《城市地下空间建设新技术》第四章

城市地下空间建设新技术

2014年11月19-22日合肥全国注册土木工程师（岩土）继续教育必修教材4.1概述4.2技术介绍4.3工程应用4.4小结第4章现代气压沉箱工艺与施工技术4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理工法原理：在沉箱下部设置一个气密性高的钢筋混凝土结构工作室，并向工作室内注入压力与刃口处地下水压力相等的压缩空气，使在无水的环境下进行无人化远程遥控挖土排土，箱体在本身自重以及上部荷载的作用下下沉到指定深度后，在沉箱结构面底部浇筑混凝土底板的一种地下工程施工方法。压缩空气4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理工作室在地面上完成构作物的结构工作室工作室这个原理适用于沉箱工作室4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理沉入地底下后，水就涌入了工作室4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理作业室空气压力等于外水压力，施工才可能进行。压缩空气4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理突出优势：利用气体压力平衡箱体外水压力，沉箱底土体在无水状态下进行无人化远程遥控开挖，通过远程监视系统，沉箱在下沉过程中可以直接辩别并较方便地处理地下障碍物，同时避免了坑底隆起和流砂管涌现象。相比常规的沉井施工方法，智能化气压沉箱施工方法由于气压反力的作用，箱体容易纠偏和控制下沉速度，可以防止突沉、超沉，且周边地层沉降小，对环境影响小；相比地下连续墙施工方法，可显著减少围护结构的插入深度，具有可观的经济性。4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理还有．．．20cm左右水中挖土天顶移动式沉箱挖土机不发生漏气水位连动型压力自动控制装置微调作业气压（可以10cm的精度调整）作业气压设在只比肋脚底部低一点点的地方（水头20cm＝０．００２MPa左右）

气压沉箱工法因为延垂直方向下沉结构体，所以能防止漏气引发的事故。气压沉箱的压气（垂直方向）4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理双头碎石机余土宽度的调整软土硬质旋臂刀4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理适用范围：智能化气压沉箱施工技术可适用于软土、黏土、砂性土和碎(卵)石类土及软硬岩等各种地质条件，适合在城市建筑密集区，周边环境复杂，地表沉降要求高，对周边建筑保护力度大的区域进行深基坑建设，以及旧城改造区域障碍物较多时采用，并可以向大深度、大面积的方向发展，满足城市地下空间的开发需求。目前开挖深度可达40m。

适用范围：智能化气压沉箱施工技术可适用于软土、黏土、砂性土和碎(卵)石类土及软硬岩等各种地质条件，适合在城市建筑密集区，周边环境复杂，地表沉降要求高，对周边建筑保护力度大的区域进行深基坑建设，以及旧城改造区域障碍物较多时采用，并可以向大深度、大面积的方向发展，满足城市地下空间的开发需求。目前开挖深度可达40m。

4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理桥梁基础竖井电力设施垃圾坑地下停车场泵站・调节池隧道防汛堤地下鉄駅舎气压沉箱4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理民营大楼的地下室首都高速大宫JR下的沉箱4.1概述4.1.1气压沉箱工法的工艺原理并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。

并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。

并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。

气压沉箱基础：沉箱形似有顶盖的沉井。沉箱基础是一种较好的施工方法和基础型式。当沉箱就位后，将压缩空气压入沉箱室的内部，排出存在于工作室中的水，施工人员在箱内进行挖土施工，并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。4.1概述4.1.2气压沉箱工法与沉井工法的区别沉井基础：是以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。沉井是一种四周有壁、下部无底、上部无盖、侧壁下部有刃脚的筒形结构物。沉井通常用钢筋混凝土制成。它通过从井孔内挖土，借助自身的重量来克服井壁的摩阻力下沉至设计标高。沉井基础的特点是埋深大、整体性强、稳定性好，能承受较大的竖向作用和水平作用。沉井井壁既是基础的一部分，又是施工时的档土和挡水结构物，施工工艺也不复杂。4.1概述4.1.3气压沉箱工法的工艺流程并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。

并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。

并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。

开始装配地坪的整平胚模作业作业室建设舾装沉降挖掘建造主体地下混凝土舾装解体沉箱间连接完成4.1概述4.1.3气压沉箱工法的工艺流程并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。

并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。

并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。

砂土胚模肋脚金属物・垫板整平沉箱装配所用的地坪，建砂土胚模（浇注工作室底板混凝土时的模板支架）。肋脚金属物砂土胚模4.射1概述4.仁1.祸3气压待沉箱浅工法上的工窃艺流阀程并且陡通过氏升降宽筒和背气闸宪，把弃建土外沈运，从而迟使沉肥箱在兄自重陷和顶裕面压精重的砍作用党下逐废步下警沉至纳设计标疫高，抹最后打用混另凝土贤填实咽工作突室。并且慢通过北升降牌筒和确气闸深，把弃艳土外唇运，从而鼓使沉岁箱在张自重趟和顶贵面压劫重的宜作用危下逐旦步下攀沉至孙设计标域高，惑最后放用混饶凝土商填实红工作诱室。并且云通过馋升降勾筒和饼气闸疫，把弃森土外迟运，从而会使沉忘箱在山自重悄和顶扁面压挤重的崭作用垫下逐物步下谎沉至探设计标喝高，唤最后递用混钥凝土谈填实批工作瓦室。工作室底板工作霸室底聪板在地海面上健，建台造最塔初的徒底板召结构（能确鸦保沉嫂箱施放工的诊刚性找所需洞的高睡度位捷置）4.沃1概述4.拿1.魂3气压禾沉箱对工法押的工孙艺流捕程并且夜通过浑升降袭筒和否气闸墨，把弃直土外蒜运，从而察使沉弃箱在梨自重树和顶肥面压路重的咐作用夸下逐院步下届沉至琴设计标雕高，寺最后东用混刚凝土偷填实埋工作饮室。并且辨通过运升降启筒和棕气闸绳，把弃萝土外仗运，从而拔使沉补箱在飞自重起和顶劣面压凡重的顺作用与下逐证步下盼沉至棍设计标档高，廊最后兔用混贷凝土棚填实劈燕工作赶室。并且抹通过峡升降魄筒和欢气闸揪，把弃袍土外鉴运，从而币使沉低箱在呀自重境和顶掘面压训重的秩作用右下逐茶步下座沉至朝设计标债高，耀最后撞用混搂凝土车填实用工作震室。人蝇舱材料禾舱塔妇吊挖掘开口材料舱人舱设置元用于仪搬运花施工泻资材胜的塔梅吊、用于罩搬运殖砂土亭的材善料舱遮、作战业人戒员出培入涵杀箱的邻人舱特、舾何装设糕备等。4.豆1概述4.息1.怪3气压冒沉箱忌工法闸的工固艺流挺程并且广通过吓升降谜筒和泪气闸香，把弃尿土外涂运，从而叫使沉猎箱在恋自重碗和顶敏面压新重的障作用技下逐胳步下牲沉至飞设计标皇高，模最后岸用混侨凝土宅填实欺工作键室。并且帜通过长升降需筒和度气闸占，把弃圣土外土运，从而裂使沉痒箱在乱自重脏和顶助面压毅重的坏作用美下逐换步下勉沉至凭设计标颗高，舅最后跪用混升凝土瞒填实塑工作他室。并且卧通过工升降文筒和荒气闸模，把弃挡土外光运，从而木使沉谢箱在暑自重津和顶政面压平重的灵作用番下逐挡步下家沉至称设计标件高，刻最后开用混女凝土赤填实笨工作屠室。沉箱哲铲车地面螺远程张操作录室远程伯操作桐盘无人堂挖掘钓机挖掘・搬出降箱内犹砂土祖的同器时，发控制租沉降帮，将末结构征体沉司至所须规定餐的深摊度。4.誉1概述4.猫1.哗3气压缺沉箱拨工法炊的工共艺流津程并且采通过煮升降语筒和狭气闸沙，把弃惭土外粪运，从而罗使沉惧箱在逢自重涉和顶打面压傅重的母作用锻下逐沉步下捎沉至俯设计标肝高，茂最后浮用混没凝土捞填实窃工作芦室。并且雕通过派升降没筒和虎气闸久，把弃胶土外脉运，从而疤使沉肯箱在落自重管和顶颠面压卸重的且作用百下逐理步下秋沉至似设计标城高，进最后尘用混鼠凝土缩慧填实言工作寇室。并且抹通过谊升降圣筒和盒气闸黑，把弃块土外项运，从而威使沉障箱在斜自重辛和顶源面压倍重的晶作用心下逐乔步下哈沉至电设计标菜高，仇最后奥用混捆凝土毅填实述工作顽室。舾装哑解体回探填水荷载地下混凝土沉至哀所定膀深度榜后，辫在工禽作室无内填腥入地缓下混贵凝土韵，使侍其与宅结构恰体一衔体化李。然缺后，冈搬出生设备耍，进抱行回变填。4.臂2技术礼介绍4.挠2.轨1气压博沉箱漠工法邀的功翅能系绒统气压糟沉箱洋工法递主要千设备拆系统却包括欢：（1）遥无控沉合箱液艇压挖寺机研腾制；（2）远攀程遥肤控系棒统研荐制；（3）液喘压升稠降出变土皮垮带机乎研制庸；（4）物岭料出宗入塔泽的研炊制；（5）人假员出描入塔搂研制剧；（6）螺风旋出查土机狠研制枣；（7）地钥下（葛挖掘态操作随）监症视系坐统；（8）供眠排气顿系统彼；（9）3D地貌坐显示贞系统抵；（10）移玻动氧停舱；（11）其遮它辅黑助设帆备。4.虾2技术厚介绍4.稿2.读1气压臣沉箱威工法吧的功筒能系科统气压耻沉箱密内部歌主要柴设备胸：（1）物睡料塔（2）人念员塔（3）螺邪旋出塌土机（4）遥勤控挖序机、（5）皮御带出喂土机（6）地既下监观控系游统设路备（7）地喊下照思明（8）通还讯设吵备4.诊2技术荷介绍4.烦2.折2地貌柿与信策号监桂测技质术气压谦沉箱烫存在滥两级器系统流：（1）地弊下开极挖卸敞载的宴工作淘系统（2）地卡面的督管理牙与操这作系哄统（3）要岭进行哑两级栗的无狐缝对韵接：狸对地馒下要蚀有快刻速的恼识别——地貌中与信搅号监胀测系将统4.骆2技术挺介绍4.屡2.长2地貌汉与信易号监救测技励术常规吐气压奇沉箱勿的地恼下地沿上交盈流存栽在的淋问题含：现代中气压胜沉箱阻施工样过程辞中无分人进范箱，活管理测人员毅仅通纹过摄像炼机传脱来的穗图像来观察沉箱岗工作电情况弟，不励能对何沉箱块工作搁室内按地貌惊挖掘疏情况办进行有效薪测量，也状无法兼形成堂真实膛感的探沉箱栏工作吗室场捞景。序同时兵挖掘碧机操喇作人副员是而通过鉴观察撤摄像良机二绒维图拜像来候操纵迅挖掘既机，拜操作药人员雄缺乏厚身临磁其境喝的感尚觉。方其次抹在多瞒部挖纺掘机吵协同迷作业伏，在窜协同践作业绣的过星程中润，挖掘易机容著易发践生碰蠢撞。4.数2技术旁介绍4.姓2.旦2地貌守与信拣号监爷测技康术3D地貌谅与信美号监仅测系请统：可对坡沉箱慌工作谣室内态地貌照挖掘绳情况遵进行特有效您测量高和三床维显湖示，膜并有穗效警止示多规部挖箱掘机护协同缩慧作业焰中的绍相互兼碰撞羞。系统继主要寻包括朱：（1）系航统硬掩件；（2）三镇维数锐据；（3）3D地貌燃建模随研究贩与实萍现；（4）数诸据库酒系统伶。4.忍2技术石介绍4.票2.叹2地貌弊与信铃号监请测技赵术系统成可实速现的录主要蜓功能旨：（1）利欠用激蹄光扫迎描技沾术，爬开发豪了一屈套三粘维激笋光扫情描系祖统，核该系贫统可裂适用押沉箱们环境帝，实毅现沉锯箱3D地貌予数据采扫描卧功能跟。（2）研割究开喉发了监气压阶沉箱3D地貌暖建模橡系统殃，该要系统漫使用Op北en所GL实现芽了3D地貌党的实金时建槐模.并可牛实时助测量潜沉箱冲工作着室地闹面任束意处槐的挖钢掘深咐度。（3）采奸用倾吊角传于感器递，实恢时测捞量沉笋箱体过的X和Y轴的躺倾角永值，类利用列此值争实时哪测量势沉箱炮体的杏四角岛高差置，实蓬现了猾对沉今箱体站姿态汉的实陈时监剖视。（4）采斗用激倦光测灯距仪盼等传蜂感器疲实时摄测量原挖掘辞机的悲位置绍，实症现了洗挖掘碰的实哑时位荒置显壮示和驶挖掘躲机避粮碰智道能语乌音报晒警。（5）开沈发了3D地貌盾显示早系统折、数滋据处束理系脊统、粱控制兽系统心等一麻整套柜软件碰。（6）该3D地貌脆与信剃号监拳测系退统硬倾件软渠件经钻过工念程应毙用检诱验了宽其成形效，晓为工汇程的迅顺利上实施社提供旨了信个息保杂证。4.清2技术浩介绍4.痛2.乓2地貌钉与信寻号监捐测技相术沉箱熔地貌龙三维沸建模宿流程到图沉箱炕地貌船三维泄建模费流程4.斧2技术灶介绍4.瓦2.验2地貌跳与信柜号监防测技仙术云图喇像及滋深度袭测量4.池2技术肿介绍4.欧2.毅2地貌锯与信裁号监搂测技确术三维应面及叶测量4.总2技术判介绍4.愁2.轰2地貌腊与信芬号监敌测技鸦术数据扒库系息统4.何2技术炸介绍4.滥2.浪3气压歪沉箱汉结构膏设计服技术（1）沉倦箱设傍计要刺点沉箱澡结构逐设计艺要点跃：重点阻要解症决强愤度、长变形怨、稳赛定等鞠安全盾性；沉箱蜘设计大主要蛾内容盏：沉箱教结构织尺寸呆确定盏、下纸沉稳冬定性盖分析钳与结息构内喘力变色形分亡析、持沉箱恶支承孔、压肥沉及盲自主机纠偏琴一体越化系盲统。需要宰解决无的问枣题：（1）沉皂箱结糟构设型计；图（2）下历沉稳杯定性李计算亚与抗角浮验滤算；信（3）结猾构分苍析；贝（4）沉楼箱支芬承、惭压沉白装置略的设未计与数研究飞；（5）对稠施工缴反馈碎的设早计修容正与伴总结责。4.来2技术迷介绍4.庭2.愁4现代广气压位沉箱瘦工艺款与施欣工技畅术总体培工法旅涉及饶到的醒专项车技术暗包括灵：（1）现邻代气萌压沉崇箱施锋工工润艺；（2）气容压沉愤箱下低沉控羊制技掩术；斧包括队气压出自动棒调节酬系统系、出指土控蛇制系付统、蜜支承全及压诉沉系哄统及吐相互帜间的异协调竖系统脊；（3）气草压下禽沉箱蜡混凝古土自粱密实辉封底授技术抹；（5）高霸气压巨环境起下作乡丰业的矮技术挡；（6）编散制现除代新嫩型气鞭压沉厨箱施英工规错程，鸡其中傅包括算高气挤压环沾境下午的操巴作规最程等少。4.淋2技术肝介绍4.爪2.大4现代扔气压妖沉箱地工艺蚂与施缘瑞工技鹅术工法伯涉及啊到的姜专用怪装备盾：自动响挖机4.奔2技术防介绍4.包2.歼4现代闷气压守沉箱司工艺暂与施杀工技乔术工法伸涉及馋到的念专用梯装备藏：监控才、遥典控挖趟机系宫统4.废2技术榴介绍4.从2.纺4现代盈气压子沉箱萍工艺济与施宅工技嘱术工法奔涉及柴到的仍专用眉装备座：螺旋欺出土宾机4.肥2技术菊介绍4.困2.摧4现代效气压私沉箱扬工艺绞与施仪工技慈术工法昌涉及拆到的窗专用勤装备园：医疗虹减压客舱4.完3工程碌应用——上海肢市轨拢道交易通7号线12劈燕A标南尝浦站~耀华挽站中栋间风抚井工橡程4.拖3.戴1工程趣概况本工谱程为跑浦江倦南浦种站～交浦江丘耀华搅站区怖间的能一个睬中间梨风井唐工程千，位持于原秧上海呼浦东悼钢铁归（集耍团）咏有限到公司域内材醉料场汪，风竭井主均体为梢全埋律地下谋四层昏结构职，平步面外许包尺海寸为25赴.2长4m漠×1四5.窃6m，风呈井顶折板以陶下高太度为27努m，结误构顶怨板面色标高3.搅93苦8m。主毯体结繁构采记用气葛压沉拔箱施诉工工