CN109518674B - 一种人工岛节段、装配式人工岛及装配式人工岛的建造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工岛节段、装配式人工岛及其建造方法，其中人工岛节段包括预制件的本体，本体设有内腔体；装配式人工岛包括至少两个人工岛节段，相邻两个人工岛节段相互连接。本发明的人工岛节段包括预制结构件的本体，以及在本体内设有的内腔体，该装配式人工岛包括各个人工岛节段预制结构件，因此可以事先进行分段预制，然后再拖运至待安装位置并进行拼装，相对于现有通过抛石斜坡、围堰筑岛和深插大直径钢圆筒筑岛方式，减少了水上作业、水底基础开挖量，也取消了深基坑，减少了地基处理工作量，降低了环境影响、减少了施工难度、节约了施工时间，对通航带来影响也较小，降低了成本较低，可以适应各种不同地基土质的工况，适应性强。

Description

一种人工岛节段、装配式人工岛及装配式人工岛的建造方法

技术领域

本发明涉及一种人工岛技术领域，特别涉及一种人工岛节段、装配式人工岛及其建造方法，以及一种海上通道。

背景技术

人工岛广泛应用于填海造地、石油钻井、交通运输技术领域，现有人工岛的建造一般是通过抛石构造斜坡提成型人工岛，或者通过围堰的方式筑岛成型人工岛，或者通过深插大直径钢圆筒已形成平底筑岛成型人工岛。

其中通过抛石构成斜坡和围堰筑岛的方式，需要对水底基础进行处理得比较平整，而且处理方式也比较复杂，产生的噪音多，环境影响大、工序也比较复杂、工期也比较长，同时施工时的阻水较大，施工也比较困难；另外，为了保证正常施工，经常需要对水面禁行，对通航影响也比较大。如果采用大直径钢圆筒筑岛，需要较高的工业化条件，并且加工大直径钢圆筒需要大量的钢结构的加工和驳运，并且将大直径钢圆筒通过打桩的方式打入海底，工序也比较复杂，施工也比较困难，需要大型施工设备，成本较高，同时其主要适用于水底软土地质工况环境，适应性较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的人工岛通过抛石斜坡和围堰筑岛的方式，工序复杂、噪音较多、对环境影响较大、施工困难、常常对通航带来较大影响的不足，以及针对深插大直径钢圆筒筑岛方式主要适用于软土地质工况的上述不足，提供一种人工岛节段、装配式人工岛及其装配式人工岛的建造方法，同时还提供了一种海上通道。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种人工岛节段，包括预制件的本体，所述本体设有内腔体。

本发明所述的人工岛节段，通过包括预制结构件的本体，以及在本体内设有的内腔体，由于该本体是预制结构件，因此可以事先进行预制，然后在拖运至待安装位置，另外，在本体内设置内腔体，通过内腔体内配重的增减，可以改变本体的浮力，便于进行沉降；由于该人工岛节段是分段预制的，那么各个人工岛节段也是便于拼装和连接的，相对于现有的人工岛通过抛石斜坡和围堰筑岛的方式其减少了水上作业、减少了水底基础开挖量，同时也取消了深基坑，减少了地基处理工作量以及隧道基槽开挖量，降低了环境影响、减少了施工难度、减少了施工时间，对施工所在地的通航带来影响也较小；相对于现有的深插大直径钢圆筒筑岛方式工序也更加简单、施工简便、成本较低，而且还可以适应各种不同地基土质的工况，适应性强。

优选地，所述本体的内腔体具有开口，便于对内腔体进行加工和填充配重物，改变本体的结构。

优选地，所述本体为钢筋混凝土结构件，或者钢壳结构件，便于整体预制成型。

优选地，所述本体沿纵向的两端设有临时封堵墙或/和端墙，设置的临时封堵墙方便在于其他本体对接时拆除，形成一个连通的内腔体，而端墙是永久性的腔体，作为人工岛成型后的边缘结构。

优选地，所述本体与所述端墙为一体成型结构。

优选地，所述内腔体内部还设有至少一个隔墙，每个所述配重腔体为所述本体与所述隔墙所成型的凹槽形状结构，隔墙与本体相互成型为若干个独立的凹槽形状的空间结构，便于配重的放置，不影响本体的内腔体空间。

优选地，所述本体与所有所述隔墙为一体成型结构件。

优选地，所有所述隔墙对称位于所述本体的内腔体沿纵向的两侧。

优选地，所述内腔体内设有至少一个配重腔体。

优选地，所述配重腔体内设有水、碎石和混凝土中的一种或多种组合配重物。

优选地，所述本体至少一个端面设有止水带，用于两个本体之间在水中连接。

优选地，所述止水带设于所述本体沿纵向的一端或两端。

优选地，所述止水带为U型止水带。

优选地，所述内腔体内还设有若干个横向支撑件。

优选地，每个所述横向支撑件可拆卸连接在所述内腔体内。

优选地，所述本体外侧还设有回填物，便于对本体在海底的加固成型。

优选地，所述本体上设有若干个便于锚绳拖运的锚绳连接孔。

优选地，所述人工岛节段的本体为矩形结构。

进一步优选地，所述本体的长度在20-300m，宽度在20-150m。

进一步优选地，所述本体的高度为5-50m。

本发明还提供了一种装配式人工岛，包括至少两个所述人工岛节段，相邻两个人工岛节段相互连接。

本发明所述的装配式人工岛，包括各个人工岛节段，由于该人工岛节段均为预制结构件，因此可以事先进行分段预制，然后再拖运至待安装位置，在进行拼装连接，相对于现有的人工岛通过抛石斜坡和围堰筑岛的方式其减少了水上作业、减少了水底基础开挖量，同时也取消了深基坑，减少了地基处理工作量，降低了环境影响、减少了施工难度、减少了施工时间，对施工所在地的通航带来影响也较小；相对于现有的深插大直径钢圆筒筑岛方式工序也更加简单、施工简便、成本较低，而且还可以适应各种不同地基土质的工况，适应性强。

优选地，相邻两个所述人工岛节段是沿横向或纵向相互连接的。

优选地，所有所述人工岛节段沿横向和纵向相互连接形成阵列式人工岛结构。

优选地，相邻两个所述人工岛节段之间通过U型止水带相互连接。

优选地，相邻两个所述人工岛节段之间通过至少一个拉合装置相互连接。

优选地，相邻两个所述人工岛节段之间通过两个所述拉合装置相互连接，每个所述拉合装置均设于对应两个所述人工岛节段的本体上表面或者外侧面。

优选地，每个所述拉合装置包括系缆柱和卷扬机，所述系缆柱和卷扬机分别设于待连接的相邻两个所述人工岛节段上，所述系缆柱和卷扬机之间连接缆绳，所述卷扬机收紧所述缆绳，所述系缆柱靠近卷扬机，从而实现相邻两个所述人工岛节段的相互连接。

优选地，每个所述拉合装置包括分别设于待连接的相邻两个所述人工岛节段上台座，两个所述台座之间连接千斤顶，所述千斤顶收拢，从而实现相邻两个所述人工岛节段的相互连接。

优选地，相邻两个所述人工岛节段之间设有端部腔体，所述端部腔体内填充有水下不分散混凝土或止水浆。

优选地，两个所述人工岛节段通过钢板或圆弧挡板分别相互连接，所述钢板或圆弧挡板与两个所述人工岛节段形成所述端部腔体。

优选地，所述端部腔体内***有若干个钢板桩。

优选地，相邻两个所述人工岛节段之间通过拉合装置相互连接。

优选地，所有所述所述人工岛节段的内腔体相互连通。

优选地，所述装配式人工岛的外周设有回填物。

本发明还提供了一种装配式人工岛的建造方法，所述装配式人工岛的建造方法包括以下步骤：

步骤一、现场准备，在待安装装配式人工岛的区域进行水底铺设基床碎石垫层；

步骤二、拖运第一个人工岛节段，将第一个人工岛节段的两端封闭，将其拖运至待安装位置；

步骤三、将第一个人工岛节段下沉并着床在待安装位置；

步骤四、拖运第二个人工岛节段，将第二个人工岛节段的两端封闭，将其拖运至待安装位置；

步骤五、第二个人工岛节段下沉，将第一个人工岛节段和第二个人工岛节段相互连接；

步骤六、重复所述步骤四和五，直到将所有的人工岛节段拖运至待安装位置、下沉并连接在在先的人工岛节段上，最终完成装配式人工岛的建造。

本发明所述的装配式人工岛的建造方法，是采用整体预制的人工岛，并利用水的浮力运输预制的岛至现场进行安装，由于各个人工岛节段是分段预制，在现场进行拼装；因此该装配式人工岛的建造方法简化了施工工序，减少水上作业，减少开挖量，取消深基坑，减少地基处理工程量，降低环境影响，降噪，降低阻水比的作用，能够适应不通地基土质公开环境，适应性广。

进一步优选地，在实施步骤一之前，分段预制所述装配式人工岛的各段人工岛节段。

优选地，所述装配式人工岛的第一个和最后一个的人工岛节段的两端中一端为端墙且所述端墙永久连接在本体上，另一端通过可拆卸的临时封堵墙封闭。

优选地，所述步骤三中在将第一个人工岛节段以及后续的人工岛节段下沉时，先采用4-8台卷扬机分别连接设置在该人工岛节段上的锚绳，然后对该人工岛节段的姿态进行调控，然后在将该人工岛节段内加水使其着床安装在待安装位置。

优选地，所述步骤五中的两个人工岛节段相互连接时，先采用拉合装置初步连接两个人工岛节段，然后通过将该两个人工岛节段通过止水带相互连接，再将止水带与两个人工岛节段所形成的端部腔体内的水排出，在水测压情况下，推动两个人工岛节段相互靠近以实现最终的压接。

优选地，在所述步骤三或六中对于该人工岛节段下沉并着床在待安装位置时，在所述人工岛节段内的配重腔体内增加配重物，在卷扬机的作用下，使该人工岛节段逐渐下沉着床。

优选地，所述配重物为水、碎石或混凝土。

优选地，所述步骤五或六中，在对该人工岛节段下沉时，对在先人工岛节段的配重腔体内增加配重物。

进一步优选地，该建造方法还包括步骤七、将安装好的装配式人工岛周向增加回填物。

进一步优选地，该建造方法还包括步骤八、人工岛施工地基压力调节，即当人工岛节段内的建筑或路面施工以新增了人工岛节段的重量时，将已有配重物进行整体或部分移除，用于调节人工岛节段对地基在建筑施工或路面施工前后的压力平衡，即将地基的压力控制在较低的水平，起到降低水下地基处理难度和工程量的作用。

本发明还提供了一种海上通道，包括装配式人工岛以及沉管隧道，所述装配式人工岛的内腔体与沉管隧道的内部腔体相互连通。

进一步优选地，所述沉管隧道为环形状封闭的中空管道。

优选地，所述沉管隧道为箱梁体结构。

本发明还提供了一种海上通道，包括装配式人工岛与桥梁，所述装配式人工岛与所述桥梁相互连通。

本发明还提供了一种海上通道，包括装配式人工岛、桥梁以及沉管隧道，所述沉管隧道为箱梁体结构，所述装配式人工岛的内腔体与沉管隧道的内部腔体相互连通。

优选地，该海上通道在施工时，先建造其中一个人工岛节段，然后分别在所述人工岛节段的一端连接其他人工岛节段，另一端同时连接沉管隧道，直到完成装配式人工岛后，所述装配式人工岛再与建造完成的桥梁进行连接，最终完成海上通道的施工建造。

优选地，该海上通道在施工时，先建造其中一个人工岛节段，然后在所述人工岛节段的一端连接其他人工岛节段，直到完成装配式人工岛，所述装配式人工岛再与建造完成的桥梁进行连接，最后再所述人工岛节段的另一端连接沉管隧道，直到完成所述沉管隧道的施工安装，最终完成海上通道的施工建造。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1.本发明所述的人工岛节段，通过包括预制结构件的本体，以及在本体内设有的内腔体，由于该本体是预制结构件，因此可以事先进行预制，然后在拖运至待安装位置，另外，在本体内设置内腔体，通过内腔体内配重，可以改变本体的浮力，便于进行沉降；由于该人工岛节段是分段预制的，那么各个人工岛节段也是便于拼装和连接的，相对于现有的人工岛通过抛石斜坡和围堰筑岛的方式其减少了水上作业、减少了水底基础开挖量，同时也取消了深基坑，减少了地基处理工作量，降低了环境影响、减少了施工难度、减少了施工时间，对施工所在地的通航带来影响也较小；相对于现有的深插大直径钢圆筒筑岛方式工序也更加简单、施工简便、成本较低，而且还可以适应各种不同地基土质的工况，适应性强；

2.本发明所述的装配式人工岛，包括各个人工岛节段，由于该人工岛节段均为预制结构件，因此可以事先进行分段预制，然后再拖运至待安装位置，在进行拼装连接，相对于现有的人工岛通过抛石斜坡和围堰筑岛的方式其减少了水上作业、减少了水底基础开挖量，同时也取消了深基坑，减少了地基处理工作量，降低了环境影响、减少了施工难度、减少了施工时间，对施工所在地的通航带来影响也较小；相对于现有的深插大直径钢圆筒筑岛方式工序也更加简单、施工简便、成本较低，而且还可以适应各种不同地基土质的工况，适应性强；

3.本发明所述的装配式人工岛的建造方法，是采用整体预制的人工岛，并利用水的浮力运输预制的岛至现场进行安装，由于各个人工岛节段是分段预制，在现场进行拼装；因此该装配式人工岛的建造方法简化了施工工序，减少水上作业，减少开挖量，取消深基坑，减少地基处理工程量，降低环境影响，降噪，降低阻水比的作用，能够适应不通地基土质公开环境，适应性广。

附图说明：

图1为本发明所述一种人工岛节段的结构俯视图；

图2为图1中A-A、B-B、E-E的剖视图；

图3为图1中C-C、D-D的剖视图；

图4a为图1中人工岛节段不含配重腔体的局部结构示意图；

图4b为图4a中的横截面剖视图；

图4c为图1中人工岛节段具有配重腔体的局部结构示意图；

图4d为图4c的横截面剖视图；

图5a为本发明所述一种装配式人工岛预制拼接的横截面示意图；

图5b为图5a的立体图；

图6为本发明所述一种装配式人工岛的沿纵向拼接的结构示意图；

图7为本发明所述一种装配式人工岛的沿纵向和横向拼接成阵列的结构示意图；

图8a为两个人工岛节段接头采用止水带连接的原理图；

图8b为两个人工岛节段接头采用挡板连接的原理图；

图9为为两个人工岛节段接头连接的结构示意图；

图10a-10d为装配式人工岛通过拉合装置连接的示意图；

图11为人工岛节段通过缆绳拖运的示意图；

图12为两个人工岛节段通过水的推力相互连接的示意图；

图13为两个人工岛节段通过水的推力相互压接前后的原理图；

图14a为一种装配式人工岛与沉管隧道相互连接前的示意图；

图14b为一种装配式人工岛与沉管隧道相互连接后的示意图；

图15为一种装配式人工岛与沉管隧道、桥梁相互连接的一种示意图；

图16为一种装配式人工岛与沉管隧道、桥梁相互连接的另一种示意图。

图中标记：

1、本体，11、内腔体，12、配重腔体，13、端墙，14、连接孔，15、锚绳，2、隔墙，3、配重物，4、临时封堵墙，5、止水带，6、挡板，61、端部腔体，7、横向支撑件，8、回填物，9、拉合装置，91、卷扬机，92、系缆柱，93、缆绳，94、台座，95、千斤顶，10、地基，101、沉管隧道，102、桥梁。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

如图1-3，4a-4d所示，一种人工岛节段，包括预制件的本体1，所述本体1设有内腔体11。

本发明所述的人工岛节段，通过包括预制结构件的本体1，以及在本体1内设有的内腔体11，由于该本体1是预制结构件，因此可以事先进行预制，然后在拖运至待安装位置，另外，在本体1内设置内腔体11，通过内腔体11内配重，可以改变本体1的浮力，便于进行沉降；由于该人工岛节段是分段预制的，那么各个人工岛节段也是便于拼装和连接的，相对于现有的人工岛通过抛石斜坡和围堰筑岛的方式其减少了水上作业、减少了水底基础开挖量，同时也取消了深基坑，减少了地基10处理工作量，降低了环境影响、减少了施工难度、减少了施工时间，对施工所在地的通航带来影响也较小；相对于现有的深插大直径钢圆筒筑岛方式工序也更加简单、施工简便、成本较低，而且还可以适应各种不同地基10土质的工况，适应性强。

上述的本体1的内腔体11具有开口，便于对内腔体11进行加工和填充配重物3，改变本体1的结构。本体1采用钢筋混凝土结构件，或者钢壳结构件，便于整体预制成型。在本体1沿纵向的两端设有临时封堵墙4或/和端墙13，设置的临时封堵墙4方便在于其他本体1对接时拆除，形成一个连通的内腔体11，而端墙13是永久性的腔体，作为人工岛成型后的边缘结构。本体1与所述端墙13为一体成型结构，方便加工。

上述的内腔体11内部还设有至少一个隔墙2，每个所述配重腔体12为所述本体1与所述隔墙2所成型的凹槽形状结构，隔墙2与本体1相互成型为若干个独立的凹槽形状的空间结构，便于配重的放置，不影响本体1的内腔体11空间。本体1与所有所述隔墙2为一体成型结构件；所有隔墙2对称位于所述本体1的内腔体11沿纵向的两侧。内腔体11内设有至少一个配重腔体12。配重腔体12内设有水、碎石和混凝土中的一种或多种组合配重物3。

另外，本体1至少一个端面设有止水带5，用于两个本体1之间在水中连接。该止水带5设于所述本体1沿纵向的一端或两端，优选该止水带5为U型止水带5。

在内腔体11内还设有若干个横向支撑件7。每个横向支撑件7可拆卸连接在所述内腔体11内。本体1外侧还设有回填物8，便于对本体1在海底的加固成型。本体1上设有若干个便于锚绳15拖运的锚绳15连接孔14。人工岛节段的本体1为矩形结构。

一般的，该本体1的长度在20-300m，宽度在20-150m。本体1的高度为5-50m。

上述的本体1与隔墙2直接连接。隔墙2是为了施加压配重。人工岛需要被分段预制时，临时封堵墙4代替本体1的对接部位。橡胶止水带5或止浆挡板6用来对接。横向支撑与本体1连接，起到牢固永久结构的作用。回填在主体结构的外侧，在人工岛在现场安装完成后再施工，起到维持人工岛永久稳定性，防止人工岛遭受如船撞等冲击的作用。

实施例2

如图5a、5b、6、7所示，本发明还提供了一种装配式人工岛，包括至少两个所述人工岛节段，相邻两个人工岛节段相互连接。

上述相邻两个人工岛节段是沿横向或/和纵向相互连接的。相邻两个人工岛节段之间通过U型止水带5相互连接。相邻两个人工岛节段之间通过U形状挡板6相互连接，挡板6与两个所述人工岛节段形成端部腔体61。该端部腔体61内注入有水下不分散混凝土或止水浆。

相邻两个人工岛节段之间通过至少一个拉合装置9相互连接。相邻两个所述人工岛节段之间通过两个所述拉合装置9相互连接，每个所述拉合装置9均设于对应两个所述人工岛节段的本体1上表面或者外侧面。每个拉合装置9包括系缆柱92和卷扬机91，系缆柱92和卷扬机91分别设于待连接的相邻两个所述人工岛节段上，所述系缆柱92和卷扬机91之间连接缆绳93，所述卷扬机91收紧所述缆绳93，所述系缆柱92靠近卷扬机91，从而实现相邻两个所述人工岛节段的相互连接。每个拉合装置9包括分别设于待连接的相邻两个所述人工岛节段上台座94，两个所述台座94之间连接千斤顶95，所述千斤顶95收拢，从而实现相邻两个所述人工岛节段的相互连接优选地，所有所述所述人工岛节段的内腔体11相互连通。连接完成的装配式人工岛的外周设有回填物8便于加固。

本方案的装配式人工岛具有以下优点：

1.该装配式人工岛能够自浮，又能够利用水的重力下沉。说明了本方案的人工岛在水中很轻巧，也就意味着人工岛对基础的要求很低。基本上可维持在保持在岛体稳定的水平。而且，人工岛的底面是一个整体的面，而不是传统砂石人工岛的散体结构，也就意味着，地基10压力较均匀。综上两点，基础方案可以被大幅度的优化，甚至在大多数情况下可不处理，只需要铺设一层常规的基床找平层即可。

2、由于该装配式人工岛取消了桩基础方案，有效减小了噪音污染；

3、该装配式人工岛对地基10承载力的要求较低，因而人工岛地基10的开挖深度可以较浅，减少开挖量，从而有利于对(海)水的环境保护；

4、装配式人工岛相比传统筑岛方式，取消了深基坑，降低了施工风险。简化了工序；需要说明的是，该装配式人工岛在固定在海底时，还取决于实际工程条件情况，如果摩擦力足够就可直接通过重力产生的摩擦力即可满足要求，如果摩擦力不够足以使该装配式人工岛保持固定补丁，需要在该装配式人工岛的外侧做回填，利用被动土压力保持人工岛的稳定，外侧回填也可作为防撞结构；

5、装配式人工岛的施工工期更加的可控；

6、装配式人工岛大幅度地降低了水上作业的时间，从而对于毗邻繁忙航道的施工水域而言起到了减小水上交通影响，保证水上交通安全的作用；

7、装配式人工岛采用钢筋混凝土或钢壳结构作为档水挡土结构，从而相比传统抛石堤方案所需最小的构造宽度还要小，减小了岛体的总宽度，有利于控制水力影响，减小阻水率。

综上，本发明所述的装配式人工岛，包括各个人工岛节段，由于该人工岛节段均为预制结构件，因此可以事先进行分段预制，然后再拖运至待安装位置，在进行拼装连接，相对于现有的人工岛通过抛石斜坡和围堰筑岛的方式其减少了水上作业、减少了水底基础开挖量，同时也取消了深基坑，减少了地基10处理工作量，降低了环境影响、减少了施工难度、减少了施工时间，对施工所在地的通航带来影响也较小；相对于现有的深插大直径钢圆筒筑岛方式工序也更加简单、施工简便、成本较低，而且还可以适应各种不同地基10土质的工况，适应性强。

实施例3

如图5-7、8a、8b、9、10a、10b、10c、10d所示，本发明还提供了一种装配式人工岛的建造方法，所述装配式人工岛的建造方法包括以下步骤：

步骤一、现场准备，在待安装装配式人工岛的区域进行水底铺设基床碎石垫层；

步骤二、拖运第一个人工岛节段，将第一个人工岛节段的两端封闭，将其拖运至待安装位置；

步骤三、将第一个人工岛节段下沉并着床在待安装位置；

步骤四、拖运第二个人工岛节段，将第二个人工岛节段的两端封闭，将其拖运至待安装位置；

步骤五、第二个人工岛节段下沉，将第一个人工岛节段和第二个人工岛节段相互连接；

步骤六、重复所述步骤四和五，直到将所有的人工岛节段拖运至待安装位置、下沉并连接在在先的人工岛节段上，最终完成装配式人工岛的建造；

步骤七、将安装好的装配式人工岛周向增加回填物8；

步骤八、人工岛施工地基10压力调节，即当人工岛节段内的建筑或路面施工以新增了人工岛节段的重量时，将已有配重物3进行整体或部分移除，用于调节人工岛节段对地基10在建筑施工或路面施工前后的压力平衡。

如图12-13所示，该装配式人工岛的工作原理如下：

人工岛在岸上预制。

利用水的浮力起浮，和运输。运输可采用拖轮或其它水上大型构件的运输方式。人工岛在起浮后吃水可满足一般航道或水域的水深，从而可漂浮转运至拟安装的人工岛的水上区域。

利用水的重力下沉。通过往人工岛预制件的隔舱内装水，将人工岛的调平，并将人工岛的浮力抵消，直至人工岛作用在基床上。

利用水的推力连接。通常人工岛宜分为若干个构件浮运至现场后再进行拼装。初步对接后，通过抽掉对接端的U形(Gina)橡胶止水带5内的水，人工岛预制段对接端的水压力会消失，而尾端的水压力将克服人工岛预制段基床的摩擦力，将新安装的人工岛的预制段推向岸边结构或者是前一个已安装的人工岛的预制段。为确保前一个已安装的人工岛的预制段能够止推(即不会因新安装的预制段的侧向水压力而被推动)可对前一已安装的预制段施工一部分的回填或者施加更多的压重来增加被动土压力和静摩擦力。

注浆连接：在预制段之间设置档浆措施，再注入水下不分散混凝土或其它止水浆。

工作过程：以工序较多的多个预制段的人工岛为例介绍。

①场准备工作，包括铺设人工岛的基床碎石垫层；

②分段预制岛体主体结构；

③为了利用水的浮力，将人工岛预制段的两端用临时挡墙封闭；

④为了对接，预先在预制段的一端安装Gina止水带5；

⑤预制段在水中起浮并在漂浮状态被运输至安装的现场，通过在预制段的顶面上(水上)设置的4到8台卷扬机91(锚机)并与水中的锚连接，对预制段的姿态进行控制，同时通过往预制段内加水使其着床；

⑥与前一个预制段或者岸边结构连接；初步连接可采用拉合千斤顶95；最终连接通过排出的U形橡胶止水带5内端部腔体61的水，利用水的侧压力进行橡胶止水带5的二次压接也是最终的压接。为了确保前一个预制段在水力压接时的稳定(即能够止推)可对前一个预制段压载来增加基床的摩擦力，或者在前一个预制段的四周回填碎石来增加被动土压力，或两者兼而有之；

⑦人工岛内进行的其它施工将增加人工岛体的重量，例如填碎石或浇筑路面混凝土，为了控制沉降(确保基础承载力足够)，对重量进行管控，用永久的碎石或混凝土来置换临时的压重用的水。

本发明所述的装配式人工岛的建造方法，是采用整体预制的人工岛，并利用水的浮力运输预制的岛至现场进行安装，由于各个人工岛节段是分段预制，在现场进行拼装；因此该装配式人工岛的建造方法简化了施工工序，减少水上作业，减少开挖量，取消深基坑，减少地基10处理工程量，降低环境影响，降噪，降低阻水比的作用，能够适应不通地基10土质公开环境，适应性广。

另外，本发明所述的装配式人工岛的建造方法，相比常规的筑岛方式，还具有以下优势：

A.该装配式人工岛可以通过大型化安装，将大量的水上工作转移到陆地，降低了施工难度；

B.该装配式人工岛的施工方法减少水上作业；

C.该装配式人工岛在施工时，地基10的压力小；且可以构想通过预制段的加、减载调节来调节地基10压力；

D.因为装配式人工岛在施工时，地基10可以方便进行调节，该地基10处理需求降低；甚至可取消地基10处理；

E.因为装配式人工岛在施工时，地基10可以方便进行调节，隧道的基槽开挖量少；

F.该装配式人工岛的施工方法，其在水利影响(即阻水比)低；

G.该装配式人工岛的施工方法，取消深基坑施工；

H.该装配式人工岛的施工方法，取消了岛上隧道的基础处理，降低了装配式人工岛的施工难度；

I.该装配式人工岛的施工方法，降低施工噪音

J.该装配式人工岛的施工方法，可以快速成岛，造价低，而且环境影响最小化；

M.该装配式人工岛的施工方法，不需专门的施工码头，只需在预制结构的外侧加护舷；

N.该装配式人工岛的施工方法，能够方便使装配式人工岛连接桥梁102与沉管隧道101；

O.因岛体预制段的地基10压力和沉管隧道101的接近，容易做到与沉管段的地基10刚度的协调，避免了岸边接头的差异沉降风险；

P.必要时，岛体预制段可与沉管管节共用干坞，降低大临设施投资

进一步的，在实施步骤一之前，分段预制所述装配式人工岛的各段人工岛节段。

上述装配式人工岛的第一个和最后一个的人工岛节段的两端中一端为端墙13永久连接在本体1上，另一端通过可拆卸的临时封堵墙4封闭。

上述步骤三中在将第一个人工岛节段以及后续的人工岛节段下沉时，先采用4-8台卷扬机91分别连接设置在该人工岛节段上的锚绳15，然后对该人工岛节段的姿态进行调控，然后在将该人工岛节段内加水使其着床安装在待安装位置。

上述步骤五中的两个人工岛节段相互连接时，先采用拉合装置9初步连接两个人工岛节段，然后通过将该两个人工岛节段通过止水带5相互连接，再将止水带5与两个人工岛节段所形成的端部腔体61内的水排出，在水测压情况下，推动两个人工岛节段相互靠近以实现最终的压接。

上述步骤三或六中对于该人工岛节段下沉并着床在待安装位置时，在所述人工岛节段内的配重腔体12内增加配重物3，在卷扬机91的作用下，使该人工岛节段逐渐下沉着床。该所述配重物3为水、碎石或混凝土。

进一步的，在步骤五或六中，在对该人工岛节段下沉时，对在先人工岛节段的配重腔体12内增加配重物3。

上述的该建造方法还包括步骤七、将安装好的装配式人工岛周向增加回填物8。

实施例4

如图13所示，本发明还提供了一种海上通道，包括装配式人工岛以及沉管隧道101，所述装配式人工岛的内腔体11与沉管隧道101的内部腔体相互连通。

进一步优选地，所述沉管隧道101为环形状封闭的中空管道。

实施例5

本发明还提供了一种海上通道，如图14a、14b所示，包括装配式人工岛与桥梁102，所述装配式人工岛与所述桥梁102相互连通。

实施例6

本发明还提供了一种海上通道，如图15-16所示，包括装配式人工岛以及沉管隧道101，所述沉管隧道101为箱梁体结构，所述装配式人工岛的内腔体11与沉管隧道101的内部腔体相互连通。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (40)

1.一种装配式人工岛，其特征在于，包括至少两个人工岛节段，相邻两个人工岛节段相互连接，每个所述人工岛节段包括预制件的本体，所述本体为钢筋混凝土结构件，或者钢壳结构件；所述本体设有内腔体，所述内腔体内设有至少一个配重腔体，所述内腔体内部还设有至少一个隔墙，每个所述配重腔体为所述本体与所述隔墙所成型的凹槽形状结构；所述本体沿纵向的两端设有临时封堵墙或/和端墙，其中所述临时封堵墙用于所述本体与其他人工岛节段的本体在对接时拆除，所述端墙用于人工岛成型后的边缘结构；所述本体的至少一个端面或侧面上设有U型止水带，用于两个所述人工岛节段本体之间在水中连接，相邻两个所述人工岛节段之间还通过至少一个拉合装置相互连接。

2.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述本体的内腔体具有开口。

3.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述本体与所述端墙为一体成型结构。

4.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述本体与所有所述隔墙为一体成型结构件。

5.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所有所述隔墙对称位于所述本体的内腔体沿纵向的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述配重腔体内设有水、碎石和混凝土中的一种或多种组合配重物。

7.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述内腔体内还设有若干个横向支撑件。

8.根据权利要求7所述的一种装配式人工岛，其特征在于，每个所述横向支撑件可拆卸连接在所述内腔体内。

9.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述本体外侧还设有回填物。

10.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述本体上设有若干个便于锚绳拖运的锚绳连接孔。

11.根据权利要求1-10任一所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述人工岛节段的本体为矩形结构。

12.根据权利要求11所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述本体的长度在20-300m，宽度在20-150m。

13.根据权利要求11所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述本体的高度为5-50m。

14.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，相邻两个所述人工岛节段是沿横向或纵向相互连接的。

15.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所有所述人工岛节段沿横向和纵向相互连接形成阵列式人工岛结构。

16.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，相邻两个所述人工岛节段之间通过两个所述拉合装置相互连接，每个所述拉合装置均设于对应两个所述人工岛节段的本体上表面或者外侧面。

17.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，每个所述拉合装置包括系缆柱和卷扬机，所述系缆柱和卷扬机分别设于待连接的相邻两个所述人工岛节段上，所述系缆柱和卷扬机之间连接缆绳，所述卷扬机收紧所述缆绳，所述系缆柱靠近卷扬机，从而实现相邻两个所述人工岛节段的相互连接。

18.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，每个所述拉合装置包括分别设于待连接的相邻两个所述人工岛节段上的台座，两个所述台座之间连接千斤顶，所述千斤顶收拢，从而实现相邻两个所述人工岛节段的相互连接。

19.根据权利要求1所述的一种装配式人工岛，其特征在于，相邻两个所述人工岛节段之间设有端部腔体，所述端部腔体内填充有水下不分散混凝土或止水浆。

20.根据权利要求19所述的一种装配式人工岛，其特征在于，两个所述人工岛节段通过钢板或圆弧挡板分别相互连接，所述钢板或圆弧挡板与两个所述人工岛节段形成所述端部腔体。

21.根据权利要求20所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述端部腔体内***有若干个钢板桩。

22.根据权利要求1-10、12-21任一所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所有所述人工岛节段的内腔体相互连通。

23.根据权利要求1-10、12-21任一所述的一种装配式人工岛，其特征在于，所述装配式人工岛的外周设有回填物。

24.根据权利要求1-23任一所述的一种装配式人工岛的建造方法，其特征在于，所述装配式人工岛的建造方法包括以下步骤：

步骤一、现场准备，在待安装装配式人工岛的区域进行水底铺设基床碎石垫层；

步骤二、拖运第一个人工岛节段，将第一个人工岛节段的两端封闭，将其拖运至待安装位置；

步骤三、将第一个人工岛节段下沉并着床在待安装位置；

步骤四、拖运第二个人工岛节段，将第二个人工岛节段的两端封闭，将其拖运至待安装位置；

步骤五、第二个人工岛节段下沉，将第一个人工岛节段和第二个人工岛节段相互连接；

步骤六、重复所述步骤四和五，直到将所有的人工岛节段拖运至待安装位置、下沉并连接在在先的人工岛节段上，最终完成装配式人工岛的建造。

25.根据权利要求24所述的一种装配式人工岛的建造方法，其特征在于，在实施步骤一之前，分段预制所述装配式人工岛的各段人工岛节段。

26.根据权利要求24所述的一种装配式人工岛的建造方法，其特征在于，所述装配式人工岛的第一个和最后一个的人工岛节段的两端中一端为端墙且所述端墙永久连接在对应所述本体上，另一端通过可拆卸的临时封堵墙封闭。

27.根据权利要求24所述的一种装配式人工岛的建造方法，其特征在于，将第一个人工岛节段以及后续的人工岛节段下沉时，先采用4-8台卷扬机分别连接设置在该人工岛节段上的锚绳，然后对该人工岛节段的姿态进行调控，然后再将该人工岛节段内加水使其着床安装在待安装位置。

28.根据权利要求24所述的一种装配式人工岛的建造方法，其特征在于，所述步骤五中的两个人工岛节段相互连接时，先采用拉合装置初步连接两个人工岛节段，然后通过将该两个人工岛节段通过止水带相互连接，再将止水带与两个人工岛节段所形成的端部腔体内的水排出，在水测压情况下，推动两个人工岛节段相互靠近以实现最终的压接。

29.根据权利要求24所述的一种装配式人工岛的建造方法，其特征在于，在所述步骤三或六中对于该人工岛节段下沉并着床在待安装位置时，在所述人工岛节段内的配重腔体内增加配重物，在卷扬机的作用下，使该人工岛节段逐渐下沉着床。

30.根据权利要求29所述的一种装配式人工岛的建造方法，其特征在于，所述配重物为水、碎石或混凝土。

31.根据权利要求24所述的一种装配式人工岛的建造方法，其特征在于，所述步骤五或六中，在对该人工岛节段下沉时，对在先人工岛节段的配重腔体内增加配重物。

32.根据权利要求24-31任一所述的一种装配式人工岛的建造方法，其特征在于，还包括步骤七、将安装好的装配式人工岛周向增加回填物。

33.根据权利要求32所述的一种装配式人工岛的建造方法，其特征在于，还包括步骤八、人工岛施工地基压力调节，即当人工岛节段内的建筑或路面施工以新增了人工岛节段的重量时，将已有配重物进行整体或部分移除，用于调节人工岛节段对地基在建筑施工或路面施工前后的压力平衡。

34.一种海上通道，其特征在于，包括如权利要求1-23任一所述的装配式人工岛以及沉管隧道，所述装配式人工岛的内腔体与沉管隧道的内部腔体相互连通。

35.根据权利要求34所述的一种海上通道，其特征在于，所述沉管隧道为环形状封闭的中空管道。

36.根据权利要求35所述的一种海上通道，其特征在于，所述沉管隧道为箱梁体结构。

37.一种海上通道，其特征在于，包括如权利要求1-23任一所述的装配式人工岛与桥梁，所述装配式人工岛与所述桥梁相互连通。

38.一种海上通道，其特征在于，包括如权利要求1-23任一所述的装配式人工岛、桥梁以及沉管隧道，所述装配式人工岛的内腔体与沉管隧道的内部腔体相互连通。

39.根据权利要求38所述的一种海上通道，其特征在于，在施工时，先建造其中一个人工岛节段，然后分别在所述人工岛节段的一端连接其他人工岛节段，另一端同时连接沉管隧道，直到完成装配式人工岛后，所述装配式人工岛再与建造完成的桥梁进行连接，最终完成海上通道的施工建造。

40.根据权利要求38所述的一种海上通道，其特征在于，在施工时，先建造其中一个人工岛节段，然后在所述人工岛节段的一端连接其他人工岛节段，直到完成装配式人工岛，所述装配式人工岛再与建造完成的桥梁进行连接，最后在所述人工岛节段的另一端连接沉管隧道，直到完成所述沉管隧道的施工安装，最终完成海上通道的施工建造。

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