻前端的挖掘裝置4組成的前段，即前段3B的前部和上下均開口；3-1是前段3的U型艙；3-2是前段3的兩側(cè)墻；3-3是前段3內(nèi)鏈刀5運(yùn)行的軌道；4是前段3的挖掘裝置，由傳動裝置4-1和鏈刀5組成；4-1是傳動裝置，由驅(qū)動裝置4-1-1和鏈輪4-1-2組成；4-1-1是傳動裝置4-1的驅(qū)動裝置；4-1-2是傳動裝置4-1的鏈輪；5是組成挖掘裝置4的鏈刀；5-1是組成鏈刀5的鏈條，包括履帶、繩索和柔性帶；5-1-1是組成鏈條5-1的十字節(jié)的A十字節(jié)；5-1-2是組成鏈條5-1的十字節(jié)的B十字節(jié)；5-1B是組成鏈刀5的柔性帶；5-2是固定在鏈條5-1上的挖掘巖土的刀具；5-2B是固定在本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于水下隧道的工程船，其特征是工程船由后段、中間段和前段組成，工程船的上部高于水面；后段既是工程船與隧道密封止水段也是混凝土灌注段，止水時(shí)防止水從隧道與后部接縫進(jìn)入中間段，使混凝土充滿隧道底板和兩側(cè)板與巖土間的空間，尾端開口的截面與隧道管節(jié)截面相同；中間段是隧道施工段，在中間段的后部艙室進(jìn)行管節(jié)施工，完成與原有已施工管節(jié)的連接，中間段的前部安裝有頂推裝置；前段是挖掘巖土段。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于水下隧道的工程船，其特征是工程船由后段、中間段和前段組成，工程船的上部高于水面；后段既是工程船與隧道密封止水段也是混凝土灌注段，止水時(shí)防止水從隧道與后部接縫進(jìn)入中間段，使混凝土充滿隧道底板和兩側(cè)板與巖土間的空間，尾端開口的截面與隧道管節(jié)截面相同；中間段是隧道施工段，在中間段的后部艙室進(jìn)行管節(jié)施工，完成與原有已施工管節(jié)的連接，中間段的前部安裝有頂推裝置；前段是挖掘巖土段。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下隧道的工程船，其特征是所述的前段由U型艙和挖掘裝置組成，U型艙由兩側(cè)墻和底板組成，即U型艙的前部和上部均開口，U型艙的兩側(cè)墻和底板的前端均設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道，兩側(cè)墻和底板內(nèi)還設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道；挖掘裝置由傳動裝置和鏈刀組成，傳動裝置由驅(qū)動裝置和鏈輪組成，鏈刀由鏈條和固定于鏈條上的刀具組成；施工時(shí)驅(qū)動裝置驅(qū)動鏈刀，鏈刀沿著軌道運(yùn)行，U型艙前端軌道上的鏈刀僅挖掘兩側(cè)板和底板前方的巖土，兩側(cè)板前端挖掘巖土的鏈刀從下往上運(yùn)行時(shí)將已挖掘的巖土帶至上方，底板前端挖掘巖土的鏈刀從前往后運(yùn)行時(shí)將已挖掘的巖土帶至后方或經(jīng)巖土輸送機(jī)送出。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水下隧道的工程船，其特征是所述的前段由兩側(cè)板和位于兩側(cè)板前端的挖掘裝置組成，即前段的前部和上下均開口，兩側(cè)板的前端設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道，兩側(cè)板還設(shè)有鏈刀運(yùn)行的軌道；挖掘裝置由傳動裝置和鏈刀組成，傳動裝置由驅(qū)動裝置和鏈輪組成，鏈刀由鏈條和固定于鏈條上的刀具組成；施工時(shí)驅(qū)動裝置驅(qū)動鏈刀，鏈刀沿著軌道運(yùn)行，前端軌道上的鏈刀僅挖掘兩側(cè)墻前方的巖土，鏈刀從下往上運(yùn)行時(shí)將已挖掘的巖土帶至上方。4.根據(jù)權(quán)利要求2、3所述的一種用于水下隧道的工程船，其特征...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王燏斌，
申請(專利權(quán))人：王燏斌，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32