一种管节脱开的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海底沉管隧道安装技术领域，尤其涉及一种管节脱开的装置及方法。
【背景技术】
[0002]请参见图1，沉管隧道的管节包括混凝土管廊200、混凝土管廊200外部的端钢壳100以及接头端面的钢封门300。混凝土管廊200 —般包括中间廊道和两侧廊道，关于沉管安装用的所有设备一般都存放在中间廊道的下层；而两侧的廊道主要用于行车。钢封门300是通过焊接和螺栓固定在预埋件上，管节对接完成后需要很长时间时候才能拆除，因此需要在钢封门300上开设人孔门400，钢封门300未拆除前的所有作业都是通过穿过所述人孔门400完成的。相邻的管节对接过程中，拖轮将管节浮运过来，然后将管节通过船上的绞车与现场提前布置好的锚连接，这个时候待安管节离已安装管节尾端有一定的距离，然后调整管节的压载水和纵坡向前绞移并下放。管节对接好以后，两相邻管节的端面(端面上从内到外依次包括端钢壳100截面、混凝土管廊200截面以及钢封门300结构)以及密封止水带之间形成接合腔，接合腔内的水通过钢封门300上的管系排除。
[0003]但是海底沉管隧道安装具有施工难度大、限制条件多，受恶劣气象条件影响多等难点和特点，一旦管节对接达不到预期，需要将管节脱开并重新进行对接。因此，管节顶推脱开、重新起浮为海底隧道安装过程中的重要应急预案，涉及到GINA止水带、端钢壳100、端封门等管节结构的稳定及安全。两相邻管节顶推脱开过程中，为了尽量使两管节间间距增大进而为之后的重新起浮、绞移预留出足够的安全距离，需要首先向接合腔中注水加压，从而给两相邻管节预施加一定的脱开压力。但是众所周知，仅仅依靠注水加压还无法完成顶推脱开，因此还需要借助其他装置以完成管节顶推脱开，并且在装置运作过程中需要保证GINA止水带不发生侧翻，端钢壳100及端封门不受影响。目前尚不存在用于两相邻管节安全、平稳地完成顶推脱开作业的专用设备，而一般的设备均无法满足上述施工条件要求。
[0004]有鉴于此，亟待提供一套专门应用于海底沉管隧道的管节脱开的装置。
【发明内容】
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]本发明要解决的技术问题就是提供一套专门应用于海底沉管隧道的管节脱开的装置，保证相邻管节顶推脱开过程中，GINA止水带不发生侧翻，端钢壳及端封门不受影响。
[0007]( 二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种管节脱开装置，安装于两相邻管节的接合腔内，包括顶推单元；所述顶推单元包括平行于钢封门的转动梁；所述转动梁第一端铰接在所述接合腔的底部，第二端为自由端，并且所述转动梁可以在平行于管节的钢封门的平面内转动；所述转动梁的轴向依次固定有多个千斤顶。
[0009]优选地，还包括注水加压单元和控制单元；
[0010]所述注水加压单元用于向管节的端面施加预压力；
[0011]所述控制单元包括间距传感器、压力传感器和控制柜；所述间距传感器用于测量两相邻管节的间距，并将测得的数值发送给所述控制柜；所述压力传感器用于测量顶推脱开的压力值，并将测得的数值发送给所述控制柜；所述控制柜连接顶推单元和注水加压单元，并根据得到的数值控制所述顶推单元以及注水加压单元的工作。
[0012]优选地，所述控制单元控制所述顶推单元的转动梁转动，并控制所有所述千斤顶同步运作；所述转动梁转动到竖直位置时，位置与混凝土管廊对应。
[0013]优选地，所述转动梁的自由端连接导向钢丝绳的一端，所述导向钢丝绳经过固定在所述接合腔顶端的导向装置；所述导向钢丝绳的另一端连接拉动单元，所述拉动单元包括驱动液压泵，且所述拉动单元固定在所述接合腔的底端；所述自由端还连接限位钢丝绳的一端，所述限位钢丝绳的另一端固定在接合腔的底部。
[0014]优选地，所述导向装置为导向轮，所述导向轮固定在两相邻所述管节的端钢壳的顶折板上。
[0015]优选地，所述转动梁的第一端与固定底板铰接，所述固定底板与已安装管节的端钢壳连接。
[0016]优选地，所述千斤顶与固定底座连接，所述固定底座通过4个M12高强螺栓固定在转动梁上。
[0017]优选地，所述转动梁为两根，并对称分布在所述接合腔的水平两侧。
[0018]优选地，每根所述转动梁上千斤顶的个数为三个。
[0019]本发明还提供一种管节脱开方法，包括以下步骤:
[0020]S1:将转动梁第一端铰接在接合腔底部，转动梁的第二端在外力驱动下可以自由转动；安装好的转动梁位于水平位置；运用滑移梁将千斤顶运到转动梁上后固定，得到权利要求I至9中任意一项所述的管节脱开装置；
[0021]S2:驱动转动梁转动，使其转动到竖直位置并固定；
[0022]S3:向接合腔内注水加压，到达预定的值时停止注水加压，此时启动千斤顶进行顶推脱开工作。
[0023](三)有益效果
[0024]本发明的技术方案具有以下优点:本发明的管节脱开装置，顶推单元包括转动梁；转动梁位于水平位置时，便于千斤顶的拆装；顶推脱开过程中，将转动梁运动到竖直位置，此时多个千斤顶沿着混凝土管廊的纵向分布，使得端面上受力均匀，进而保证相邻管节顶推脱开过程中，GINA止水带不发生侧翻，端钢壳及端封门不受影响。该装置结构简单，受力清晰，便于设计和制造，且运用于海底沉管隧道重新起浮预案时可以很大程度丰富沉管隧道的安装工艺。
[0025]进一步地，控制单元包括间距传感器、压力传感器和控制柜；间距传感器和压力传感器可以得到相邻管节的间距以及顶推压力，并将测得的值发送给控制柜，控制柜根据所得数值控制注水加压单元和顶推单元的工作，从而实现整个顶推脱开过程的精确控制。
【附图说明】
[0026]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是沉管隧道的管节的端面示意图；
[0028]图2是本发明中转动梁提升前的管节脱开装置的结构示意图；
[0029]图3是图2中I处的局部放大示意图；
[0030]图4是图2中II处的局部放大示意图；
[0031]图5是本发明中转动梁提升后的管节脱开装置的结构示意图；
[0032]图中:100、端钢壳;200、混凝土管廊;300、钢封门;400、人孔门;1、转动梁；2、千斤顶；3、导向轮；4、导向钢丝绳；5、限位钢丝绳；6、拉动单元；7、滑移梁；8、人孔门。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0034]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“纵向”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、
“外”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0035]请参见图2，本实施例的管节脱开装置，安装于两相邻管节的接合腔内，包括顶推单元；所述顶推单元包括平行于钢封门的转动梁I;所述转动梁I第一端铰接在所述接合腔的底部，第二端为自由端，并且所述转动梁I可以在平行于管节的钢封门的平面内转动；所述转动梁I的轴向依次固定有多个千斤顶2。所述装置安装过程中，可以先通过吊运系统将转动梁I吊运至两管节之间的接合腔内，并优选转动梁的第一端与固定底板铰接，所述固定底板与已安装管节的底部预埋在混凝土内的端钢壳连接。此处需要说明的是，所述固定底板与已安装的管节底