一种水中支承式隧道连接段密封装置的制作方法

本实用新型涉及一种水中支承式隧道连接段密封装置，属于水下结构工程技术领域。

背景技术：

沉管法是比较成熟的水下隧道修建方法，沉管法隧道使用历史已经有100多年。过去沉管隧道埋在水下河床或海床土层中。如果沉管隧道局部高出河床，能减少基槽开挖量和沉管长度,有效降低工程造价。例如，香港跨港公路沉管隧道、希腊普里维沙—阿克森沉管隧道均存在局部高出河床2～4m的管段。

如果隧道线路临近海岸局部有深潭，如果要将隧道全部修建于海床面以下，隧道的埋深较大，临近深潭一侧的岸上段很长，整个工程造价较高；如果在深潭地段采用“支承式隧道”，即封闭钢筋混凝土结构安设在若干支承结构，支承结构高出海床面，封闭钢筋混凝土结构全部位于海水中，封闭钢筋混凝土结构顶面离海平面距离满足工程所在航道通航要求,“支承式隧道”技术方案是可行的，“支承式隧道”工程造价相对于全埋隧道较低，而且其修建难度和施工风险将大大降低。

封闭钢筋混凝土结构包括预制管段和连接段，预制管段在岸上干坞制作，预制管段通过浮运和下沉安设在两个或多个支承结构上，沿线路前后预制管段之间有2m左右的间隙，前后预制管段之间连接段需要在水下现场浇筑。为了水下连接段浇筑施作提供条件，需要在连接段四周安设密封装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的水中支承式隧道连接段密封装置。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：它包括上密封环、下密封环、立柱、立柱底座、粗钢丝绳、葫芦、横梁、A钢板、B钢板、细钢丝绳，橡胶条、橡胶止水带、橡胶板，销栓和吊环，上密封环安设在连接段顶部，下密封环位于连接段下部，立柱底座位于上密封环两侧底部中间，立柱底座侧面与上密封环外侧焊接牢固，立柱通过螺栓与立柱底座连接，立柱顶部安设有葫芦，两立柱的顶部之间设有横梁，横梁中间设有吊环，下密封环两侧顶部分别设有两块A钢板和两块B钢板，A钢板和B钢板一侧与下密封环外侧焊接牢固，A钢板中间设有一个圆孔、B钢板底部设有向下开口的U形槽，U形槽底部设有一根橡胶条，橡胶条两端通过螺栓与B钢板连接，两块A钢板之间沿线路方线有一定间距，两块B钢板之间沿线路方线有一定间距，粗钢丝绳底部做成鸡心环，粗钢丝绳鸡心环安放在两块A钢板或两块B钢板之间，销拴穿过A钢板的圆孔或B钢板的U形槽、以及粗钢丝绳的鸡心环，粗钢丝绳另一端穿过立柱底座中心孔和位于立柱顶端的葫芦连接，每根橡胶条与一根细钢丝绳连接，细钢丝绳另一端固定在立柱的顶端；下密封环位于连接段的内侧设有A进排水孔；首先通过葫芦和粗钢丝绳将上密封环与下密封环初步拉合，其次将位于连接段的水通过下密封环A进排水孔排出，利用上密封环和下密封环的外侧水压力使上密封环与连接段前后预制管段之间橡胶止水带、下密封环与连接段前后预制管段之间橡胶止水带、上密封环与下密封环之间密封板压密止水，在上密封环、下密封环的防护下进行连接段施工。

作为优选，所述上密封环与下密封环接触端面设有橡胶板，上密封环和前后预制管段之间、下密封环和前后预制管段之间分别有橡胶止水带，橡胶止水带有两种方式：第一种方式是上密封环和下密封环前后两端内侧设有橡胶止水带，上密封环的橡胶止水带位置与下密封环的橡胶止水带的位置一致，同时橡胶板侧面与橡胶止水带底面硫化连接，橡胶止水带分别与上密封环和下密封环内侧粘接或通过螺栓连接；第二种方式是预制管段两端分别设有环状的橡胶止水带，橡胶止水带与预制管段L粘接或通过螺栓连接。

作为优选，所述上密封环和下密封环采用封闭钢结构，上密封环两侧底部设有C进排水孔，下密封环底部设有D进排水孔，上密封环和下密封环的名义容重可以通过注水排水调整。

作为优选，所述立柱采用竖向分段拼装结构，每段立柱由四根角钢、顶部连接钢板、底部连接钢板和若干缀板焊接而成，每段立柱之间采用螺栓连接。

作为优选，所述连接段施工完后，解除粗钢丝绳的预紧力，通过细钢丝绳将B钢板上的橡胶条拉断或脱落，用人工将与B钢板同一侧的粗钢丝绳向下移动使销栓离开U形槽，最后向下密封环内侧进排水管A注水加压使下密封环及上密封环脱离连接段，从上密封环的C进排水孔排水和下密封环的D进排水孔排水，使上密封环和下密封环浮起，采用起吊设备将上密封环和下密封环吊出水面。

采用上述结构后，本实用新型有益效果为：本实用新型所述的一种水中支承式隧道连接段密封装置具有以下有益效果：

(1)在密封装置的防护下提供连接段浇筑施工空间；

(2)密封装置操作方便；

(3)密封装置可以回收、重复使用；

(4)密封装置安设在预制管段时引起预制管段变形受力较小。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种水中支承式隧道连接段密封装置横剖面示意图；

图2为本实用新型提供的一种水中支承式隧道连接段密封装置纵剖面示意图；

图3为本实用新型提供的一种上密封环立面示意图

图4是本实用新型提供的一种上密封环的正视示意图；

图5为本实用新型提供的上密封环的中部剖面图；

图6为本实用新型提供的上密封环底端面局部剖面图；

图7为本实用新型提供的一种下密封环立面示意图；

图8为本实用新型提供的一种下密封环的正视示意图；

图9为本实用新型提供的一种立柱底座的正视示意图

图10为本实用新型提供的一种立柱底座的剖面图；

图11为本实用新型提供的A钢板示意图；

图12为本实用新型提供的B钢板示意图；

图13为本实用新型提供的立柱示意图；

图14是图13的俯视图；

图15为本实用新型提供的粗钢丝绳、销栓和立柱底座等局部组装图；

图16为本实用新型中橡胶止水带及连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

参看如图1所示，包括上密封环1、下密封环2、立柱3、立柱底座4、粗钢丝绳5、葫芦6、横梁7、A钢板8、B钢板9、细钢丝绳10、吊环11、橡胶条13、鸡心环14、销拴15、橡胶板16、橡胶止水带17、A进排水孔18；上密封环1安设在连接段X顶部，下密封环2位于连接段X底部，立柱底座4位于上密封环1的底部两侧中间，立柱底座4的一侧与上密封环1的外侧钢板焊接牢固，立柱3通过螺栓与立柱底座4连接，两根立柱3的顶部分别安设有葫芦6，两根立柱3的顶部之间设有横梁7，横梁中间设有吊环11，下密封环2的左侧顶部中间设有两块A钢板8，下密封环2的右侧顶部中间设有两块B钢板9，A钢板8和B钢板9一侧与下密封环2的外侧钢板焊接牢固，A钢板8中间设有一个圆孔，B钢板9底部设有向下开口的U形槽12，每个U形槽12的底部设有一根橡胶条13，橡胶条13两端通过螺栓与B钢板9连接，螺栓位于U形槽的两侧，两块A钢板8之间沿线路方向有一定间距，两块B钢板9之间沿线路方线有一定间距，粗钢丝绳5的底端做成鸡心环14，鸡心环14安放在两块A钢板8之间，一个销拴15穿过两块A钢板8的园孔和鸡心环14，另一个销拴15穿过两块B钢板9的U形槽12和另一根粗钢丝绳的鸡心环14，粗钢丝绳另一端穿过立柱底座4的中心孔和葫芦6连接，每根橡胶条13与一根细钢丝绳连接，细钢丝绳10另一端固定在立柱的顶端。上密封环1、下密封环2内侧设有A进排水孔18。上密封环1的底端面和下密封环2的顶端面分别设有橡胶板16，上密封环1和前后预制管段L之间设有橡胶止水带17，下密封环2和前后预制管段L之间设有橡胶止水带17，橡胶止水带有两种方式：第一种方式是上密封环1和下密封环2的前后两端内侧分别设有橡胶止水带17，上密封环1的橡胶止水带17位置与下密封环2的橡胶止水带17的位置一致，橡胶板16侧面与橡胶止水带17底面硫化连接，橡胶止水带17分别与上密封环1、下密封环2通过螺栓连接；第二种方式是预制管段L两端分别设有环状的橡胶止水带17，橡胶止水带17与预制管段L通过螺栓连接；上密封环1和下密封环2采用封闭钢结构，上密封环1两侧底部设有C进排水孔20，下密封环2底部设有D进排水孔21；立柱3采用竖向分段拼装结构，每段立柱由四根角钢、顶部连接钢板、底部连接钢板和若干缀板焊接而成，每段立柱之间采用螺栓连接。

通过葫芦6和粗钢丝绳5将上密封环1与下密封环2初步拉合，并使上密封环1与连接段X前后预制管段L之间橡胶止水带17、下密封环2与连接段X前后预制管段L之间橡胶止水带17、上密封环1与下密封环2之间的橡胶板16初步压密止水，将位于连接段X的水通过下密封环的A进排水孔18排出，利用上密封环1和下密封环2的外侧水压力使上密封环1与连接段X前后预制管段L之间橡胶止水带17、下密封环2与连接段X前后预制管段L之间橡胶止水带17、上密封环1与下密封环2之间橡胶板16压密止水，在上密封环1和下密封环2的防护下进行连接段X浇筑施工。

等连接段X施工完后，解除粗钢丝绳5的预紧力，通过细钢丝绳10将B钢板上的橡胶条13拉断或脱落，用人工将与橡胶条13同一侧的粗钢丝绳5向下移动使栓销15离开U形槽，通过下密封环2的A进排水孔18注水加压使上密封环1和下密封环2脱离连接段X，通从上密封环1和下密封环2内排水使上密封环1和下密封环2浮起，采用起吊设备将上密封环1和下密封环2吊出水面

实施例：

如图1～图13，预制管段L外半径3.5m，连接段X隧道外半径3.5m，预制管段L沿线路方向的间距2.0m(连接段X沿线路长度2.0m)，上密封环和下密封环外半径R1＝4.10m，上密封环和下密封环内半径R2＝3.56m(3.5m+0.06m-橡胶止水带压密后的厚度)，橡胶止水带高度135mm，橡胶止水带压缩厚度＝75mm，上密封环和下密封环内侧净高H0＝3500mm+100mm＝3600mm(3500mm-隧道外半径、100mm-橡胶止水带初步压密后的截面高度，3600mm包括橡胶板的厚度，假设上密封环顶部橡胶止水带初步压缩35mm后上密封环与下密封环端面开始接触)，密封环沿线路方向长度6.0m，密封环径向厚度H1＝500mm，密封环由一块外侧钢板131、一块内侧钢板132、两块环形钢板134、若干环形钢板133、若干角钢135和两块端面钢板136焊接而成，外侧钢板131、内侧钢板132、环形钢板133和环形钢板134的厚度均为10mm，角钢135采用L100×100×10，环形钢板133的几何尺寸见图7，环形钢板134的几何尺寸见图8，其中R2＝3500mm，b＝10mm。上密封环底部和下密封环顶部结构见图6，橡胶板16的厚度为100mm。环形钢板133沿线路方向的间距为350mm，端面钢板136的几何尺寸为480mm×6000mm，厚度为10mm。

图9为立柱底座4的示意图，立柱底座由1块钢板41、2块钢板42和2块钢板43焊接而成，钢板41和钢板42的厚度为30mm，钢板42一边和上密封环焊接牢固，钢板41安设在钢板42左上方，钢板41中间设有一园孔44，园孔直径为40mm。

A钢板8的几何尺寸见图10，钢板厚30mm，A钢板8的右侧与下密封环焊接牢固，两块A钢板8之间的间距为50mm，A钢板8中间设有一园孔，园孔直径80mm。

B钢板9的几何尺寸见图11，钢板厚30mm，B钢板9的左侧与下密封环焊接牢固，B钢板9底部设有向下的U形槽，U形槽的顶部为半圆形，槽宽度80mm。

立柱采用竖向分段拼装结构，每段立柱由四根角钢32、连接钢板31和若干缀板33焊接而成，每段立柱之间采用螺栓连接，每段立柱3的结构见图12，连接钢板31的尺寸为700mm×700mm，厚度20mm，连接钢板31中心设有园孔，园孔直径60mm。角钢32为L200×200×20，角钢32长度2000mm。缀板33的尺寸500×350，钢板厚度12mm，缀板33的间距600mm。

以上所述，仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。