[发明专利]气压沉箱开挖装置及其使用方法

说明书

本发明公开了气压沉箱开挖装置及其使用方法，它包括沉箱体，所述沉箱体的下部内壁上气密固定有用于对沉箱体底部密封的密封隔板，所述密封隔板的底部端面固定安装有多台悬臂挖机，所述密封隔板上连通有渣土外排通道和压缩空气管，所述密封隔板的底部端面安装有用于对开挖基础进行监视的摄像机以及用于对沉箱体底部密封空腔进行压力监测的压力传感器，所述悬臂挖机、摄像机和压力传感器分别通过信号线与用于控制其工作的工业计算机相连。实现了智能控制沉箱施工过程中取土开挖的作业过程，实时监控沉箱支撑情况，合理调整悬臂挖机姿态，控制开挖取土作业范围，达到沉箱快速取土高效开挖的目的。

技术领域

本发明属于大型沉箱开挖作业技术领域，涉及一种复杂地质条件下大型气压沉箱开挖，主要用于沉箱开挖取土作业。

背景技术

随着我国交通基础设施建设事业的发展，大型沉箱基础得到了日益广泛的应用，沉箱开挖下沉方法也得到越来越多的重视。普通沉箱开挖下沉作业时，由于锅底标高情况不明，人工作业困难，导致目前沉箱施工效率低下，普通沉箱取土方法已经不能满足大型沉箱快速取土的需要。实时远程监控沉箱支撑情况，合理调整分配底部悬臂挖机，增强沉箱开挖作业功效是保障沉箱高效快速施工的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种气压沉箱开挖高效取土装置，实现了智能控制沉箱施工过程中取土开挖的作业过程，实时监控沉箱支撑情况，合理调整悬臂挖机姿态，控制开挖取土作业范围，达到沉箱快速取土高效开挖的目的。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：气压沉箱开挖装置，它包括沉箱体，所述沉箱体的下部内壁上气密固定有用于对沉箱体底部密封的密封隔板，所述密封隔板的底部端面固定安装有多台悬臂挖机，所述密封隔板上连通有渣土外排通道和压缩空气管，所述密封隔板的底部端面安装有用于对开挖基础进行监视的摄像机以及用于对沉箱体底部密封空腔进行压力监测的压力传感器，所述悬臂挖机、摄像机和压力传感器分别通过信号线与用于控制其工作的工业计算机相连。

所述沉箱体的底部内端面设置有用于下沉的土体切削刃。

多台所述悬臂挖机在密封隔板的底部呈等距阵列布置，并使所有悬臂挖机的臂展范围的总和能够覆盖整个沉箱体的底部面积。

所述密封隔板的上部还连通有人工检修通道。

所述压力传感器的信号输出端通过信号线与工业计算机相连，所述摄像机的视频信号输出端通过视频线与工业计算机相连。

所述工业计算机固定安装在操作台的顶部。

所述压缩空气管与空压机相连，所述空压机与工业计算机相连，并与压力传感器配合构成反馈调节系统。

任意一项所述气压沉箱开挖装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：在沉箱体底部设置密封隔板，在密封隔板下方沿沉箱体中心对称均匀布置多台悬臂挖机；

步骤二：安装压缩空气管，并将其与空压机相连，使用氦混合气体在密封隔板和开挖基础间形成高压密封区域；

步骤三：通过工业计算机控制相应的悬臂挖机，并调节悬臂挖机的竖向角度和水平方向，进行开挖取土作业；

步骤四：取土作业同时，利用渣土外排通道将高压密封区域内开挖的土体抽取外排到沉箱体外；

步骤五：一个工作层面开挖完成之后，通过摄像机时时监控开挖基础的开挖情况，并将画面传递给远程工业计算机，通过工业计算机分析沉箱支撑情况，远程控制并调整悬臂挖机的竖向角度和水平方向，进行三维开挖作业；

步骤六：开挖过程中通过压力传感器时时监测高压密封区域的压力，并将其压力信号传递给工业计算机，工业计算机通过与地下水位压力比对之后，反馈调节空压机的功率，并使得高压密封区域的压力与地下水位压保持一致。