4.2 技术介绍
4.2.2 地貌与信号监测技术
?气压沉箱存在两级系统： （1）地下开挖卸载的工作系统 （2）地面的管理与操作系统 （3）要进行两级的无缝对接：对
地下要有快速的识别—— 地貌与信号 监测系统
4.2 技术介绍
4.2.2 地貌与信号监测技术
?常规气压沉箱的地下地上交流存在的问题： 现代气压沉箱施工过程中无人进箱，管理人员 仅通过 摄像机传来的图像 来观察沉箱工作情况 ，不能对沉箱工作室内地貌挖掘情况进行 有效 测量 ，也无法形成真实感的沉箱工作室场景。 同时挖掘机操作人员是通过观察摄像机二维图 像来操纵挖掘机，操作人员缺乏身临其境的感 觉。其次在多部挖掘机协同作业，在协同作业 的过程中， 挖掘机容易发生碰撞 。
压
个气密性高的钢筋混凝土结构工
缩 空
气
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。
4.1 概述
4.1.1 气压沉箱工法的工艺原理
工作室
全国注册土木工程师（岩土）继续教育必修教材全 国师资培训班
城市地下空间建设新技术
住房和城乡建设部执业资格注册中心
2014年10月24-26 日
第4章 现代气压沉箱工艺与施工技术
4.1 概述 4.2 技术 介绍 4.3 工程应用 4.4 小结
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
4.1 概述
4.1.1 气压沉箱工法的工艺原理
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）
还有．．．
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）
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）
（7）地下（挖掘操作）监视系统；
（2）远程遥控系统研制；
（8）供排气系统；
（3）液压升降出土皮带机研制； （9）3D地貌显示系统；
（4）物料出入塔的研制；
（10）移动氧舱；
（5）人员出入塔研制；
（11）其它辅助设备。
（6）螺旋出土机研制；
4.2 技术介绍
4.2.1 气压沉箱工法的功能系统
?气压沉箱内部主要设备： （1）物料塔 （2）人员塔 （3）螺旋出土机 （4）遥控挖机、 （5）皮带出土机 （6）地下监控系统设备 （7）地下照明 （8）通讯设备
这个原理适用于沉箱 在地面上完成构作物的结构
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
压
作业室空气压力等于外水压力，施工才可能进行。
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
4.1.2 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。
不发生漏气
天顶移动式沉箱挖土机
水中挖土
20cm左右
4.1 概述
4.1.1 气压沉箱工法的工艺原理
软土
余土宽度的调整
硬质
双头
旋臂刀 碎石机
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 。
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
开始 装配地坪的整平
胚模作业 作业室建设
舾装
沉降挖掘 地下混凝土
舾装解体
建造主体沉箱间连接完成无人挖掘机 远程操作盘
4.1 概述
4.1.3 气压沉箱工法的工艺流程
水荷载
地下混凝土
沉至所定深度后，在工作室 内填入地下混凝土，使其与 结构体一体化。然后，搬出 设备，进行回填。
回填
舾装解体
4.2 技术介绍
4.2.1 气压沉箱工法的功能系统
?气压沉箱工法主要设备系统包括：
（1）遥控沉箱液压挖机研制；
4.1 概述
4.1.1 气压沉箱工法的工艺原理
桥梁基础 泵站? 调节池
防汛堤
竖井
隧道
气压沉箱
电力设施 地下鉄駅舎
地下停车场
垃圾坑
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
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
4.1.3 气压沉箱工法的工艺流程
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）。
砂土胚模 肋脚金属物
4.1 概述
4.1.3 气压沉箱工法的工艺流程
工作室底板
在地面上，建造最初的底 板结构（能确保沉箱施工 的刚性所需的高度位置）
工作室底板
4.1 概述
4.1.3 气压沉箱工法的工艺流程
材料舱
人舱
挖掘开口
设置用于搬运施工资材的 塔吊、用于搬运砂土的材 料舱、作业人员出入涵箱 的人舱、舾装设备等。
塔吊
人舱
材料舱
4.1 概述
4.1.3 气压沉箱工法的工艺流程
沉箱铲车
地面远程操作室
挖掘? 搬出箱内砂土的同时，控制沉降，将结 构体沉至所规定的深度。