沉箱沉箱拖运技术

沉箱拖运，又称拖带。指拖船利用其动力和设备，拖带他船或物体航行或进行某种作业。实施拖带的船舶称为拖船，拖船一般自身有动力装置，船体短而宽，结构较强，吃水大，有良好的操纵性和稳定性。被拖带的船舶或货物称为被拖船或物。拖带的方式主要有三种：带拖、顶推和绑拖。所谓带施，又称一列式拖带，拖船在前，被拖船或货物在后，拖船或被拖船用拖缆联结。拖带大型设备、货物一般用带拖。所谓顶推，指被拖带船或货物在前，顶推轮在后，用顶推轮首部顶推被拖带船的船体尾部或船舷的拖带方式。所谓绑拖，指将被拖带的船舶或货物绑在拖船的戚旁，由拖船拖带船舶，适用于短途航行，一般在港内及内河使用。其拖运方法有跨拖法、曳拖法和混合出运法三种。跨拖法阻力大、行进速度慢、功率消耗大、易起浪花，在风浪情况下易发生危险，但对沉箱就位有利。该法一般在运距不远、水域面积较为狭窄的条件下采用。当运距较远，水域面积又较大时，可采用曳拖法。在运距短、水域面积又较狭窄的地点，通常采用跨、曳混合的出运方法，这种方法比较容易控制沉箱。

根据沉箱预制和运移下水情况的不同，沉箱的出运工艺主要可归纳为以下几种。

沉箱斜坡滑道出运沉箱

滑道式预制沉箱，有横、纵移式和纵移式，在平台上预制沉箱后，用千斤顶顶起沉箱，将垫车（或台车）置于其下，就位后放松千斤顶，将沉箱放落到垫车上，然后用绞车将垫车沿横移轨道拖移至下水滑道的台车上，用绞车缆索控制下滑速度，利用滑道的坡度使沉箱直接下水。横、纵移式的平台设在滑道的一侧或两侧，沉箱可预制一个出运一个，平台能及时周转；沉箱出运时，要先横移，而后纵移下水，除配纵移车外尚需配横移车，设备费用高。纵移式的平台设在滑道的纵轴线上，沉箱要成批预制和运出，平台不能及时周转，沉箱出运时不经横移直接下水，只需配纵移车，设备费用低。

沉箱气囊出运沉箱

气囊出运沉箱的工作原理与滚筒搬运重物的原理相似，是在沉箱的下面放置可充气的圆形胶囊，通过充气加压顶升沉箱，再在需移动的方向上施加牵引力，使气囊产生滚动，从而达到搬运沉箱的目的。由于气囊在沉箱的压力下会产生较大变形，增大了与地面的接触面积，使单位面积地面的压力减少，且分布较均匀，所以对场地的适应性强。在台座上预制沉箱后，将顶升气囊塞入沉箱底部的地沟内，然后充气顶升沉箱，顶升完成后通过垫木支垫，置入若干圆柱形行走气囊，胶囊充气后将沉箱顶升、坐落于行走气囊上，然后利用卷扬机的牵引力使气囊滚动带动沉箱移动，通过搭岸浮船鸡下水。

沉箱台车出运沉箱

在台座上预制沉箱后，将液压千斤顶或顶升气囊置入沉箱底部的地沟内，然后开动加压油栗顶升沉箱。沉箱顶升完成后移入台车，将沉箱坐落于台车上，用卷扬机牵引台车沿轨道移动，带动沉箱移动至岸边浮船玛上下水。

沉箱滑板出运沉箱

在台座上预制沉箱后，采用气囊或千斤顶顶升沉箱，垫木支垫，下放地沟盖板。沉箱两侧布置预制混凝土限位块，将已涂抹鞋脂油的四氟板拉入沉箱底部，将沉箱坐落于板上，然后用卷扬机牵引沉箱平移。其他还有根据预制场地小的特点，利用气囊平移、起重船吊运下水；根据沉箱较小的特点，乘潮进行预制，再利用浮箱或起重船进行助浮等沉箱出运工艺。

沉箱是有盖无底、依靠自重或加重、随着挖土而能自沉的钢筋混凝土井筒。井筒的平面形状可分为圆形、椭圆形和矩形，多用圆形模施工；井筒壁的下端有刃脚。人工在内部沿筒壁挖土，而由机械设备或半机械设备向井外弃土，有时需水下作业，如遇孤石阻碍下沉，尚需考虑爆破。随挖随沉，待地上浇筑的井筒混凝土强度达到要求时即可继续开挖；井筒自重不足时，应加钢轨、铁块或土袋，达到预定深度时即可封底。

沉箱施工时，借助输入工作室的压缩空气，以阻止地下水渗入，便于工人在室内挖土，使沉箱逐渐下沉，同时在上面加筑混凝土。当其沉到预定深度后，用混凝土填实工作室，作为重型构筑物（如桥墩、设备）的基础。

在沉箱的设计、预制、出运、存放及安装等环节中，出运和安装受到自然条件（潮沙、波浪、海流和水深等）、沉箱重量、船机设备条件、经济条件等多方面的影响和制约，是沉箱施工中的重点环节。沉箱一般在专门的预制场预制，然后在滑道上用台车溜放下水。当预制沉箱的数量不多时，也可利用当地修造船厂的船鸡、滑道、船台或其他合适的天然岸滩预制下水。下水后的沉箱用拖轮拖至现场，定位后用灌水压载法将其沉放在整平好的基床上，再用砂或块石填充沉箱内部。

沉箱从预制场或存放场拖运至安装现场后，趁落潮采取傍拖（跨拖）、慢速拖进安装位置，系上缆，待潮落至沉箱底距基床顶约左右时，通过滑轮组用人力收放缆，定位后随潮落自沉，或开进水阀门灌水下沉，边下沉边收紧缆对位。沉落在基床后，检测偏位、缝宽，如不合格，应抽水、起浮，重新安装。当采用随潮落自沉时，沉箱应适当灌水，使沉前吃水比浮游稳定吃水大以上，以便偏位或缝宽不合格而需抽水、起浮，重新进行安装时，沉箱还处于稳定状态。沉箱沉落在基床后，需开进水阀门灌水，并如同开进水阀门下沉一样，随涨潮灌满水后才关闭进水阀门，以防止沉箱随涨潮而浮起，并增加沉箱抗波浪、水流的稳定性。如浪较大或流较急，通过滑轮组用人力收紧缆绳，尚难以稳住沉箱时，可以在沉箱顶上预埋吊耳，采用起重船一吊装架的方法，吊安沉箱。吊安时，沉箱内灌满水，以增加其抗浪、流的能力，并按摆动中心对位，松钩下落沉箱 。

在沉箱工作室内的工作人员处于高气压的条件下工作，必须有一套严格的安全和劳动保护制度,包括对工作人员的体格检查,工作时间的规定（气压越高，每班工作时间越少），以及工作人员进出沉箱必须在人用变气闸内按规定时间逐渐变压的制度。如加压太快，会引起耳膛病；减压太快，则在高气压条件下血液中吸收的氮气来不及全部排出，形成气泡积聚、扩张、堵塞，会引起严重的沉箱病。

沉箱法(caisson method)是一种在地下水位以下，施工时将压缩空气送入形似有顶盖的沉井的沉箱内部排开地下水，在沉箱内干土上进行挖土施工，并通过特殊的装置井运土的方法。

在沉箱自重加荷重作用下，沉箱逐步下沉，至设计标高后，用混凝土填实工作室，即为沉箱基础。

1891年詹天佑在灤河鐵路大橋筑墩施工即采用了“压气沉箱法”，解決了英、日、德工程師打樁法無法建設橋墩的問題。

1937年茅以升发明了現代沉箱法（並在中国率先使用）用于钱塘江大桥桥墩建设。

气压沉箱是一种无底的箱形结构，因为需要输入压缩空气来提供工作条件，故称为气压沉箱或简称沉箱。

沉箱基础是以气压沉箱来修筑桥梁墩台或其他构筑物的基础。沉箱由顶盖和侧壁组成, 其侧壁也称刃脚。顶盖留有孔洞，以安设向上接高的气筒(井管)和各种管路。气筒上端连以气闸。气闸由中央气闸、人用变气闸及料用变气闸（或进料筒、出土筒）组成。在沉箱顶盖上安装围堰或砌筑永久性外壁。顶盖下的空间称工作室。由于沉箱作业条件差，对人员健康有害，且工效低、费用大，加上人体不能承受过大气压，沉箱入水深度一般控制在35米以内，使基础埋深受到限制。因此，沉箱基础除遇到特殊情况外，一般较少采用。