[发明专利]气压沉箱无排气出土施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下工程的气压沉箱施工方法，特别是一种用于城市中心区的地铁车站、地下通风井、地下停车库建筑等地下建筑的气压沉箱施工方法。

背景技术

以往的“气压沉箱”出土施工方法(见图1)通常是采用两道出土阀们(平移门3与旋转门4)将沉箱1内的气压P与外界隔离，为保持沉箱1内的气压稳定，吊土桶5将通过出土塔时，始终保证有一道门是处于关闭状态，为保持沉箱1内的土体稳定，沉箱1内与沉箱1外需要有相应气压差，该气压差随着沉箱1下沉的深度增高、土压力的增高而增大。由于有压差的存在，出土阀门(平移门3与旋转门4)两侧气压平衡时才能将门打开或关闭，需要进行排气充气，此过程就浪费了能量(E)，E＝P(排气压差)*V(排气体积)。如果出1m³土排2m³的气，排气压差为0.2Mpa则排1m³土浪费4×10⁵Nm的能量，如一沉箱需要出15000m³的土，则浪费的能量就可观了，达6×10⁹Nm。更重要的是，瞬时排气量很大，排气噪声也很大，通常要90分贝以上所以如在城市施工就会扰民，达不到环保要求，已有的气压沉箱出土技术已不适用市政建设的要求。其次，由于出土要通过两道门，此阀门开、闭需伴随着排、进气，操作烦琐，土桶的上下定位操作困难，工效低。

发明内容

本发明是要解决现有气压沉箱施工过程中出土时必须伴随排气的气压平衡过程，以及施工过程中浪费大量的压力能，并且排气噪声大，污染环境，长期以来无法在城市中推广应用等问题，而提供一种气压沉箱无排气出土施工方法，该方法能彻底消除出土排气噪声污染，提高施工效率，并且具有操作简单等特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种气压沉箱无排气出土施工方法，其步骤是：

(1)用螺旋器出土，建立可控增压土仓；

(2)提升螺旋器的活塞管至设定位置，机械输送土至土仓；

(3)土仓灌满，机械输送停止，活塞管下压使土仓封闭；

(4)土仓土压力升高，驱动螺旋器，活塞管均匀下压，螺旋器排土出土门，沉箱下沉；

(5)活塞管口下降至土仓底，螺旋器停止转动，提升活塞管至设定位置；

(6)重复二至五步骤，直至气压沉箱下沉到相应标高。

其中，在机械输送土至土仓时，通过设置在土仓壁上注水、注浆口注入水或浆；土仓土压力升高时通过设置在土仓内的压力传感器来控制驱动螺旋器旋转排土。

本发明的有益效果是：

(1)本发明为气压沉箱无排气出土，出土无排气噪声产生，环保效果明显；

(2)本发明为无排气出土，避免浪费压力能；

(3)土仓容量相对吊土桶3~4倍，一出土循环时间约为已有出土0.5~0.8倍，相对工效为原来的4~8倍；

(4)操作简单便于推广；

(5)可以促进、推广气压沉箱工艺在市政工程中的广泛应用。

附图说明

图1是现有气压沉箱施工示意图；

图2至图5是本发明的施工过程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施过程对本发明作进一步的说明。一种气压沉箱无排气出土施工方法，其步骤是：

(1)采用螺旋器6出土，建立可控增压土仓8(图2)；

为解决出土时有进行排、进气的问题：采用螺旋器6出土，由于螺旋器6出土为挤压出土，土在螺旋器6中形成连续土塞，出土过程中，沉箱1内的气压与外界的气压始终为隔离状态，因此出土时不会排气，也不需要进充气平衡，避免了排气噪声。

为解决螺旋器6出土的难题：仅用螺旋器6并不能将土从沉箱1内排出，在此需要建立一可控增压土仓8，增压土仓8的原理是通过一活塞管7压向密闭土仓8，从而使土仓8内的土压升高到所需要的压力，土在一定的压差下通过螺旋器6的旋转挤压可将土连续排出。(2)提升螺旋器的活塞管7至设定位置，机械输送土至土仓8(图2)；

为了改善土在螺旋器6内输送性能，在土仓8壁上设置注水口10、注浆口11，必要时注入适量的水或浆，可根治土在螺旋器6中的堵管现象。

(3)土仓8灌满，机械输送停止，活塞管7下压使土仓8封闭(图3)；

(4)土仓8土压力升高，驱动螺旋器6，活塞管7均匀下压，螺旋器6排土出土门，沉箱1下沉(图4)；