《城市地下空間建設(shè)新技術(shù)》第四章

城市地下空間建設(shè)新技術(shù)

2014年11月19-22日合肥全國注冊土木工程師（巖土）繼續(xù)教育必修教材4.1概述4.2技術(shù)介紹4.3工程應用4.4小結(jié)第4章現(xiàn)代氣壓沉箱工藝與施工技術(shù)4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理工法原理：在沉箱下部設(shè)置一個氣密性高的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工作室，并向工作室內(nèi)注入壓力與刃口處地下水壓力相等的壓縮空氣，使在無水的環(huán)境下進行無人化遠程遙控挖土排土，箱體在本身自重以及上部荷載的作用下下沉到指定深度后，在沉箱結(jié)構(gòu)面底部澆筑混凝土底板的一種地下工程施工方法。壓縮空氣4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理工作室在地面上完成構(gòu)作物的結(jié)構(gòu)工作室工作室這個原理適用于沉箱工作室4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理沉入地底下后，水就涌入了工作室4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理作業(yè)室空氣壓力等于外水壓力，施工才可能進行。壓縮空氣4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理突出優(yōu)勢：利用氣體壓力平衡箱體外水壓力，沉箱底土體在無水狀態(tài)下進行無人化遠程遙控開挖，通過遠程監(jiān)視系統(tǒng)，沉箱在下沉過程中可以直接辯別并較方便地處理地下障礙物，同時避免了坑底隆起和流砂管涌現(xiàn)象。相比常規(guī)的沉井施工方法，智能化氣壓沉箱施工方法由于氣壓反力的作用，箱體容易糾偏和控制下沉速度，可以防止突沉、超沉，且周邊地層沉降小，對環(huán)境影響??；相比地下連續(xù)墻施工方法，可顯著減少圍護結(jié)構(gòu)的插入深度，具有可觀的經(jīng)濟性。4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理還有．．．20cm左右水中挖土天頂移動式沉箱挖土機不發(fā)生漏氣水位連動型壓力自動控制裝置微調(diào)作業(yè)氣壓（可以10cm的精度調(diào)整）作業(yè)氣壓設(shè)在只比肋腳底部低一點點的地方（水頭20cm＝０．００２MPa左右）

氣壓沉箱工法因為延垂直方向下沉結(jié)構(gòu)體，所以能防止漏氣引發(fā)的事故。氣壓沉箱的壓氣（垂直方向）4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理雙頭碎石機余土寬度的調(diào)整軟土硬質(zhì)旋臂刀4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理適用范圍：智能化氣壓沉箱施工技術(shù)可適用于軟土、黏土、砂性土和碎(卵)石類土及軟硬巖等各種地質(zhì)條件，適合在城市建筑密集區(qū)，周邊環(huán)境復雜，地表沉降要求高，對周邊建筑保護力度大的區(qū)域進行深基坑建設(shè)，以及舊城改造區(qū)域障礙物較多時采用，并可以向大深度、大面積的方向發(fā)展，滿足城市地下空間的開發(fā)需求。目前開挖深度可達40m。

適用范圍：智能化氣壓沉箱施工技術(shù)可適用于軟土、黏土、砂性土和碎(卵)石類土及軟硬巖等各種地質(zhì)條件，適合在城市建筑密集區(qū)，周邊環(huán)境復雜，地表沉降要求高，對周邊建筑保護力度大的區(qū)域進行深基坑建設(shè)，以及舊城改造區(qū)域障礙物較多時采用，并可以向大深度、大面積的方向發(fā)展，滿足城市地下空間的開發(fā)需求。目前開挖深度可達40m。

4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理橋梁基礎(chǔ)豎井電力設(shè)施垃圾坑地下停車場泵站?調(diào)節(jié)池隧道防汛堤地下鉄駅舎氣壓沉箱4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理民營大樓的地下室首都高速大宮JR下的沉箱4.1概述4.1.1氣壓沉箱工法的工藝原理并且通過升降筒和氣閘，把棄土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重的作用下逐步下沉至設(shè)計標高，最后用混凝土填實工作室。

并且通過升降筒和氣閘，把棄土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重的作用下逐步下沉至設(shè)計標高，最后用混凝土填實工作室。

并且通過升降筒和氣閘，把棄土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重的作用下逐步下沉至設(shè)計標高，最后用混凝土填實工作室。

氣壓沉箱基礎(chǔ)：沉箱形似有頂蓋的沉井。沉箱基礎(chǔ)是一種較好的施工方法和基礎(chǔ)型式。當沉箱就位后，將壓縮空氣壓入沉箱室的內(nèi)部，排出存在于工作室中的水，施工人員在箱內(nèi)進行挖土施工，并且通過升降筒和氣閘，把棄土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重的作用下逐步下沉至設(shè)計標高，最后用混凝土填實工作室。4.1概述4.1.2氣壓沉箱工法與沉井工法的區(qū)別沉井基礎(chǔ)：是以沉井作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，將上部荷載傳至地基的一種深基礎(chǔ)。沉井是一種四周有壁、下部無底、上部無蓋、側(cè)壁下部有刃腳的筒形結(jié)構(gòu)物。沉井通常用鋼筋混凝土制成。它通過從井孔內(nèi)挖土，借助自身的重量來克服井壁的摩阻力下沉至設(shè)計標高。沉井基礎(chǔ)的特點是埋深大、整體性強、穩(wěn)定性好，能承受較大的豎向作用和水平作用。沉井井壁既是基礎(chǔ)的一部分，又是施工時的檔土和擋水結(jié)構(gòu)物，施工工藝也不復雜。4.1概述4.1.3氣壓沉箱工法的工藝流程并且通過升降筒和氣閘，把棄土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重的作用下逐步下沉至設(shè)計標高，最后用混凝土填實工作室。

并且通過升降筒和氣閘，把棄土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重的作用下逐步下沉至設(shè)計標高，最后用混凝土填實工作室。

并且通過升降筒和氣閘，把棄土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重的作用下逐步下沉至設(shè)計標高，最后用混凝土填實工作室。

開始裝配地坪的整平胚模作業(yè)作業(yè)室建設(shè)舾裝沉降挖掘建造主體地下混凝土舾裝解體沉箱間連接完成4.1概述4.1.3氣壓沉箱工法的工藝流程并且通過升降筒和氣閘，把棄土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重的作用下逐步下沉至設(shè)計標高，最后用混凝土填實工作室。

并且通過升降筒和氣閘，把棄土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重的作用下逐步下沉至設(shè)計標高，最后用混凝土填實工作室。

并且通過升降筒和氣閘，把棄土外運，從而使沉箱在自重和頂面壓重的作用下逐步下沉至設(shè)計標高，最后用混凝土填實工作室。

砂土胚模肋腳金屬物?墊板整平沉箱裝配所用的地坪，建砂土胚模（澆注工作室底板混凝土時的模板支架）。肋腳金屬物砂土胚模4.射1概述4.仁1.禍3氣壓待沉箱淺工法上的工竊藝流閥程并且陡通過氏升降寬筒和背氣閘憲，把棄建土外沈運，從而遲使沉肥箱在兄自重陷和頂裕面壓精重的砍作用黨下逐廢步下警沉至納設(shè)計標疫高，抹最后打用混另凝土賢填實咽工作突室。并且慢通過北升降牌筒和確氣閘深，把棄艷土外唇運，從而鼓使沉歲箱在張自重趟和頂貴面壓劫重的宜作用危下逐旦步下攀沉至孫設(shè)計標域高，惑最后放用混饒凝土商填實紅工作誘室。并且云通過饞升降勾筒和餅氣閘疫，把棄森土外遲運，從而會使沉忘箱在山自重悄和頂扁面壓擠重的嶄作用墊下逐物步下謊沉至探設(shè)計標喝高，喚最后遞用混鑰凝土談填實批工作瓦室。工作室底板工作霸室底聰板在地海面上健，建臺造最塔初的徒底板召結(jié)構(gòu)（能確鴉保沉嫂箱施放工的診剛性找所需洞的高睡度位捷置）4.沃1概述4.拿1.魂3氣壓禾沉箱對工法押的工孫藝流捕程并且夜通過渾升降襲筒和否氣閘墨，把棄直土外蒜運，從而察使沉棄箱在梨自重樹和頂肥面壓路重的咐作用夸下逐院步下屆沉至琴設(shè)計標雕高，寺最后東用混剛凝土偷填實埋工作飲室。并且辨通過運升降啟筒和棕氣閘繩，把棄蘿土外仗運，從而拔使沉補箱在飛自重起和頂劣面壓凡重的順作用與下逐證步下盼沉至棍設(shè)計標檔高，廊最后兔用混貸凝土棚填實劈燕工作趕室。并且抹通過峽升降魄筒和歡氣閘揪，把棄袍土外鑒運，從而幣使沉低箱在呀自重境和頂掘面壓訓重的秩作用右下逐茶步下座沉至朝設(shè)計標債高，耀最后撞用混摟凝土車填實用工作震室。人蠅艙材料禾艙塔婦吊挖掘開口材料艙人艙設(shè)置元用于儀搬運花施工瀉資材勝的塔梅吊、用于罩搬運殖砂土亭的材善料艙遮、作戰(zhàn)業(yè)人戒員出培入涵殺箱的鄰人艙特、舾何裝設(shè)糕備等。4.豆1概述4.息1.怪3氣壓冒沉箱忌工法閘的工固藝流挺程并且廣通過嚇升降謎筒和淚氣閘香，把棄尿土外涂運，從而叫使沉獵箱在戀自重碗和頂敏面壓新重的障作用技下逐胳步下牲沉至飛設(shè)計標皇高，模最后岸用混僑凝土宅填實欺工作鍵室。并且?guī)猛ㄟ^長升降需筒和度氣閘占，把棄圣土外土運，從而裂使沉癢箱在亂自重臟和頂助面壓毅重的壞作用美下逐換步下勉沉至憑設(shè)計標顆高，舅最后跪用混升凝土瞞填實塑工作他室。并且臥通過工升降文筒和荒氣閘模，把棄擋土外光運，從而木使沉謝箱在暑自重津和頂政面壓平重的靈作用番下逐擋步下家沉至稱設(shè)計標件高，刻最后開用混女凝土赤填實笨工作屠室。沉箱哲鏟車地面螺遠程張操作錄室遠程伯操作桐盤無人堂挖掘釣機挖掘?搬出降箱內(nèi)猶砂土祖的同器時，發(fā)控制租沉降幫，將末結(jié)構(gòu)征體沉司至所須規(guī)定餐的深攤度。4.譽1概述4.貓1.嘩3氣壓缺沉箱撥工法炊的工共藝流津程并且采通過煮升降語筒和狹氣閘沙，把棄慚土外糞運，從而羅使沉懼箱在逢自重涉和頂打面壓傅重的母作用鍛下逐沉步下捎沉至俯設(shè)計標肝高，茂最后浮用混沒凝土撈填實竊工作蘆室。并且雕通過派升降沒筒和虎氣閘久，把棄膠土外脈運，從而疤使沉肯箱在落自重管和頂顛面壓卸重的且作用百下逐理步下秋沉至似設(shè)計標城高，進最后塵用混鼠凝土縮慧填實言工作寇室。并且抹通過誼升降圣筒和盒氣閘黑，把棄塊土外項運，從而威使沉障箱在斜自重辛和頂源面壓倍重的晶作用心下逐喬步下哈沉至電設(shè)計標菜高，仇最后奧用混捆凝土毅填實述工作頑室。舾裝啞解體回探填水荷載地下混凝土沉至哀所定膀深度榜后，辮在工禽作室無內(nèi)填腥入地緩下混貴凝土韻，使侍其與宅結(jié)構(gòu)恰體一銜體化李。然缺后，岡搬出生設(shè)備耍，進抱行回變填。4.臂2技術(shù)禮介紹4.撓2.軌1氣壓博沉箱漠工法邀的功翅能系絨統(tǒng)氣壓糟沉箱洋工法遞主要千設(shè)備拆系統(tǒng)卻包括歡：（1）遙無控沉合箱液艇壓挖寺機研騰制；（2）遠攀程遙膚控系棒統(tǒng)研薦制；（3）液喘壓升稠降出變土皮垮帶機乎研制庸；（4）物嶺料出宗入塔澤的研炊制；（5）人假員出描入塔摟研制??；（6）螺風旋出查土機狠研制棗；（7）地鑰下（葛挖掘態(tài)操作隨）監(jiān)癥視系坐統(tǒng)；（8）供眠排氣頓系統(tǒng)彼；（9）3D地貌坐顯示貞系統(tǒng)抵；（10）移玻動氧停艙；（11）其遮它輔黑助設(shè)帆備。4.蝦2技術(shù)厚介紹4.稿2.讀1氣壓臣沉箱威工法吧的功筒能系科統(tǒng)氣壓恥沉箱密內(nèi)部歌主要柴設(shè)備胸：（1）物睡料塔（2）人念員塔（3）螺邪旋出塌土機（4）遙勤控挖序機、（5）皮御帶出喂土機（6）地既下監(jiān)觀控系游統(tǒng)設(shè)路備（7）地喊下照思明（8）通還訊設(shè)吵備4.診2技術(shù)荷介紹4.煩2.折2地貌柿與信策號監(jiān)桂測技質(zhì)術(shù)氣壓謙沉箱燙存在濫兩級器系統(tǒng)流：（1）地弊下開極挖卸敞載的宴工作淘系統(tǒng)（2）地卡面的督管理牙與操這作系哄統(tǒng)（3）要嶺進行啞兩級栗的無狐縫對韻接：貍對地饅下要蝕有快刻速的惱識別——地貌中與信攪號監(jiān)脹測系將統(tǒng)4.駱2技術(shù)挺介紹4.屢2.長2地貌漢與信易號監(jiān)救測技勵術(shù)常規(guī)吐氣壓奇沉箱勿的地惱下地沿上交盈流存栽在的淋問題含：現(xiàn)代中氣壓勝沉箱阻施工樣過程辭中無分人進范箱，活管理測人員毅僅通紋過攝像煉機傳脫來的穗圖像來觀察沉箱崗工作電情況弟，不勵能對何沉箱塊工作擱室內(nèi)按地貌驚挖掘疏情況辦進行有效薪測量，也狀無法兼形成堂真實膛感的探沉箱欄工作嗎室場撈景。序同時兵挖掘碧機操喇作人副員是而通過鑒觀察撤攝像良機二絨維圖拜像來候操縱迅挖掘既機，拜操作藥人員雄缺乏厚身臨磁其境喝的感尚覺。方其次抹在多瞞部挖紡掘機吵協(xié)同迷作業(yè)伏，在竄協(xié)同踐作業(yè)繡的過星程中潤，挖掘易機容著易發(fā)踐生碰蠢撞。4.數(shù)2技術(shù)旁介紹4.姓2.旦2地貌守與信揀號監(jiān)爺測技康術(shù)3D地貌諒與信美號監(jiān)僅測系請統(tǒng)：可對坡沉箱慌工作謠室內(nèi)態(tài)地貌照挖掘繩情況遵進行特有效您測量高和三床維顯湖示，膜并有穗效警止示多規(guī)部挖箱掘機護協(xié)同縮慧作業(yè)焰中的紹相互兼碰撞羞。系統(tǒng)繼主要尋包括朱：（1）系航統(tǒng)硬掩件；（2）三鎮(zhèn)維數(shù)銳據(jù)；（3）3D地貌燃建模隨研究販與實萍現(xiàn)；（4）數(shù)諸據(jù)庫酒系統(tǒng)伶。4.忍2技術(shù)石介紹4.票2.嘆2地貌弊與信鈴號監(jiān)請測技趙術(shù)系統(tǒng)成可實速現(xiàn)的錄主要蜓功能旨：（1）利欠用激蹄光掃迎描技沾術(shù)，爬開發(fā)豪了一屈套三粘維激筍光掃情描系祖統(tǒng)，核該系貧統(tǒng)可裂適用押沉箱們環(huán)境帝，實毅現(xiàn)沉鋸箱3D地貌予數(shù)據(jù)采掃描臥功能跟。（2）研割究開喉發(fā)了監(jiān)氣壓階沉箱3D地貌暖建模橡系統(tǒng)殃，該要系統(tǒng)漫使用Op北en所GL實現(xiàn)芽了3D地貌黨的實金時建槐模.并可牛實時助測量潛沉箱沖工作著室地鬧面任束意處槐的挖鋼掘深咐度。（3）采奸用傾吊角傳于感器遞，實恢時測撈量沉筍箱體過的X和Y軸的躺傾角永值，類利用列此值爭實時哪測量勢沉箱炮體的杏四角島高差置，實蓬現(xiàn)了猾對沉今箱體站姿態(tài)漢的實陳時監(jiān)剖視。（4）采斗用激倦光測燈距儀盼等傳蜂感器疲實時攝測量原挖掘辭機的悲位置紹，實癥現(xiàn)了洗挖掘碰的實啞時位荒置顯壯示和駛挖掘躲機避糧碰智道能語烏音報曬警。（5）開沈發(fā)了3D地貌盾顯示早系統(tǒng)折、數(shù)滋據(jù)處束理系脊統(tǒng)、粱控制獸系統(tǒng)心等一麻整套柜軟件碰。（6）該3D地貌脆與信剃號監(jiān)拳測系退統(tǒng)硬傾件軟渠件經(jīng)鉆過工念程應斃用檢誘驗了寬其成形效，曉為工匯程的迅順利上實施社提供旨了信個息保雜證。4.清2技術(shù)浩介紹4.痛2.乓2地貌釘與信尋號監(jiān)捐測技相術(shù)沉箱熔地貌龍三維沸建模宿流程到圖沉箱炕地貌船三維泄建模費流程4.斧2技術(shù)灶介紹4.瓦2.驗2地貌跳與信柜號監(jiān)防測技仙術(shù)云圖喇像及滋深度襲測量4.池2技術(shù)腫介紹4.歐2.毅2地貌鋸與信裁號監(jiān)摟測技確術(shù)三維應面及葉測量4.總2技術(shù)判介紹4.愁2.轟2地貌臘與信芬號監(jiān)敵測技鴉術(shù)數(shù)據(jù)扒庫系息統(tǒng)4.何2技術(shù)炸介紹4.濫2.浪3氣壓歪沉箱漢結(jié)構(gòu)膏設(shè)計服技術(shù)（1）沉倦箱設(shè)傍計要刺點沉箱澡結(jié)構(gòu)逐設(shè)計藝要點躍：重點阻要解癥決強憤度、長變形怨、穩(wěn)賽定等鞠安全盾性；沉箱蜘設(shè)計大主要蛾內(nèi)容盞：沉箱教結(jié)構(gòu)織尺寸呆確定盞、下紙沉穩(wěn)冬定性蓋分析鉗與結(jié)息構(gòu)內(nèi)喘力變色形分亡析、持沉箱惡支承孔、壓肥沉及盲自主機糾偏琴一體越化系盲統(tǒng)。需要宰解決無的問棗題：（1）沉皂箱結(jié)糟構(gòu)設(shè)型計；圖（2）下歷沉穩(wěn)杯定性李計算亞與抗角浮驗濾算；信（3）結(jié)猾構(gòu)分蒼析；貝（4）沉樓箱支芬承、慚壓沉白裝置略的設(shè)未計與數(shù)研究飛；（5）對稠施工繳反饋碎的設(shè)早計修容正與伴總結(jié)責。4.來2技術(shù)迷介紹4.庭2.愁4現(xiàn)代廣氣壓位沉箱瘦工藝款與施欣工技暢術(shù)總體培工法旅涉及饒到的醒專項車技術(shù)暗包括靈：（1）現(xiàn)鄰代氣萌壓沉崇箱施鋒工工潤藝；（2）氣容壓沉憤箱下低沉控羊制技掩術(shù)；斧包括隊氣壓出自動棒調(diào)節(jié)酬系統(tǒng)系、出指土控蛇制系付統(tǒng)、蜜支承全及壓訴沉系哄統(tǒng)及吐相互幟間的異協(xié)調(diào)豎系統(tǒng)脊；（3）氣草壓下禽沉箱蠟混凝古土自粱密實輝封底授技術(shù)抹；（5）高霸氣壓巨環(huán)境起下作鄉(xiāng)豐業(yè)的矮技術(shù)擋；（6）編散制現(xiàn)除代新嫩型氣鞭壓沉廚箱施英工規(guī)錯程，雞其中傅包括算高氣擠壓環(huán)沾境下午的操巴作規(guī)最程等少。4.淋2技術(shù)肝介紹4.爪2.大4現(xiàn)代扔氣壓妖沉箱地工藝螞與施緣瑞工技鵝術(shù)工法伯涉及啊到的姜專用怪裝備盾：自動響挖機4.奔2技術(shù)防介紹4.包2.殲4現(xiàn)代悶氣壓守沉箱司工藝暫與施殺工技喬術(shù)工法伸涉及饞到的念專用梯裝備藏：監(jiān)控才、遙典控挖趟機系宮統(tǒng)4.廢2技術(shù)榴介紹4.從2.紡4現(xiàn)代盈氣壓子沉箱萍工藝濟與施宅工技囑術(shù)工法奔涉及柴到的仍專用眉裝備座：螺旋欺出土賓機4.肥2技術(shù)菊介紹4.困2.摧4現(xiàn)代效氣壓私沉箱揚工藝絞與施儀工技慈術(shù)工法昌涉及拆到的窗專用勤裝備園：醫(yī)療虹減壓客艙4.完3工程碌應用——上海肢市軌攏道交易通7號線12劈燕A標南嘗浦站~耀華挽站中棟間風撫井工橡程4.拖3.戴1工程趣概況本工譜程為跑浦江倦南浦種站～交浦江丘耀華攪站區(qū)怖間的能一個睬中間梨風井唐工程千，位持于原秧上海呼浦東悼鋼鐵歸（集耍團）詠有限到公司域內(nèi)材醉料場汪，風竭井主均體為梢全埋律地下謀四層昏結(jié)構(gòu)職，平步面外許包尺海寸為25赴.2長4m漠×1四5.竊6m，風呈井頂折板以陶下高太度為27努m，結(jié)誤構(gòu)頂怨板面色標高3.攪93苦8m。主毯體結(jié)繁構(gòu)采記用氣葛壓沉拔箱施訴工工