技术领域本发明涉及一种沉管隧道防水结构及其安装方法。
背景技术：
沉管隧道的施工方法是将在坞址预制的管段逐节托运至隧址，逐节沉放对位后进行水下对接。管段接头是沉管隧道的重要部位，同时也是薄弱部位，因此，管段与管段之间的接头防水十分重要。沉管隧道的使用年限较长，通常为100年左右，为了实现管段接头防水在使用年限内有效以及沉管隧道的正常运营，必须保证管段接头的防水质量。中国实用新型专利（CN203320573U）公开了一种沉管管段接头的OMEGA止水带安装结构，该安装结构包括管段接头处的钢端壳，沿所述端钢壳的周向侧面设有一圈OMEGA止水带。仅靠一圈OMEGA止水带无法完全阻止沉管漏水。目前，国内外沉管隧道接头多采用柔性接头形式，利用作用在管段后部的强大水压力，通过水平千斤顶拉合，压接GINA止水带初步止水，然后从接头中抽水直至全部压接完成，之后在内侧安装OMEGA止水带做第二道止水防线，满足管段接头的止水要求；最后做垂直、水平剪切键及高强接头连接键，完成水下接头施工。所有的工序均在水下完成。但此种接头一方面应对变形的能力有限，另一方面止水带周围存在裂缝和缺陷点，不能完全阻止沉管漏水，因此，需要进一步加固堵水。
技术实现要素：
本发明针对现有沉管隧道接头装置存在的应对变形能力有限、不能完全阻止沉管漏水等问题，提供一种施工成本较低、防水效果好的沉管隧道接头装置及其安装方法。实现上述发明目的的技术方案是提供一种一沉管隧道接头装置，包括端钢壳、止水带和保护罩；具体的结构为：在端钢壳周向侧面设置四道防水线，包括两道柔性止水带和两道注浆层；所述柔性止水带包括在端钢壳的周向内侧设置的一圈GINA止水带，端钢壳的周向外侧设置的一圈OMEGA止水带；所述注浆层包括于端钢壳的外侧底部设置注浆管，在端钢壳与GINA止水带和OMEGA止水带之间的空腔内，通过注浆管灌注浆液形成注浆层；于保护罩的一侧设置另一注浆管，在OMEGA止水带与保护罩的空腔内，通过另一注浆管灌注浆液形成注浆层。本发明所述GINA止水带与端钢壳紧密贴合，在端钢壳的一侧、且位于GINA止水带下边缘的两侧分别焊接有止水带压块，止水带压块的上面搭接止水带压板，止水带压板通过螺纹紧固件同时压紧GINA止水带和止水带压块。所述OMEGA止水带的两端与端钢壳之间设有固定装置，固定装置包括设置在OMEGA止水带两端上面的压板，压板与OMEGA止水带之间设有压条，压板与端钢壳之间设有圆钢，压板通过螺栓紧固件与OMEGA止水带和圆钢压紧。所述保护罩焊接在端钢壳上。所述螺栓紧固件包括六角圆柱头螺钉和弹簧垫圈，所述六角圆柱头螺钉和弹簧垫圈均为不锈钢材质。所述固定装置上的压条与所述压板之间为焊接；固定装置上的压板与所述圆钢之间、所述端钢壳与所述圆钢之间均为焊接。本发明技术方案还包括一种沉管隧道接头装置的安装方法，包括如下步骤：1、在水外船坞中预制端钢壳，端钢壳的外侧底部设置注浆管；端钢壳与管节焊接，通过六角圆柱头螺钉、止水带压块和止水带压板将GINA止水带固定在端钢壳周向内侧；2、在端钢壳底部设置螺栓孔，孔内填满黄油，防止堵塞，利用固定装置将OMEGA止水带固定在端钢壳上，固定装置由压板、压条、圆钢及六角圆柱头螺钉组成，安装前将压板、压条及圆钢焊接成整体；3、沉管沉放完成，安装拉合千斤顶，对GINA止水带进行预压初步止水；4、压接完成后，安装OMEGA止水带，OMEGA止水带由管顶中间位置开始向两侧逐步安装，依次安装顶板处、侧墙处，最后安装底板处，OMEGA止水带接头设在底板位置，采用热接法焊接；5、OMEGA止水带安装完成后，在OMEGA止水带外侧焊接保护罩，在保护罩的一侧设置另一注浆管；6、打开预埋在端钢壳外侧底部和保护罩一侧的两个注浆管，对在端钢壳与两个柔性止水带之间的空腔，以及OMEGA止水带与保护罩的空腔灌注浆液，形成注浆层。现有技术中，由于一般的沉管隧道接头采用橡胶止水带进行防水，接头整体呈柔性，应对变形的能力有限，当沉管管段放置不均匀，或接头承受较大外力，容易造成接头变形较大，导致海水漏进隧道，对隧道的运营安全带来威胁，严重时，甚至会引发灾难。与现有技术相比，本发明的优点是：在现有柔性接头的基础上，增加了两道具有一定刚度的注浆层，一方面增强了接头抵抗变形的能力，另一方面作为防水层提高了接头的抗海水腐蚀能力和防水效果，与GINA止水带和OMEGA止水带形成四道防水线，有效提高了接头的耐久性。本发明提供的注浆层防水线在现场施工中灌注浆液形成，并采用普通的注浆浆液，具有施工成本低、操作方便的特点。附图说明图1是本发明实施例提供的一种沉管隧道接头装置的结构示意剖面图；图中，1、GINA止水带；2、止水带压块；3、止水带压板；4、注浆管；5、圆钢；6、弹簧垫圈；7、六角圆柱头螺钉；8、压板；9、压条；10、端钢壳；11、OMEGA止水带；12、保护罩；13、注浆层。具体实施方式下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的详细阐述。实施例1参见附图1，它是本实施例提供的一种沉管隧道接头装置的结构示意剖面图；该装置包括GINA止水带1、止水带压块2、止水带压板3、注浆管4、圆钢5、弹簧垫圈6、六角圆柱头螺钉7、压板8、压条9、端钢壳10、OMEGA止水带11、保护罩12和注浆层13。在本实施例中，端钢壳10周向侧面设置四道防水线，包括两道柔性止水带1和2及两道具有一定刚度的注浆层13。端钢壳10周向内侧设有一圈GINA止水带1，外侧设有一圈OMEGA止水带11，接头的外围设置保护罩12；两个止水带之间通过一个注浆管4设置一层注浆层13，外侧OMEGA止水带11与外围保护罩12之间通过另一注浆管4设置另一注浆层13。GINA止水带与端钢壳紧密贴合，在端钢壳的一侧、且位于GINA止水带下边缘的两侧分别焊接有止水带压块2，止水带压块的上面搭接止水带压板3，止水带压板通过螺纹紧固件同时压紧GINA止水带和止水带压块。OMEGA止水带的两端与端钢壳之间设有固定装置，固定装置包括设置在OMEGA止水带两端上面的压板8，压板与OMEGA止水带之间设有压条9，压板与端钢壳之间设有圆钢5，压板通过螺栓紧固件与OMEGA止水带和圆钢压紧。在本实施例中，螺栓紧固件包括六角圆柱头螺钉7和弹簧垫圈6，六角圆柱头螺钉和弹簧垫圈均采用不锈钢材质。本实施例中，固定装置上的压条与压板之间为焊接，固定装置上的压板与圆钢之间、端钢壳与圆钢之间均为焊接，保护罩与端钢壳之间也为焊接。本实施例在OMEGA止水带上下方各布置一根注浆钢管，利用具有一定刚度的注浆层，增加接头的强度，提高接头的防腐蚀和防水效果。采用本发明提供的沉管隧道接头装置，其施工方法包括如下步骤：1、在水外船坞中预制端钢壳，端钢壳的外侧底部设置注浆管；端钢壳与管节焊接，通过六角圆柱头螺钉、止水带压块和止水带压板将GINA止水带固定在端钢壳周向内侧；2、在端钢壳底部设置螺栓孔，孔内填满黄油，防止堵塞，利用固定装置将OMEGA止水带固定在端钢壳上，固定装置由压板、压条、圆钢及六角圆柱头螺钉组成，安装前将压板、压条及圆钢焊接成整体；3、沉管沉放完成，安装拉合千斤顶，对GINA止水带进行预压初步止水；4、压接完成后，安装OMEGA止水带，OMEGA止水带由管顶中间位置开始向两侧逐步安装，依次安装顶板处、侧墙处，最后安装底板处，OMEGA止水带接头设在底板位置，采用热接法焊接；5、OMEGA止水带安装完成后，在OMEGA止水带外侧焊接保护罩，在保护罩的一侧设置另一注浆管；6、打开预埋在端钢壳外侧底部和保护罩一侧的两个注浆管，对在端钢壳与两个柔性止水带之间的空腔，以及OMEGA止水带与保护罩的空腔灌注浆液，形成注浆层。