技術領域

本發明涉及一種沉管法隧道管節浮運船舶編隊方法，屬于沉管法隧道管節浮運領域。

背景技術

沉管法隧道施工包括管節預制、出塢、浮運、沉放安裝、管內施工等工序，其中管節浮運明顯受施工區域的水流速度、浮運距離、航道水深及寬度、水上構筑物分布情況影響。目前國內施工的沉管法隧道有以下特點：大部分位于沿海地區，其施工水域的明顯特征為日潮、半日潮特征，即存在流速緩慢的平潮期，其施工要求的水文條件窗口期有足夠的保證；大部分沉管法隧道管節預制干塢采用軸線干塢或軸側干塢，管節浮運距離短；需要進行長距離管節浮運的沉管法隧道工程，其航道通常有著良好的寬度及水深條件。而在內河流域進行長距離沉管法隧道管節浮運施工時，可出現以下工況：枯水期時水位低、流速慢，洪水期時水位高、流速快，與管節浮運要求的高水位、低流速存在矛盾，施工要求的水文條件窗口期無法保證；航道滿足管節浮運的寬度受水位影響，水位低、流速低時航道狹窄；管節浮運區域存在較多的橋梁，航道寬度受橋梁通航孔寬度影響。

現有技術中，在較大流速、狹窄航道進行需通過橋梁通航孔的長距離沉管法隧道管節浮運的施工方法尚屬空白。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的技術問題，提出一種沉管法隧道管節浮運船舶編隊方法，能夠在較大流速、狹窄航道、存在橋梁通航孔等不利因素下進行長距離管節浮運，并保證浮運的穩定性及安全性。

本發明所述一種沉管法隧道管節浮運船舶編隊方法為：沉管管節浮運拖帶船舶選用全回轉拖輪，其中一部分拖輪在沉管管節側邊旁拖，另外一部分拖輪在沉管管節管首或管尾吊拖；所述旁拖拖輪的螺旋槳須突出沉管管節端頭。

一、當沉管管節垂直水流方向前進時：旁拖拖輪主要提供水流抵抗力，吊拖拖輪提供沉管管節前進動力，并輔助提供水流抵抗力。

二、當沉管管節平行水流方向前進時：沉管管節管頭吊拖拖輪提供管節前進動力并控制前進方向，沉管管節管尾吊拖拖輪提供水流抵抗力，旁拖拖輪視實際情況提供前進動力或水流抵抗力并輔助控制前進方向。

三、當沉管管節平行水流方向前進，并通過橋梁通航孔時：沉管管節管頭吊拖拖輪提供沉管管節前進的主要動力；沉管管節管頭吊拖拖輪及旁拖拖輪共同控制前進方向；沉管管節管尾吊拖拖輪調整拖纜長度為一長一短，向內靠攏以減少編隊總寬度，提供水流抵抗力。

優選的，所述拖輪數量為5艘，當沉管管節垂直水流方向前進時，其中1艘在沉管管節管頭吊拖，2艘在沉管管節管尾吊拖，2艘旁拖；當沉管管節垂直水流方向前進時及過橋梁通航孔時：其中1艘在沉管管節管頭吊拖，2艘在上游沉管管節管側吊拖，2艘在下游沉管管節管側旁拖。

優選的，所述拖輪為4000HP全回轉拖輪，正拖力、倒拖力、正頂力均不小于400kN，側推力、側拉力均不小于200kN。

本發明的有益效果是：本發明的船舶編隊在管節橫斷面迎流或縱斷面迎流時均可以有效的抵抗較大的水流力，在較大流速條件下，能夠確保沉管管節浮運工安全順利進行，大大增加了沉管管節浮運窗口期；拖航編隊總寬度小，可以通過狹窄的航道及橋梁通航孔；控制性能好，可以在轉彎半徑較小的航道中進行沉管管節浮運。

附圖說明

圖1是本發明沉管管節拖帶方向與水流方向垂直時的船舶編隊示意圖；

圖2是本發明沉管管節拖帶方向與水流方向一致時的船舶編隊示意圖；

圖3是本發明沉管管節拖帶通過橋梁通航孔時的船舶編隊示意圖；

其中：1為拖輪；2為沉管管節；3為沉管管節拖帶方向；4為水流方向；5為橋墩。

具體實施方式

下面結合實例及附圖對本發明的具體實施方式進行詳細描述。

實例：對于水下尺寸為115m長×8.3m高×30m寬的沉管管節，其縱斷面面積A=115×8.3=954.5㎡、橫斷面面積B=8.3×30=249㎡，在水密度ρ=1t/m3、水流速度V=0.8m/s、寬度70m的浮運航道中拖帶，當沉管管節縱斷面迎流時（水流方向垂直于拖帶方向），受到的近似水流力F=ρV²A=611kN；當沉管管節橫斷面迎流時（水流方向平行于拖帶方向），受到的近似水流力F=ρV²B=159kN；航道中最窄橋梁通航孔寬度為60m；拖輪選用5艘4000HP全回轉拖輪。