一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构及使用方法与流程

本发明属于工程施工支护，具体属于一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构及使用方法。

背景技术：

1、随着我国城市建成区的更新与发展，老城区市政管网改造工程日益增多。然而，老城区普遍存在道路横断面狭窄、周边既有建筑密集的客观条件，使得地上及地下施工作业空间均受到严重局限。在此类狭小空间内进行管道翻建和沟槽开挖施工，对支护结构的空间适应性、施工连续性以及安全性提供了极高的要求。

2、目前，针对此类受限空间沟槽施工，现有技术主要采用传统箱型支护结合坡率法放坡，或采用整体式滑动支护结构。其中，坡率法会大量占用沟槽底面积，严重挤压有效的施工作业空间；而传统整体式滑动支护结构在应用时，受支护结构与沟槽土体侧壁之间巨大摩擦阻力的影响，当沟槽深度较深，或遇到长度较长的管节（如6m、9m钢管、球铁管）埋设时，往往因侧摩阻过大而无法实质性向前滑动，必须频繁依赖大型吊装设备进行拆装和重复吊装，导致无法实现连续施工。

技术实现思路

1、为了解决现有支护结构在狭长沟槽中因土体侧摩阻过大导致无法连续滑动的问题，本发明提供了一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构及使用方法。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，包括两组平行设置的边侧围挡组件，所述边侧围挡组件的两端设置有端侧围挡件，所述边侧围挡组件的一端通过伸缩件连接有钢刃；

4、每组所述边侧围挡组件包括若干水平拼接件，若干所述水平拼接件通过伸缩件串接成一个挡墙，位于所述挡墙端头的所述水平拼接件上通过伸缩件与所述端侧围挡件以及所述钢刃连接；

5、两组所述边侧围挡组件中位置相对的两个所述水平拼接件之间设置水平支撑件。

6、优选地，每组所述边侧围挡组件中设置有三个水平拼接件，依次为第一水平拼接件、第二水平拼接件和第三水平拼接件；

7、其中，所述第一水平拼接件与所述第二水平拼接件相对的端头之间、所述第二水平拼接件与所述第三水平拼接件相对的端头之间、所述第一水平拼接件与所述端侧围挡件相对的端头之间、所述第三水平拼接件与所述钢刃之间均通过伸缩件连接。

8、优选地，所述伸缩件包括第一伸缩件、第二伸缩件、第三伸缩件和第四伸缩件；

9、其中，所述第一伸缩件设置在所述第一水平拼接件与所述端侧围挡件相对的端头之间；

10、所述第二伸缩件设置在所述第一水平拼接件与所述第二水平拼接件相对的端头之间；

11、所述第三伸缩件设置在所述第二水平拼接件与所述第三水平拼接件相对的端头；

12、所述第四伸缩件设置在所述第三水平拼接件与钢刃之间。

13、优选地，所述第一水平拼接件、第二水平拼接件和第三水平拼接件均包括若干叠放的拼接板；

14、所述拼接板的内侧端面上设置有卡台，所述卡台的延伸方向与所述拼接板的延伸方向相互垂直；

15、所述卡台上卡接有立柱，两组所述边侧围挡组件中位置相对的两个所述拼接板上的所述立柱之间连接所述水平支撑件。

16、优选地，若干叠放的所述拼接板中，位于所述立柱底部端头的所述拼接板底端面连接有楔板。

17、优选地，所述水平支撑件包括连接头和安装座，所述连接头和所述安装座相对的端头之间连接有调节柱，所述调节柱上贴合所述连接头以及所述安装座的端头位置处旋设有限位螺母；

18、所述连接头上远离所述安装座的一端上设置有第一卡槽，所述第一卡槽内卡接相对设置的两个所述拼接板之间的一个所述立柱，所述安装座上远离所述连接头的一端上设置有第二卡槽，所述第二卡槽内卡接相对设置的两个所述拼接板之间的另一个所述立柱。

19、优选地，所述调节柱的外壁上设置有螺纹。

20、优选地，所述端侧围挡件包括第一钢格网和第二钢格网；

21、所述第一钢格网设置在所述第三水平拼接件中位于所述拼接板上靠近所述钢刃的位置；

22、所述第二钢格网的端头上设置有连接柱，所述连接柱与所述第一伸缩件上所述拼接板的一端连接。

23、优选地，所述第一钢格网和所述第二钢格网的尺寸为50cm×50cm。

24、本发明提供了一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构的使用方法，包括：

25、压缩所有的伸缩件，将支护结构吊装至带支护的坑道中，且钢刃位于坑道掘进方向的一侧，并在支护结构上远离所述钢刃一侧的端侧围挡件外侧回填土料；

26、控制连接所述钢刃的伸缩件伸长，所述钢刃沿着坑道掘进方向移动，切削所述钢刃伸出方向的土层，切削所产生的土料通过靠近所述钢刃的端侧围挡件阻挡；

27、清理土层完成土层后，控制连接所述钢刃的伸缩件收缩，同时，若干所述水平拼接件之间的伸缩件中，从距离所述钢刃距离最近至距离所述钢刃距离最远为先后启动路径，逐个控制所述伸缩件先伸出后收缩，带动所述钢刃的所述端侧围挡件沿着坑道掘进方向移动预设的距离；

28、在所述支护结构上远离所述钢刃一侧的端侧围挡件外侧回填土料。

29、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

30、本发明提供了一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，本支护结构通过伸缩件将多节水平拼接件串接成挡墙，并在端部设置端侧围挡和钢刃，通过水平支撑维持整体刚度，采用了仿生蛇形分段式运动结构，将长距离的整体滑动转化为多节段的部分活动动作，降低了段推进时与沟槽土体的接触面积，从而削弱侧摩阻力的影响，同时，钢刃用于贯入前方土体、端侧围挡用于预支护，配合分段滑动，避免传统整体式结构因摩擦阻力过大而无法连续顶进的情况出现，实现受限空间内的连续施工。

31、进一步地，本支护结构中每组边侧围挡组件包含三个水平拼接件，三个水平拼接件通过分段解除或减少各节段与土体的摩擦咬合，使支护结构的滑动过程更加轻便以及可靠。

32、更进一步地，本支护结构中通过拼接板的叠放，实现支护结构高度和长度的模块化拼装，可灵活适应不同埋深和沟槽长度的要求；同时，立柱通过卡台与水平支撑连接，无需外部焊接，现场拆装便捷，降低了施工周期以及实现拆装难度。

33、更进一步地，本支护结构中在立柱底部端头的拼接板底端连接有楔板，楔板减小立柱下沉贯入土体时的尖端阻力，使支护结构在下沉初期的受力更加平稳，防止立柱因受力不均发生倾斜，确保支护结构在下沉工法中能够顺畅、垂直地到达设计标高，提升施工初期的安全性与精确度。

34、更进一步地，本支护结构中端侧围挡件为第一钢格网和第二钢格网，钢格网的网孔结构使得施工人员能够安全地透过网格进行掏土或回填作业，实现了前方顶开掘、后方回填的循环流水作业模式。同时，第二钢格网连接在第一伸缩件上，能够在尾部结构回缩收缩时同步调整，确保任何时刻沟槽都处于有支护的状态，减少基坑暴露时间，避免施工过程中完全敞露导致的坍塌风险。

1.一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，其特征在于，包括两组平行设置的边侧围挡组件，所述边侧围挡组件的两端设置有端侧围挡件，所述边侧围挡组件的一端通过伸缩件连接有钢刃（4）；

2.根据权利要求1所述的一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，其特征在于，每组所述边侧围挡组件中设置有三个水平拼接件（11），依次为第一水平拼接件、第二水平拼接件和第三水平拼接件；

3.根据权利要求2所述的一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，其特征在于，所述伸缩件包括第一伸缩件（1）、第二伸缩件（2）、第三伸缩件（3）和第四伸缩件（12）；

4.根据权利要求3所述的一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，其特征在于，所述第一水平拼接件、第二水平拼接件和第三水平拼接件均包括若干叠放的拼接板（110）；

5.根据权利要求4所述的一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，其特征在于，若干叠放的所述拼接板（110）中，位于所述立柱（7）底部端头的所述拼接板（110）底端面连接有楔板（111）。

6.根据权利要求4所述的一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，其特征在于，所述水平支撑件（6）包括连接头（60）和安装座（63），所述连接头（60）和所述安装座（63）相对的端头之间连接有调节柱（62），所述调节柱（62）上贴合所述连接头（60）以及所述安装座（63）的端头位置处旋设有限位螺母（61）；

7.根据权利要求6所述的一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，其特征在于，所述调节柱（62）的外壁上设置有螺纹。

8.根据权利要求4所述的一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，其特征在于，所述端侧围挡件包括第一钢格网（5）和第二钢格网（8）；

9.根据权利要求8所述的一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构，其特征在于，所述第一钢格网（5）和所述第二钢格网（8）的尺寸为50cm×50cm。

10.一种装配式仿生可伸缩滑动支护结构的使用方法，其特征在于，包括：