CN108216272A - 一种水下管道运输***及其架设方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下管道运输***及其架设方法，该***包括：第一站台、第二站台、水下桥结构、管道和抽真空***；其中，水下桥结构，适配架设于水下，用于承载管道；管道，适配架设于水下桥结构上，且位于第一站台和第二站台之间，用于为车辆提供水下运行通道，以使车辆作为第一站台和第二站台之间的运输载体在水下运行通道中行进；抽真空***，与第一站台、第二站台中的至少之一、以及管道适配设置，用于将管道的内部进行抽真空处理，以使管道内部达到真空状态。本发明的方案，可以克服现有技术中受环境影响大、成本高和可靠性低等缺陷，实现不受天气影响、成本低和可靠性高的有益效果。

Description

一种水下管道运输***及其架设方法

技术领域

本发明属于交通技术领域，具体涉及一种水下管道运输***及其架设方法。

背景技术

目前跨水域交通出行方式，主要有轮船、飞机、桥梁和隧道多种形式。其中，轮船在江河、海峡等两岸之间，用机动船运载车辆、旅客，以连接两岸交通的运输设备。因为水中阻力大，因此轮船是运行速度最慢的交通工具，而且轮船受天气影响比较大，大雾、大雨、台风等极端天气，都会造成停航，给乘客出行带来极大的不便，可见，轮船的安全性能低。

而飞机运力有限，而且受天气影响比较大。

另外，桥梁造价高，对航道影响比较高，动辄桥梁高度需要超过百米，使得成本激增。高度增加后横风带来相当大的安全隐患。而且桥梁影响环境美观性。

还有，隧道造价也比较高，虽然不受天气影响，但是长达隧道所带来的通风问题、空气动力学问题，一直困扰着隧道设计及施工方。

因此，急需一种新型的运输***，来改变目前水下交通的困境。

可见，现有技术中，存在受环境影响大、成本高和可靠性低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种水下管道运输***及其架设方法，以解决现有技术中轮船、飞机等交通方式在跨水域交通出行时受天气影响较大的问题，达到不受天气影响的效果。

本发明提供一种水下管道运输***，包括：第一站台、第二站台、水下桥结构、管道和抽真空***；其中，所述水下桥结构，适配架设于水下，用于承载所述管道；所述管道，适配架设于所述水下桥结构上，且位于所述第一站台和所述第二站台之间，用于为车辆提供水下运行通道，以使所述车辆作为所述第一站台和所述第二站台之间的运输载体在所述水下运行通道中行进；所述抽真空***，与所述第一站台、所述第二站台中的至少之一、以及所述管道适配设置，用于将所述管道的内部进行抽真空处理，以使所述管道内部达到真空状态。

可选地，所述第一站台和所述第二站台，分别适配设置在跨水域环境下相对两岸的陆地上。

可选地，所述第一站台、所述第二站台中的至少之一，包括：单层结构或多层结构；和/或，所述第一站台、所述第二站台中至少之一的数量，为一个或两个以上。

可选地，所述水下桥结构，包括：桥桩和承台；其中，所述桥桩，固定安装于水下的岩石层中，用于支撑所述承台；所述承台，适配架设于所述桥桩上，用于承载所述管道。

可选地，所述管道，包括：真空管道；和/或，所述管道，呈多节设置；相邻两节所述管道对接，且其对接处密封设置；和/或，所述管道，包括：管道壁，以及适配设置在所述管道壁内部的轨道、电缆、管廊、逃生通道中的至少之一；其中，所述管道壁，包括：钢管、复合管中的至少之一。

可选地，所述车辆，包括：适配设置的车身、车门和车辆行走机构；和/或，所述车辆，包括：磁悬浮列车、轮轨列车中的至少之一。

可选地，其中，在所述车身内部，还适配设置有环氧生控***、照明***、通信***、安防***、娱乐***中的至少之一；和/或，所述车身的内部环境，包括：能够供生命体正常生存的大气压力；和/或，所述车身、所述车门中的至少之一，采用密封结构设置。

与上述***相匹配，本发明还提供一种水下管道运输***的架设方法，包括：用于架设以上所述的水下管道运输***，其架设方法包括：架设所述水下桥结构；在所述水下桥结构上架设所述管道；设置所述第一站台和所述第二站台，并将所述第一站台和所述第二站台与所述管道适配连接。

可选地，还包括：当所述管道呈多节设置时，对相邻两节所述管道之间的对接处进行密封处理；和/或，在所述管道内部铺设所述车辆运行所需的轨道、电缆中的至少之一；和/或，在所述管道内部适配设置管廊、逃生通道中的至少之一；和/或，对所述管道进行抽真空处理。

可选地，架设所述水下桥结构，包括：在水下预制桥桩，将所述桥桩打入水下的岩石层中并进行固定；在所述桥桩上浇筑得到承台，或在所述桥桩上安装预先预制的承台；将预制的所述管道沉放在所述承台上并进行固定；和/或，在所述水下桥结构上架设所述管道，包括：采用沉管法、盾构法中的至少一种架设方式，将所述管道架设于所述水下桥结构上。

本发明的方案，通过使水下车辆在水下桥上运行，可以解决现有轮船、飞机等交通方式在跨水域交通出行时受天气影响较大，而且经济性及环保型不足等问题。

进一步，本发明的方案，通过以真空车辆作为水下车辆，可以解决长达隧道通风问题，以及桥梁成本、航道等问题。

由此，本发明的方案，通过使真空车辆在水下运行，解决现有技术中轮船、飞机等交通方式在跨水域交通出行时受天气影响较大的问题，从而，克服现有技术中受环境影响大、成本高和可靠性低的缺陷，实现不受天气影响、成本低和可靠性高的有益效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的水下管道运输***的一实施例的结构示意图；

图2为本发明的***中水下桥结构的一实施例的结构示意图；

图3为本发明的***中水下车辆的一实施例的结构示意图；

图4为本发明的水下管道运输***的另一实施例的结构示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-第一站台；2-水；3-车辆；4-管道；5-岩石层；6-桥桩；7-第二站台；8-承台；9-车身；10-车门；11-车辆走行机构；12-抽真空***。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种水下管道运输***。该水下管道运输***可以包括：第一站台1、第二站台7、水下桥结构、管道4和抽真空***12。

其中，所述水下桥结构，适配架设于水下，可以用于承载所述管道4。所述管道4，适配架设于所述水下桥结构上，且位于所述第一站台1和所述第二站台7之间，可以用于为车辆3提供水下运行通道，以使所述车辆3作为所述第一站台1和所述第二站台7之间的运输载体在所述水下运行通道中行进。所述抽真空***12，与所述第一站台1、所述第二站台7中的至少之一、以及管道4适配设置(参见图4所示的例子)，用于将管道4的内部进行抽真空处理，以使管道4内部达到真空状态。该水下管道运输***，可以去除管道4内部的部分空气，达到真空状态，以减少空气阻力，减小管道截面，从而达到节约建设成本、降低运行能耗等效果。

例如：参见图1至图4所示的例子，一种新型水下管道运输***，可以包括：可以用于承载乘客及货物的载体即车辆3，所述车辆3的运行基础即管道4，乘客及货物的转运集散地即站台(例如：第一站台1、第二站台7)，以及其它附属设备。

例如：该新型水下管道运输***，可以包括：第一站台1、车辆3、管道4、桥桩6、第二站台7等。

例如：车辆3提供了货物和乘客的载体。

由此，通过第一站台、第二站台、水下桥结构和管道的适配设置，为车辆在水下运行提供了运行通道，且不受天气影响，也不会干扰航道，运行可靠性和安全性有了很好的保障。

在一个可选例子中，所述第一站台1和所述第二站台7，分别适配设置在跨水域环境下相对两岸的陆地上。

例如：第一站台1及第二站台7分别设在两个站点的陆地上，具有乘客或货物集散换乘、安检、车辆检修、日常维护、等功能。

由此，通过将站台设置在跨水域的相对两岸，可以实现两岸之间水下通行，便捷性好，且安全性好。

在一个可选例子中，所述第一站台1、所述第二站台7中的至少之一，可以包括：单层结构或多层结构。

例如：第一站台1及第二站台7，可以是单层或多层结构。

由此，通过多层或单层结构的站台，可以适用于多种场合，可以满足多种通行量的通行需求，适用范围广，人性化好。

在一个可选例子中，所述第一站台1、所述第二站台7中至少之一的数量，为一个或两个以上。

由此，通过多种数量的站台，可以提高进站和出站效率，也可以延伸或拓展水下交通网，使用灵活性和便捷性均较好。

在一个可选例子中，所述水下桥结构，可以包括：桥桩6和承台8。

其中，所述桥桩6，固定安装于水下的岩石层5中，可以用于支撑所述承台8。所述承台8，适配架设于所述桥桩6上，可以用于承载所述管道4。

例如：因为利用了水下桥技术，利用了水的浮力，相应减小了载荷，节约建设成本。

由此，通过桥桩和承台的适配设置，可以结合水的浮力对管道进行承载，可靠性高，安全性好，且所需载荷小，成本低。

在一个可选例子中，所述管道4，可以包括：真空管道。

例如：通过建造水下管道(例如：管道4)，将两端(例如：第一站台1和第二站台7这两个站点)连接，并去除管道(例如：管道4)内部的部分空气，以使管道内部的气压状态达到小于一个大气压的状态，即达到真空状态，并在其内部运行特制车辆，进行货物及乘客转运。

由此，因为管道4内部去除了部分空气，即相当于去除了空气阻力，因此其管道截面可以尽可能小，以节约建设成本。而且运行过程中可以节约运行能耗。

在一个可选例子中，所述管道4，呈多节设置。相邻两节所述管道4对接，且其对接处密封设置。

由此，通过多节设置，方便运输和架设，也方便调整架设路线，便捷性好，可靠性高。

在一个可选例子中，所述管道4，可以包括：管道壁，以及适配设置在所述管道壁内部的轨道、电缆、管廊、逃生通道中的至少之一。

其中，所述管道壁，可以包括：钢管、复合管中的至少之一。

由此，通过多种形式的管道壁，并在管道壁中根据使用需求进行多种配置，可以更加方便车辆运行和人员运送，可靠性高，人性化好。

在一个可选例子中，所述车辆3，可以包括：适配设置的车身9、车门10和车辆行走机构11。

例如：车辆3，可以包括：车身9、车门10及车辆走行机构11，主要负责将货物或乘客从两站点的一端运送至另一端。

由此，通过车身、车门和车辆行走机构的适配设置，使得车辆在水下运行安全、可靠，且便捷。

在一个可选例子中，所述车辆3，可以包括：磁悬浮列车、轮轨列车中的至少之一。

例如：车辆3可以是磁悬浮车辆、轮轨车辆等其它形式。

由此，通过多种形式的车辆，可以提升水下通行的灵活性和便捷性。

可选地，在所述车身9内部，还适配设置有环氧生控***、照明***、通信***、安防***、娱乐***中的至少之一。

例如：车辆3的内部可以包含有环氧生控、照明等必需***。

由此，通过多种***的适配设置，使得水下通行更加安全，更加人性化。

可选地，所述车身9的内部环境，可以包括：能够供生命体正常生存的大气压力。

由此，通过提供适于生命体的内部环境，可以保证乘客安全，人性化好，可靠性高。

可选地，所述车身9、所述车门10中的至少之一，采用密封结构设置。

例如：因管道4内部为真空环境。因此车身9内部环境为可以供人正常生存的大气压力，车身9、车门10采用全密封结构。

由此，采用密封结构设置，使得车辆在水下运行的安全性可以得到保障，人性化好；还有利于提升通行效率，减少能源耗费。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，至少可以达到的有益效果可以包括：

(1)全密封管道，不受天气影响，全天候运行。

(2)真空管道，去除部分空气，减少空气阻力，可以使管道截面尽可能的小，降低建设成本。

(3)真空管道，去除部分空气，减少空气阻力，减少运行能耗，节约能源。

(4)水下桥技术，利用水的浮力，减少载荷，节约建设成本。

根据本发明的实施例，还提供了对应于水下管道运输***的一种水下管道运输***的架设方法。该水下管道运输***的架设方法，可以用于架设以上所述的水下管道运输***，其架设方法可以包括：

步骤1、架设所述水下桥结构。

可选地，步骤1中架设所述水下桥结构，可以包括：

步骤11、在水下预制桥桩6，将所述桥桩6打入水下的岩石层5中并进行固定。

步骤12、在所述桥桩6上浇筑得到承台8，或在所述桥桩6上安装预先预制的承台8。

步骤13、将预制的所述管道4沉放在所述承台8上并进行固定。

例如：在水下制作桥桩6，将其打入水下岩石层(例如：水2之下的岩石层5)固定，并在桥桩6上浇筑或安装承台8，然后将预制管道沉放在承台之上，固定预制管道。在接头处利用密封圈或密封胶或浇筑工艺，进行密封处理。管道4内部铺设列车运行所需要的轨道、电缆等，并设置有管廊、逃生管道等必需***。因为有水的浮力存在，因此可以相应减少桥桩及承台的承力要求，从而降低建设成本。

步骤2、在所述水下桥结构上架设所述管道4。

可选地，步骤2中在所述水下桥结构上架设所述管道4，可以包括：采用沉管法、盾构法中的至少一种架设方式，将所述管道4架设于所述水下桥结构上。

例如：管道4采用适配于水下桥结构的结构。

例如：管道4亦可以采用沉管法、盾构法等多种架设方式进行架设。管道4的材料可以是钢管、复合管等多种形式。

步骤3、设置所述第一站台1和所述第二站台7，并将所述第一站台1和所述第二站台7与所述管道4适配连接。

例如：例如：通过建造水下管道4，将第一站台1及第二站台7两个站点连接。

在一个可选实施方式中，还可以包括：当所述管道4呈多节设置时，对相邻两节所述管道4之间的对接处进行密封处理。

在一个可选实施方式中，还可以包括：在所述管道4内部铺设所述车辆3运行所需的轨道、电缆中的至少之一。

可选地，在所述管道4内部适配设置管廊、逃生通道中的至少之一。

在一个可选实施方式中，还可以包括：对所述管道4进行抽真空处理。

例如：然后去除管道4内部部分空气，从而达到真空状态，管道内部运行车辆3，完成货物或乘客的运输。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图3所示的***的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，因为去掉了部分空气，管道4内部空气分子极其稀薄，从而可以相应提高隧道阻塞比，使得管道4内净空尽可能的小，从而大大降低了隧道截面，最终极大的节约了建设成本；而且去除管道内部部分真空以后，极大的降低了车辆运行时的空气阻力，减少了克服空气阻力所做的功，从而节约了运行能耗。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种水下管道运输***，其特征在于，包括：第一站台(1)、第二站台(7)、水下桥结构、管道(4)和抽真空***(12)；其中，

所述水下桥结构，适配架设于水下，用于承载所述管道(4)；

所述管道(4)，适配架设于所述水下桥结构上，且位于所述第一站台(1)和所述第二站台(7)之间，用于为车辆(3)提供水下运行通道，以使所述车辆(3)作为所述第一站台(1)和所述第二站台(7)之间的运输载体在所述水下运行通道中行进；

所述抽真空***(12)，与所述第一站台(1)、所述第二站台(7)中的至少之一、以及所述管道(4)适配设置，用于将所述管道(4)的内部进行抽真空处理，以使所述管道(4)内部达到真空状态。

2.根据权利要求1所述的水下管道运输***，其特征在于，所述第一站台(1)和所述第二站台(7)，分别适配设置在跨水域环境下相对两岸的陆地上。

3.根据权利要求1或2所述的水下管道运输***，其特征在于，所述第一站台(1)、所述第二站台(7)中的至少之一，包括：单层结构或多层结构；

和/或，

所述第一站台(1)、所述第二站台(7)中至少之一的数量，为两个以上。

4.根据权利要求1-3之一所述的水下管道运输***，其特征在于，所述水下桥结构，包括：桥桩(6)和承台(8)；其中，

所述桥桩(6)，固定安装于水下的岩石层(5)中，用于支撑所述承台(8)；

所述承台(8)，适配架设于所述桥桩(6)上，用于承载所述管道(4)。

5.根据权利要求1-4之一所述的水下管道运输***，其特征在于，所述管道(4)，包括：真空管道；

和/或，

所述管道(4)，呈多节设置；相邻两节所述管道(4)对接，且其对接处密封设置；

和/或，

所述管道(4)，包括：管道壁，以及适配设置在所述管道壁内部的轨道、电缆、管廊、逃生通道中的至少之一；其中，所述管道壁，包括：钢管、复合管中的至少之一。

6.根据权利要求1-5之一所述的水下管道运输***，其特征在于，所述车辆(3)，包括：适配设置的车身(9)、车门(10)和车辆行走机构(11)；

和/或，

所述车辆(3)，包括：磁悬浮列车、轮轨列车中的至少之一。

7.根据权利要求6所述的水下管道运输***，其特征在于，其中，

在所述车身(9)内部，还适配设置有环氧生控***、照明***、通信***、安防***、娱乐***中的至少之一；

和/或，

所述车身(9)的内部环境，包括：能够供生命体正常生存的大气压力；

和/或，

所述车身(9)、所述车门(10)中的至少之一，采用密封结构设置。

8.一种水下管道运输***的架设方法，其特征在于，用于架设如权利要求1-7任一所述的水下管道运输***，其架设方法包括：

架设所述水下桥结构；

在所述水下桥结构上架设所述管道(4)；

设置所述第一站台(1)和所述第二站台(7)，并将所述第一站台(1)和所述第二站台(7)与所述管道(4)适配连接。

9.根据权利要求8所述的水下管道运输***的架设方法，其特征在于，还包括：

当所述管道(4)呈多节设置时，对相邻两节所述管道(4)之间的对接处进行密封处理；

和/或，

在所述管道(4)内部铺设所述车辆(3)运行所需的轨道、电缆中的至少之一；和/或，

在所述管道(4)内部适配设置管廊、逃生通道中的至少之一；

和/或，

对所述管道(4)进行抽真空处理。

10.根据权利要求8或9所述的水下管道运输***的架设方法，其特征在于，架设所述水下桥结构，包括：

在水下预制桥桩(6)，将所述桥桩(6)打入水下的岩石层(5)中并进行固定；

在所述桥桩(6)上浇筑得到承台(8)，或在所述桥桩(6)上安装预先预制的承台(8)；

将预制的所述管道(4)沉放在所述承台(8)上并进行固定；

和/或，

在所述水下桥结构上架设所述管道(4)，包括：

采用沉管法、盾构法中的至少一种架设方式，将所述管道(4)架设于所述水下桥结构上。