具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，如果含有术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，如果存在第一特征在第二特征之上或之下，可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。如果存在第一特征在第二特征之下、下方和下面，包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1所示，一种人工挖孔桩施工压气作业系统，包括工作室200、加减压室100以及空压机，空压机用于为工作室200和/或加减压室100提供气体；工作室200设置在桩孔上方；工作室200与加减压室100之间设置密封装置；

加减压室100侧壁上设置第一密封门103，工作室200侧壁上设置第二密封门203，工作室200与加减压室100之间设置第三密封门221；工作室200底部设置人工挖孔桩接口204，人工挖孔桩接口204与桩孔连通；工作室200与桩孔之间设置密封结构；工作室200内设置吊渣设备222；

加减压室100内设置有第一照明装置，工作室200内设置有第二照明装置；加减压室100上安装有第一安全管路，第一安全管路上设置有第一气体安全阀115，加减压室100上还设置有第一压力检测管路，第一压力检测管路上设置有第一气压表102(通过第一气压表102观察加减压室100内气压)；工作室200上安装有第二安全管路，第二安全管路上设置有第二气体安全阀211，工作室200上还设置有第二压力检测管路，第二压力检测管路上设置有第四气压表202(通过第四气压表202观察工作室200内气压)。

本实施例提供了加减压室100以及工作室200，通过两个操作空间的协同配合，能够保证人工挖孔桩孔的顺利开挖。由于设置有空压机，通过空压机往加减压室100以及工作室200充入气体，保证压气作业人员在压气作业设备内压气条件下完成人工挖孔桩的开挖、护壁支护等工作，开挖过程中达到稳定软弱地层或压气止水的目的，确保人工挖孔桩的顺利实施，解决了软弱地层无法施工人工挖孔桩或含水地层无法向下开挖的难题，具有较大的推广前景。

实施例二

工作室200和加减压室100由一个集装箱分割形成，工作室200和加减压室100之间为隔墙，隔墙上设置第三密封门221。

工作室200底部与人工挖孔桩接口204之间设有密封结构，密封结构包括密封筒403，密封筒403插入挖孔桩井口段护壁409内，密封筒403与井口段护壁409之间设置密封层404。将压气作业设备固定，密封筒403与井口段护壁409之间空隙采用密封层404(如快速水泥)填充，要求此空隙不能漏气并能承受压气作业最高压力。压气作业之前应对压气作业设备所有部件进行检查和检测，并达到设计性能和完好要求。所有截止阀和调气阀等都处于关闭状态。

密封筒403顶部设置圆环连接部，圆环连接部与工作室200底板402之间采用螺栓401连接。圆环连接部与工作室200底板402之间设置密封垫，防止气体泄漏。

实施例三

人工挖孔桩施工压气作业设备由加减压室100、工作室200、空压机和压气调节装置305等部件、相关管路构成，集成为一个集装箱。当人工挖孔桩需要采用压气作业时，直接由运输车运至现场，由吊车吊运并安装到位，即可使用。

加减压室100内设置有第一温度计124，工作室200内设置有第二温度计205。加减压室100内设置有第一加热器121，工作室200内设置有第二加热器217。加减压室100内设置有与外界通讯的第一通话器119，工作室200内设置有与外界通讯的第二通话器218。通过以上设置，能够保证加减压室100以及工作室200的温度，设置通话器便于室内与外界联系。

实施例四

本发明还包括水系统，水系统包括高压水接口1，高压水接口1通过第一水管与设置在加减压室100内的喷头连接，高压水接口1通过第二水管与设置在工作室200内的喷头连接；

第一水管包括第一支管和第二支管，第一支管上设置第一截止阀117，第一截止阀117设置在加减压室100内，第二支管上设置第二截止阀118，第二截止阀118设置在加减压室100外；

第二水管包括第三支管和第四支管，第三支管上设置第五截止阀213，第五截止阀213设置在工作室200内，第四支管上设置第四截止阀212，第四截止阀212设置在工作室200外。

加减压室100内设置有储渣箱127，便于将渣土运出。

实施例五

第一压力检测管路上设置有第一压力记录仪101；第二压力检测管路上设置有第二压力记录仪201；

加减压室100内设置有第一时钟123、第二气压表122以及第一加热器121；空压机与加减压室100之间设置第一气体管道，第一气体管道上设置第七截止阀302、气体减压阀107以及气体流量表106；气体流量表106后侧设置第一气体支路和第二气体支路，第一气体支路上设置第一调气阀105，第一气体支路端部设置第一消音器104，第二气体支路上设置第二调气阀109，第二气体支路端部设置第二消音器108；

工作室200内设置有第五气压表206、第二时钟207以及第二加热器217；空压机与工作室200之间设置进气管，进气管上安装截止阀。

实施例六

加减压室100上设置三个旁路，分别是第一旁路、第二旁路和第三旁路，第一旁路的管道上安装第四调气阀113，管道端部设置第四消音器114。第二旁路的管道上设置第三调气阀111和第三消音器112。第三旁路的管道上设置第一放水阀110。

工作室200上设置两个旁路，分别是第四旁路和第五旁路。第四旁路的管道上设置第五调气阀209和第五消音器210。第五旁路的管道上设置第二放水阀208。

实施例七

一种人工挖孔桩施工压气作业施工方法：

人工挖孔桩施工压气作业设备是一套集成系统，集成为一个集装箱，由加减压室100、工作室200、空压机、压气调节装置305(空压机调节器)、物料运输系统及相关部件、管路组成。

当人工挖孔桩开挖至原状土407无法稳定或达到原状土水位线408时，将集成的压气作业设备吊运至挖孔桩孔上方，工作室200的底板402孔洞通过密封筒403与挖孔桩井口段护壁409相连并形成有效密封层404；此后人工挖孔桩的开挖、支护全部是在压气作业下施工。

依据计算和实际所需压气的压力，压气作业人员在加减压室100内完成施工前的加压作业；通过空压机和压气调节装置305对工作室200和人工挖孔桩开挖面自动保压至所需压力；

挖孔、清运步骤：当加减压室100与工作室200气体压力平衡时，打开第三密封门221，压气作业人员在压气状态下开挖人工挖孔桩的原状土407，开挖渣土经吊渣设备222吊运至储渣箱127，如此循环开挖成孔下方原状土407。当储渣箱127装满渣土后，关闭第三密封门221，打开第一密封门103，由其他施工人员将储渣箱127运走，并将渣土倒掉，然后将储渣箱127重新放置在加减压室100内，并关闭第一密封门103，对加减压室100迅速加压至工作室200压力，打开第三密封门221，继续开挖成孔下的原状土407。

支护步骤：当压气作业人员开挖一段距离(如0.5～1米)，关闭第三密封门221，打开第一密封门103，由其他施工人员将混凝土和钢筋等材料运至加减压室100，关闭第一密封门103，加减压室100加压到工作室200内压力，打开第三密封门221，工作室200内压气作业人员施工挖孔桩护壁405；当挖孔桩护壁405达到要求强度后继续开挖；

如此循环施工(循环挖孔、清运步骤、支护步骤)，完成人工挖孔桩的压气条件下的挖孔、支护作业。当压气作业人员需要离开工作室200时，关闭第一密封门103，进入至加减压室100，关闭第三密封门221，在加减压室100按规范完成减压作业，然后打开第一密封门103离开。

人工挖孔桩压气作业压力设定以稳定开挖面或抵住开挖面水位为准。当开挖含水较大的砂层或砂卵石地层时，为防止无水漏气，通过调节压气调节装置305设定压力使开挖时的水位线控制在已经完成的护壁下表面。当开挖淤泥质不稳定地层时，适当提高设定压力，确保开挖面稳定。

空压机采用一台电动空压机301并且备用一台柴油空压机303，当断电时及时启用柴油空压机303，防止工作室200和加减压室100失压。压气调节装置305采用两套独立自动调节设备，防止一套设备损坏，工作室200失压，对压气作业人员身体造成伤害。压气作业人员压气作业时间和加减压时间应严格按照规范执行。

实施例八

1)如图1和图2所示，人工挖孔桩施工压气作业设备由加减压室100、工作室200、空压机和压气调节装置305等部件、相关管路构成，集成为一个集装箱。当人工挖孔桩需要采用压气作业时，直接由运输车运至现场，由吊车吊运并安装到位，即可使用。

压气作业设备主要有四大系统：供气系统、加减压系统、开挖保压系统和人工挖孔桩物料运输系统。

供气系统由电动空压机301和柴油空压机303组成并联回路，主要供给压气作业人员加减压系统和开挖保压系统所需空气。一般情况下，所用空气由电动空压机301供气，当突然断电或电动空压机301故障时及时采用柴油空压机303供气，确保有稳定、持续的空气供给。

加减压系统由加减压室100、第一压力记录仪101、第一密封门103、气体减压阀107、第一气体安全阀115、第一喷水口116、第一通话器119、第一加热器121、第一照明灯120、第一时钟123、第一温度计124及相关压力表、截止阀、调气阀、消音器、管路等组成。

开挖保压系统由工作室200、第二压力记录仪201、第二密封门203、人工挖孔桩接口204、第二温度计205、第二时钟207、第二气体安全阀211、第二喷水口214、第二照明灯215、第二加热器217、第二通话器218、第三密封门221、压气调节装置305及相关压力表、截止阀、调气阀、消音器、管路等组成。

人工挖孔桩物料运输系统由储渣箱127、吊渣设备222等组成。

2)如图2所示，当压气作业设备吊运至挖孔桩上方，采用多个螺栓401将工作室200底板402与密封筒403固定、密封层404，然后将密封筒403插入挖孔桩井口段护壁409内。将压气作业设备固定，密封筒403与井口护壁之间空隙采用密封层404(如快速水泥)填充，要求此空隙不能漏气并能承受压气作业最高压力。压气作业之前应对压气作业设备所有部件进行检查和检测，并达到设计性能和完好要求。所有截止阀和调气阀等都处于关闭状态。

3)如图1所示，压气作业人员加减压流程如下：启动电动空压机301，打开第七截止阀302。关闭第三密封门221，压气作业人员(一般为2～3人)进入加减压室100，关闭第一密封门103。操仓师(一般需经专业培训并取得操仓证书)慢慢打开第二调气阀109，电动空压机301产生的高压气经第七截止阀302、气体减压阀107、气体流量表106、第二调气阀109、第二消音器108进入加减压室100内，加减压室100内气压慢慢升高，操仓师通过气体流量表106观察进入加减压室100内气体流量，通过第一气压表102观察加减压室100内气压。操仓师要严格按照规范要求完成加压或减压工作。加减压同时第一压力记录仪101要从始至终记录加减压情况。

加减压过程中，压气作业人员可通过第二气压表122观察加减压室100内气压、第一时钟123观察时间、第一温度计124观察加减压室100内温度，可通过调节第一调气阀105的开度提高进入加减压室100内的气体量、调节第三调气阀111开度将加减压室100内气体放出，可通过第一通话器119与外界通电话。加减压过程中，加减压室100内温度可能较低，需通过打开第一加热器121对加减压室100升温。当加减压室100失火，压气作业人员可通过打开第一截止阀117，高压水经高压水接口1、第一截止阀117、第一喷水口116喷出、灭火。操仓师也可通过调节第四调气阀113放气、打开第二截止阀118灭火。当加减压室100内有水需要放出，压气作业人员可通过打开室内底板402的第一放水阀110，将室内水放出。加减压室100内通过第一照明灯120照明，当无电时自动启用第一照明灯120内的应急照明灯。第一气体安全阀115起安全作用，确保加减压室100内气压不会超过第一气体安全阀115的溢流压力。

加减压和压气作业过程中，压气作业设备室外必须有操仓师值守、操作。为防止出现意外情况，室外或室内无人操作，加减压过程中的加气与减气全部是双向设计，即室外、室内都可以操作。

4)如图1所示，压气作业人员进、出工作室200流程如下：启动压气调节装置305，电动空压机301出口高压气经第九截止阀306或第十截止阀307进入工作室200内，确保工作室200和挖孔桩内气压为设定气压。压气作业人员在加减压室100内完成加压，当加压压力与工作室200自动调节压力相同(压气作业人员通过第三气压表126和第二气压表122对比)时，压气作业人员打开第三截止阀125，加减压室100和工作室200内气体相通，然后打开第三密封门221，关闭第三截止阀125，压气作业人员进入工作室200作业。当压气作业人员需要进入加减压室100内减压时，关闭第三密封门221。操仓师将加减压室100内气压加压至设定压力，压气作业人员通过观察第六气压表219和第五气压表206相同时，打开第六截止阀220，加减压室100和工作室200内气体相通，然后打开第三密封门221，关闭第六截止阀220，进入加减压室100内，最后关闭第三密封门221。在加减压室100内完成减压工作。

5)如图1所示，压气作业人员在工作室200内作业时，第二压力记录仪201要从始至终记录气体压力变化情况。压气作业人员可通过第二时钟207观察时间、第二温度计205观察工作室200内温度，可通过调节第五调气阀209开度将工作室200内气体放出一部分(确保工作室200内为新鲜气体)，可通过第二通话器218与外界通电话。工作室200内温度可能较低，需通过打开第二加热器217对工作室200升温。当工作室200失火，压气作业人员可通过打开第五截止阀213，高压水经高压水接口1、第五截止阀213、第二喷水口214喷出、灭火。操仓师或室外人员也可通过打开第四截止阀212灭火。当工作室200内有水需要放出，可通过打开室内底板402的第二放水阀208，将室内水放出。工作室200内通过第二照明灯215照明，当无电时自动启用第二照明灯215内的应急照明灯。第二气体安全阀211起安全作用，确保工作室200内气压不会超过第二气体安全阀211的溢流压力。人工挖孔桩内需要照明时可通过照明接口216接电，需要通风时可通过第十一截止阀308处接口接风管，但要注意风管的风量必须与第五调气阀209的出气量相等。

6)如图1、图2和图3所示，人工挖孔桩作业流程如下：打开第三密封门221，压气作业人员开挖渣土经吊渣设备222吊运至储渣箱127，如此循环开挖原状土407。当储渣箱127装满渣土后，关闭第三密封门221，打开第一密封门103，由其他施工人员将储渣箱127运走，并将渣土倒掉，然后将储渣箱127重新放置在加减压室100内，并关闭第一密封门103，操仓师对加减压室100迅速加压至工作室200内压力，打开第六截止阀220，打开第三密封门221，关闭第六截止阀220，继续开挖原状土407。

当压气作业人员开挖一段距离(如0.5～1米)，关闭第三密封门221，打开第一密封门103，由其他施工人员将混凝土和钢筋等材料运至加减压室100，关闭第一密封门103，加减压室100加压到工作室200内压力，打开第六截止阀220，打开第三密封门221，关闭第六截止阀220，工作室200内压气作业人员施工挖孔桩护壁405。当挖孔桩护壁405达到要求强度后继续开挖。如此循环施工，完成人工挖孔桩的压气条件下的挖孔作业。

7)如图2、图3所示，人工挖孔桩开挖面的防漏气措施：人工挖孔桩压气作业压力设定以稳定开挖面或抵住开挖面水位为准。当开挖含水较大的砂层或砂卵石地层时，为防止无水漏气，通过调节压气调节装置305设定压力使开挖时的压气水位线406控制在已经完成的护壁下表面。当开挖完成，需要护壁施工时，开挖面上加些膨润土，形成膨润土泥浆，缓慢提高气压，将压气水位线406加压下移至开挖面，然后进行挖孔桩护壁405施工。当开挖淤泥质不稳定地层时，适当提高设定压力，确保开挖面稳定。

8)空压机采用一台电动空压机301并且备用一台柴油空压机303，柴油空压机303连接的管道上设置第八截止阀304，当断电时及时启用柴油空压机303，防止工作室200和加减压室100失压。压气调节装置305采用两套独立自动调节设备，防止一套设备损坏，工作室200内失压，对压气作业人员身体造成伤害。

9)其他注意事项：

(1)、加减压室100和工作室200都是在压力状态上工作，应按照压力容器规范设计；

(2)、加减压室100和工作室200内所有与外界相连的部件、管路必须做好密封，防止漏气；

(3)、压气作业人员要根据规范规定的压气压力大小确定作业时间，随着气体压力的增加作业时间减少，因此压气压力尽量降低，以稳定开挖面或抵住开挖面水位为准。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。