一种跨水悬浮隧道的制作方法

本发明涉及水下隧道相关的设备领域，具体而言，涉及一种跨水悬浮隧道。

背景技术：

1、水中悬浮隧道一般由浮在水中一定深度的管状结构、支撑系统 及与两岸的构筑物组成，其中支撑系统包括锚固在海底基础上的锚缆、墩柱或水上的浮箱，管状结构的空间较大，足以适应道路和铁道交通的要求，是交通运输工具跨越被深水分隔的两岸之间的一种新型结构物，适用于所有需在水中穿行的交通运载工具，可通行火车、汽车、小型机动车和行人，还可以做成穿设各种管道和电缆的服务通道。

2、悬浮隧道研究中，根据悬浮隧道自身重力与所受浮力之间的关系，提出的结构型式大致可分为三类：浮筒式、锚固式、墩柱式。浮筒式悬浮隧道是通过锚索或锚链把隧道悬挂于水面的浮筒上，隧道重力大于浮力，垂直方向受潮位涨落影响很大；锚固式悬浮隧道是通过张力腿或锚索把隧道锚固于海床以下的锚锭基础上，隧道重力小于浮力，隧道会在水动力作用下发生位移或晃动；墩柱式其实是支承在水下墩柱上的隧道桥，施工难度大且造价昂贵。

3、为了使悬浮隧道受力更为合理，例如浮筒式和垂拉、斜拉提供给隧道水平方向的约束力较低，同时，水平方向和垂直方向的抗弯曲模量均受限，建造一条既能确保隧道水平、竖直方向约束较强，有较大的抗弯曲模量，才能更好的满足安全交通需求，本发明提供一种浮筒式隧道结构为基础，结合锚固和设置部分墩柱的结构，以克服上述施工难度大且造价昂贵、受力不均匀的问题。

技术实现思路

1、本发明提出了一种新的跨水悬浮隧道，用以解决上述的技术问题之一。

2、有鉴于此，本发明提出了一种新的跨水悬浮隧道，包括分别设置在水域两边的海岸上的锚索墙基，两组所述锚索墙基之间设置有相互联通的多组隧道本体；所述锚索墙基的中部设置有隧道出入口，所述隧道出入口的外周侧壁上均匀设置有多条连接缆索，相邻的两个连接缆索之间均设置有弹性安装杆；任一一组所述隧道本体的侧壁上均匀设置有多组贯通的穿索孔，相邻的两组所述穿索孔之间设置有定位连接孔；每条所述连接缆索的一端设置在一侧海岸上的所述隧道出入口的外周侧壁上，每条所述连接缆索的另一端顺序穿过多个所述隧道本体的所述穿索孔后，设置在另一侧海岸上的所述隧道出入口的外周侧壁上；相邻的两组所述隧道本体之间的定位连接孔内也设置有所述弹性安装杆，所述隧道本体与所述隧道出入口的连接端也设置有所述弹性安装杆，每组所述隧道本体的两侧对称式设置有立式墩柱，每组所述立式墩柱的底部均插设在海床上，两组所述立式墩柱的外侧均设置有接地的一号斜拉索，两组所述立式墩柱的顶部之间设置有一号横拉索，所述隧道本体两侧的外侧壁上对称设置有两组二号斜拉索和两组二号横拉索。

3、上述技术方案中，在两岸的岸边分别建造用于锚定贯穿隧道本体的侧壁的高强度的连接缆索的锚索墙基，并将两岸的锚索墙基作为整个隧道的进口和出口；而且，整个隧道由多组隧道本体拼装成型，相邻的两组隧道本体在通过连接缆索组装的同时，也通过弹性安装杆进行连接，能够有弹性的为隧道本体提供隧道轴向牵拉力，另外，在每组隧道本体的两侧分别设置多角度牵拉的立式墩柱，能够有效为隧道本体提供有效的竖向、斜向、横向牵拉，提高了隧道本体多方向的弹性约束力，以进一步满足安全交通的需求。

4、优选地，两组所述立式墩柱的外侧壁同高度均设置有一号滑轮组和二号滑轮组，所述二号横拉索的中部环设在所述一号滑轮组上，所述二号横拉索的端部设置在所述隧道本体的外侧壁上，所述二号斜拉索的端部设置在所述隧道本体的外侧壁上，所述二号斜拉索的中部环设在所述二号滑轮组上。

5、上述技术方案中，二号横拉索套设在一号滑轮组上，具体地，一个一号滑轮组包括一个一号定滑轮和两个一号导向轮，每组二号横拉索的中部套设在一号定滑轮上，每组二号横拉索的两端分别沿两个一号导向轮设置在隧道本体的侧壁上；一个二号滑轮组包括一个设置在一号定滑轮外侧的一个二号定滑轮，以及两个竖向设置在立式墩柱上的二号导向轮，每组二号斜拉索的中部套设在二号定滑轮上，每组二号斜拉索的两端分别沿两个二号导向轮设置在隧道本体的侧壁上，在提供牵拉力的同时，提供可移动空间，能够有效降低海浪波动影响隧道本体。

6、优选地，所述隧道本体的底部外侧壁上向下设置有水下连梁，所述水下连梁的两侧设置有三号横拉索的一端，所述三号横拉索的另一端设置在所述立式墩柱上，或者所述三号横拉索的另一端设置在经过立式墩柱的缆索上；所述水下连梁的底部设置有水下缓冲平衡装置。

7、上述技术方案中，隧道本体的底部设置有一组或多组水下连梁，用于连接水下缓冲平衡装置。

8、优选地，所述水下缓冲平衡装置包括至少一组十字交叉的安装梁，每组所述安装梁上均设置有多角度倾斜的轮轴，每组轮轴的中部固定在所述安装梁上，每组所述轮轴的两端均对称设置有叶轮。

9、上述技术方案中，水下缓冲平衡装置上的叶轮对称设置，能够有效降低海浪、载荷变化对隧道的影响。

10、优选地，所述隧道出入口和所述隧道本体的内侧底部均设置有路基，所述路基向上至隧道本体的顶部设置有两组通道隔离壁，两组所述通道隔离壁之间设置有铁路通道，两组所述通道隔离壁的外侧均设置有公路通道。

11、优选地，所述铁路通道的底部设置有异型铁路轨道。

12、上述技术方案中，在隧道本体内部两侧为公路通道，既可以行走小型车辆，也可以在公路通道外设置应急车道，在应急车道内设置轨道式机械臂、吊装、救援、转运平板车。

13、优选地，跨水悬浮隧道还包括多组跨岸索缆，每组所述跨岸索缆的一端设置在一侧海岸上的所述锚索墙基上，每组所述跨岸索缆的另一端顺序穿过每组所述立式墩柱后，设置在另一侧海岸上的所述锚索墙基上。

14、上述技术方案中，将隧道本体固定在有立式墩柱的地方，在没有设置立式墩柱的位置处，将隧道本体固定在穿设在两侧立式墩柱上的多道跨岸索缆上，能够充分利用立式墩柱对悬浮隧道具有较强的稳固作用，让这个较强的稳固作用充分发挥、辐射到其他没有立式墩柱支撑的空挡地段，把悬浮隧道固定在穿设在立式墩柱上的多道跨岸索缆上，减少立式墩柱的建造数量，降低工程造价。

15、优选地，跨水悬浮隧道还包括救援平台和换气竖井，所述救援平台通过所述换气竖井连通于所述隧道本体。

16、上述技术方案中，换气竖井通过救援平台连通水面上的空气，一方面方便提供氧气和空气流通，另一方面也方便外界对隧道内部实时救援作业。

17、优选地，所述换气竖井的顶部设置有上球头，所述换气竖井的底部设置有下球头，所述换气竖井包括上筒组件和下筒组件，所述上筒组件活动式插设在所述下筒组件的顶部内侧，进行套接。

18、优选地，所述上筒组件包括上插内筒、上插中筒和上插外筒，所述下筒组件包括下插内筒、下插中筒和下插外筒，所述上插内筒与所述下插内筒的接触面、所述上插中筒与所述下插中筒的接触面、所述上插外筒与所述下插外筒的接触面上均设置有耐磨弹性圈；上述各个筒壁的相邻耐磨弹性圈之间设置有通气孔和润滑油注入孔，以有效防止耐磨弹性圈被封闭的气体顶出圈槽，所述救援平台和所述隧道本体上均设置有球头插槽基座，所述换气竖井顶部的上球头插入与救援平台底部连接的球头插槽基座内，所述换气竖井的所述下球头插入隧道本体上设置的球头插槽基座内。

19、上述技术方案中，上球头和下球头均与球头插槽基座连接，球头插槽基座的直径大于上球头和下球头的直径，使得换气竖井的端部连接实现软连接，以避免过刚易折的问题。

20、优选地，为防止隧洞崩溃式透水，最大限度地保护没有进水的隧洞内的人车安全，在两旁的公路隧洞内的路面上设置隐藏式的应急隔离门，应急隔离门与隧洞的截面形状相似，平时作为路面使用，遇有崩溃式透水事故时，该隐藏式隔离门迅速弹起，与隧洞进行契合式封闭，并与隧洞内上部的锁定机构相对接，形成一堵隔离墙，防止透水殃及其他。该隔离门由钢板制作，钢板的底部边沿为门合页式的转动轴，该转动轴固定在隧道体牢固连接。门的背面为液压顶联杆，液压顶联杆由伺服电机驱动，伺服电机由自动感知、分析模块构成，注意在安装有隐藏式隔离门的地方的隧道顶部，隔热钢板内侧的空间，以及路面下部的下水道空间均实行竖隔板分开，以防水流相互串通。

21、优选地，跨岸索缆及隧道本体外周表面喷涂铁氟龙涂层。

22、与现有技术相比，本发明的优点在于，通过设置多组弹性连接的隧道本体，并在隧道本体两侧设置立式墩柱，借助锚索墙基、连接缆索和跨岸索缆的设置，有效确保了隧道水平、竖直方向的强约束力，同时也保障了较大的抗弯曲模量，有效满足了水下安全交通的需求。