專利名稱：無(wú)人化氣壓沉箱施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑施工方法，尤其是一種氣壓沉箱施工方法。
技術(shù)背景目前，氣壓沉箱施工主要是采用人工操作進(jìn)行，存在作業(yè)環(huán)境差， 安全性低，施工效率不高的缺點(diǎn)。因此，需要一種新型無(wú)人化氣壓沉 箱施工方法來(lái)代替人工操作。通過(guò)在沉箱工作室內(nèi)安裝可遙控操作的 自動(dòng)挖機(jī)，地面操作人員通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)遙控操作取土，并通過(guò)出土系 統(tǒng)將土排出箱外。整個(gè)沉箱出土施工過(guò)程可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化施工。可避免 以往沉箱施工時(shí)大量使用人工操作作業(yè)環(huán)境差，安全性低，施工效率 不高的缺點(diǎn)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)人化氣壓沉箱施工方 法，該方法可避免以往沉箱施工時(shí)大量使用人工操作作業(yè)環(huán)境差，安 全性低，施工效率不高的缺點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種無(wú)人化氣壓沉箱施工方法，具體施工步驟是 (一)施工準(zhǔn)備 (1)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備場(chǎng)地布置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況布置水、電線路，施工臨時(shí)設(shè)施，地面
控制室；放置空壓機(jī)，移動(dòng)氧艙，并進(jìn)行供氣管路的布置； (3)沉箱地面制作1) 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況及結(jié)構(gòu)形式，開(kāi)挖基坑，鋪設(shè)砂墊層，素 砼墊層；2) 根據(jù)結(jié)構(gòu)高度分多次制作沉箱，其中地面制作時(shí)包括刃腳制 作、底板制作，以便下部形成密閉空間；底板制作時(shí)考慮相關(guān)設(shè)備預(yù) 埋件，預(yù)埋管路的布置；3) 底板制作完畢后進(jìn)行工作室內(nèi)以及底板上施工設(shè)備的安裝， 主要包括自動(dòng)挖掘機(jī)，皮帶運(yùn)輸機(jī)，螺旋出土機(jī)，人員進(jìn)出塔，物 料進(jìn)出塔，以及工作室內(nèi)照明、通訊、攝像等設(shè)備；同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)打設(shè)水 位觀測(cè)井，以觀測(cè)地下水位變化情況；(二)沉箱第一次下沉(1) 在設(shè)備安裝完畢后進(jìn)行沉箱第一次下沉，待沉箱刃腳插入 原狀土2~3米后，向工作室內(nèi)充入氣壓，進(jìn)行氣壓下沉施工；(2) 沉箱工作室內(nèi)氣壓大小應(yīng)以平衡開(kāi)挖面處外界水壓力大小 為限，不應(yīng)過(guò)高或過(guò)低；(3) 沉箱出土采用遙控出土形式，其中出土采取螺旋出土機(jī)形 式自動(dòng)出土，使出土過(guò)程不需經(jīng)過(guò)煩瑣的充、放氣過(guò)程，提高了施工 效率。同時(shí)可將物料塔吊斗出土形式作為備用措施；(4) 為防止沉箱初期下沉速度太快，在沉箱外圍設(shè)置多個(gè)支撐 砂樁，作為輔助支撐控制沉箱下沉速度，砂樁可根據(jù)沉箱下沉需要通 過(guò)適當(dāng)瀉砂來(lái)自由調(diào)節(jié)支撐點(diǎn)的高度，并可分別調(diào)節(jié)各支撐點(diǎn)高度起 到控制沉箱姿態(tài)的作用；
(三) 沉箱接高
由于沉箱分為多次制作，多次下沉，在下沉?xí)r需進(jìn)行結(jié)構(gòu)接高； 為提高施工效率，上節(jié)井壁的接高可與下沉同時(shí)進(jìn)行，此時(shí)腳手體系 可采取在外井壁上懸挑牛腿的方式搭設(shè)外腳手架，內(nèi)腳手可直接在沉 箱底板上搭設(shè)，隨后上節(jié)井壁的接高與下沉同時(shí)進(jìn)行施工；
(四) 沉箱后期下沉
(1) 控制工作室氣壓隨著沉箱下沉深度的增加，工作室氣壓 應(yīng)不斷調(diào)高，以便平衡開(kāi)挖面不斷增加的外界水壓力；但工作室氣壓 大小應(yīng)以平衡開(kāi)挖面處外界水壓力大小為限，不應(yīng)過(guò)高或過(guò)低；
(2) 強(qiáng)制壓沉沉箱下沉到后期，由于氣壓反力等因素的作用， 沉箱下沉系數(shù)會(huì)減小，使沉箱下沉困難，此時(shí)可利用外加多個(gè)壓沉系 統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制壓沉；其中壓沉系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)采用千斤頂，并通過(guò)地錨進(jìn) 行壓沉；同時(shí)利用各個(gè)千斤頂施加不同壓力來(lái)控制沉箱姿態(tài)；
(3) 沉箱出土與沉箱第一次下沉相同；
(五) 封底施工 沉箱下沉到最終標(biāo)高后進(jìn)行封底施工
本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明的施工方法與現(xiàn)有的人工操作施工方法相比，通過(guò)在沉箱 工作室內(nèi)安裝可遙控操作的自動(dòng)挖機(jī)，地面操作人員通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)遙 控操作取土，并通過(guò)出土系統(tǒng)將土排出箱外。整個(gè)沉箱出土施工過(guò)程 可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化施工。可避免以往沉箱施工時(shí)大量使用人工操作作業(yè)環(huán)
境差，安全性低，施工效率不高的缺點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施
例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在 閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各
種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限 定的范圍。
本發(fā)明的一種無(wú)人化氣壓沉箱施工方法，具體施工方法及步驟
是
1.現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備
(1)場(chǎng)地布置時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況合理布置水、電線路，施工臨 時(shí)設(shè)施，地面控制室等。還應(yīng)注意空壓機(jī)停放位置，移動(dòng)氧艙停放位 置，供氣管路的布置等。其中空壓機(jī)的配置應(yīng)考慮備用?，F(xiàn)場(chǎng)并應(yīng)配 備應(yīng)急發(fā)電機(jī)。
(2、)對(duì)高氣壓作業(yè)人員必須提前進(jìn)行培訓(xùn)。 2，沉箱地面制作
(1) 據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況及結(jié)構(gòu)形式合理開(kāi)挖基坑，鋪設(shè)砂墊層， 素砼墊層。并應(yīng)注意砂墊層的排水。
(2) 沉箱可根據(jù)結(jié)構(gòu)高度分為多次制作，多次下沉。其中地面 制作時(shí)應(yīng)包括刃腳制作、底板制作，以便下部形成密閉空間。底板制 作時(shí)應(yīng)考慮相關(guān)設(shè)備預(yù)埋件，預(yù)埋管路的布置。
(3 )底板制作完畢后進(jìn)行工作室內(nèi)以及底板上施工設(shè)備的安裝。
主要包括自動(dòng)挖掘機(jī)，皮帶運(yùn)輸機(jī)，螺旋出土機(jī)，人員進(jìn)出塔，物 料進(jìn)出塔，以及工作室內(nèi)照明、通訊、攝像等設(shè)備。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)打設(shè) 水位觀測(cè)井，以觀測(cè)地下水位變化情況。
3. 沉箱第一次下沉
(1)在設(shè)備安裝完畢后可進(jìn)行沉箱第一次下沉，由于此時(shí)沉箱 刃腳入土深度淺，前期下沉可采取無(wú)氣壓出土形式。待沉箱刃腳插入 原狀土2 3米后，可向工作室內(nèi)充入氣壓，進(jìn)行氣壓下沉施工。
(2 )沉箱工作室內(nèi)氣壓大小應(yīng)以平衡開(kāi)挖面處外界水壓力大小 為限，不應(yīng)過(guò)高或過(guò)低。
(3) 沉箱出土采用遙控出土形式。其中出土采取螺旋出土機(jī)形 式自動(dòng)出土，使出土過(guò)程不需經(jīng)過(guò)煩瑣的充、放氣過(guò)程，提高了施工 效率。同時(shí)可將物料塔吊斗出土形式作為備用措施。
(4) 為防止沉箱初期下沉速度太快，在沉箱外圍設(shè)置多個(gè)支撐 砂樁，作為輔助支撐控制沉箱下沉速度，砂樁可根據(jù)沉箱下沉需要通 過(guò)適當(dāng)瀉砂來(lái)自由調(diào)節(jié)支撐點(diǎn)的高度。并可分別調(diào)節(jié)各支撐點(diǎn)高度起 到控制沉箱姿態(tài)的作用。
4. 沉箱接高
由于沉箱分為多次制作，多次下沉，在下沉?xí)r需進(jìn)行結(jié)構(gòu)接高(最 后一次下沉除外)。為提高施工效率，上節(jié)井壁的接高可與下沉同時(shí) 進(jìn)行。此時(shí)腳手體系可采取在外井壁上懸挑牛腿的方式搭設(shè)外腳手 架，內(nèi)腳手可直接在沉箱底板上搭設(shè)。隨后上節(jié)井壁的接高與下沉同 時(shí)進(jìn)行施工。
5. 沉箱后期下沉
(1) 隨著沉箱下沉深度的增加，工作室氣壓應(yīng)不斷調(diào)高，以便 平衡開(kāi)挖面不斷增加的外界水壓力。但工作室氣壓大小應(yīng)以平衡開(kāi)挖 面處外界水壓力大小為限，不應(yīng)過(guò)高或過(guò)低。
(2) 沉箱下沉到后期，由于氣壓反力等因素的作用，沉箱下沉 系數(shù)會(huì)減小，使沉箱下沉困難，此時(shí)可利用外加多個(gè)壓沉系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng) 制壓沉。壓沉系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)可采用千斤頂，并通過(guò)地錨進(jìn)行壓沉。同 時(shí)可利用各個(gè)千斤頂施加不同壓力來(lái)控制沉箱姿態(tài)。
(3) 同時(shí)可通過(guò)設(shè)置外圍泥漿套減阻，灌水、砂壓童等方式進(jìn) 行輔助下沉。
(4) 一般應(yīng)慎用減壓下沉工藝，尤其是在砂性土，承壓水層中 更應(yīng)慎用。
(5) 沉箱出土流程與前同。
6. 封底施工
沉箱下沉到最終標(biāo)高后應(yīng)進(jìn)行封底施工?？刹捎妙A(yù)先在沉箱底板 (即工作室頂板)制作時(shí)即按一定間距預(yù)埋導(dǎo)管，導(dǎo)管直徑與混凝土 泵車(chē)尺寸相對(duì)應(yīng)。在沉箱下沉過(guò)程中，導(dǎo)管上端采用閘門(mén)封堵。當(dāng)沉 箱下沉到位準(zhǔn)備封底施工前，在沉箱底板上釆用長(zhǎng)導(dǎo)管一段與底板預(yù) 埋導(dǎo)管連接，另一段與地面泵車(chē)導(dǎo)管連接。采用泵車(chē)直接向工作室內(nèi) 澆筑混凝土。封底混凝土要求采用自流平混凝土，以保證混凝土可以 在工作室內(nèi)在一定范圍內(nèi)自然攤鋪。當(dāng)一處澆筑完畢后，泵車(chē)移到下 一導(dǎo)管處繼續(xù)澆筑，直至封底混凝土充滿整個(gè)工作室空間。封底混凝 土達(dá)到強(qiáng)度后，再對(duì)其與底板之間的空隙處進(jìn)行壓注水泥槳處理。7. 工作室設(shè)備保養(yǎng)及維修 工作室內(nèi)施工設(shè)備在施工過(guò)程中需要人員通過(guò)人員塔進(jìn)入到工作室內(nèi)的高氣壓環(huán)境下進(jìn)行維修保養(yǎng)。作業(yè)人員作業(yè)完畢仍通過(guò)人員 塔按規(guī)定程序減壓出艙。8. 高氣壓作業(yè)安全為保證高氣壓下作業(yè)人員安全，相關(guān)人員必須經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，現(xiàn) 場(chǎng)須配備專業(yè)氣壓醫(yī)生。作業(yè)人員進(jìn)出高氣壓環(huán)境必須嚴(yán)格遵守相關(guān) 減壓程序?，F(xiàn)場(chǎng)須配備移動(dòng)減壓艙，作應(yīng)急備用。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)人化氣壓沉箱施工方法，其特征在于，具體施工步驟是(一)施工準(zhǔn)備(1)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備場(chǎng)地布置根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況布置水、電線路，施工臨時(shí)設(shè)施，地面控制室；放置空壓機(jī)，移動(dòng)氧艙，并進(jìn)行供氣管路的布置；(2)沉箱地面制作1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況及結(jié)構(gòu)形式，開(kāi)挖基坑，鋪設(shè)砂墊層，素砼墊層；2)根據(jù)結(jié)構(gòu)高度分多次制作沉箱，其中地面制作時(shí)包括刃腳制作、底板制作，以便下部形成密閉空間；底板制作時(shí)考慮相關(guān)設(shè)備預(yù)埋件，預(yù)埋管路的布置；3)底板制作完畢后進(jìn)行工作室內(nèi)以及底板上施工設(shè)備的安裝，主要包括自動(dòng)挖掘機(jī)，皮帶運(yùn)輸機(jī)，螺旋出土機(jī)，人員進(jìn)出塔，物料進(jìn)出塔，以及工作室內(nèi)照明、通訊、攝像等設(shè)備；同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)打設(shè)水位觀測(cè)井，以觀測(cè)地下水位變化情況；(二)沉箱第一次下沉(1)在設(shè)備安裝完畢后進(jìn)行沉箱第一次下沉，待沉箱刃腳插入原狀土2~3米后，向工作室內(nèi)充入氣壓，進(jìn)行氣壓下沉施工；(2)沉箱工作室內(nèi)氣壓大小應(yīng)以平衡開(kāi)挖面處外界水壓力大小為限，不應(yīng)過(guò)高或過(guò)低；(3)沉箱出土采用遙控出土形式，其中出土采取螺旋出土機(jī)形式自動(dòng)出土，使出土過(guò)程不需經(jīng)過(guò)煩瑣的充、放氣過(guò)程，提高了施工效率。同時(shí)可將物料塔吊斗出土形式作為備用措施；(4)為防止沉箱初期下沉速度太快，在沉箱外圍設(shè)置多個(gè)支撐砂樁，作為輔助支撐控制沉箱下沉速度，砂樁可根據(jù)沉箱下沉需要通過(guò)適當(dāng)瀉砂來(lái)自由調(diào)節(jié)支撐點(diǎn)的高度，并可分別調(diào)節(jié)各支撐點(diǎn)高度起到控制沉箱姿態(tài)的作用；(三)沉箱接高由于沉箱分為多次制作，多次下沉，在下沉?xí)r需進(jìn)行結(jié)構(gòu)接高；為提高施工效率，上節(jié)井壁的接高可與下沉同時(shí)進(jìn)行，此時(shí)腳手體系可采取在外井壁上懸挑牛腿的方式搭設(shè)外腳手架，內(nèi)腳手可直接在沉箱底板上搭設(shè)，隨后上節(jié)井壁的接高與下沉同時(shí)進(jìn)行施工；(四)沉箱后期下沉(1)控制工作室氣壓隨著沉箱下沉深度的增加，工作室氣壓應(yīng)不斷調(diào)高，以便平衡開(kāi)挖面不斷增加的外界水壓力；但工作室氣壓大小應(yīng)以平衡開(kāi)挖面處外界水壓力大小為限，不應(yīng)過(guò)高或過(guò)低；(2)強(qiáng)制壓沉沉箱下沉到后期，由于氣壓反力等因素的作用，沉箱下沉系數(shù)會(huì)減小，使沉箱下沉困難，此時(shí)可利用外加多個(gè)壓沉系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)制壓沉；其中壓沉系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)采用千斤頂，并通過(guò)地錨進(jìn)行壓沉；同時(shí)利用各個(gè)千斤頂施加不同壓力來(lái)控制沉箱姿態(tài)；(3)沉箱出土與沉箱第一次下沉相同；(五)封底施工沉箱下沉到最終標(biāo)高后進(jìn)行封底施工采用預(yù)先在沉箱底板制作時(shí)即按一定間距預(yù)埋導(dǎo)管，導(dǎo)管直徑與混凝土泵車(chē)尺寸相對(duì)應(yīng)；在沉箱下沉過(guò)程中，導(dǎo)管上端采用閘門(mén)封堵；當(dāng)沉箱下沉到位準(zhǔn)備封底施工前，在沉箱底板上采用長(zhǎng)導(dǎo)管一段與底板預(yù)埋導(dǎo)管連接，另一段與地面泵車(chē)導(dǎo)管連接，并采用泵車(chē)直接向工作室內(nèi)澆筑混凝土；封底混凝土要求采用自流平混凝土，以保證混凝土可以在工作室內(nèi)在一定范圍內(nèi)自然攤鋪；當(dāng)一處澆筑完畢后，泵車(chē)移到下一導(dǎo)管處繼續(xù)澆筑，直至封底混凝土充滿整個(gè)工作室空間；封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，再對(duì)其與底板之間的空隙處進(jìn)行壓注水泥漿處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)人化氣壓沉箱施工方法，其特征在于， 上述強(qiáng)制壓沉方法還可通過(guò)設(shè)置外圍泥槳套減阻，灌水、砂壓重方式 進(jìn)行輔助下沉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無(wú)人化氣壓沉箱施工方法，具體施工步驟是1.施工準(zhǔn)備，2.沉箱第一次下沉，3.沉箱接高，4.沉箱后期下沉，5.封底施工。本發(fā)明的施工方法通過(guò)在沉箱工作室內(nèi)安裝可遙控操作的自動(dòng)挖機(jī)，地面操作人員通過(guò)監(jiān)視系統(tǒng)遙控操作取土，并通過(guò)出土系統(tǒng)將土排出箱外，整個(gè)沉箱出土施工過(guò)程可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化施工，可避免以往沉箱施工時(shí)大量使用人工操作作業(yè)環(huán)境差，安全性低，施工效率不高的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)E02D23/10GK101158162SQ20071004775
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者李耀良, 濤 王, 芬 袁, 鄧前鋒 申請(qǐng)人:上海市基礎(chǔ)工程公司