Способ выполнения подводных туннелей

 

Использование: при выполнении подводных туннелей и крупных трубопроводов с достижением упрощения и обеспечением безопасности ведения работ при сохранении прочностных свойств объекта. Сущность изобретения: на плавучем средстве бетонируют отдельные секции туннеля, соединяют их между собой водонепроницаемыми накладками с наружной и внутренней стороны секции с образованием в зоне торцов секций замкнутых полостей, внутри которых устраивают гибкие тяжи, соединяющие торцы смежных секций. После установки секций на дно водоема полости заполняют бетоном. В условиях возникновения в водоеме шторма торец верхней секции перекрывают водонепроницаемой диафрагмой, прикрепляют балластные емкости, соединяют трубопроводами с поплавками на поверхности. Возможен вариант с опусканием секций по опущенному на дно водоема наклонному мосту, состоящему из полых секций, при заполнении которых водой мост опускают на дно, а при заполнении воздухом поднимают его на поверхность. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к подводному строительству и может использоваться при выполнении подводных туннелей и крупных трубопроводов.

Известен способ выполнения подводного трубопровода из секций,соединенных при помощи гофровых вставок, и дальнейшего проталкивания собранного трубопровода /авт.св. СССР N 1574970, F 16 L 1/12, 1985/.

Для прокладки крупных туннелей такой способ не применим, поскольку существует большая вероятность деформации гофровых вставок при проталкивании трубопровода и отсутствуют механизмы для проталкивания трубопроводов большого диаметра, обладающих значительным весом, что усложняет производство работ.

Известен также способ выполнения туннелей закрытого поперечного сечения, состоящий из сооружения на сухом месте единичного элемента, стыкование его с ранее изготовленным элементом и постепенном продольном перемещении собранной части в погруженном в воду состоянии на шаг, соответствующий длине элемента, при этом еще не погруженная в воду часть состыкованных элементов скользит по наклонной плоскости. Процесс повторяется, пока подводный туннель не достигнет заданной длины, после чего производится посадка всего подводного туннеля на основание /заявка Франции N 2424365,кл.F 16 L 1/04, 1979/.

Недостатком этого способа, препятствующим получению требуемого результата, является трудность сборки всего туннеля и необходимость его перемещения при опускании каждой секции.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является, принятый за прототип, способ выполнения подводных туннелей путем бетонирования секций туннеля и погружения их на дно водоема с предварительным соединением секций между собой при помощи водонепроницаемых накладок, обеспечивающих образование непрерывного подводного туннеля /патент США N 3478521, кл. 61-43, 1969/.

Однако при больших размерах туннелей усложняются условия опускания трубопровода и посадки на основание и в целом производство работ за счет использования для целей погружения тросов регулируемых лебедками.Отсутствие гибких связей между секциями туннеля может привести к разрыву туннельной плети в районе стыка, что ведет к возникновению аварийной ситуации.

В основу изобретения поставлена задача осуществления такого способа выполнения подводных туннелей, при котором возможно упрощение производства работ и увеличение безопасности ведения работ при сохранении прочностных характеристик сооружаемого объекта, что может быть достигнуто путем выполнения предлагаемых в изобретении приемов стыковки секций возводимого подводного туннеля.

Поставленная задача достигается тем, что в способе выполнения подводного туннеля путем бетонирования секций и погружения их на дно с предварительным соединением секций между собой при помощи гибких водонепроницаемых накладок последние размещают с наружной и внутренней стороны секций с образованием в зоне торцов секций замкнутых полотен, внутри которых устанавливают гибкие тяжи, соединяющие торцы смежных секций. Бетонирование секций производят на плавсредстве и по мере его осуществления производят опускание каждой последующей секции путем перемещения плавсредства на длину одной секции.

В случае наступления штормовой опасности забетонированные секции опускают на дно. При этом торец последней забетонированной секции перекрывают водонепроницаемой диафрагмой, прикрепляют к секции полые балластные емкости, связанные с поплавками на поверхности воды, и опускают на дно вместе с ранее забетонированными секциями, отсекая при этом гибкие тяжи, соединяющие ее с последней секцией. Кроме того, возможен вариант, когда для опускания секций используют наклонный мост, выполненный из полых секций, гибко закрепленных между собой и плавсредством.

Между совокупностью существенных отличительных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом просматривается следующая система причинно-следственных связей.

В предлагаемом способе выполнения подводных туннелей благодаря выполнению водонепроницаемых накладок между секциями с двух сторон с образованием замкнутых полостей, в которых торцы секций соединены гибкими тяжами, резко упрощается опускание, посадка секций на основание, бетонирование стыка, обеспечивается надежное соединение секций в процессе производства работ, а после бетонирования стыка необходимые для условий эксплуатации прочность и водонепроницаемость.

Кроме того, при повышенном против допустимого волнения в водоеме в период производства работ перекрытие торца верхней секции и оборудование балластной емкостью позволяет быстро опустить все ранее забетонированные секции на дно, обеспечив при этом безопасность ведения работ.

Использование для опускания секций наклонного моста из полых секций позволяет исключить заклинивания и перекосы при опускании секций туннеля на дно водоема.

На фиг. 1 приведен продольный разрез по туннелю; на фиг. 2 поперечный разрез по А-А в зоне стыка; на фиг. 3 разрез по Б-Б; на фиг. 4 продольный разрез по туннелю в условиях шторма.

Выполнение подводного туннеля осуществляют следующим образом.

Предварительно на плавучем средстве 1 бетонируют отдельные секции 2 туннеля, соединяют их между собой водонепроницаемыми накладками 3 с наружной и внутренней стороны секции 2 так, что в зоне торцов секций образуются замкнутые полости 4, внутри которых устанавливают гибкие тяжи 5, соединяющие торцы смежных секций.

В случае, если первую секцию подводного туннеля необходимо посадить в береговой зоне, то на берегу по оси туннеля устанавливают анкерный блок, с которым тросами связывают первую секцию размещенную на плавсредстве /не показано/.

Затем плавсредство 1 перемещают на длину одной секции в сторону от берега по оси туннеля. При этом торец первой секции закрывают временной водонепроницаемой диафрагмой.

В результате перемещения первая секция повисает в водоеме, связанная гибкими тяжами 5 со второй секцией и тросами с анкерным блоком на берегу. Затем по мере бетонирования второй и далее секций 2 аналогично опускают в воду каждую последующую секцию 2 путем перемещения плавсредства 1 каждый раз на длину секции. Связанные гибкими тяжами 5 секции 2 при зависании образуют в водоеме гирлянду с криволинейной осью. По мере удаления плавсредства от берега на дно ложатся первая и затем каждая последующая секция. При этом после посадки первой секции на дно тросы, связывающие ее с анкерным блоком на берегу, отсоединяют и сопряжение первой подводной секции с береговым участком туннеля производят любым известным образом.

Бетонирование образованных в зоне торцов секций 2 полостей 4 производят путем подачи бетона с помощью бетононасоса, расположенного на плавсредстве.

В случае, если первую секцию необходимо опустить в открытом водоеме, в качестве анкерного блока используют другое плавсредство на якорях и производство работ осуществляют аналогично описанному выше.

При возникновении во время производства работ превышающего против допустимого волнения в водоеме торец последней забетонированной к тому времени секции перекрывают водонепроницаемой диафрагмой 8, прикрепляют балластные емкости 9, отсекают гибкие тяжи 5, связывающие ее с последующей секцией, и опускают на дно гирлянду секций. При этом балластные емкости 9 соединяют трубопроводами 10 с поплавками 11 на поверхности водоема, а поплавки 11 тросами 12 с последней опущенной на дно секцией для корректировки процесса поднятия секций после окончания шторма, который ведут путем заполнения воздухом через трубопроводы 10 балластных емкостей 9. После всплытия при помощи заполненных воздухом емкостей 9 последней секции поднимается и вся гирлянда ранее забетонированных секций и процесс производства работ по подводному туннелю продолжается.

С целью исключения заклинивания и перекосов возможен вариант выполнения подводного туннеля с помощью наклонного моста. Наклонный мост состоит из полых секций 13, гибко соединенных между собой и закрепленных на плавсредстве 1. На поверхности полых секций 13 укрепляют направляющие в виде полозьев или роликов, по которым скользят секции 2 при опускании и передвижении судна, а вместе с ним и наклонного моста. Для придания мосту вида гирлянды с криволинейной осью нижнюю полую секцию моста заполняют балластной водой и она скользит по дну, а одну /или несколько/ промежуточных полых секций 13 также заполняют балластной водой так, чтобы мост сохранил положительную плавучесть и принял криволинейную форму.

Предлагаемый способ выполнения подводных туннелей позволяет упростить производство работ по устройству крупных подводных туннелей, обеспечить безопасность ведения работ во время шторма, а также повысить надежность работы стыковых соединений в эксплуатационный период.

Формула изобретения

1. Способ выполнения подводного туннеля путем бетонирования секций и погружения их на дно водоема с предварительным соединением секций между собой при помощи гибких водонепроницаемых накладок, отличающийся тем, что бетонирование секций осуществляют на плавсредстве, водонепроницаемые накладки размещают с наружной и внутренней сторон секции с образованием в зоне торцов секций замкнутых полостей, внутри которых устанавливают гибкие тяжи, соединяющие торцы смежных секций, и по мере бетонирования секций производят опускание каждой последующей секции путем перемещения плавсредства на длину одной секции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при наступлении штормовой опасности торец последней забетонированной секции перекрывают водонепроницаемой диафрагмой, прикрепляют к секции полые балластные емкости, связанные с поплавками на поверхности воды, и опускают на дно вместе с заранее забетонированными секциями, при этом отсекая гибкие тяжи, соединяющие ее с последующей секцией.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что опускание секций производят по наклонному мосту, выполненному из полых секций, гибко закрепленных между собой и плавсредством.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4